ES1059561U - Dispositivo de control hidraulico para sistemas de doble efecto. - Google Patents

Abstract

1. Dispositivo de control hidráulico para sistemas de doble efecto, del tipo que comprende una bomba reversible (5) de impulsión y succión simultánea del fluido, en el accionamiento de un mecanismo hidráulico (19) de doble efecto con dos circuitos hidráulicos, también reversibles, caracterizado porque comprende: - una cámara tubular (1) con un émbolo interior (2) que la divide en dos subcámaras (3 y 3'') flanqueadas por respectivas cámaras (4 y 4'') de paso, estando cada cámara (4, 4'') de paso cerrada por un obturador (8, 8''), o bola forzada por un elemento elástico, susceptible de abrirse por la existencia de presión en la subcámara (3, 3'') adyacente o por el empuje mecánico de un vástago lateral (7) de un émbolo (2) de desplazamiento axial, estando dicha cámara (4, 4'') de paso comunicada con un circuito del mecanismo hidráulico (19) mediante una toma auxiliar (13 y 13''), siendo dicha cámara de paso operativamente apta para que cuando se introduce presión en una de las subcámaras (3, 3'') a través de la toma (10, 10''), el émbolo (2) se desplace lateralmente abriendo el obturador opuesto (8'', 8) por acción mecánica y abriéndose el obturador (8, 8'') adyacente por la propia presión introducida y permitiendo la salida del fluido hacia el mecanismo hidráulico (19) de doble efecto mediante la toma auxiliar (13, 13''), en tanto que el retorno se produce por la toma auxiliar (13'', 13) de la cámara (4'', 4) opuesta, pasando dicho fluido de retorno desde el correspondiente,, circuito del mecanismo hidráulico a través del obturador (8'', 8) hasta la bomba (5) por la toma (10'', 10) de presión que actúa de salida o retorno; - un conducto (15) de desbloqueo general que comunica las cámaras (4 y 4'') y que dispone de una válvula (18) operativamente apta para permitir, en la posición de apertura, la comunicación de ambas cámaras (4 y 4'') y el funcionamiento libre del mecanismo hidráulico (19) de doble efecto en caso de avería y, - unos conductos (14 y 14'') de desbloqueo selectivo que comunican cada cámara (4 o 4'') con la zona central de la cámara (1), y que se pueden comunicar a través de un hueco formado por una ranura (9) intermedia del émbolo (2) cuando dicho émbolo está dispuesto en una posición central, estando provistos dichos conductos (14, 14'') de sendas válvulas (17 o 17'') que permiten, selectivamente y en función de su posición: el desbloqueo de uno de los circuitos, el desbloqueo de los dos circuitos o el bloqueo de los dos circuitos del sistema cuando el dispositivo se encuentra en reposo y el émbolo (2) centrado.

Description

Dispositivo de control hidráulico para sistemas de doble efecto.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo de control hidráulico para sistemas de doble efecto, del tipo que comprende una bomba reversible de impulsión y succión simultánea de fluido en el accionamiento de un mecanismo hidráulico de doble efecto con dos circuitos hidráulicos correspondientes.

Antecedentes de la invención

En la actualidad existe una multitud de dispositivos y sistemas accionados hidráulicamente. Un ejemplo de accionamiento hidráulico son los sistemas de doble efecto, por ejemplo los cilindros de empuje, en los que el sistema presenta una bomba que, a la vez, impulsa fluido a presión en un circuito y aspira o succiona fluido del otro circuito hidráulico del mecanismo para proveer el movimiento deseado. En dichos sistemas la bomba tiene la capacidad de invertir el sentido de impulsión y succión en los circuitos, invirtiendo el sentido del movimiento o acción del mecanismo hidráulico.

Estos sistemas presentan la problemática de su control y gestión, tanto para su funcionamiento correcto como en caso de avería. En efecto, en caso de avería el sistema queda totalmente bloqueado por el fluido hidráulico atrapado en los circuitos, debiéndose prever algún mecanismo de desbloqueo.

Estos dispositivos de control incorporan diversos elementos independientes, tales como reguladores de presión, reguladores de caudal y diferentes juegos de electroválvulas que deben ser interconectados por medio de conducciones externas lo que complica notablemente el conjunto, que puede resultar muy aparatoso, e incrementa el riesgo de fugas y averías.

Descripción de la invención

El dispositivo de control hidráulico para sistemas de doble efecto de la presente invención, presenta unas características que lo hacen especialmente apropiado para su uso y de gran sencillez constructiva y de manejo, permitiendo la selección de unas opciones de funcionamiento, de modo que, en caso de fallo en el funcionamiento de la bomba, debido por ejemplo a una falta de alimentación eléctrica, el sistema pueda permanecer bloqueado o que pueda ser accionado manualmente sin necesidad de realizar previamente manipulación alguna en el dispositivo de control.

El dispositivo está constituido esencialmente por una cámara tubular en la que está alojado un émbolo interior que la divide en dos subcámaras independientes, estando cada una de las subcámaras conectada con una de las dos tomas de presión de una bomba reversible de impulsión y succión. A cada lado de la cámara tubular existe una cámara de paso, estando cada cámara de paso cerrada por un obturador o bola forzada por un elemento elástico de cierre. Este obturador aísla temporalmente la subcámara interior de la cámara de paso adyacente en condiciones normales y permite su apertura en los dos casos siguientes: primero, si se introduce fluido a presión en la subcámara adyacente a un obturador, dicha presión empuja el obturador, el cual se abre permitiendo el paso del fluido entre la subcámara y la cámara de paso y, segundo, el émbolo presenta a cada lado un vástago o similar, tal que cuando se introduce presión en una subcámara, empuja el obturador de la cámara de paso opuesta y no adyacente, al desplazarse el émbolo por efecto de dicha presión introducida, permitiendo la circulación entre dicha cámara de paso y la subcámara no sometida a presión.

A su vez, cada una de las dos cámaras de paso presenta una toma auxiliar de conexión con uno de los dos circuitos que constituyen el mecanismo hidráulico de doble efecto.

Durante el funcionamiento normal del sistema, cuando la bomba introduce presión en una de las subcámaras, el vástago de la cámara de paso adyacente es empujado comunicándose la subcámara y la citada cámara de paso adyacente. Asimismo, esta presión provoca un flujo de fluido, a través de la toma auxiliar de dicha cámara de paso, hacia el mecanismo de doble efecto.

Tal como se ha mencionado, el émbolo se ha desplazado en sentido opuesto hacia la cámara de paso opuesta, no presurizada, abriendo mecánicamente el obturador de dicha cámara de paso opuesta, mediante el vástago empujador que presenta lateralmente. Al abrirse este obturador, el fluido que se desaloja desde el segundo circuito del mecanismo hidráulico de doble efecto entra por la toma auxiliar de la cámara de paso no presurizada y a través del orificio del obturador hacia la subcámara opuesta. Desde esta subcámara el fluido es aspirado a través de la toma de presión correspondiente, que se encuentra conectada con la succión de la bomba. Si la bomba se invierte, el circuito funciona en sentido inverso permitiendo la circulación de los fluidos hidráulicos al revés.

Cuando el mecanismo está en reposo, sin presión en ninguna de las dos tomas de presión, el émbolo queda centrado en la cámara tubular y los obturadores se mantienen en la posición de cierre de las dos cámaras de paso.

Esta disposición bloquea ambos circuitos del mecanismo hidráulico de doble efecto en una posición estable.

Para solventar los problemas de posibles averías, el sistema presenta unos medios de desbloqueo total y unos medios de desbloqueo selectivo, con lo que es posible accionar manualmente el mecanismo hidráulico aunque no se tenga presión de bomba.

Un primer medio de desbloqueo general consiste en un conducto de comunicación entre ambas cámaras de paso y que está provisto de una válvula de cierre. Tal como se ha comentado, en reposo y sin presurización de las subcámaras, el émbolo permanece en posición centrada y los obturadores están cerrados. Si se abre la válvula del conducto de desbloqueo general, se permite la comunicación entre ambas cámaras de paso y el fluido hidráulico de un circuito puede pasar por este conducto hasta el otro circuito, con lo que la acción manual sobre el mecanismo hidráulico provoca el trasvase de fluido de un circuito a otro, en un bucle cerrado, quedando libre para su manejo.

También puede darse el caso de que solo se desee desbloquear uno de los dos circuitos hidráulicos del mecanismo de doble efecto. Para ello, se ha previsto la existencia de un conducto de desbloqueo selectivo entre cada cámara de paso y un hueco formado por una ranura intermedia del émbolo, cuando dicho émbolo está dispuesto en posición central, a través del cual comunica con una salida conectada al depósito de fluido del sistema hidráulico. Este conducto está normalmente bloqueado por una válvula, cuya apertura permite que el fluido que recibe la cámara de paso desde el circuito del mecanismo se pueda evacuar a un depósito. Con este conducto abierto es posible manejar el mecanismo hidráulico de doble efecto en un sentido, pero no en el otro.

Este conducto de desbloqueo selectivo es doble, hay uno para cada cámara de paso, con su correspondiente válvula, aunque ambos conductos desembocan en la misma zona central de la cámara, en la que se dispone la ranura del émbolo cuando el dispositivo se encuentra en reposo. En condiciones normales de funcionamiento, el émbolo, desplazado hacia uno de los laterales, cierra el orificio de acceso a uno de los conductos de desbloqueo selectivo, lo que permite un correcto funcionamiento del dispositivo aunque las válvulas de los conductos de desbloqueo se encuentren abiertas.

Las válvulas de cierre de los dos conductos de desbloqueo selectivo son las que permiten, en función de su posición de apertura o cierre, seleccionar las opciones de funcionamiento del dispositivo ante un eventual fallo de la bomba o simplemente cuando el dispositivo se encuentra inactivo y el émbolo situado en la zona central de la cámara tubular.

De este modo, cuando se opta por mantener cerradas las válvulas de los dos conductos de desbloqueo selectivo, el sistema queda, bloqueado y no puede ser accionado manualmente, a menos que se abra la válvula correspondiente del conducto de desbloqueo general.

Contrariamente, cuando se opta por mantener abiertas las válvulas de los conductos de desbloqueo selectivo, el dispositivo puede accionar normalmente el sistema; sin embargo cuando el dispositivo está en reposo, es decir con el émbolo centrado, el sistema puede ser accionado manualmente, ya que las dos cámaras de paso se comunican a través de dichos conductos y de la cámara definida por la ranura del émbolo, pudiendo pasar el fluido de una cámara a otra.

El dispositivo comprende en cada subcámara de la cámara tubular un correspondiente limitador de presión con salida al depósito de fluido hidráulico, que evita la formación de sobrepresiones en las subcámaras por efecto de la bomba de impulsión y que permite regular la presión hidráulica de trabajo deseada.

El dispositivo está constituido por un bloque con la cámara tubular transversal con las tomas de presión de la bomba dispuestas superiormente y estando conformada cada cámara de paso por un casquillo roscado lateralmente, a ambos lados del émbolo dispuesto en el seno de la cámara tubular. Cada casquillo presenta en su cara anterior el obturador, enfrentado al vástago correspondiente del émbolo, en tanto que en su cara posterior presenta medios de acoplamiento de una herramienta de roscado. A su vez, el casquillo también presenta en su contorno uno o varios orificios que permiten la comunicación entre el interior del mismo y un canal exterior del alojamiento del casquillo. En dicho canal del alojamiento se encuentran comunicados los conductos de la toma auxiliar de conexión con el mecanismo hidráulico, el conducto de desbloqueo general y el conducto de desbloqueo selectivo del circuito correspondiente.

También se ha previsto que la válvula que cierra o abre el conducto de desbloqueo selectivo de un circuito sea un macho roscado con una aguja o pivote de obturación del tramo sensiblemente vertical que termina enfrentado con la ranura media del émbolo. Para ello, se ha previsto que cada conducto pueda estar en un plano paralelo que ataca a un lado u otro la cámara tubular.

A su vez, la válvula que produce el desbloqueo general también es un macho obturador roscado.

Descripción de las figuras

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

- La figura 1 muestra un esquema operativo del dispositivo con todos sus elementos.

- La figura 2 muestra una vista en planta del dispositivo seccionado por un plano mostrando una toma de salida auxiliar de una cámara de paso y el conducto de desbloqueo selectivo de la otra cámara de paso.

- La figura 3 muestra una vista en planta del dispositivo, parcialmente seccionado por un plano paralelo al anterior, mostrando el conducto de desbloqueo general y las tomas de salida auxiliares.

- La figura 4 un esquema simplificado del dispositivo en posición de funcionamiento con presión de la bomba en una de las subcámaras y con el émbolo desplazado por efecto de la presión hacia la subcámara opuesta.

- La figura 5 muestra un esquema simplificado del dispositivo con el desbloqueo general abierto.

- La figura 6 muestra un esquema simplificado del dispositivo con el conducto de desbloqueo selectivo de un circuito abierto y evacuación del fluido por la salida conectada a un deposito compensador.

Realizaciones preferidas de la invención

Como se puede observar en las figuras referenciadas el dispositivo de control hidráulico para sistemas de doble efecto, comprende una cámara tubular (1) en cuyo interior existe un émbolo (2) que la divide en dos subcámaras (3 y 3'), flanqueadas por respectivas cámaras (4 y 4') de paso laterales.

Cada subcámara (3, 3') presenta una toma o conexión (10, 10') de presión correspondiente con una toma de la bomba (5) de impulsión y una derivación a un limitador (6) de presión con comunicación a un depósito (no representado) de fluido hidráulico.

El émbolo (2) presenta a ambos lados sendos vástagos (7, 7'), enfrentados con respectivos obturadores (8 y 8') de las cámaras (4 y 4') de paso y: una ranura o rebaje circunferencia) (9) en su zona media. Cada cámara (4, 4') de paso está constituida por un casquillo roscado (11, 11') en el lateral de la cámara tubular (1), con el citado obturador (8, 8') forzado por un elemento elástico en su interior.

Los casquillos (11, 11') presentan en su contorno uno o varios orificios (12) que comunican con unos canales, en los que están conectados: unas tomas de salida auxiliar (13 y 13'), los conductos (14 y 14') de desbloqueo selectivo correspondientes y el conducto de desbloqueo general (15).

A su vez, los casquillos (11, 11') pueden presentar una junta de estanqueidad (16) con la subcámara interior (3). Cada toma de salida auxiliar (13 y 13') está conectada con un circuito del mecanismo hidráulico (19) de doble efecto, a accionar.

Los conductos (14, 14') de desbloqueo selectivo de las cámaras (4, 4') están comunicados con la zona media de la cámara tubular (1) y dispuestos en planos paralelos.

Cuando el émbolo (2) está centrado en la cámara tubular (1), la ranura (9) comunica los conductos (14 y 14') con una salida (20) conectada al depósito de fluido del equipo hidráulico.

Dichos conductos (14 y 14') de desbloqueo selectivo están provistos de sendas válvulas (17 y 17') de apertura y cierre.

En el caso de que las válvulas (17, 17') estén abiertas, cuando el dispositivo se encuentra en reposo y el émbolo (2) en la posición centrada, el dispositivo permite el accionamiento manual del sistema ya que las cámaras (4, 4') permanecen comunicadas a través de los conductos (14, 14') y del espacio definido por la ranura (9) del émbolo.

Contrariamente, si se opta por mantener las válvulas (17, 17') cerradas, cuando el dispositivo se encuentra en reposo, el sistema queda bloqueado, impidiéndose su accionamiento manual.

Entre las cámaras (4 y 4') de paso existe un conducto de desbloqueo general (15) provisto de una válvula (18) de accionamiento manual. La apertura de esta válvula (18) permite un accionamiento manual del sistema en el caso de que las válvulas (17, 17') se hayan dispuesto en la posición de cierre, y el dispositivo no se encuentre operativo, por ejemplo debido a un fallo de la bomba o a la falta de suministro eléctrico para su funcionamiento.

Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferida, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.

Claims (6)

1. Dispositivo de control hidráulico para sistemas de doble efecto, del tipo que comprende una bomba reversible (5) de impulsión y succión simultánea del fluido, en el accionamiento de un mecanismo hidráulico (19) de doble efecto con dos circuitos hidráulicos, también reversibles, caracterizado porque comprende:

- una cámara tubular (1) con un émbolo interior (2) que la divide en dos subcámaras (3 y 3') flanqueadas por respectivas cámaras (4 y 4') de paso, estando cada cámara (4, 4') de paso cerrada por un obturador (8, 8'), o bola forzada por un elemento elástico, susceptible de abrirse por la existencia de presión en la subcámara (3, 3') adyacente o por el empuje mecánico de un vástago lateral (7) de un émbolo (2) de desplazamiento axial, estando dicha cámara (4, 4') de paso comunicada con un circuito del mecanismo hidráulico (19) mediante una toma auxiliar (13 y 13'), siendo dicha cámara de paso operativamente apta para que cuando se introduce presión en una de las subcámaras (3, 3') a través de la toma (10, 10'), el émbolo (2) se desplace lateralmente abriendo el obturador opuesto (8', 8) por acción mecánica y abriéndose el obturador (8, 8') adyacente por la propia presión introducida y permitiendo la salida del fluido hacia el mecanismo hidráulico (19) de doble efecto mediante la toma auxiliar (13, 13'), en tanto que el retorno se produce por la toma auxiliar (13', 13) de la cámara (4', 4) opuesta, pasando dicho fluido de retorno desde el correspondiente circuito del mecanismo hidráulico a través del obturador (8', 8) hasta la bomba (5) por la toma (10', 10) de presión que actúa de salida o retorno;

- un conducto (15) de desbloqueo general que comunica las cámaras (4 y 4') y que dispone de una válvula (18) operativamente apta para permitir, en la posición de apertura, la comunicación de ambas cámaras (4 y 4') y el funcionamiento libre del mecanismo hidráulico (19) de doble efecto en caso de avería y,

- unos conductos (14 y 14') de desbloqueo selectivo que comunican cada cámara (4 ó 4') con la zona central de la cámara (1), y que se pueden bolo (2) cuando dicho émbolo está dispuesto en una posición central, estando provistos dichos conductos (14, 14') de sendas válvulas (17 ó 17') que permiten, selectivamente y en función de su posición: el desbloqueo de uno de los circuitos, el desbloqueo de los dos circuitos o el bloqueo de los dos circuitos del sistema cuando el dispositivo se encuentra en reposo y el émbolo (2) centrado.

2. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un limitador (6) de presión conectado a cada una de las subcámaras (3 y 3').

3. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara (4 y 4') de paso está constituida por un casquillo (11) roscado lateralmente en la cámara (1) central del émbolo, con una junta anterior (16) de estanqueidad circundante y al menos un orificio (12) de comunicación lateral a un canal exterior de circulación de fluidos hacia las tomas (13), el conducto (14) de desbloqueo selectivo y el conducto (15) de desbloqueo general.

4. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque las válvulas (17 y 17') de cierre de los conductos (14 y 14') son machos obturadores roscados.

5. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula (18) de cierre del conducto (15) de desbloqueo general es un macho obturador roscado.

6. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara tubular (1) presenta en su zona media una salida (20) conectada con el depósito de fluido del equipo hidráulico.