ES2295157T3 - Dispositivo de percusion/presion hidraulico. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo hidráulico que comprende una carcasa de válvula (1) con un cuerpo de válvula móvil (2) dispuesto dentro de la carcasa de válvula, al menos una cámara hidráulica (115) provista dentro de dicha carcasa de válvula (1), y al menos un mecanismo de control (4) para el control de dicho cuerpo de válvula móvil (2) en el que la carcasa de válvula (1) comprende una pluralidad de elementos combinados (102, 103, 104), al menos dos de dichos elementos (103, 104) proporcionan una parte de asiento de válvula interna (103) y una parte de asiento de válvula externa (104) que están dispuestos coaxialmente uno respecto al otro de manera que se forma un espacio anular (128) entre dichas dos piezas; el cuerpo de válvula (2) tiene sustancialmente forma de manguito y se dispone dentro de dicho espacio anular (128) en la carcasa de válvula (1) y dicho cuerpo de válvula (2) está provisto con una pluralidad de aberturas (250; 251; 252; 206; 202) para hacer posible un flujo de líquido hidráulico en la dirección radial a través del cuerpo de válvula (2), caracterizado porque dichas partes de asiento de válvula interna y externa (103, 104) están provistas con canales anulares (150; 151; 160; 164) con lo que el cuerpo de válvula (2) se proporciona dentro de la carcasa de válvula (1) de manera que esencialmente preferiblemente está totalmente equilibrado con referencia a las fuerzas hidráulicas que actúan en la dirección radial; porque dicho cuerpo de válvula (2) y las partes de asiento de válvula (103, 104) en las proximidades de dichas aberturas están provistas con partes de línea de borde que interaccionan (272A/103C, 272B/104C) en ambas superficies interna y externa del cuerpo de válvula (2), de manera que el líquido hidráulico se deja fluir desde cada uno de dichos canales y más allá y entre cada uno de dichas partes de línea de borde a través de la ranura forman aberturas cuando el cuerpo de válvula (2) se sitúa dentro de la carcasa de válvula (1) para permitir el flujo de líquido hacia y desde dicha cámara hidráulica (115); y porque dichas partes de línea de borde en una segunda posición del cuerpo de válvula (2) interaccionan de una manera de sellado, de manera que el líquido hidráulico no puede fluir desde o hacia dicha cámara hidráulica (115).
Description
Dispositivo de percusión/presión hidráulico.
La presente invención se refiere a un
dispositivo hidráulico que comprende una carcasa de válvula con un
cuerpo de válvula móvil dispuesto dentro de la carcasa de válvula,
al menos una cámara hidráulica provista dentro de dicha carcasa de
válvula, y al menos un mecanismo de control para controlar dicho
cuerpo de válvula móvil, en el que la carcasa de válvula comprende
una pluralidad de elementos combinados, al menos dos de dichos
elementos están dispuestos coaxialmente de manera relativa entre sí
formando un espacio anular entre dichas dos piezas, el cuerpo de
válvula tiene sustancialmente forma de manguito y se dispone dentro
de dicho espacio anular en la carcasa de válvula, y dicho cuerpo de
válvula está provisto con una pluralidad de aberturas para hacer
posible el flujo de líquido hidráulico en la dirección radial a
través del cuerpo de válvula.
En muchas aplicaciones conocidas hay una
necesidad de realizar un movimiento de percusión rápido y/o de
realizar un movimiento controlado, mientras se transmiten fuerzas
pesadas, con lo que a menudo se prefiere alguna clase de
dispositivo hidráulico (con lo que se utiliza la transmisión de
fuerza hidráulica). De acuerdo con la técnica anterior, dichos
dispositivos hidráulicos se controlan/ajustan mediante una
servo-válvula adecuada para grandes flujos de
aceite a altas presiones, lo que implica que la válvula sea muy
cara. Adicionalmente, forma una unidad consigo mismo a una
distancia desde el dispositivo hidráulico. A menudo puede darse la
cuestión de servo-válvulas con grandes dimensiones
externas que de esta manera son muy voluminosas y pueden tener un
peso de cientos de kilos. Además, una manguera hidráulica debe
usarse a menudo entre la servo-válvula y el
dispositivo hidráulico, que como tal implica un riesgo mayor de
desperfectos. Las altas presiones, grandes caudales de aceite y la
compresibilidad de las mangueras hidráulicas implica también que sea
difícil satisfacer las altas demandas de rapidez y precisión.
Además, dichas servo-válvulas requieren un ajuste
temporal comparativamente largo a menudo de hasta 100 ms, que no es
satisfactorio en muchas aplicaciones.
Una aplicación en la que largos tiempos de
ajuste son insatisfactorios son las prensas de percusión. Las
prensas de percusión se conocen anteriormente, por ejemplo mediante
los documentos US 3.965.799, US 4.028.995 y US 4.635.531 que
muestran disposiciones con ajustes rápidos pero en las que el pistón
hidráulico es parte del funcionamiento de la válvula. Como
consecuencia, el funcionamiento del pistón hidráulico no puede
controlarse, aunque el funcionamiento está conectado a la posición
de la válvula hidráulica dentro de la carcasa de válvula. En el
campo de las aplicaciones, dichos dispositivos están limitados por
lo tanto a máquinas oscilantes por un lado martillos que se mueven
rápidamente entre dos posiciones totalmente sin ninguna posibilidad
de control entre ellas.
Dicho tipo conocido de prensas de percusión no
es adecuado para formar usando una alta energía cinética, que es un
tipo de tratamiento del material, tal como corte y punzonado,
formando componentes metálicos, compactación de polvos y
operaciones similares en las que la percusión inicial es crucial, y
la velocidad del pistón de la prensa puede ser de aproximadamente
100 mayor o más que en las prensas convencionales. Este hecho dicta
unos requisitos muy altos sobre la disposición de la válvula, ya que
debe ser posible realizar ajustes extremadamente rápidos de flujos
grandes, mientras que existen altas presiones en el sistema
hidráulico para poder desarrollar adecuadamente grandes fuerzas. El
principio de operación se basa en la generación de una alta energía
cinética aunque a corto plazo. Es habitual que la potencia de
aceleración del pistón de golpeo sea de al menos
20-30 kN en una prensa de percusión de tamaño
medio. Para poder comercializar dicha máquina es necesario poder
ofrecer una construcción fuerte y al mismo tiempo es deseable poder
ofrecer un ensamblaje de válvula que sea menos caro y que requiera
menos espacio.
Una condición para conseguir dicho
funcionamiento de la válvula es proporcionar un cuerpo de válvula
con forma de manguito entre dos partes coaxiales de la carcasa de
válvula que, de esta manera, forman un espacio anular, en el que se
proporciona el cuerpo de válvula con forma de manguito. Dicho
principio básico de hecho se conoce previamente mediante el
documento US 4.559.863, aunque dicha publicación se refiere a un
martillo de estampación en el que la hidráulica se usa en principio
sólo para levantar el martillo. La única presión que acciona el
martillo hacia abajo es una presión residual que se acumula en un
acumulador de baja presión después de un retorno rápido. En dicho
dispositivo la gravedad y no la hidráulica realiza la operación
esencial en relación con la percusión. De esta manera, dicha
construcción no es adecuada para formación utilizando una alta
energía cinética, con lo que son necesarias aceleraciones
extremadamente altas. Otra desventaja del dispositivo conocido es
que no hace posibles ajustes rápidos. Adicionalmente no hace posible
controlar la función del pistón hidráulico dependiente de la
posición del pistón hidráulico. Además, el dispositivo conocido no
se equilibra con referencia a las fuerzas que actúan en la
dirección radial que conduciría inexorablemente a problemas, si se
aplicaran presiones hidráulicas extremadamente
altas.
altas.
Se ha visto que la aplicación ilustrada
anteriormente es sólo uno de los muchos campos de aplicación,
habiendo lugar para mejoras esenciales respecto al ensamblaje de
válvula y su modo de operación. De esta manera es evidente que
muchos de los problemas que se han identificado en relación con las
prensas de percusión se encuentren también dentro de otros campos
de operación donde es importante tratar de encontrar una solución de
los problemas o al menos algunos de los problemas identificados. Un
ejemplo de dichos otros campos es un medio de ajuste hidráulico que
de acuerdo con el ensamblaje de servo-válvula
descrito anteriormente hoy a menudo es una solución cara y/o
demasiado voluminosa y/o un dispositivo que trabaja demasiado
lento.
El objeto de la invención es eliminar o al menos
minimizar los problemas mencionados anteriormente que se consiguen
mediante un dispositivo hidráulico de acuerdo con la descripción
anterior, que se caracteriza porque el cuerpo de válvula se
localiza dentro de la carcasa de válvula de manera que
esencialmente, preferiblemente está totalmente equilibrado con
referencia a las fuerzas hidráulicas que actúan en la dirección
radial, porque dicho cuerpo de válvula que está en las proximidades
de dichas aberturas está provisto con partes de borde en ambas
superficies interna y externa del cuerpo de válvula, cada parte de
borde interacciona con las partes de borde y canales localizados
dentro de la carcasa de válvula de manera que el líquido hidráulico
se deja fluir desde cada uno de dichos canales y más allá y entre
cada una de dichas partes de borde, cuando el cuerpo de válvula se
sitúa dentro de la carcasa de válvula para dejar fluir el líquido y
desde dicha cámara hidráulica y porque dichas partes de borde en
dicha segunda posición del cuerpo de válvula interaccionan de una
manera de sellado de manera que el líquido hidráulico no puede
fluir hacia o desde dicha cámara hidráulica.
Gracias a la solución de acuerdo con la
invención, se obtienen pasajes de flujo muy cortos, que hacen
posible procesos extremadamente rápidos. Además, de acuerdo con la
invención es posible también controlar el pistón hidráulico
independientemente de la posición del pistón hidráulico. En relación
con esto está la ventaja de que el cuerpo de válvula se forma como
un medio con forma de manguito mientras grandes aberturas de flujo
en su interior pueden conseguirse con movimientos comparativamente
pequeños.
Se observa gracias a la invención que una
solución con todas las ventajas que obtenidas puede usarse en muchas
aplicaciones diferentes.
De acuerdo con otros aspectos potenciales de la
invención:
La parte de borde del cuerpo de válvula es una
parte integrada de al menos una de dichas aberturas;
- el cuerpo de válvula tiene forma esencialmente
simétrica con respecto al plano central a través del cuerpo de
válvula;
- el movimiento máximo necesario del cuerpo de
válvula dentro de la carcasa de válvula para mover el cuerpo de
válvula desde una posición cerrada a una abierta es entre el 0,1 y
el 3% del diámetro externo del manguito, preferiblemente menor del
2% y más preferiblemente menor del 1%.
- el movimiento del cuerpo de válvula entre las
posiciones cerrada y abierta se realiza al menos sustancialmente en
la dirección axial con referencia al pistón hidráulico;
- el tiempo de ajuste para el cuerpo de válvula
desde una posición final a la otra posición final está por debajo
de 10 ms, preferiblemente menor de 5 ms;
- el pistón hidráulico está provisto con al
menos dos superficies anulares que transmiten fuerza que están
opuestas entre sí con lo que preferiblemente la superficie anular
superior es mayor que la otra;
- el pistón hidráulico comprende tres unidades
integradas coaxiales con diferentes diámetros externos, con lo que
la parte central está provista con el mayor diámetro;
- al menos un mecanismo de control está activado
de una manera hidráulica;
- el mecanismo de control comprende un medio
proporcionado para poder mover el cuerpo de válvula, dichos medios
pueden moverse en las aberturas en la carcasa de válvula, con lo que
las aberturas esencialmente corresponden a la forma de dichos
medios, y dichas aberturas comunican con un canal anular destinado a
presurizarse mediante aceite hidráulico;
- el medio tiene una superficie encamisada
externa circular y dichas aberturas consisten en orificios
circulares que se extienden en la dirección axial;
- el mecanismo de control se activa de una
manera magnética;
- el mecanismo de control comprende al menos una
parte ferro-magnética provista en el cuerpo de
válvula y al menos un electroimán provisto en la carcasa de
válvula;
- el electroimán se refrigera mediante aceite
hidráulico;
- la carcasa de válvula se proporciona con una
conexión de presión y una conexión de tanque en una o varias de sus
paredes laterales;
- el dispositivo es una parte de un medio de
percusión/presión destinado a realizar percusiones rápidas y para
transmitir fuerzas pesadas, en el que el cuerpo de válvula tiene un
diámetro mínimo entre 3 y 500 mm, preferiblemente mayor de 50 mm y
más preferiblemente mayor de 80 mm;
- al menos una de dichas parte de borde está
provista con huecos dispuestos simétricamente que a un pequeño
movimiento del cuerpo de válvula desde su posición de cierre,
permite que ocurra un flujo secundario en la dirección radial a
través del cuerpo de válvula;
- la longitud de las partes de borde y, de esta
manera, el aire total de las aberturas puede variar variando la
posición del cuerpo de válvula en la dirección de giro;
- el cuerpo de válvula se sitúa mediante la
presión hidráulica que actúa sobre las superficies anulares, con lo
que el fluido hidráulico a al menos una de dichas superficies se
controla mediante una guía de deslizamiento de válvula provista en
el cuerpo de válvula que funciona de acuerdo con los principios
conocidos de las válvulas copiadoras, de manera que rodeando el
cuerpo de válvula sigue servilmente a dicha guía de deslizamiento de
válvula que a su vez se sitúa mediante un electroimán de doble
acción;
- un pistón hidráulico provisto en la cámara
hidráulica con al menos una superficie final orientada hacia fuera,
en el que el pistón hidráulico se localiza dentro de la carcasa de
válvula de una manera coaxial;
- la carcasa de válvula está provista con dos
cámaras hidráulicas diferentes.
La invención se describirá con más detalle con
referencia a los dibujos adjuntos, de los cuales:
La Figura 1, en una sección transversal axial,
muestra una primera realización de un dispositivo hidráulico de
acuerdo con la invención;
La Figura 2 muestra una sección transversal a lo
largo de la línea A-A de la Figura 1;
La Figura 3 muestra una sección transversal a lo
largo de la línea B-B de la Figura 1;
La Figura 4 muestra una sección transversal en
la dirección axial de la realización preferida de acuerdo con la
invención, que es especialmente adecuada para movimientos
rápidos;
La Figura 5 muestra una sección transversal a lo
largo de la línea A-A de la Figura 4;
La Figura 6 muestra una sección transversal a lo
largo de la línea B-B de la Figura 4;
La Figura 7 muestra una sección transversal a lo
largo de la línea C-C de la Figura 4;
La Figura 8, en una sección transversal, muestra
una realización alternativa de un dispositivo de acuerdo con la
invención;
La Figura 9, en forma de diagrama, muestra el
efecto de una realización preferida de la invención;
La Figura 10 muestra una realización alternativa
de acuerdo con la invención;
La Figura 11 muestra una vista ampliada de
ciertos detalles de la Figura 10;
La Figura 12, en una sección transversal axial,
muestra un dispositivo hidráulico modificado de acuerdo con la
invención;
La Figura 13 muestra una realización preferida
de un dispositivo hidráulico de acuerdo con los principios del
dispositivo mostrado en la Figura 1; y
La Figura 14 ilustra un principio de
funcionamiento preferido para un dispositivo de acuerdo con la
Figura 13.
En la Figura 1 se muestra un dispositivo de
percusión/presión hidráulico de acuerdo con una primera realización
de la invención, dicha realización es especialmente adecuada para
realizar movimientos de percusión largos. El dispositivo comprende
una carcasa de válvula 1, un pistón hidráulico 3 que está dispuesto
centralmente en la carcasa de válvula, un cuerpo de válvula 2 que
está dispuesto dentro de la carcasa de válvula 1 aunque rodeando el
pistón hidráulico, y un mecanismo de control 4.
La carcasa de válvula 1 comprende una pluralidad
de piezas ensambladas, que comprende una parte superior 102
dispuesta en una tapa superior 101 (no mostrada). En el extremo
inferior de la parte superior 102 una parte de asiento de válvula
interna 103 y una parte de asiento de válvula externa 104 se
conectan. En el extremo inferior de dichas dos partes 103, 104 hay
una tapa común 106. Centralmente a lo largo del eje central de la
carcasa de válvula 1 hay una cavidad circular superior 116, una
primera cámara hidráulica en la que se proporciona el pistón
hidráulico 3. Dicha cavidad circular 116 tiene un diámetro que está
adaptado a la parte central 34 del pistón hidráulico, dicha parte
muestra el mayor diámetro del pistón hidráulico. Por encima de
dicha parte central 34 del pistón hidráulico hay una parte superior
35, cuyo diámetro es menor que la parte central 34, de manera que
se forma una superficie orientada hacia arriba, anular 30. Dicha
superficie 30 es una superficie que transmite energía para aceite
hidráulico que se presuriza dentro de la ranura anular existente
entre la parte superior 35 del pistón hidráulico y la superficie de
camisa interna de la carcasa de válvula.
Una parte esencial de la superficie de camisa
interna 134 de la parte de asiento de válvula interna 103 tiene el
mismo diámetro que la cavidad central 116 en la parte superior 102,
lo que hace posible que el pistón hidráulico 3 se mueva junto con
la parte central 34 una distancia esencial a lo largo de la cavidad
central 115 formando la segunda cámara hidráulica dentro de la
parte de asiento de válvula interna 103. La parte inferior 33 del
pistón hidráulico 3 tiene un diámetro que es menor que la parte
superior 35. De esta manera, se forma una superficie anular 33
orientada hacia abajo, cuya superficie es mayor que la superficie
anular 30 orientada hacia arriba. Dicha superficie 30 mediante los
canales axiales 129 y los canales radiales 124 puede someterse a
una presión constante mediante la entrada de presión 107. La parte
inferior de la parte de asiento de válvula interna está provista
con una abertura circular, cuyo diámetro está adaptado al diámetro
de la parte inferior 33 del pistón hidráulico de manera que existe
entre ellos un ajuste sustancialmente ajustado. Preferiblemente, se
proporciona alguna clase de sellado en dicha parte, así como en
otras partes provistas con un buen ajuste para minimizar las fugas
(no mostrado). En la parte externa 104 del asiento de válvula hay al
menos una entrada 107 para el líquido hidráulico así como una
salida 119 para el líquido hidráulico. En conexión inmediata a la
entrada 107 hay un canal anular 151 (véase también la Figura 2) en
conexión con dicho canal anular 151 hay un espacio cilíndrico
ranurado 128 entre la parte de asiento de válvula externa 104 y la
parte de asiento de válvula interna 103, dicho espacio está
destinado al cuerpo de válvula 2. En el lado opuesto, y en el otro
lado de dicha ranura 128, se proporciona una cámara anular adicional
150 en la parte de asiento de válvula interna 103.
Por debajo de la cámara anular 151, entre la
entrada 107 y la salida 119, se proporciona una parte anular con
bordes afilados dirigidos hacia dentro en la parte de asiento de
válvula externa 104, en el que se forman una parte de esquina/borde
anular 104A de sellado superior y una esquina anular 104 de sellado
inferior. De una manera correspondiente, dentro del espacio
ranurado 138 y opuestas a dicha parte de esquina/borde anular, se
forman partes de borde anular en la parte de asiento de válvula
interna 103 a través de una parte de borde anular superior 103A y
una parte de borde anular inferior 103. Dichas partes de
esquina/borde anular 103A, 103B, 104A, 104B interaccionan con el
cuerpo de válvula que se puede mover axialmente 2 y las aberturas
250, 251, 252 en su interior para conseguir el ajuste deseado
(véase Figura 2). Las aberturas superior 250 e inferior 251,
respectivamente en el cuerpo de válvula 2 se proporcionan en una
pluralidad para hacer posible el flujo hidráulico de una manera
equilibrada. También la fila central 252 de la abertura se hace con
una pluralidad de aberturas (véase la Figura 3). Dichas aberturas
252 se proporcionan preferiblemente con bordes rectos inferior y
superior para permitir la interacción con dichas partes de
esquina/borde de una manera más eficaz. Los canales 152, 155 y las
aberturas 251 se disponen de la misma manera en conexión con la
salida a un tanque 119, que están relacionados con los canales que
están conectados a la abertura presurizada 107, de manera que en
principio existe una simetría especular alrededor del plano P1 por
el centro de las aberturas 153 a la cámara de presión inferior 115.
Un anillo de hierro 41 se une al extremo inferior del cuerpo de
válvula 2. Por debajo de dicho anillo de hierro y coaxialmente
respecto al mismo, uno (o varios) electroimanes 42 se proporcionan
para el control del cuerpo de válvula 2. El cuerpo de válvula está
provisto también con una pequeña superficie anular 207 en su parte
superior, dicha superficie anular 207 implica que cuando la presión
actúa dentro de la cámara 151, una fuerza dirigida hacia arriba
actuará siempre a través de la superficie anular 207. Gracias al
movimiento limitado requerido, el control/movimiento del cuerpo de
válvula 2 puede tener lugar ventajosamente de una manera
magnética.
Numerosos canales dispuestos axialmente 129 se
proporcionan para conectar la cámara de presión 151 con la cavidad
anular superior 116 en la carcasa de válvula 1, dichos canales
mediante perforaciones radiales 124 en la parte superior de la
carcasa de válvula caen en la abertura/ranura anular 116.
La válvula funciona de la siguiente manera. En
la posición mostrada en la Figura 1 no tiene lugar transporte de
aceite en ninguna dirección sino que el pistón hidráulico 3 estará
en una posición equilibrada, según el aceite que se ha introducido
a través de los canales 129 presiona contra la superficie superior
30, que está contra-equilibrada con el aceite que
está incluido dentro de la cámara inferior 115 y que actúa mediante
la superficie anular orientada hacia abajo 31. La posición de dicha
posición de equilibrio, en la que el pistón está parado puede
ajustar opcionalmente y de esta manera depende de la cantidad de
aceite que se incluye en la cámara inferior 115. Si ahora se
suministra una mayor tensión al electroimán 42 esto dará una fuerza
a través del anillo de hierro 41 que tirará del cuerpo de válvula 2
hacia abajo.
Cuando sucede esto se crearán aberturas entre
los dos bordes anulares inferiores 104B, 103B y el cuerpo de
válvula 201 y el borde en las aberturas centrales 252 de manera que
el aceite puede fluir desde el espacio anular inferior 115 a través
de las aberturas/canales 153, 154, 252 y fuera hacia el canal anular
152 y después fluir adicionalmente fuera a través de la salida 119
a un tanque. Al mismo tiempo, las partes de borde anular superiores
104, 103A se sellan contra el cuerpo de válvula 201 de manera que no
puede fluir aceite desde la cámara de presión 151 hacia abajo hacia
la abertura de entrada 154 hacia la cámara anular inferior interna
115. Por otro lado, se mantiene una presión de aceite constante
mediante los canales axiales 129, y los canales radiales 124 en la
cámara superior anular 116 que actúa hacia la superficie anular
superior 30. De esta manera esto conducirá a un movimiento del
pistón en una dirección hacia abajo, de manera que su superficie
final inferior 32 se mueve hacia abajo, posiblemente para realizar
una carrera. Dicha carrera en la dirección hacia abajo se hará más
poderosa que el movimiento hacia arriba cuando el área total de la
superficie superior 30 es mayor que el área localizada por debajo y
dentro de esto en la superficie inferior 31. De nuevo debe
observarse que las aberturas 252 en el centro del cuerpo de válvula
están diseñadas adecuadamente con superficies superior e inferior
planas de manera que un ligero movimiento del cuerpo de válvula
implica un gran cambio de la abertura que se expone al aceite a
mover desde la cámara 115 fuera hacia la salida 119.
De acuerdo con los ejemplos mostrados, el
diámetro externo D del cuerpo de válvula es 100 mm, lo que cuando
el cuerpo de válvula se mueve en solo 1 mm da, respecto al
movimiento, una abertura de flujo muy grande. (La superficie total
será de aproximadamente 600 mm^{2} (D x \pi X 1 mm, cuando se
usan los dos bordes), según se extiende la parte de borde por todo
el alrededor. Cuando el movimiento de percusión ha terminado (o se
ha alcanzado la posición o la presión deseada) el suministro de
corriente al electroimán 42 se termina (se reduce) de manera que la
presión que actúa sobre la superficie 207 del cuerpo de válvula 2
supera la fuerza magnética, que conduce a que el cuerpo de válvula
se mueva rápidamente hacia arriba. De esta manera, tendrá lugar un
flujo de aceite opuesto, según se crean ahora aberturas entre las
partes de borde anular superior 104A, 103A y el cuerpo de válvula
201. De esta manera el aceite en la cámara de presión 151 podrá
fluir por lo tanto libremente hacia abajo a través de las aberturas
252 del cuerpo de válvula, adicionalmente hacia y a través de la
cámara anular 154, y después a través de las aberturas radiales 153
hacia la cámara de presión anular inferior 115. Como consecuencia
del aumento de presión en la cámara anular inferior 115 (la presión
es la misma que en la cámara anular superior 116) el pistón se
moverá hacia arriba según la superficie anular inferior 31, tiene
una superficie mucho mayor que la superficie anular superior 30.
Cuando el movimiento de retorno ha tenido lugar a la posición
deseada, el mecanismo de control se activa de nuevo para hacer
posible una nueva percusión (o presión) de acuerdo con lo que se ha
mencionado anteriormente. Si en lugar de ello el dispositivo se usa
como medio de ajuste, el suministro de corriente al electroimán solo
se cambia para cerrar la válvula (la posición de acuerdo con la
Figura 1), con lo que el pistón 3 se detiene en la posición
deseada.
Debe mencionarse que el cuerpo de válvula 1 está
en un estado equilibrado en todo momento, en la dirección radial
según las superficies expuestas radialmente del cuerpo de válvula en
cada punto elegido se exponen tan grande como una fuerza dirigida
en contra en el lado opuesto del cuerpo de válvula 2. Esto se
consigue gracias a un hueco anular que se ha creado de una manera
simétrica alrededor del cuerpo de válvula y las aberturas en el
cuerpo de válvula que permite la comunicación entre dichos espacios
anulares. Como ya se ha mencionado en el preámbulo de la
descripción de la Figura 1, dicha realización es especialmente
adecuada para un dispositivo con una carrera larga.
La realización preferida de acuerdo con la
Figura 4 muestra muchas similitudes esenciales con la realización
de acuerdo con la Figura 1 aunque es más adecuada para movimientos
cortos y rápidos. Una primera diferencia importante es que no se
presuriza constantemente en ninguna dirección sino que se usa
presurización alterna alrededor del pistón para influir en una
dirección u otra. Otra diferencia fundamental importante es que el
cuerpo de válvula 201 de acuerdo con esta realización es magnético
como tal y por lo tanto no es necesario un anillo de hierro extra
41 aunque los electroimanes 42A, 42B (dos) en cada lado del cuerpo
de válvula 2 pueden usarse para controlar la posición del cuerpo de
válvula 2. Una diferencia es que hay dos salidas 119A, 119B hacia
un tanque. Como el principio bifásico para los detalles de
construcción interaccionan en la realización ya descrita de acuerdo
con la Figura 1 y la realización mostrada en la Figura 4, en
principio son iguales, solo se describirá a continuación "la
mitad" del dispositivo construido de forma simétrica. Esto se
hará considerando el movimiento del pistón únicamente en una
dirección. En primer lugar se describirán, sin embargo, las
diferencias adicionales respecto a la realización de acuerdo con la
Figura 1. La carcasa de la válvula 104, 103, y el cuerpo de válvula
2 respectivamente están provistos con 4 medios de borde anular
dispuestos en pares de los cuales solo dos interaccionan a la vez
de una manera abierta mientras que los otros dos pares interaccionan
en una manera de cierre. Por debajo, solo el par 103A, 104A y 103C,
104C respectivamente que interacciona (de una manera abierta)
cuando el pistón 3 realiza una carrera en la dirección hacia abajo.
Como la realización de acuerdo con la Figura 1 hay una pluralidad
de aberturas provistas centralmente o aberturas 242 en el cuerpo
del válvula 2. Dicha abertura está destinada a equilibrar la presión
y a realizar trayectorias de flujo rápidas y cortas (véase también
la Figura 7). Adicionalmente, se muestra que hay una pluralidad de
entradas para líquido hidráulico 107. Puede observarse también que
para conseguir un equilibrio de presión en dicho plano central P1
hay un hueco anular 260 en la superficie de la camisa interna del
cuerpo de válvula 2. En cada lado de la fila de aberturas centrales
252 en el cuerpo de válvula 2 se proporcionan numerosas aberturas
radiales 261 y 262 respectivamente en el cuerpo de válvula 2 de una
manera simétrica respecto al plano central P1 (véase también la
Figura 6). Dichas aberturas crean comunicación entre una cámara
anular externa 163 e interna 164 respectivamente, que está provista
en la parte de asiento de válvula externa 104 y una cámara anular
interna 161 y 160 respectivamente que está dispuesta en la parte de
asiento de válvula interna 103. Dichas cámaras internas 160 y 161
respectivamente, comunican con las aberturas 124 y 153
respectivamente que corren en las respectivas cámaras de presión
115 y 116 respectivamente. Finalmente se muestra que el cuerpo de
válvula se proporciona con un ajuste adicional de aberturas
radiales 263 y 264 respectivamente que se disponen simétricamente
con referencia a dicho plano P1 y que están provistas en una cámara
anular interna 162 y una cámara anular superior 165
respectivamente. Dicha cámara anular inferior y superior
respectivamente comunica directamente con una salida inferior 119A
y superior 119B respectivamente que va al tanque (véase también la
Figura 5).
Un dispositivo de acuerdo con la realización
preferida mostrada en la Figura 4 funciona de la siguiente manera.
La presión se produce mediante las entradas 107 (por supuesto, solo
puede usarse una entrada), y presuriza de esta manera la cámara
anular 151 que comunica con la abertura central 252 en el cuerpo de
válvula 2. Cuando se ha alcanzado la posición de acuerdo con la
Figura 4, no tiene lugar ningún movimiento del pistón hidráulico en
ninguna dirección, puesto que todas las trayectorias de flujo fuera
de la cámara anular 151 y 260 respectivamente están selladas ya que
los bordes solapan ligeramente entre sí. Cuando de esta manera se
suministra corriente al electroimán superior 42, el campo magnético
moverá el cuerpo de válvula 2 en una dirección hacia arriba como se
observa en la figura. En relación con esto, se crearán aberturas
entre las partes de borde anular 271A, 271B y 272A, 272B
respectivamente del cuerpo de válvula a lo largo de toda la línea de
borde de manera que el aceite puede fluir entre las ranuras
anulares creadas entre las partes de borde 104, 271B y 103A, 271A,
respectivamente desde la cámara anular central 151 y 260
respectivamente hacia arriba hacia los dos canales anulares
superiores 161 y 163 respectivamente. Desde aquí, el aceite
presurizado puede fluir después libremente hacia la cámara anular
interna superior 116 mediante las aberturas radiales 124 y después
presurizar el pistón hacia abajo mediante la superficie superior
30. Al mismo tiempo las ranuras correspondientes 104C, 272A y 103C,
272B respectivamente se abren en el fondo con lo que el aceite puede
fluir fuera de la cámara de presión anular inferior 115 a través de
las aberturas radiales 153 hacia y a través del canal anular 160 y
directamente hacia abajo a través de la ranura anular interna 160 o
a través de las aberturas 261 en el cuerpo de válvula 2 mediante la
otra ranura anular 104 hacia abajo hacia la cámara anular inferior
162 y hacia fuera a través de la salida 119A hacia un tanque. De
esta manera, una presurización de la cámara anular superior 116
tiene lugar instantáneamente mientras se realiza el drenaje de la
cámara anular inferior 115. Como consecuencia de este proceso, el
pistón 3 realizará un movimiento dirigido hacia abajo, rápido y la
superficie final 132 del pistón puede efectuar después una carrera
potente. Cuando de esta manera la carrera se ha realizado mediante
el dispositivo magnético inferior 42A el movimiento del cuerpo de
válvula 2 se invierte y una presurización opuesta y drenaje
respectivamente tiene lugar de manera que el pistón en lugar de ello
se mueve hacia arriba. Debe observarse que las tuberías de borde de
interacción continuas, por ejemplo 104C y 272A, implican que un
movimiento extremadamente pequeño del cuerpo de válvula 2 conduce a
una mayor abertura, es decir que se forma una gran ranura anular de
manera que pueden conseguirse flujos mayores. Debe observarse
también que gracias a proporcionar superficies 30 (en lugar de
utilizar las superficies finales del pistón 3) se consigue un
cambio de volumen comparativamente pequeño cuando se mueve el pistón
en cualquier dirección, lo que mejora adicionalmente la rapidez del
dispositivo. Sin embargo, debe observarse que el dispositivo no se
limita a las dos superficies finales del pistón que sobresale fuera
de la carcasa de válvula 1. Adicionalmente, como puede observarse
en las vistas de sección, la carcasa de válvula puede diseñarse
ventajosamente con una forma externa rectangular.
En la Figura 8 se muestra una realización
adicional de un dispositivo hidráulico de acuerdo con la invención.
Como el principio básico en una gran extensión es el mismo que en la
ya descrita anteriormente, solo se analizarán a continuación las
diferencias esenciales. Una primera diferencia importante es que el
cuerpo de válvula 2 de acuerdo con esta realización no está
totalmente equilibrado. De esta manera, este dispositivo es menos
adecuado como servo-válvula, si se requiere una gran
precisión, ya que el cuerpo de válvula en un cierto grado
presionará contra la parte central sobresaliente de la parte de
asiento interna 103 cuando la entrada 107 para el líquido a presión
está siempre presurizada. Sin embargo, la diferencia más importante
es el mecanismo de control 4 para el movimiento del cuerpo de
válvula 2. De acuerdo con esta realización, se muestra que se usa
un mecanismo de control hidráulico 4. Esto se efectúa por el hecho
de que se proporcionan numerosos medios sobresalientes 280 y 290
respectivamente en ambos lados del cuerpo de válvula 2 en ambos
lados superior e inferior, lo que significa que se puede presionar
el cuerpo de válvula en cualquier dirección. Adecuadamente son
circulares y están de un modo sellado en perforaciones circulares
122 y 125 respectivamente en la carcasa de válvula 1.
Proporcionando canales anulares 123 y 126 respectivamente en
relación con dichas perforaciones 122 y 125 respectivamente puede
alternarse la presurización de dichos canales anulares que influyen
en el cuerpo de válvula 20 para moverla en cualquier dirección. La
presurización de los canales anulares 123 y 126 respectivamente, se
realiza adecuadamente mediante las entradas 132A y 132B
respectivamente para tener la conexión en las proximidades entre
sí. Sin embargo, preferiblemente no se sitúan en el mismo plano (la
figura muestra esto solo para poder ilustrar el funcionamiento de
una forma más clara). De esta manera hay canales axiales 127 y 130
respectivamente desde cada entrada al mecanismo de control, dichos
canales mediante perforaciones radiales 121A, 121B van hacia dichos
canales anulares 123 y 126 respectivamente. De esta manera debe
observarse que las perforaciones radiales 121A, 121B deben
taponarse en los extremos de manera que el aceite no fluya fuera de
la carcasa de la válvula 1. Como en la Figura 4, en la Figura 8 se
muestra una realización, en la que se realiza una presurización
alternativa de una de las dos cámaras, mientras que la cámara no
presurizada se drena conectándola a un tanque.
En la Figura 9 se muestra un diagrama que aclara
el efecto de una realización que mejora la posibilidad de control
para todas las aplicaciones en la que la válvula circundante servirá
como se servo-válvula, es decir, para la colocación
del pistón hidráulico. Como ejemplo, se hace referencia a
continuación a la Figura 1, aunque debe entenderse que el principio
puede usarse también para otras realizaciones. El efecto se consigue
por ejemplo haciendo que los bordes 103A, 103B, 104A, 104B que
tienen cuidado de que la abertura del flujo de aceite a las áreas
de anillo anular (por ejemplo, 154) se bisele parcialmente, de
manera que los bordes de la abertura durante el primer movimiento
desde la posición central por ejemplo, aproximadamente 0,2 mm, solo
comprende por ejemplo el 10% de la circunferencia y que después de
este movimiento de abertura de aproximadamente 0,2 mm permiten que
la válvula se abra alrededor de toda la circunferencia. De esta
manera, se consigue un control más preciso a bajas velocidades (o
parada) puesto que los flujos pequeños dan un control de proceso
más tranquilo. Además, las fugas disminuyen a lo largo de la
circunferencia. Es importante que el cambio en las partes de borde
se realice simétricamente de manera que el equilibrio sea bueno. Se
observa que hay muchas alternativas al biselado en la región de
borde como por ejemplo indentaciones colocadas de forma simétrica
en las regiones de borde, etc.
\newpage
En la Figura 10, se muestra una
realización/modificación adicional de la invención, en la que un
mecanismo de válvula copiadora se construye en el manguito de
válvula circundante 2. El principio fundamental y el diseño de
dicho dispositivo hidráulico es esencialmente el mismo que el
descrito anteriormente, y por lo tanto, muchas de las
denominaciones que se encuentran en la Figura 10 se han mencionado
ya en relación con las Figuras descritas anteriormente. A
continuación, la atención se centrará por lo tanto únicamente en los
cambios esenciales. Adicionalmente, se muestra solo una de las
partes limitadas de dicho dispositivo hidráulico, por ejemplo, no
hay pistón hidráulico o placa inferior mostrada en la figura, aunque
se entiende que los principios de dichos detalles así como otros
detalles periféricos necesarios son los mismos que los descritos
anteriormente. En principio, como se ha descrito anteriormente, se
usa un electroimán de doble acción para influir/controlar el
dispositivo de válvula, aunque en este caso mediante una barra de
válvula copiadora 41A. Otros destalles que forman las piezas del
mecanismo de la válvula copiadora se describirán con más detalle con
referencia a la Figura 11. Se proporciona un canal vertical 298 a
través del manguito de válvula móvil 2 de manera que existe una
menor presión correspondiente a la presión de salida a un tanque T
en el lado superior del espacio ranurado 128, en el que se mueve el
manguito de válvula 2. Como puede observarse en la Figura 11, un
revestimiento con forma de manguito 291 se proporciona y se asegura
de forma fija dentro del manguito de válvula 2. El diámetro de la
abertura longitudinal dentro de dicho revestimiento 291 es el mismo
(con un cierto ajuste) que el diámetro de la barra de válvula
copiadora 41. En la posición mostrada, la barra de válvula copiadora
41A se extiende con su extremo superior 41c por encima de la parte
de borde superior 291A del revestimiento. En el espacio entre la
parte de borde superior 291A del revestimiento y la parte de borde
inferior 291B del revestimiento, la barra 41A está provista con una
banda más estrecha 41B de manera que los bordes de sellado se forman
ambos en las partes de borde inferior 291B y superior 291A del
revestimiento contra las partes de borde en los extremos de la red
41B. Una abertura que se extiende radialmente 295 se proporciona en
el medio del revestimiento, dicha abertura comunica con un espacio
ranurado 292 que rodea el revestimiento 291. Dicho espacio 292 a su
vez está comunicado con un canal anular 293 mediante una abertura
294 en el manguito de válvula 2. El manguito de válvula 2 pretende
moverse hacia arriba debido a la presión P en la cámara circundante
actúa sobre la superficie A1 del manguito de válvula 2. Dicha
presión que de esta manera se transmite a través del canal 107
alcanza también el borde inferior del revestimiento 291 mediante el
espacio ranurado entre la barra de válvula copiadora 41A y el
manguito de válvula 2. De acuerdo con lo que ya se ha descrito, la
presión del tanque inferior T existe en el lado superior del
revestimiento 291. Cuando la barra de válvula copiadora 41A se mueve
hacia arriba, la cámara hidráulica 293 se conectará con un tanque T
mediante el espacio ranurado superior 128 que mediante el canal 298
siempre tiene una baja presión T. Cuando la barra de válvula
copiadora 41A se mueve hacia abajo respecto al manguito de válvula
2, la cámara hidráulica 293 se presurizará P mediante el canal 107.
Esta presión influye en la superficie Ay del manguito de válvula 2
que se proporciona dentro de la cámara hidráulica 293. La
superficie Ay, que está orientada hacia arriba es mayor que la
superficie orientada hacia abajo Ai, dichas superficies de esta
manera dan fuerzas componentes en direcciones opuestas (F = pxA),
preferiblemente Ay = 2 x Ai. De esta manera, la presión dentro de
la cámara 293 depende en la misma de en qué dirección fluya el
aceite hacia la cámara 293; cualquiera de una baja presión T
mediante el borde de sellado 291A o una alta presión P mediante el
borde de sellado 291B, dicha presión después se transmite a la
abertura interna 295, el canal 292 y finalmente a través de la
abertura externa 294 que da como resultado que el manguito de
válvula 2 se mueva en la misma dirección en la que se ha movido la
barra de la válvula 41A, hasta que se alcanza su posición de
equilibrio mediante los bordes de válvula 291A, 291B contra el
cierre del borde de sellado respectivo en la banda 41B, mientras
que de esta manera se consigue copiar el movimiento de la barra de
válvula.
En la Figura 12 se muestra una realización
alternativa de un dispositivo de acuerdo con la invención, en el
que es evidente que el dispositivo de válvula no necesariamente debe
tener el pistón hidráulico 3 localizado dentro de la carcasa de
válvula. En muchas aplicaciones, de hecho puede ser deseable separar
la carcasa de válvula 1 y el pistón/cilindro hidráulico como tal.
Los principios del funcionamiento de la válvula son exactamente los
mismos que los descritos con referencia a la Figura 4. De esta
manera, se han usado las mismas denominaciones que en la Figura 4,
aunque ciertas partes del dispositivo de acuerdo con la Figura 12 se
muestran de una forma más esquemática. A continuación, la atención
se centrará por lo tanto únicamente en las diferencias respecto a
la Figura 4. Como ya se ha mencionado, el pistón hidráulico 3 no se
proporciona dentro de la carcasa de válvula 1. En lugar de ello, la
parte central 103E se forma como unidad homogénea. La cámara de
presión inferior 115 comunica con la salida 115A, que está
conectada a un conducto preferiblemente una manguera hidráulica
115B que conduce a una cámara de presión correspondiente menor en el
cilindro hidráulico (no mostrado) que está provisto con el pistón
hidráulico 3 (no mostrado). El pistón hidráulico 3 y el cilindro
están diseñados en principio adecuadamente de una manera totalmente
convencional, con lo que el diseño que depende de la aplicación
puede adaptarse al patrón funcional deseado, por ejemplo para dar al
pistón hidráulico 3 un patrón funcional de acuerdo con cualquiera
de las realizaciones descritas anteriormente. De una manera
correspondiente, la cámara de presión 116 está conectada a una
salida superior 116A que está conectada a un conducto hidráulico
superior 116B que también preferiblemente es una manguera
hidráulica, que se introduce de una forma correspondiente al
interior de la cámara hidráulica superior dentro del cilindro
hidráulico, que está provisto con el pistón hidráulico 3. De esta
manera, el funcionamiento se hace exactamente igual al descrito con
referencia a la Figura 4, con la diferencia que el cilindro
hidráulico con el pistón hidráulico 3 se dispone a una distancia de
la carcasa de válvula 1. Adicionalmente puede observare a partir de
la Figura 12 que el manguito de válvula 2 puede diseñarse
ventajosamente con el mismo o al menos casi el miso espesor de pared
a lo largo de toda su extensión.
En la Figura 13 se muestra una realización
preferida del dispositivo de válvula de acuerdo con al invención
que tiene el pistón hidráulico 3 provisto coaxialmente dentro de la
carcasa de válvula 1, en el que se usa una presión constante en una
cámara de presión. A diferencia de lo que se muestra en la Figura 1,
de acuerdo con la realización preferida, es la cámara inferior 115
en la que se ejerce una presión constante. Dicha realización
implica ventajas considerables y en ciertos aspectos sorprendentes
en comparación con la disposición de acuerdo con la Figura 1. Los
principios del diseño de la carcasa de válvula 1 y el cuerpo de
válvula 2 son esencialmente iguales que los descritos anteriormente
y por lo tanto no se describirán con detalle con referencia a esta
figura. Por otro lado el pistón hidráulico 3 está diseñado de una
manera diferente de manera que la superficie orientada hacia arriba
anular superior 30 es esencialmente mayor que la superficie anular
31 orientada en la dirección opuesta. El pistón hidráulico está
provisto dentro de la carcasa de válvula 1, de manera que la menor
superficie 31 está dentro de la cámara de presión inferior 115, que
mediante los canales 153 en la parte de asiento de válvula interna
103 siempre comunica con la entrada de presión 107. La cámara
superior 116 puede comunicarse a través de los canales 124 en el
asiento de válvula interna 103 con la entrada de presión 107 o la
salida 119 a un tanque o tener una comunicación totalmente impedida,
dependiendo de la posición del cuerpo de válvula 2, de acuerdo con
los principios descritos anteriormente.
En la Figura 14, el dispositivo de acuerdo con
la Figura 13 se muestra esquemáticamente para poder describir el
principio funcional de una manera más sencilla. Se muestra que la
carcasa de válvula 1 se proporciona ventajosamente con cierres
herméticos S1, S2, S3 para sellar las cámaras de presión 115, 116
entre sí y también de los alrededores. Adicionalmente el cuerpo de
válvula 2 se muestra como una unidad separada provista de la carcasa
de válvula. Sin embargo, debe entenderse que esto es un dibujo
principal, que no limita de ninguna manera la invención sino que es
obvio para una persona especialista en la técnica que un cuerpo de
válvula integrado 2 o una unidad de válvula dispuesta externamente
2 puede usarse para aprovechar las ventajas de un dispositivo de
acuerdo con esta realización preferida. Se muestra que el medio de
válvula 2 está influido por un resorte (el resorte de tensión) en
una dirección de manera que la influencia externa toma la posición
mostrada en la Figura 14, es decir, una posición en la que un
conducto L3 (que puede ser también canales dentro de una carcasa de
válvula) mediante una primera conexión en V en el medio de válvula
2 conecta el canal 124 cerca de la cámara de presión superior 116
con la fuente de presión P mediante un conducto L2 (que puede ser
también parcialmente canales dentro de la carcasa de válvula). Sin
ninguna influencia externa, el resorte situará la válvula 4 de
manera que la cámara superior no se presuriza, lo que es ventajoso
respecto a un punto de vista de seguridad. Como puede observarse en
la figura, la fuente de presión P se proporciona con un tanque
acumulador PA que asegura que la presión en el conducto de presión
L2 está siempre al nivel deseado. Como se muestra en la Figura 14,
el pistón de esta manera influirá mediante una fuerza dirigida hacia
abajo esencialmente mayor que una fuerza dirigida hacia arriba de
manera que se obtiene una aceleración dirigida hacia abajo rápida.
Si se cambia entonces la posición del medio de válvula 2, de manera
que el conducto superior L3 comunica con un conducto L4 a un tanque
T mediante V2, esto dará como resultado una presión esencialmente
menor en esta cámara superior 116. Como siempre hay una presión del
sistema total en la cámara de presión inferior 115, el pistón
hidráulico 3 se someterá entonces a una fuerza de aceleración
dirigida hacia arriba de manera que el pistón hidráulico realizará
una carrera de retorno. Sin embargo la aceleración de la carrera de
retorno no es tan grande como el movimiento de percusión ya que la
superficie de presión orientada hacia arriba 30 es más de dos veces
más grande que la superficie de presión orientada hacia abajo 31.
Gracias a esta disposición, se obtiene la ventaja muy importante de
que se necesita evacuar una cantidad de aceite de la cámara de
presión inferior 115 en un movimiento de percusión esencialmente
menor que si se usara una disposición de acuerdo con la Figura 1.
Además se obtiene la ventaja de que no existe flujo de retorno al
tanque en una carrera, puesto que el aceite que vuelve desde la
cámara de presión inferior 115 se lleva a la cámara de presión
superior 116 mediante L1, V1 y L3. Esto reduce el requisito de
capacidad del sistema hidráulico y elimina la necesidad de grandes
conductos de retorno para absorber el flujo de retorno pesado que
surgiría en otros casos. Otra ventaja evidente es que la seguridad
mejora drásticamente. Cuando se usa un pistón, que está siempre
presurizado en la cámara de presión superior 116 hay siempre un
riesgo de que pueda surgir una carrera con un alto contenido de
energía y pueda aparecer cualquier defecto en el dispositivo. Si en
lugar de ello el pistón de golpeo como se muestra de acuerdo con la
realización preferida en las Figuras 13 y 14 está siempre
presurizado en el lado inferior, se elimina dicho riesgo. Además,
se obtiene una protección adicional contra el mal funcionamiento
disponiendo un número doble de válvulas, que conectan el lado
superior del pistón con un tanque. También con referencia a otros
aspectos, una realización de acuerdo con las Figuras 13 y 14, da una
seguridad mejorada, evitando el riesgo para que se incendie el
gasóleo. En relación con un dispositivo de acuerdo con la Figura 1,
una gran columna de aceite se acelera de hecho en una carrera,
dicha columna deja la cámara inferior 115 a una alta velocidad
cuando el pistón se retarda abruptamente en el funcionamiento lo que
implica que puede haber una pérdida de aceite en la cámara inferior
durante algunos milisegundos, dando como resultado una presión
negativa. Esto puede implicar que se rompan los componentes, por
ejemplo, los detectores de presión que no se fabrican para
presiones negativas. Además, los cierres herméticos que se fabrican
de materiales blandos pueden dañarse y permitir fugas dependiendo
de la presión negativa, es decir se ejercen desperfectos por
picadura. La presión negativa implica también que el aceite se
libera el aire unido. Entonces las burbujas de aire libre se forman
que pueden comenzar un fuego cuando la presión aumenta, es decir un
efecto de combustión diesel que como mucho solo se quema el aceite
y los cierres herméticos. Con una realización de acuerdo con las
Figuras 13 y 14 se eliminan todos esos inconvenientes, puesto que
solo una cantidad muy pequeña de la columna de aceite se evacua de
la cámara 115 en el movimiento de la carrera. Como se ha indicado
anteriormente, se entiende que este principio para conseguir un
movimiento de golpeo rápido en relación con los tratamientos a altas
velocidades no se limita a un dispositivo con un cuerpo de válvula
2 de acuerdo con las realizaciones preferidas descritas
anteriormente sino que este principio puede usarse también en
relación con un dispositivo de válvula externa de esencialmente
cualquier tipo que sea suficientemente rápido para satisfacer los
requisitos dentro de este campo de aplicación.
La invención no se limita a la descripción
anterior sino que puede variarse dentro del alcance de las
posteriores reivindicaciones de patente. Por ejemplo, se entiende
que los principios del funcionamiento del dispositivo hidráulico
pueden conseguirse también mediante un cuerpo de válvula que se
gira/rota en lugar de moverse axialmente. También son concebibles
sub-formas, por ejemplo, un movimiento helicoidal.
En un movimiento de giro del cuerpo de válvula, se mueve
adecuadamente mediante un electroimán por ejemplo en la misma manera
que un motor eléctrico preferiblemente fijando un movimiento en el
manguito adecuadamente para ajustar imanes permanentes con flujos
magnéticos dirigidos radialmente y un estator en la carcasa de
válvula. Adecuadamente, se proporciona un detector de ángulo de
cualquier tipo en el manguito. De esta manera es posible también con
dicha solución controlar opcionalmente la posición del cuerpo de
válvula y de esta manera la posición y el modo de funcionamiento,
respectivamente, del dispositivo hidráulico.
Claims (21)
1. Un dispositivo hidráulico que comprende una
carcasa de válvula (1) con un cuerpo de válvula móvil (2) dispuesto
dentro de la carcasa de válvula, al menos una cámara hidráulica
(115) provista dentro de dicha carcasa de válvula (1), y al menos
un mecanismo de control (4) para el control de dicho cuerpo de
válvula móvil (2) en el que la carcasa de válvula (1) comprende una
pluralidad de elementos combinados (102, 103, 104), al menos dos de
dichos elementos (103, 104) proporcionan una parte de asiento de
válvula interna (103) y una parte de asiento de válvula externa
(104) que están dispuestos coaxialmente uno respecto al otro de
manera que se forma un espacio anular (128) entre dichas dos
piezas; el cuerpo de válvula (2) tiene sustancialmente forma de
manguito y se dispone dentro de dicho espacio anular (128) en la
carcasa de válvula (1) y dicho cuerpo de válvula (2) está provisto
con una pluralidad de aberturas (250; 251; 252; 206; 202) para hacer
posible un flujo de líquido hidráulico en la dirección radial a
través del cuerpo de válvula (2),
caracterizado porque dichas partes de
asiento de válvula interna y externa (103, 104) están provistas con
canales anulares (150; 151; 160; 164) con lo que el cuerpo de
válvula (2) se proporciona dentro de la carcasa de válvula (1) de
manera que esencialmente preferiblemente está totalmente equilibrado
con referencia a las fuerzas hidráulicas que actúan en la dirección
radial; porque dicho cuerpo de válvula (2) y las partes de asiento
de válvula (103, 104) en las proximidades de dichas aberturas están
provistas con partes de línea de borde que interaccionan
(272A/103C, 272B/104C) en ambas superficies interna y externa del
cuerpo de válvula (2), de manera que el líquido hidráulico se deja
fluir desde cada uno de dichos canales y más allá y entre cada uno
de dichas partes de línea de borde a través de la ranura forman
aberturas cuando el cuerpo de válvula (2) se sitúa dentro de la
carcasa de válvula (1) para permitir el flujo de líquido hacia y
desde dicha cámara hidráulica (115); y porque dichas partes de
línea de borde en una segunda posición del cuerpo de válvula (2)
interaccionan de una manera de sellado, de manera que el líquido
hidráulico no puede fluir desde o hacia dicha cámara hidráulica
(115).
2. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la parte de línea de
borde del cuerpo de válvula (2) es una parte integrada de al menos
una de dichas aberturas.
3. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de válvula
(2) está diseñado esencialmente simétricamente con respecto a un
plano (P1) situado centralmente a través del cuerpo de válvula.
4. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el movimiento máximo
necesario del cuerpo de válvula (2) dentro de la carcasa de válvula
(1) para mover le cuerpo de válvula (2) desde una posición cerrada
a una abierta es entre el 0,1 y el 3% del diámetro externo (D) del
manguito, preferiblemente menor del 2% y más preferiblemente menor
del 1%.
5. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho mecanismo de
control (4) se dispone para controlar la posición y/o movimiento de
un pistón (3) independientemente de la posición del pistón (3) y
preferiblemente porque el movimiento del cuerpo de válvula (2) entre
las posiciones de cierre y abertura es al menos sustancialmente en
la dirección axial con referencia al pistón hidráulico (3).
6. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el tiempo de ajuste
del cuerpo de válvula (2) desde una posición final a la otra
posición final es menor de 100 ms, preferiblemente menor de 5
ms.
7. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho mecanismo de
control 4 se dispone para controlar la posición y/o movimiento de
un pistón (3) independientemente de la posición del pistón (3) y el
pistón hidráulico proporcionado en la cámara hidráulica con al menos
una superficie final orientada hacia fuera (32), en el que el
pistón hidráulico (3) está dispuesto coaxialmente dentro de la
carcasa de válvula (1).
8. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 7, caracterizado porque el pistón hidráulico
(3), comprende tres unidades integradas coaxiales (33, 34, 35) con
diferentes diámetros externos, en el que la parte central (34) está
provista con el mayor diámetro.
9. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación1, 5 ó 7, caracterizado porque al menos un
mecanismo de control (4) está activado de una manera
hidráulica.
10. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 9, caracterizado porque dicho mecanismo de
control (4) comprende medios (280; 290) dispuestos para poder mover
el cuerpo de válvula (2), dichos medios pueden moverse en aberturas
(122; 125) en la carcasa de válvula (1), con lo que las aberturas
(122, 125) corresponden esencialmente a la forma de dichos medios y
porque dichas aberturas (122; 125) comunican con un canal anular
(123; 126) destinado a ser presurizado mediante aceite
hidráulico.
11. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 10, caracterizado porque dicho medio (280;
290) tiene una superficie encamisada externa circular y porque
dichas aberturas (122; 125) son orificios circulares que se
extienden en la dirección axial.
\newpage
12. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación1, 5 ó 7, caracterizado porque al menos un
mecanismo de control se activa de una manera magnética.
13. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 12, caracterizado porque dicho mecanismo de
control (4) comprende al menos una pieza
ferro-magnética (41) localizada en el cuerpo de
válvula y al menos un electroimán (42) provisto en la carcasa de
válvula.
14. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 13, caracterizado porque dicho electroimán
(42) se refrigera mediante aceite hidráulico.
15. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque dicha carcasa de
válvula (1) está provista con una conexión de presión (107) y una
conexión de tanque (119) respectivamente, en una o varias de sus
paredes laterales.
16. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho dispositivo es
una parte de un medio de percusión/presión destinado a realizar
percusiones rápidas y a transmitir fuerzas pesadas, en el que el
cuerpo de válvula (2) tiene un diámetro mínimo entre 3 y 500 mm,
preferiblemente mayor de 50 mm y más preferiblemente mayor de 80
mm.
17. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque al menos de una de
dichas partes de línea de borde está provista con huecos dispuestos
simétricamente que, a un pequeño movimiento del cuerpo de válvula
(2) desde su posición cerrada, permite que ocurra un flujo
secundario en la dirección radial a través del cuerpo de válvula
(2).
18. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la longitud de las
partes de borde y, de esta manera, el área de abertura total puede
variar variando la posición del cuerpo de válvula en la dirección de
giro.
19. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 9, caracterizado porque el cuerpo de válvula
(2) se coloca mediante la presión hidráulica que actúa sobre las
fuerzas anulares (Ai, Ay), en el que el fluido hidráulico a al
menos una de dichas superficies se controla mediante una guía de
deslizamiento de válvula (41A) provista en el cuerpo de válvula (2)
y que trabaja de acuerdo con el principio conocido para válvulas
copiadoras de manera que el cuerpo de válvula circundante sigue
servilmente a dicha guía de deslizamiento de válvula (41A) que a su
vez se coloca mediante un electroimán de doble acción.
20. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 7, caracterizado porque el pistón hidráulico
(3) está provisto con al menos dos superficies de transmisión de
fuerzas anulares (30, 31), que son opuestas entre sí, en el que
preferiblemente la superficie anular superior (30) es mayor que la
otra.
21. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque dicha carcasa de
válvula (1) está provista con dos cámaras hidráulicas separadas
(115; 116).
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