BR102017008651A2 - Device for transforming alternative linear movement in circular and vice-versa movement - Google Patents

Abstract

um dispositivo que pode transformar movimento retilíneo alternativo em movimento circular contínuo, bem como movimento circular contínuo em movimento retilíneo alternativo, por meio da transmissão de movimento entre cilindros hidráulicos, de modo que, considerando todos os cilindros do circuito e deles, as câmaras utilizadas para o funcionamento normal do mesmo, o volume total do líquido contido entre todas essas câmaras permanecerá constante durante o funcionamento normal do dispositivo.

Description

“DISPOSITIVO PARA TRANSFORMAR MOVIMENTO LINEAR ALTERNATIVO EM MOVIMENTO CIRCULAR E VICE-VERSA” Escopo do invento [001] O presente requerimento se encontra no campo dos dispositivos acionados pela pressão de um fluido, mais concretamente dos dispositivos capazes de funcionar de forma contínua mediante um fluido que sai de ao menos uma bomba hidráulica para algum cilindro hidráulico, ou sai de ao menos um cilindro hidráulico para algum motor hidráulico. Antecedentes do invento [002] É frequente que haja necessidade de transformar o movimento retilíneo alternativo em movimento de rotação contínuo ou o movimento de rotação contínuo em movimento retilíneo alternativo. Para isso foram criadas diversas alternativas.

[003] São amplamente conhecidos os mecanismos de virabrequim. No entanto, o problema é que estes mecanismos precisam de grande quantidade de peças móveis, gerando uma maior probabilidade de falhas mecânicas. Também não se pode esquecer do comportamento senoidal do trabalho realizado pela força aplicada, aproveitada apenas pela componente paralela à trajetória do pistão.

[004] O documento W02005038246 mostra um dispositivo para obter energia das ondas, convertendo movimento linear em movimento rotacional contínuo, mediante cilindros hidráulicos conectados a um motor. Entretanto, este dispositivo incorpora cilindros hidráulicos que podem funcionar independentemente um do outro, o que faria variar a quantidade total de líquido contido dentro de todos os cilindros.

[005] O documento W09741349 mostra também um dispositivo para obter energia das ondas, convertendo movimento linear alternativo em movimento rotacional contínuo, caracterizado por conter um pistão de trabalho ligado a uma haste que, eventualmente, pode ficar exposta a sobrecargas.

[006] No entanto, é notório que o dispositivo, desenhado para aproveitar o movimento das ondas, esteja praticamente limitado a esse fim, não sendo possível adaptá-lo, de forma simples e eficiente, a outros casos, com exceção dos casos onde os pistões atuem alinhados coaxialmente na vertical.

[007] O documento WO2009153329 mostra dispositivos para obter energia das ondas que convertem movimento linear em movimento rotacional contínuo, a partir de flutuadores, cujos cilindros se comportam de forma independente.

[008] Nestes documentos citados, as propostas utilizam um par de forças na mesma direção, porém em sentido contrário: preferentemente a componente vertical da força de elevação das ondas e a força da gravidade. Entretanto, demonstram inadequação no uso em dispositivos cíclicos, ou onde a transferência do líquido por um pistão faz com que a quantidade total de líquido seja transferida para algum dos outros pistões.

[009] Os requerimentos UY33798 e UY33968 são uma tentativa de melhorar estes problemas, porque mostram dispositivos que podem ser utilizados com fins de uso cíclico, cuja quantidade total de líquido nos pistões permanecerá constante. Entretanto, dado que o líquido é um fluido praticamente incomprimível, é preciso haver forças de compressão relativamente grandes para deslocar o líquido pelo sistema. Aliás, quanto maior for o diâmetro do cilindro escolhido, mais acentuado será este fato. Uma vantagem desta nova proposta, em comparação com a UY33798 e com a UY33968, é que, ao contrário do que acontece nas mencionadas “UY”, nesta nova proposta, depois de acionar o elemento que gera a força produzida pelo mecanismo, o líquido utilizado para isso é transferido para um reservatório, que pode ser hermético, e que fornece o líquido necessário para o funcionamento normal do mecanismo. Além disso, o reservatório mencionado servirá para decantar as impurezas que possam estar circulando no circuito. Inclusive, durante o funcionamento normal do mecanismo, é preferível que o líquido só seja aspirado quando provier do depósito. Nas demais ocasiões é preferível que o líquido flua sob pressão.

[0010] Toma-se necessário, então, contar com um dispositivo que permita manter constante o volume de líquido nas câmaras dos cilindros e que evite o esforço a que é submetido o líquido quando está recirculando permanentemente por pressão dentro do circuito. Ainda que a proposta também compreenda utilizar líquido que recircule permanentemente por pressão dentro do circuito, esse líquido não é o que, submetido a pressões comparativamente altas, será utilizado para acionar o elemento gerador da maior força produzida pelo mecanismo.

[0011] Nos ensaios para montar um mecanismo para converter movimento circular contínuo em movimento linear alternativo, seguindo as indicações contidas na petição UY33968, não foi possível fazer com que a bomba escolhida fosse capaz de extrair o líquido diretamente de um cilindro para enviá-lo diretamente a outro cilindro.

[0012] Então surgiu a necessidade de encontrar uma maneira de conectar direta ou indiretamente os cilindros entre si, para obter um movimento harmônico e sincronizado, tendo em mente a necessidade de conseguir que as transferências obedeçam preferencialmente ao fluxo de líquido por pressão. Combinado a isto, buscou-se o “efeito compensador” para que durante o funcionamento normal do mecanismo, a quantidade de líquido contido entre todas as câmaras utilizadas no mecanismo fosse constante.

[0013] Inesperadamente, isto permitiu que fossem utilizados reservatórios de líquido sob pressão atmosférica, possibilidade não contemplada em nenhuma das duas “UY” citadas e que evitam que o líquido trabalhe permanentemente submetido à pressão, nos setores do circuito onde é aplicada a maior das forças que intervém no funcionamento do mecanismo.

[0014] Conseguiu-se, aplicando torque no eixo de uma bomba hidráulica, dispor do movimento linear alternativo descrito pelas hastes dos cilindros e, aplicando altemadamente força de propulsão nas hastes dos cilindros, é possível dispor de torque entregue no eixo do motor hidráulico, evitando em ambos os casos que o líquido utilizado trabalhe constantemente submetido à alta pressão. Contempla-se também que, salvo quando a origem for o reservatório, o líquido é transferido por pressão. Com isto, quatro casos de valores ascendentes de pressão são diferenciados: líquido aspirado do reservatório, líquido descarregado para dentro do reservatório, líquido transferido para transmitir o movimento entre pistões e líquido para acionar o elemento que entregará a maior força que intervém no funcionamento normal do mecanismo. É claro que, em condições normais, a força gerada pela transformação do movimento é suficiente para o mecanismo funcionar sem precisar de nenhuma outra força como, por exemplo, a da gravidade.

Breve descrição da invenção [0015] A presente invenção é um dispositivo que pode transformar o movimento retilíneo alternativo em movimento rotacional contínuo e o movimento rotacional contínuo em movimento retilíneo alternativo. Para isso ocorrer, é feita a transmissão de movimento entre cilindros hidráulicos, de modo que, considerando todos os cilindros do circuito e, deles, as câmaras utilizadas para o funcionamento normal do mesmo, o volume total de líquido contido entre todas essas câmaras permanece constante durante o funcionamento normal do dispositivo. Ao ser aplicado o movimento linear alternativo às hastes de, ao menos, dois cilindros hidráulicos, o movimento circular será obtido no eixo de, pelo menos, um motor hidráulico. Ao aplicar-se movimento circular no eixo de uma bomba hidráulica, o movimento linear alternativo será obtido nas hastes de, pelo menos, dois cilindros hidráulicos. Breve descrição das figuras [0016] As figuras utilizam símbolos que correspondem à norma DIN/ISO 1219.

[0017] A figura 1 mostra uma composição com dois pares de cilindros de efeito simples e um motor, onde as hastes de cada par de cilindros estão rigidamente unidas entre si.

[0018] A figura 2 mostra uma composição com dois pares de cilindros de efeito simples e um motor, onde as hastes de cada par de cilindros estão rigidamente unidas entre si, apresentando também uma válvula direcional de quatro conexões com duas posições.

[0019] A figura 3 é uma composição parecida à da figura 2, mas que apresenta um motor com rotação reversível e uma segunda válvula direcional de quatro conexões, com duas posições.

[0020] A figurai 4 é parecida à figura 1, mas apresenta uma válvula estranguladora de fluxo, permitindo um melhor controle da vazão.

[0021] A figura 5 é parecida à figura 1, mas os cilindros que compõem o par não são iguais entre si.

[0022] A figura 6 é uma composição que emprega uma bomba, um par de cilindros de duplo efeito e uma haste unilateral.

[0023] A figura 7 é uma composição que apresenta um elemento que pode atuar como motor de duplo sentido ou como bomba de duplo sentido, bem como dois pares de cilindros de efeito simples, onde as duas hastes de cada par de cilindros estão rigidamente unidas entre si e paralelemente dispostas entre si.

[0024] A figura 8 é parecida à figura 7, porém é utilizado um par de cilindros de haste dupla dispostos longitudinalmente com cada cilindro de efeito simples.

[0025] A figura 9 é parecida à 8, porém são utilizados um motor e uma bomba em lugar de um dispositivo que pode atuar como bomba ou como motor.

[0026] A figura 10 mostra uma composição que tem três pares de cilindros, entretanto trabalham sempre dois pares por vez.

[0027] A figura 11 é uma composição que apresenta quatro pares de cilindros, dispostos de forma a permitir que duas pessoas possam usar o mecanismo cíclico em equipe, utilizando-se cada uma de dois pares de cilindros.

Descrição detalhada do invento [0028] Os mecanismos propostos funcionam fazendo a transferência de líquido entre câmaras, sempre com o intuito de transmitir movimento para, graças a essa transmissão, pode converter movimento linear alternativo em movimento circular e, de forma inversa, pode converter movimento circular em movimento linear alternativo.

[0029] Quando um motor atua em um mecanismo, um par composto por uma câmara, que chamaremos primária, e uma câmara que chamaremos secundária, solidamente unidas entre si, serão preenchidas e esvaziadas conjuntamente. Porém, quando funciona uma bomba, um par composto por uma câmara, que chamaremos primária, e uma câmara, que chamaremos secundária, solidamente unidas entre si, serão preenchidas e esvaziadas em inversão de fase.

[0030] Em cada um dos casos, outro par de câmaras similares, duas a duas, funcionará em inversão de fase. Por exemplo, quando se tratar de converter o movimento linear alternativo em movimento circular, o líquido será expulso de uma câmara secundária, solidamente unida à câmara primária que envia líquido ao motor, para outra câmara secundária solidamente unida à câmara primária que aspira líquido do reservatório. Quando se tratar de converter movimento circular em movimento linear alternativo, será feita a expulsão do líquido de uma câmara secundária, solidamente unida à câmara primária, que receberá o líquido oriundo da bomba, escoando para outra câmara secundária, também solidamente unida à câmara primária que envia líquido para o reservatório. Os pares mencionados são formados por câmaras solidamente unidas entre si.

[0031] Para fabricar um mecanismo que possa ser utilizado como sistema cíclico, e que evite a permanente recirculação de líquido submetido a uma pressão relativamente alta, o que provocaria tanto o aumento de sua temperatura como a circulação de impurezas no circuito, é preciso montá-lo como indicado. Isto é, separando, por um lado, o circuito utilizado para acionar o elemento que gera a força empregada pelo mecanismo, ao que chamaremos de circuito primário, e por outro lado, que pelo menos um dos circuitos, aos que chamaremos circuitos secundários, não troque líquido com nenhum outro circuito hidráulico. Dessa forma, será possível transmitir movimento entre os pistões, mantendo constante a quantidade total de líquido contido nas câmaras utilizadas na totalidade dos cilindros que compõem o mecanismo. Isto, como se verá, é possível desde que toda variação na capacidade de uma câmara utilizada no mecanismo seja concomitantemente acompanhada por outra variação de igual magnitude, mas de sentido oposto, em algum outro cilindro do mecanismo.

[0032] Esta maneira de transferir movimento entre os cilindros é a preferível. Entretanto, o especialista compreenderá que, para a transferência de movimento, outros mecanismos também poderíam ser utilizados, visando a que os cilindros preencham e esvaziem suas câmaras em inversão de fase, como por exemplo, correntes, engrenagens ou correias.

[0033] Se alguma câmara de algum dos cilindros não se encontrar conectada ao circuito, evidentemente não participará do funcionamento do mecanismo e, portanto, não formará parte do circuito. Desse modo, é possível trocar, no dispositivo, um cilindro de efeito simples por um de duplo efeito, no qual só uma de suas câmaras estará conectada ao circuito, já que o mecanismo continuará sendo o mesmo. Obviamente, isto se aplica para cada um dos cilindros de efeito simples que forem utilizados no mecanismo.

[0034] Para cada mecanismo determinado, é preferível que as câmaras primárias, utilizadas nos cilindros que formam parte do circuito primário, sejam iguais entre si, como também é preferível que as câmaras secundárias utilizadas nos cilindros que formam parte de um mesmo circuito secundário sejam iguais entre si, o que, obviamente, é preferível para todos e cada um dos circuitos secundários. Também é preferível utilizar cilindros hidráulicos com o mesmo comprimento de curso dos pistões.

[0035] A presente invenção consiste em um dispositivo que possui: a- Um circuito primário que trabalha de forma cíclica, preenchido com um líquido hidráulico primário e que também possui: I- Pelo menos um elemento que pode ser um motor hidráulico cuja saída esteja conectada a um reservatório contendo líquido hidráulico, ou II- Pelo menos um elemento que pode ser uma bomba hidráulica cuja entrada esteja conectada a um reservatório contendo líquido hidráulico, ou III- Pelo menos um elemento que possa atuar indistintamente como motor hidráulico ou como bomba hidráulica de modo que, quando atuar como motor hidráulico, sua saída estará conectada a um reservatório contendo líquido hidráulico, e quando atuar como bomba hidráulica, sua entrada estará conectada a um reservatório contendo líquido hidráulico, ou IV- Pelo menos um elemento, podendo ser um motor hidráulico, cuja saída esteja conectada a um reservatório, contendo líquido hidráulico, e pelo menos um elemento, podendo ser uma bomba hidráulica, cuja entrada esteja conectada a um reservatório contendo líquido hidráulico. V - Um primeiro cilindro hidráulico e um segundo cilindro hidráulico conectados: (i) à entrada de cada motor hidráulico ou à saída de cada bomba hidráulica e (ii) ao reservatório com líquido hidráulico, b- Pelo menos um circuito secundário contendo líquido hidráulico secundário, ao qual pertencerão pelo menos duas câmaras secundárias, possuindo os meios para transmitir, direta ou indiretamente, o movimento do primeiro cilindro para o segundo, bem como para transmitir, direta ou indiretamente, o movimento do segundo cilindro para o primeiro. De modo que: I - (i) - o volume de líquido primário expulso do primeiro cilindro para dentro do motor seja igual ao volume de líquido primário transferido do reservatório para o segundo cilindro, ao mesmo tempo que o volume de líquido secundário expulso da primeira câmara secundária seja igual ao volume de líquido secundário recebido pela segunda câmara secundária e (ii) - o volume de líquido primário expulso do segundo cilindro para dentro do motor seja igual ao volume de líquido primário transferido do reservatório para o primeiro cilindro, ao mesmo tempo que o volume de líquido secundário expulso da segunda câmara secundária seja igual ao volume de líquido secundário recebido pela primeira câmara secundária Ou II - (i) o volume de líquido primário enviado da bomba para o primeiro cilindro seja igual ao volume de líquido primário descarregado do segundo cilindro para o reservatório, ao mesmo tempo que o volume de líquido secundário expulso da primeira câmara secundária seja igual ao volume de líquido secundário recebido pela segunda câmara secundária e (ii) - o volume de líquido primário enviado da bomba para o segundo cilindro seja igual ao volume de líquido primário descarregado para o reservatório do primeiro cilindro, ao mesmo tempo que o volume de líquido secundário expulso da segunda câmara secundária seja igual ao volume de líquido secundário recebido pela primeira câmara secundária.

[0036] Por “cilindro”, entendem-se tanto os cilindros hidráulicos de efeito simples como cilindros hidráulicos de duplo efeito. Por “motor”, entende-se, salvo indicação contrária, “motor hidráulico” e por “bomba” entende-se “bomba hidráulica”, salvo indicação contrária.

[0037] Considerar-se-á que duas câmaras se encontrarão solidamente unidas entre si, quando, estando vazias, for impossível modificar a capacidade de uma delas sem variar também a capacidade da outra.

[0038] Chamaremos de primeira câmara secundária toda e qualquer câmara secundária que estiver solidamente unida à câmara primária do primeiro cilindro, e de segunda câmara secundária toda e qualquer câmara secundária que estiver solidamente unida à câmara primária do segundo cilindro, e assim sucessivamente.

[0039] O reservatório contendo líquido hidráulico pode estar aberto à atmosfera, pode estar fechado de forma não hermética ou ainda hermeticamente fechado. No caso de se tratar de um recipiente hermético, deverá estar completamente preenchido, para eliminar o ar do circuito. Além disso, qualquer que seja o tipo de depósito deverá ter a capacidade suficiente para armazenar a quantidade de fluido necessária para manter a temperatura do líquido em valores aceitáveis.

[0040] Para os fins do presente invento, todo componente que formar parte de um circuito primário será chamado de componente primário (p. ex. líquido primário, câmara primária), já todo componente que formar parte de um circuito secundário será chamado de componente secundário (p. ex. líquido secundário, câmara secundária). O especialista compreenderá que, enquanto o mecanismo estiver em funcionamento, o líquido primário será aquele que passar pelo reservatório de líquido e pelo motor ou bomba, conforme apropriado, já o líquido secundário não passará nem pelo reservatório, nem pelo motor e nem pela bomba.

[0041] Tanto o reservatório que contém o líquido hidráulico como o motor ou a bomba formam parte do circuito primário. Sendo assim, o primeiro e o segundo cilindros formam parte do circuito primário.

[0042] São considerados circuitos hidráulicos diferentes, aqueles circuitos que não compartilham líquido hidráulico.

[0043] De acordo com o anteriormente mencionado, é considerado “líquido hidráulico primário”, ou “líquido primário”, todo aquele líquido hidráulico que for utilizado em um circuito primário e que, portanto, passe pelo depósito de líquido e é utilizado para fazer funcionar os motores ou para ser expulso pelas bombas.

[0044] De acordo com o anteriormente mencionado, é considerado “líquido hidráulico secundário”, ou “liquido secundário”, todo aquele líquido que for utilizado nos circuitos secundários e que, portanto, não passa pelo depósito de líquido nem pelos motores ou bombas, sendo utilizado para transmitir, direta ou indiretamente, o movimento entre o terceiro e quarto cilindros, os quais fazem parte do circuito secundário.

[0045] De acordo com o anteriormente mencionado, entende-se por “câmara primária” aquela câmara que está conectada com o circuito primário e que, portanto, contém líquido primário.

[0046] De acordo com o anteriormente mencionado, entende-se por “câmara secundária” aquela câmara que está conectada com o circuito secundário e que, portanto, contém o líquido secundário.

[0047] Como líquido hidráulico, pode-se utilizar qualquer líquido que permita o deslocamento dos pistões. Pode-se, por exemplo, utilizar óleo * mineral, água, óleo sintético ou emulsões de agua em óleo. E preferível o uso de óleo mineral.

[0048] O líquido hidráulico primário pode ser igual ou diferente do líquido hidráulico secundário, ainda que, por razões de simplicidade, seja preferível o uso do mesmo tipo de líquido em ambos os casos.

[0049] Todas as válvulas utilizadas no presente invento são válvulas convencionais, conhecidas pelo especialista, e terão conexões e dispositivos de controle habituais, de modo a assegurar seu correto funcionamento.

[0050] Quando se trata de converter movimento linear alternativo em movimento circular contínuo, no momento adequado, deve-se aplicar força sobre a haste de um cilindro para expulsar o líquido contido em sua câmara primária, preferencialmente até a chegada do pistão ao fim do curso. Quando se trata de converter movimento circular contínuo em movimento linear alternativo, deve-se aplicar torque no eixo da bomba para enviar líquido para algum cilindro e desta maneira conseguir que a haste descreva um movimento linear à medida que a câmara primária do cilindro for sendo preenchida, preferencialmente até o pistão chegar ao fim do curso. Em ambos os casos, o mencionado movimento dos pistões será transmitido a outros pistões para deixá-los de novo em posição para que o mecanismo possa continuar com o ciclo.

[0051] Os circuitos secundários são utilizados para transmitir o movimento necessário para que, enquanto a capacidade de uma câmara primária aumentar ou diminuir em determinado valor, concomitantemente a capacidade de outra câmara primária diminuirá e aumentará respectivamente no mesmo valor.

[0052] Enquanto o mecanismo estiver convertendo movimento circular em movimento linear alternativo, estará aumentando constantemente a capacidade de alguma câmara primária, sempre que receber líquido por pressão da bomba. Se for utilizado um cilindro de duplo efeito com uma câmara primária e com uma câmara secundária, enquanto a câmara primária estiver aumentando sua capacidade, a câmara secundária irá diminuindo a sua capacidade, na medida em que o líquido for sendo transferido para a respectiva câmara secundária. Se estiverem sendo utilizados dois cilindros rigidamente ligados entre si pelas hastes, enquanto a câmara primária aumenta a sua capacidade, uma câmara secundária do referido cilindro, unido rigidamente por uma haste, irá preferencialmente diminuir a sua capacidade, provocando com isto, para transmitir o movimento, a transferência do líquido para outra câmara secundária de outro cilindro.

[0053] Em ambos os casos, à medida que a câmara secundária for aumentando sua capacidade enquanto recebe o líquido expulso, oriundo da câmara secundária que vai reduzindo sua capacidade, seja por utilizar um cilindro de duplo efeito, ou por utilizar um par de cilindros unidos rigidamente entre si pelas hastes, uma câmara primária irá reduzindo sua capacidade enquanto transfere o líquido para o reservatório.

[0054] Sempre que o mecanismo converter movimento linear alternativo em movimento circular, também diminuirá a capacidade de alguma câmara primária, durante a expulsão do líquido por pressão para dentro do motor. Enquanto a câmara primária diminui sua capacidade, utilizando dois cilindros rigidamente unidos entre si pelas hastes, a capacidade de uma câmara secundária do mencionado cilindro rigidamente unido pela haste irá diminuindo, provocando a transferência do líquido para outra câmara secundária de outro cilindro, para que seja transmitido o movimento. À medida que a câmara secundária for aumentando a sua capacidade enquanto recebe o líquido expulso da câmara secundária, esta última irá reduzindo sua capacidade. Para isto, será utilizado um par de cilindros unidos rigidamente entre si pelas hastes. Simultaneamente, uma câmara primária irá aumentando sua capacidade, enquanto aspira o líquido do reservatório.

[0055] Dessas duas maneiras, garante-se que durante todo o tempo se manterá constante a quantidade de líquido contido no total das câmaras que intervém no mecanismo.

[0056] O especialista entenderá que quando houver uma bomba funcionando no mecanismo, em lugar de utilizar o modo preferível, que consiste em transferir líquido por pressão, de uma câmara secundária para outra câmara secundária, o mecanismo poderá ser montado para que uma câmara secundária aspire líquido de outra câmara secundária. Igualmente, quando houver um motor funcionando no mecanismo, em lugar de utilizar o modo preferível, que consiste em transferir líquido por pressão, de uma câmara secundária para outra câmara secundária, o mecanismo poderá ser preparado para que uma câmara secundária aspire o líquido de outra câmara secundária, ou poderá ser utilizado um cilindro de duplo efeito contendo a câmara secundária e, desse modo, enquanto uma câmara primária reduz sua capacidade expulsando líquido por pressão para dentro do motor, a câmara secundária do mesmo cilindro aspira o líquido de outra câmara secundária.

[0057] A conexão do dispositivo do invento está feita de tal maneira que garante os meios para dirigir o líquido hidráulico no circuito. Portanto: I - Num meio ciclo: (i) O primeiro cilindro envia líquido ao motor enquanto o segundo cilindro aspira líquido do reservatório, ou (ii) O primeiro cilindro recebe líquido da bomba enquanto o segundo cilindro envia líquido para o reservatório, Π - No outro meio ciclo: (i) O primeiro cilindro aspira líquido do reservatório enquanto o segundo cilindro envia o líquido para dentro do motor, ou (ii) O primeiro cilindro envia líquido para o reservatório enquanto o segundo cilindro recebe liquido da bomba [0058] Para conseguir dirigir o fluxo de líquido, é possível utilizar acessórios convencionais. Por exemplo, válvulas de retenção, válvulas de duas ou mais vias ou válvulas de controle direcional.

[0059] O motor hidráulico pode ser um motor com rotação reversível ou não. Nos casos em que o motor seja de rotação reversível, as entradas e as saídas se intercalam quando o sentido de rotação mudar. Em tais casos, para os fins do presente invento, deve-se levar em conta qual é a entrada e qual é a saída para o sentido de rotação do motor. Quando se utiliza um ou mais motores, haverá ao menos um circuito secundário no qual, a todo momento, a câmara secundária que expulsar líquido por pressão estará solidamente unida à câmara primária que expulsar líquido para dentro do motor.

[0060] Uma bomba hidráulica pode bombear em um único sentido ou ser reversível e bombear em ambos os sentidos. Nos casos em que pode bombear em ambos os sentidos, as entradas e as saídas se revezam quando o fluxo do fluido muda de sentido. Nesses casos, para efeito do invento, é importante considerar qual a entrada e qual a saída para o sentido em que a bomba está funcionando. Quando se for utilizar uma ou mais bombas, haverá pelo menos um circuito secundário em que, a todo momento, a câmara secundária que expulsa líquido pressurizado estará solidamente unida à câmara primária que recebe líquido da bomba.

[0061] Existem dispositivos que podem atuar como motor ou como bomba, dependendo da forma como estão conectados. Para os fins do presente invento, quando um dispositivo deste tipo atuar como motor, deverá, portanto, ser considerado como motor; quando atuar como bomba, deverá ser considerado como bomba. Quando um ou mais dispositivos que podem atuar como motor ou como bombas forem usados, haverá ao menos dois circuitos secundários. O primeiro, sempre que converter movimento linear alternativo em movimento circular, expulsará líquido para dentro do motor de uma câmara secundária solidariamente unida à câmara primária. Esta expulsará o líquido para dentro do motor. O segundo circuito, sempre que converter movimento circular em movimento linear alternativo, estará expulsando líquido de uma câmara secundária, solidamente unida à câmara primária que receberá o líquido vindo da bomba.

[0062] No caso de haver mais de um motor ou mais de uma bomba, os motores ou as bombas podem se conectar em série ou em paralelo.

[0063] As conexões entre os cilindros e cada motor ou bomba, ou entre os cilindros e o reservatório, ou ainda entre o reservatório e cada motor ou bomba, serão feitas por meio de elementos convencionais e conhecidos do especialista, como por exemplo, tubos, dutos, mangueiras hidráulicas ou canos, os quais terão os acessórios necessários para o funcionamento do dispositivo. Para os fins do presente invento, será denominada de “linha” a série de tubos, dutos, mangueiras hidráulicas ou canos conectados entre si para transportar líquido. Eventualmente, as linhas podem intercalar alguns acessórios, como válvulas, medidores de fluxo, sensores de pressão etc.

[0064] Por conexão “direta” entre os cilindros, deve-se entender que os cilindros se conectam entre si somente por meio de uma linha; no caso de conexão “indireta” entre os cilindros, deve-se entender que a conexão entre cilindros ocorre por meio de outros elementos além da linha, como, por exemplo, uniões rígidas entre as hastes dos pistões de diferentes cilindros.

[0065] O movimento pode ser transmitido entre um cilindro e outro por qualquer meio conhecido pelo especialista. Esse movimento entre cilindros pode ser transmitido de forma direta ou indireta. Entende-se por transmissão de movimento de forma direta, quando a conexão entre os cilindros através dos quais se transmite o movimento for uma conexão direta. Entende-se por transmissão de movimento de forma indireta, quando a conexão entre os cilindros através dos quais se transmite o movimento for indireta.

[0066] Em seguida, serão comentados alguns meios preferidos para obter o efeito indicado.

[0067] Quando, no circuito primário, um motor e um par de cilindros de efeito simples são utilizados, as câmaras do primeiro e do segundo cilindros contêm o líquido que passará pelo motor, tendo conexões com o motor e com o reservatório. O movimento do primeiro será transmitido ao segundo cilindro de modo que, quando o volume da câmara do primeiro cilindro diminuir, o volume da câmara do segundo cilindro aumentará na mesma quantidade e vice-versa. É preferível dispor de um terceiro cilindro paralelamente ao primeiro cilindro, conectando rigidamente uma das extremidades da haste do terceiro cilindro com uma das extremidades da haste do primeiro, de modo que os êmbolos do primeiro e do terceiro cilindros se encontrem na mesma posição no curso, e de modo que as câmaras dos referidos primeiro e terceiro cilindros só possam esvaziar e preencher conjuntamente, em condições normais de funcionamento. De forma semelhante, conecta-se rigidamente a haste do segundo cilindro à do quarto cilindro, disposto paralelamente, de modo que os êmbolos do segundo e quarto cilindros se encontrem na mesma posição no curso, preenchendo e esvaziando conjuntamente. Os êmbolos do primeiro e do segundo cilindros são posicionados nos extremos opostos do curso. As câmaras do terceiro e quarto cilindros são conectadas por meio de uma linha. O circuito secundário, formado pela câmara do terceiro cilindro, pela câmara do quarto cilindro e pela linha que as conecta entre si, é preenchido por líquido hidráulico. Dessa maneira, quando o volume da câmara (primária) do primeiro cilindro diminui, o volume da câmara (secundária) do terceiro cilindro também diminui, enviando dessa maneira o líquido para a câmara (secundária) do quarto cilindro, a qual aumenta seu volume e desloca a haste do segundo cilindro numa mesma distância. Com essa disposição, o volume de líquido que sai do primeiro cilindro é igual ao volume de líquido que entra no segundo. Quando o segundo cilindro diminui seu volume, ocorre o efeito inverso e o volume de líquido que sai do segundo cilindro será igual ao volume do líquido que entra no primeiro cilindro. O movimento entre os cilindros do circuito primário ocorre então, de forma indireta, por meio do deslocamento do êmbolo dos cilindros do circuito secundário.

[0068] Outra forma preferível, quando o primeiro e o segundo cilindro são de efeito simples, é dispor coaxialmente a haste do terceiro à haste do primeiro cilindro, sendo este terceiro cilindro de duplo efeito e de haste dupla. As hastes devem ser conectadas entre si rigidamente, de modo que os êmbolos do primeiro e do terceiro cilindro se encontrem na mesma posição no curso, de modo que as câmaras dos mencionados primeiro e terceiro cilindros só possam ser esvaziadas e preenchidas conjuntamente em condições normais de funcionamento. De forma similar, a haste do segundo cilindro é conectada rigidamente à haste do quarto cilindro, sendo este quarto cilindro de duplo efeito e de haste dupla, de modo que os êmbolos do segundo e quarto cilindros se encontrem na mesma posição no curso, preenchendo e esvaziando conjuntamente o segundo e o quarto cilindro. Os êmbolos do primeiro e segundo cilindro são posicionados nos extremos opostos do curso. As câmaras do terceiro e quarto cilindros são conectadas entre si por meio de uma linha, preenchendo de líquido hidráulico o circuito secundário formado pela câmara do terceiro cilindro, pela câmara do quarto cilindro e pela linha que as conecta entre si. Ao estarem os pistões dos terceiro e quarto cilindros em extremos opostos, quando um motor é usado, as câmaras que devem ser unidas entre si serão aquelas que possuírem o mesmo valor extremo de capacidade das câmaras primárias, às quais estão unidas pela haste: se um cilindro tem sua câmara primária em estado de capacidade máxima, a câmara secundária do cilindro ao qual estiver unido pela haste será a que também estiver em estado de máxima capacidade. A mesma coisa acontece quando se trata de capacidade mínima. Dessa maneira, quando a capacidade da câmara do primeiro cilindro é reduzida, a capacidade da câmara do terceiro cilindro também será reduzida e, dessa maneira, o líquido é enviado à câmara do quarto cilindro, aumentando sua capacidade e deslocando a haste do segundo cilindro na mesma distância. Com essa disposição, o volume de líquido que sai do primeiro cilindro é igual ao volume de líquido que entra no segundo cilindro. Quando a câmara deste diminui sua capacidade, ocorre o efeito inverso e o volume de líquido que sai do segundo cilindro será igual ao volume de líquido que entra no primeiro cilindro. O movimento entre os cilindros que pertencem ao círculo primário (primeiro e segundo cilindros) é transmitido de forma indireta, por meio do deslocamento do êmbolo dos cilindros que pertencem ao circuito secundário.

[0069] No caso de se usar uma bomba, as câmaras que devem ser unidas entre si são aquelas que estiverem unidas às câmaras primárias pela haste, desde que as câmaras primárias possuam valores extremos opostos: se um cilindro tem sua câmara primária em estado de capacidade máxima, a câmara secundária do cilindro, ao qual está unido pela haste, será a que está em estado de capacidade mínima. Dessa maneira, quando aumentar a capacidade da câmara do primeiro cilindro, a capacidade da câmara do terceiro cilindro se reduzirá. Também é enviado o líquido à câmara do quarto cilindro, aumentando a sua capacidade e deslocando a haste do segundo cilindro na mesma distância. Com essa disposição, o volume de líquido que entra no primeiro cilindro é igual ao volume de líquido que sai do segundo cilindro. Quando a câmara do segundo cilindro aumenta sua capacidade, ocorre o efeito inverso e o volume de líquido que entra no segundo cilindro será igual ao volume de líquido que sai do primeiro cilindro. Neste caso, o movimento entre os cilindros que pertencem ao circuito primário (primeiro e segundo cilindros) também se transmitirá de forma indireta, por meio do deslocamento do êmbolo dos cilindros pertencentes ao circuito secundário.

[0070] Quando são usados cilindros de duplo efeito no circuito primário, estes contêm sempre duas câmaras. Uma câmara de cada cilindro pertencerá ao circuito primário e a outra câmara de cada cilindro pertencerá ao circuito secundário. Os êmbolos do primeiro e segundo cilindros são posicionados em lados opostos do curso e, desse modo, se no mecanismo estiver funcionando um motor, quando o primeiro cilindro transferir líquido da câmara primária para dentro do motor, a câmara secundária deste primeiro cilindro aspirará o líquido da câmara secundária do segundo cilindro. Dessa maneira, o êmbolo do segundo cilindro se moverá e fará que o referido segundo cilindro aspire o líquido do reservatório, com sua câmara primária. O especialista perceberá que o volume de líquido aspirado pelo segundo cilindro será então igual ao volume de líquido expulso pelo primeiro cilindro. Quando o segundo cilindro expulsa o líquido de sua câmara primária, o processo se inverte e o volume de líquido expulso pela câmara primária do segundo cilindro será igual ao volume de líquido aspirado pela câmara primária do primeiro cilindro. O mesmo acontecerá com as câmaras secundárias de ambos os cilindros: a quantidade de líquido que entra numa câmara secundária é igual à quantidade de líquido que sai da câmara secundária do outro cilindro. Neste caso, o movimento entre cilindros se transmite de forma direta, por meio do fluxo de líquido secundário entre as câmaras secundárias do primeiro e segundo cilindros.

[0071] O especialista notará que também é possível fazer funcionar um mecanismo composto por um par de cilindros de duplo efeito e por um motor. Deste modo, ao acionar o primeiro cilindro, sua câmara primária aspirará o líquido do reservatório em lugar de transferi-lo para dentro do motor. Dessa maneira, a câmara secundária do já mencionado primeiro cilindro enviará líquido para a câmara secundária do segundo cilindro, em vez de aspirar o líquido da câmara secundária do segundo cilindro; e o segundo cilindro, com sua câmara primária, enviará o líquido para dentro do motor.

[0072] Os diferentes meios utilizados para dirigir o líquido hidráulico permitem que, a cada meio ciclo, um dos cilindros gire o motor enquanto o outro cilindro aspira o líquido hidráulico do reservatório. Ficará evidente para o especialista como conectar os cilindros com o motor e o reservatório, bem como em que lugar do ciclo deverá posicionar os meios para dirigir o líquido, visando a permitir que o líquido flua para a direção desejada.

[0073] Para acionar um motor, em lugar de utilizar unicamente um par de cilindros de duplo efeito para montar um mecanismo, outra opção preferida seria a utilização de um par adicional de cilindros de efeito simples para montar um circuito secundário, unindo solidamente por um lado um extremo da haste do primeiro cilindro com um extremo da haste de um cilindro conectado ao circuito secundário e, por outro lado, unindo um extremo da haste do segundo cilindro com um extremo da haste do cilindro restante, conectado ao circuito secundário, para conseguir que cada cilindro do circuito primário e o cilindro do circuito secundário, ao qual está unido, esvaziem e encham conjuntamente as suas câmaras.

[0074] No caso de se utilizar uma bomba hidráulica e um par de cilindros de duplo efeito, num meio ciclo, quando a câmara primária do segundo cilindro receber o líquido proveniente da bomba, a câmara secundária do próprio segundo cilindro expulsará o líquido contido, sendo o movimento do seu êmbolo transferido ao êmbolo do primeiro cilindro. Ao mesmo tempo, a câmara secundária do referido primeiro cilindro vai sendo preenchida. As conexões secundárias entre o primeiro e o segundo cilindros fazem com que o pistão do primeiro cilindro se desloque e envie líquido ao reservatório.

[0075] No outro meio ciclo, a bomba envia o líquido hidráulico para a câmara primária do primeiro cilindro, com o qual o pistão do primeiro cilindro se desloca e seu êmbolo empurra o líquido contido em sua câmara secundária, provocando o deslocamento do pistão do segundo cilindro. Esse deslocamento faz com que o segundo cilindro transfira, da sua câmara primária, líquido hidráulico para o reservatório.

[0076] No caso de ser utilizado um dispositivo hidráulico de bomba/motor, outra opção preferível é a utilização de um par de cilindros de efeito duplo nos circuitos secundários, de tal forma que um extremo de cada uma de suas hastes esteja não só conectado solidamente, mas também numa relação biunívoca com um extremo de cada haste de cada cilindro do circuito primário, como anteriormente descrito. Nesse caso, os cilindros dos circuitos secundários serão conectados entre si através de duas linhas independentes. O que foi dito para as bombas também será aplicado quando o dispositivo atuar como bomba. Do mesmo modo, o que foi dito para o motor também será aplicado quando o dispositivo atuar como motor.

[0077] Sendo preciso repor líquido no circuito primário, esta reposição será muito simples: basta adicionar mais líquido hidráulico no tanque que contém líquido hidráulico. Como o ou os circuitos secundários estão completamente fechados, é preferível que exista um tanque de reserva de líquido hidráulico conectado a cada circuito secundário, por pelo menos uma linha e pelo menos uma válvula, permitindo repor líquido quando for preciso ou retirar líquido quando for necessário ajustar o curso dos pistões. Quando o mecanismo estiver em funcionamento, a válvula ou as válvulas que conectam o circuito secundário com o tanque de reserva de líquido hidráulico estarão fechadas.

[0078] O tanque que contém líquido hidráulico permite esfriar o líquido no circuito primário. Eventualmente, esse tanque pode ter um sistema de resfriamento, preferencialmente uma serpentina por onde a água circulará. Entretanto, dado que cada circuito secundário é hermético, é preferível que cada circuito secundário tenha intercalado um trocador de calor convencional, para evitar que o líquido hidráulico superaqueça e faça o mecanismo perder eficiência.

[0079] Se o dispositivo usar um motor, os pistões podem ser acionados por qualquer meio conhecido, como, por exemplo, por força humana, tração animal, energia eólica, energia elétrica etc. É preferível que os pistões se movam por mecanismo cíclico ou por um mecanismo de ar comprimido. Ambos os mecanismos não fazem parte do invento.

[0080] No caso de o dispositivo usar uma bomba, esta pode ser acionada por qualquer meio conhecido, como, por exemplo, força humana, * tração animal, energia eólica, energia elétrica etc. E preferível que a bomba seja acionada por energia eólica.

[0081] Opcionalmente, pode-se considerar a instalação de volantes do motor preferencialmente de carga variável, nos eixos de rotação dos elementos utilizados no dispositivo. Uma opção é considerar a instalação de válvulas para regular o fluxo de líquido hidráulico, ou mesmo para chegar a impedir o fluxo. Pode-se também considerar a instalação opcional de um tanque auxiliar contendo líquido hidráulico junto a um dispositivo de controle, para cortar a passagem do líquido do tanque para todo o circuito.

[0082] A seguir, são descritas as figuras, que devem ser vistas como exemplos do invento, sem jamais serem consideradas limitações para o mesmo.

[0083] A figura 1 mostra uma composição do invento, apresentando quatro cilindros de efeito simples 11, 12, 111, 112 e um motor 3. Estes cilindros de efeito simples estão conectados dois a dois por meio das uniões rígidas 191, 192. O cilindro 11 é o primeiro e se conecta com o motor 3 através da linha 501, cuja válvula é de sentido único (válvula de retenção) 601. O motor 3 transfere o líquido através da linha 500 para o reservatório de líquido hidráulico 18. O cilindro 12 é o segundo cilindro e está conectado ao reservatório 18 através da linha 502, que tem uma válvula de retenção 602. O terceiro cilindro 111 e o quarto, 112, têm suas câmaras unidas através da linha 534, que possui um trocador de calor 100 que evita o reaquecimento do líquido hidráulico; a introdução do trocador de calor é preferível, porém opcional. As hastes dos primeiro e terceiro cilindros se encontram unidas pela união rígida 191, enquanto as hastes dos segundo e quarto cilindros estão unidas pela união rígida 192, fazendo que os pistões do primeiro e terceiro cilindros se movam simultaneamente, enquanto os pistões do segundo e quarto cilindros também se movam simultaneamente. Uma linha 520 conecta as linhas 501 e 502 através de uma válvula de retenção 620, enquanto uma linha 510 conecta as linhas 501 e 502 através de uma válvula de retenção 610.

[0084] Para o preenchimento do circuito secundário, conta-se com um tanque auxiliar de reserva de líquido hidráulico 1, conectado ao circuito através da linha 505. A passagem de líquido é permitida ou cortada por meio da válvula direcional de duas vias, com duas posições 822.

[0085] O tanque auxiliar 1 é preferível, porém opcional. Só é utilizado quando é necessário repor o líquido no circuito secundário. Entretanto, não estará conectado ao circuito quando o dispositivo estiver em funcionamento, já que durante o funcionamento a válvula 822 fica fechada.

[0086] Num meio ciclo, quando os pistões dos cilindros 11 e 111 se deslocam, de modo a reduzir o volume das câmaras, o líquido hidráulico se dirige ao motor 3 através da linha 501 e, desse modo, faz o motor girar, enquanto o líquido que sai do motor se dirige para o reservatório 18 através da linha 500. Simultaneamente, o líquido vai, através da linha 534, para a câmara do cilindro 112, aumentando seu volume e fazendo que a câmara do cilindro 12 aspire o líquido do reservatório através da linha 502, que possui válvula de retenção 602.

[0087] Em outro meio ciclo, os pistões dos cilindros 12 e 112 se deslocam, reduzindo o volume das câmaras. O líquido hidráulico é transferido para dentro do motor hidráulico 3 através das linhas 502, 520 e 501; o líquido que sai do motor hidráulico vai para o reservatório 18. Simultaneamente, o líquido é transferido, através da linha 534, para a câmara do cilindro 111, aumentando seu volume e fazendo que a câmara do cilindro 11 aspire líquido do reservatório 18, através das linhas 502, 510 e 501. Com isso, o ciclo de funcionamento do dispositivo é completado.

[0088] O especialista notará que, num meio ciclo, o movimento do pistão do primeiro cilindro 11 é transmitido de forma indireta para o pistão do segundo cilindro 12; e que os meios para transmitir este movimento são o líquido hidráulico, as uniões rígidas 191, 192, o pistão do terceiro cilindro 111, a linha 534 e o pistão do quarto cilindro 112. De fato, o movimento do pistão do cilindro 11 é transmitido para o pistão do cilindro 111 por meio da união rígida 191; o cilindro 111 transmite então o movimento ao pistão do cilindro 112, através da linha 534; finalmente, o pistão do cilindro 112 transmite o movimento para o pistão do cilindro 12 por meio da união rígida 192.

[0089] O especialista também notará que, no outro meio ciclo, o movimento do pistão do cilindro 12 é transmitido de forma indireta para o pistão do cilindro 11; os meios para transmitir este movimento são os mesmos utilizados no meio complementar do ciclo. Neste caso, o movimento do pistão do cilindro 12 é transmitido para o pistão do cilindro 112 por meio da união rígida 192; o pistão do cilindro 112 transmite então o movimento para o pistão do cilindro 111, através da linha 534; finalmente, o pistão do cilindro 111 transmite o movimento para o pistão do cilindro 11, por meio da união rígida 191.

[0090] A partir do momento que os líquidos são incomprimíveis, o especialista evidentemente notará no meio ciclo que, quando o pistão do primeiro cilindro 11 se deslocar e reduzir a câmara em um determinado volume, o pistão do cilindro 12 deverá se deslocar visando a aumentar o volume da câmara do cilindro 12 no mesmo volume. Em outras palavras, o volume do líquido hidráulico deslocado pelo cilindro 11 será igual ao volume de líquido aspirado pelo cilindro 12. No outro meio ciclo ocorre a mesma coisa, porém neste caso o volume de liquido deslocado pelo cilindro 12 será igual ao volume de líquido aspirado pelo cilindro 11.

[0091] Na composição da figura 1, o circuito secundário do dispositivo está integrado pelos cilindros 111 e 112 e pela linha 534. Já os cilindros 11 e 12, as linhas, os acessórios, o motor 3 e o reservatório 18 integram o circuito primário do dispositivo. É importante notar que o líquido hidráulico da segunda seção não é compartilhado com o líquido da primeira seção. O especialista também notará que, a partir do momento que o circuito de funcionamento do motor e o circuito que transmite o movimento entre os pistões dos cilindros forem independentes, poderá ser usado o mesmo líquido ou líquidos diferentes para cada um dos circuitos.

[0092] A figura 2 é outra composição do invento. O design do dispositivo desta composição é similar ao da figura 1, mas é incluída uma válvula direcional de quatro conexões, com duas posições 842, que dirige convenientemente o fluxo de líquido, em lugar de fazê-lo com quatro válvulas de retenção como na figura 1: durante o meio ciclo, a válvula 842 se encontra em uma das duas posições para permitir que o líquido pressurizado, que um dos cilindros descarrega, acione o motor, ao mesmo tempo que o outro cilindro aspira líquido do reservatório; enquanto isso, no outro meio ciclo, a válvula se encontra em outra posição para inverter o fluxo de e para os cilindros.

[0093] O especialista perceberá facilmente que dessa maneira o líquido mudará o percurso a cada meio ciclo: num meio ciclo, o cilindro 11 injeta o líquido hidráulico para dentro do motor 3 através das linhas 501 e 531, e o cilindro 12 aspira o líquido do reservatório 18 através das linhas 530 e 502; enquanto isso, no outro meio ciclo, o cilindro 12 injeta o líquido para dentro do motor 3 através das linhas 502 e 531, e o cilindro 11 aspira o * líquido do reservatório 18 através das linhas 530 e 501. E claro que a quantidade de líquido aspirado é, durante o funcionamento normal do dispositivo, igual, em todo momento, à quantidade de líquido que o motor descarrega para o reservatório 18 pela linha 500. A linha 534 permite que o líquido, injetado pelo pistão do cilindro 111, passe ao cilindro 112 e vice-versa, de modo que um dos cilindros 11 ou 12 aspire líquido do reservatório enquanto o outro envia líquido ao motor. Novamente, neste caso, o movimento do cilindro 11 é transmitido de forma indireta ao cilindro 12 e vice-versa.

[0094] A figura 3 é uma composição que inclui um motor 30 de rotação reversível. O circuito é parecido ao da figura 2, mas inclui neste caso duas válvulas direcionais de quatro conexões, duas posições 843, 844.

[0095] No meio ciclo, o cilindro 11 injeta líquido para dentro do motor 30 através das linhas 501, 541 e 550 e das válvulas 843 e 844. Isto faz com que o motor gire em sentido horário, considerando o ponto de vista do observador da figura. O líquido sai do motor 30 e vai para o reservatório 18 através das linhas 500 e 540 e da válvula 844. O cilindro 12 aspira o líquido do reservatório 18 através das linhas 542 e 502 e da válvula 843. O pistão do cilindro 111 se move simultaneamente com o pistão do cilindro 11, devido à união rígida 191 entre as hastes, com o qual envia líquido, através da linha 534, para o cilindro 112, cujo volume aumenta provocando o deslocamento do seu pistão. Dado que as hastes dos pistões dos cilindros 112 e 12 também estão unidas por uma união rígida 192, isso faz com que o pistão do cilindro 12 se desloque, fazendo com que o cilindro aspire o líquido do reservatório 18.

[0096] No outro meio ciclo, trocam-se as posições na válvula 843 e, nesse caso, o líquido é injetado pelo cilindro 12 através das linhas 502, 541 e 550 e da válvula 844. Enquanto isso, o líquido é aspirado do reservatório 18 pelo cilindro 11 através das linhas 542 e 501. Os cilindros 111 e 112 atuam de forma parecida no meio complementar do ciclo, permitindo que, enquanto o cilindro 12 injeta o líquido, o cilindro 11 o aspire. O motor 30 também gira em sentido horário.

[0097] Se for desejável que o motor 30 gire em sentido anti-horário, basta inverter a posição na válvula 844. Com isso, a entrada e a saída do motor invertem. O especialista compreenderá que o funcionamento do ciclo é parecido ao do caso anterior, com a diferença que o líquido entrará no motor 30 pela linha 500 e sairá dele pela linha 550, entretanto os cilindros continuarão conectados à entrada do motor e ao reservatório.

[0098] A figura 4 mostra um esquema com dois pares de cilindros com funcionamento similar ao da figura 1. A diferença é que a válvula estranguladora de fluxo 9 e a válvula direcional 822 permitem um melhor controle do fluxo de líquido, em comparação com a composição da figura 1.

[0099] A figura 5 representa uma composição de um invento parecido ao da figura 1. A diferença nesse caso é que, ainda que os dois cilindros 11 e 12 sejam iguais entre si e os cilindros do par 130 e 140 também sejam iguais entre si, os quatro cilindros não são iguais entre si. Entretanto, é preferível que os cursos do pistão dos cilindros 11,12,130 e 140 sejam iguais entre si.

[00100] O que importa é que o volume de líquido deslocado pelo cilindro 130 seja recebido pelo cilindro 140 e vice-versa, porque isso será o que vai determinar o deslocamento dos pistões dos cilindros 11 e 12.

[00101] A composição da figura 6 emprega uma bomba 4, um único par de cilindros de duplo efeito e haste unilateral 21, 22, uma válvula direcional 842 de quatro vias, com duas posições, um reservatório 18 e demais linhas e acessórios necessários. Nesta composição, a posição do seletor da válvula 842 determinará qual dos cilindros 21, 22 receberá em sua câmara primária o líquido pressurizado enviado pela bomba. A posição escolhida na figura 6 fará com que o líquido da bomba vá para a câmara primária 721 do cilindro 22, o que provocará o esvaziamento da câmara secundária 725, fluindo o líquido através da linha 534 para ir preenchendo a câmara secundária 715 do cilindro 21 e ir esvaziando a câmara primária 711 do cilindro 21, líquido que terminará voltando ao reservatório 18. O especialista perceberá a simultaneidade entre o esvaziamento e o preenchimento das câmaras e que, com o preenchimento completo da câmara primária 721, que está recebendo líquido da bomba 4, será necessário selecionar a outra posição da válvula 842 para modificar a circulação do líquido e completar o ciclo, preenchendo a câmara primária 711, enquanto o líquido contido na câmara primária 721 for voltando ao reservatório 18. Note-se que a descarga de líquido no reservatório 18 é possível graças à transferência de líquido entre as câmaras secundárias por meio da linha 534.

[00102] A figura 7 é uma composição preferível para os casos em que se tem um dispositivo 34 que pode funcionar, caso seja necessário, como motor de rotação reversível ou como bomba com duplo sentido de fluxo, (motor/bomba).

[00103] Sempre que o dispositivo 34 funcionar como motor, num meio ciclo, o cilindro 11 injetará líquido para dentro do motor 34, enquanto o cilindro 12 aspirará líquido do reservatório 18; no outro meio ciclo, será o cilindro 12 que injetará o líquido para dentro do motor 34, enquanto o cilindro 11 aspirará liquido do reservatório 18. O movimento entre os cilindros 11 e 12 é transmitido indiretamente por meio da conexão dos cilindros 211 e 212, por meio da linha 534 e da conexão entre os cilindros 11 e 211 e dos cilindros 12 e 212, utilizando as uniões rígidas 191 e 192, respectivamente. A válvula 846 é a que determina o sentido de rotação do motor e a válvula 845 permite, ao mudar de posição, preferentemente quando os pistões chegam ao fim do curso, mudar o sentido do fluxo, de modo que cada um dos cilindros 11, 12 aspire ou receba injeção de líquido a cada meio ciclo.

[00104] Sempre que o dispositivo 34 funcionar como bomba, num meio ciclo, o líquido injetado pela bomba moverá o pistão do cilindro 12, enquanto o cilindro 11 enviará líquido ao reservatório 18, de onde será aspirado pela bomba; no outro meio ciclo, será o pistão do cilindro 11o que será movido pela bomba, enquanto o cilindro 12 enviará líquido ao reservatório 18. Nesta ocasião, o movimento entre os cilindros 11 e 12 é transmitido indiretamente por meio da conexão entre os cilindros 211 e 212, através da linha 535 e da conexão entre os cilindros 11 e 211, e entre os cilindros 12 e 212, através das uniões rígidas 191 e 192, respectivamente. A válvula 846 acompanha o sentido do bombeamento para evitar que o líquido seja descarregado diretamente no reservatório e a 845 permite, ao mudar de posição, preferentemente quando os pistões chegam ao fim do curso, mudar o sentido de fluxo de modo que cada um dos cilindros 11, 12 receba a transferência de líquido a cada meio ciclo.

[00105] Note-se que nesse caso há dois circuitos secundários: um deles intervém quando o dispositivo 34 funciona como motor e está formado pelas câmaras 716, 726 e pela linha 534; o outro circuito secundário intervém quando o dispositivo 34 funciona como bomba e está formado pelas câmaras 715, 725 e pela linha 535. Como se vê, os líquidos hidráulicos são independentes em cada circuito secundário.

[00106] A figura 8 é outra composição preferível para os casos em que se tem um dispositivo 34 que pode funcionar, de acordo com a necessidade, como motor de rotação reversível ou como bomba com duplo sentido de fluxo.

[00107] Se o dispositivo 34 funcionar como motor, em um meio ciclo, o cilindro 11 injetará líquido para dentro do motor 34, enquanto o cilindro 12 aspirará o líquido do reservatório 18; no outro meio ciclo será o cilindro 12 a injetar líquido para dentro do motor 34, enquanto o cilindro 11 aspirará líquido do reservatório 18.

[00108] O movimento entre os cilindros 11 e 12 é transmitido indiretamente por meio da conexão entre os cilindros de efeito duplo e haste bilateral 311 e 312, através da linha 534 e da conexão entre as hastes dos cilindros 11 e 311, bem como das hastes dos cilindros 12 e 312 através das uniões rígidas 193 e 194, respectivamente. A válvula 848 é a que determina o sentido de rotação do motor e a válvula 847 permite a troca de posição, preferencialmente quando os pistões chegam ao final do curso, mudando o sentido do fluxo de forma que cada um dos cilindros 11, 12 aspire ou receba injeção de líquido a cada meio ciclo.

[00109] Quando o dispositivo 34 funcionar como bomba, em um meio ciclo, o líquido injetado pela bomba moverá o pistão do cilindro 12, enquanto o cilindro 11 enviará líquido ao reservatório 18, de onde será aspirado pela bomba; no outro meio ciclo será o pistão do cilindro 11 que será movido pela bomba enquanto o cilindro 12 enviará o líquido para o reservatório 18. Nesta ocasião, o movimento entre os cilindros 11 e 12 é transmitido indiretamente por meio da conexão entre os cilindros 311 e 312, através da linha 535 e da conexão entre os cilindros 11 e 311, e entre os cilindros 12 e 312, através das uniões rígidas 193 e 194, respectivamente. Novamente, a válvula 848 acompanha o sentido do bombeamento para evitar que o líquido seja descarregado diretamente no reservatório e a 847 permite, ao trocar de posição, preferencialmente quando os pistões chegam ao final do curso, mudar o sentido do fluxo, de modo que cada um dos cilindros 11,12 receba a injeção de líquido a cada meio ciclo.

[00110] Perceba-se que neste caso também há dois circuitos secundários: um deles intervém quando o dispositivo 34 funciona como motor e está formado pelas câmaras 716, 726 e pela linha 534; o outro circuito secundário intervém quando o dispositivo 34 funciona como bomba e está formado pelas câmaras 715, 725 e pela linha 535. Como se vê, os líquidos hidráulicos são independentes em cada circuito secundário.

[00111] A figura 9 mostra uma composição similar à da figura 8, mas o motor/bomba é substituído por um motor de rotação reversível 30 e por uma bomba de rotação reversível 40. Esta composição incorpora uma válvula direcional de seis vias com duas posições 862, permitindo o uso do motor 30 ou da bomba 40, conforme o caso. A composição emprega neste caso um reservatório 180 hermeticamente fechado.

[00112] A figura 10 mostra uma composição derivada da composição da figura 5. Nesta nova composição se vê uma válvula de oito vias, com três posições 883 e três pares de cilindros:!!, 111; 12, 112; 13, 113. Nesta composição, os cilindros trabalham em dois pares, segundo a posição em que a válvula 883 estiver. Na posição em que a válvula 883 se encontra na figura, os pares de cilindros que trabalham são 11, 111 e 12, 112. No entanto, o especialista perceberá que as posições da válvula 883 podem variar, de modo que trabalhem os pares 11, 111 e 13, 113 ou os pares 13, 113 e 12, 112. A união rígida 193 liga as hastes dos pistões dos cilindros 13 e 113. A composição também emprega, nesse caso, um reservatório 180 hermeticamente fechado.

[00113] A figura 11 mostra também uma composição derivada da composição da figura 5.

[00114] Utilizando a configuração mostrada na figura 11, trabalham os pares de cilindros 11,111 e 12,112. Ao final do curso, em condições normais de funcionamento, os cilindros de um dos pares 11, 111 e 12, 112 estarão totalmente preenchidos de líquido e todos os outros cilindros estarão totalmente vazios. Nesse momento, será preciso decidir qual dos pares de cilindros vazios receberá o líquido. Eventualmente, para isto será preciso passar para a posição oposta as duas válvulas, tanto a do cilindro que acaba de ficar vazio, como a do cilindro que foi escolhido para receber o líquido. Obviamente, se as duas válvulas não trocarem de posição, o par de cilindros que acaba de ficar vazio, será o mesmo que será preenchido.

[00115] Está composição permite também que duas pessoas possam usar o mecanismo cíclico em equipe para fazer funcionar o motor 3. Para isso, é preferível fechar a válvula 829 para trabalhar com dois circuitos secundários independentes entre si, mantendo abertas as quatro válvulas 825, 826, 827, 828 e utilizando os pares de cilindros 11,111 com 13,113 por um lado e 12, 112 com 14,114, pelo outro.

[00116] O tanque auxiliar 1 permite preencher o mecanismo com líquido hidráulico através das válvulas 822, 823 e 824, para ajustar a quantidade de líquido no sistema para que possa funcionar com dois circuitos secundários independentes entre si ou para funcionar com um único circuito secundário e escolher, eventualmente de maneira rotativa, qual a dupla de pares de cilindros com que trabalhará. Quando forem duas pessoas as que fazem o mecanismo cíclico funcionar com a válvula 829 fechada, e com as quatro válvulas 825, 826, 827, 828 abertas, utilizando o tanque auxiliar 1 e os registros de passagem 822, 823, 824, será possível regular o curso dos pistões de acordo com a necessidade de cada uma das referidas pessoas. A composição emprega neste caso um reservatório 180 hermeticamente fechado.

[00117] O dispositivo do invento pode ser feito com qualquer material adequado para suportar as pressões e as condições de funcionamento. Em * particular, os cilindros podem ser de aço ou de alumínio. E preferível que os cilindros sejam de aço e as linhas de ferro, aço ou mangueiras hidráulicas de alta pressão, sem esquecer que, para os circuitos secundários, habitualmente as pressões suportadas serão muito inferiores às suportadas pelos circuitos primários.

[00118] O dispositivo do invento pode ser utilizado para equipamentos ✓ ou máquinas hidráulicas. E preferível seu uso em veículos autopropelidos ou em moinhos de vento que movam bombas hidráulicas que podem se conectar a cilindros hidráulicos.

REIVINDICAÇÕES

Claims (9)

1. Dispositivo para transformar movimento linear alternativo em movimento circular e vice-versa, caracterizado pelo fato de que compreende: a- um circuito primário que trabalha de forma cíclica, preenchido com um líquido hidráulico primário e que, além disso, possui: I- pelo menos um elemento que pode ser um motor hidráulico cuja saída se encontra conectada a um reservatório contendo líquido hidráulico, ou II- pelo menos um elemento que pode ser uma bomba hidráulica cuja entrada se encontra conectada a um reservatório contendo líquido hidráulico, ou III- pelo menos um elemento que pode atuar indistintamente como motor hidráulico ou como bomba hidráulica, de tal maneira que, quando atuar como motor hidráulico sua saída estará conectada a um reservatório contendo líquido hidráulico e quando atuar como bomba hidráulica, sua entrada estará conectada a um reservatório contendo líquido hidráulico, ou IV- pelo menos um elemento que pode ser um motor hidráulico cuja saída esteja conectada a um reservatório contendo líquido hidráulico e pelo menos um elemento que pode ser uma bomba hidráulica cuja entrada estará igualmente conectada a um reservatório contendo líquido hidráulico. V- um primeiro cilindro hidráulico e um segundo cilindro hidráulico conectados: (i) à entrada de cada motor hidráulico ou à saída de cada bomba hidráulica, e (ii) ao reservatório com líquido hidráulico, b- pelo menos um circuito secundário contendo líquido hidráulico secundário ao qual pertencerão pelo menos duas câmaras secundárias e que possui meios para transmitir direta ou indiretamente movimento do primeiro cilindro ao segundo cilindro, e para transmitir direta ou indiretamente movimento do segundo cilindro ao primeiro cilindro, de modo que: I- (i)- o volume de líquido primário expulso para dentro do motor a partir do primeiro cilindro seja igual ao volume de líquido primário transferido do reservatório para o segundo cilindro, ao mesmo tempo que o volume de líquido secundário expulso da primeira câmara secundária seja igual ao volume de líquido secundário recebido pela segunda câmara secundária e (ii)- o volume de líquido primário expulso do segundo cilindro para dentro do motor seja igual ao volume de líquido primário transferido do reservatório para o primeiro cilindro, ao mesmo tempo que o volume de líquido secundário expulso da segunda câmara secundária seja igual ao volume de líquido secundário recebido pela primeira câmara secundária ou II- (i)- o volume de líquido primário enviado da bomba para o primeiro cilindro seja igual ao volume de líquido primário transferido do segundo cilindro para o reservatório, ao mesmo tempo que o volume de líquido secundário expulso da primeira câmara secundária seja igual ao volume de líquido secundário recebido pela segunda câmara secundária e (ii)- o volume de líquido primário enviado da bomba para o segundo cilindro seja igual ao volume de líquido primário transferido para o reservatório do primeiro cilindro, ao mesmo tempo que o volume de líquido secundário expulso da segunda câmara secundária seja igual ao volume de líquido secundário recebido pela primeira câmara secundária.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um elemento que compreende um ou mais motores.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um elemento compreende uma ou mais bombas.

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um elemento consta de um ou mais dispositivos que possam atuar como bomba ou como motor.

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um elemento consta de um ou mais motores e no qual pelo menos um elemento consta de uma ou mais bombas.

6. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende dois cilindros de duplo efeito.

7. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende quatro cilindros de efeito simples.

8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o reservatório que contém líquido hidráulico ser um reservatório hermético.

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o reservatório que contém líquido hidráulico é um reservatório hermético.