ES2342564T3 - Maquina hidraulica, particularmente motor hidraulico y dosificador que incorpora tal motor. - Google Patents
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Abstract
Máquina hidráulica, particularmente motor hidráulico, que comprende: - una envoltura (2) que incorpora un cuerpo (3) y una tapa (4); - un medio de separación (M) apto para efectuar un movimiento alternativo dentro de la envoltura entre cuerpo y tapa, definiendo este medio de separación dos cámaras (5, 6); - unos medios de conmutación hidráulica (C) para la alimentación de líquido y la descarga de las cámaras, incorporando estos medios de conmutación un órgano de distribución (D) que puede adoptar dos posiciones estables y actuado por los desplazamientos del medio de separación; - un compartimento (13) dentro del cuerpo de la envoltura conectado con una llegada de líquido a presión y en el que van alojados los medios de conmutación (C); - y medios de disparo (15) que comprenden un empujador (A) vinculado al medio de separación, aptos para provocar, a final de carrera, un cambio brusco de la posición de los medios de conmutación, bajo la acción de un medio elástico (B), para la inversión de la carrera, caracterizada porque el órgano de distribución (D) comprende una corredera de distribución (16) aplicada contra una placa plana (17) fija con respecto al cuerpo de la envoltura, pudiendo la corredera de distribución (16) deslizarse de forma estanca, sin junta, contra la placa (17) que incorpora orificios conectados respectivamente con las cámaras (5, 6) de la envoltura y con un orificio (18) de salida del líquido, estando la corredera (16) prevista para, según su posición, cerrar algunos de los orificios o ponerlos en comunicación con la llegada de fluido o el escape.
Description
Máquina hidráulica, particularmente motor
hidráulico y dosificador que incorpora tal motor.
La invención concierne a una máquina hidráulica,
particularmente un motor hidráulico, como las que comprenden:
- -
- una envoltura que incorpora un cuerpo y una tapa;
- -
- un medio de separación apto para efectuar un movimiento alternativo dentro de la envoltura entre cuerpo y tapa, definiendo este medio de separación dos cámaras;
- -
- unos medios de conmutación hidráulica para la alimentación de líquido y la descarga de las cámaras, incorporando estos medios de conmutación un órgano de distribución que puede adoptar dos posiciones estables y actuado por los desplazamientos del medio de separación;
- -
- un compartimento dentro del cuerpo de la envoltura conectado con una llegada de líquido a presión y en el que van alojados los medios de conmutación;
- -
- y medios de disparo que comprenden un empujador vinculado al medio de separación, aptos para provocar, a final de carrera, un cambio brusco de la posición de los medios de conmutación, bajo la acción de un medio elástico, para la inversión de la carrera.
Se conoce una máquina hidráulica que tiene las
características técnicas según el preámbulo de la reivindicación 1
por el documento WO2004/051085 A1.
Las máquinas hidráulicas de esta clase, en
particular los motores hidráulicos para dosificadores
proporcionales, funcionan en su mayoría con un sistema de
distribución de tipo "caja de válvulas". La caja de válvulas es
un sistema de distribución de fluido compuesto de una válvula de
admisión y de escape por cámara de trabajo, estando las válvulas
dotadas de juntas.
Semejante tipo de distribución impone una
arquitectura y una geometría a la máquina hidráulica, así como al
dosificador proporcional que incorpora una máquina hidráulica de
este tipo, originando problemas en relación con el mantenimiento.
En efecto, el montaje al igual que el desmontaje de semejante caja
de válvulas reviste a menudo dificultad a causa de un acceso
estrecho y a menudo obliga a desmontar otros elementos del
dosificador. Además, es prácticamente inevitable tener que
reemplazar las juntas de válvulas a lo largo de la vida del
dosificador.
La invención tiene por objetivo, sobre todo,
proporcionar una máquina hidráulica, en particular motor hidráulico,
cuyos medios de conmutación permiten perfectamente separar el
mecanismo de distribución de la parte motriz, con el fin de que el
desmontaje de estos elementos se pueda realizar uno con
independencia del otro.
La invención tiene asimismo por objetivo reducir
el número de piezas que componen la máquina, particularmente en lo
que respecta a los medios de conmutación, y reducir las operaciones
de mantenimiento.
De acuerdo con la invención, una máquina
hidráulica, en particular motor hidráulico, de la clase
anteriormente definida se caracteriza porque el órgano de
distribución comprende una corredera de distribución aplicada
contra una placa plana fija con respecto al cuerpo de la envoltura,
pudiendo la corredera de distribución deslizarse de forma estanca,
sin junta, contra la placa que incorpora orificios conectados
respectivamente con las cámaras de la envoltura y con un orificio
de salida del líquido, estando la corredera de distribución
prevista para, según su posición, cerrar algunos de los orificios o
ponerlos en comunicación con la llegada de fluido o el escape.
El medio elástico está constituido
ventajosamente por un resorte en forma de arco de curva, uno de
cuyos extremos está vinculado a una bieleta articulada sobre un eje
sustentado por el cuerpo de la envoltura, hallándose un extremo de
la bieleta vinculado al empujador, mientras que el otro extremo del
resorte está vinculado a traslación a la corredera, extremo este
otro que pasa de una posición estable a otra posición estable
mediante deformación del resorte.
Preferiblemente, la bieleta es solidaria por lo
menos con un brazo que viene a apoyarse contra un tope de la
corredera en el momento de la inversión del sentido de
desplazamiento para auxiliar al esfuerzo del resorte al comienzo del
desplazamiento de la corredera.
El extremo del resorte en forma de arco de curva
vinculado al empujador pasa, al desplazarse el empujador, de un
lado a otro del eje de articulación de la bieleta. El extremo del
resorte en arco de curva vinculado a la corredera puede ser
albergado en un alojamiento alargado según la dirección de
desplazamiento de la corredera.
El resorte se realiza ventajosamente en material
plástico y con este resorte se moldean, en una sola pieza, pasadores
de articulación previstos en cada extremo.
La placa plana incorpora, preferentemente, cinco
orificios espaciados siguiendo la dirección de deslizamiento de la
corredera, a saber, un orificio central conectado con la salida de
la máquina hidráulica y, a cada lado del orificio central, dos
orificios espaciados, conectados con una cámara de la máquina,
incorporando la corredera por sus extremos longitudinales un medio
de obturación de un orificio de la placa y, entre sus extremos, un
espacio de comunicación entre por lo menos dos orificios de la
placa. Preferiblemente, el distanciamiento entre el orificio
central y un orificio contiguo de la placa es inferior al
distanciamiento entre este orificio contiguo y el orificio extremo
situado en el mismo lado, ejerciendo el espacio de comunicación de
la corredera, durante la inversión del sentido de desplazamiento
del medio de separación, una puesta en comunicación de las dos
cámaras con la salida y, con ello, de la entrada con la salida.
Cada medio de obturación de la corredera de
distribución comprende una zona de obturación delimitada por dos
paredes transversales a la dirección de desplazamiento, apta para
cerrar un orificio de la placa cuando se encuentra ésta de cara a
este orificio, y el espacio de comunicación de la corredera de
distribución, comprendido entre las zonas de obturación, se halla
limitado por una pared separada de la placa.
La corredera de distribución y la placa plana se
pueden hallar dispuestas paralelamente a la dirección de
desplazamiento del empujador. Preferiblemente, la superficie de la
placa plana en contacto con la corredera es un cristal. La placa
plana puede ser de cerámica. La corredera puede ser de material
plástico.
Ventajosamente, el medio de separación es una
membrana.
La invención concierne asimismo a un dosificador
proporcional de un aditivo en un líquido principal, caracterizado
porque incorpora un motor hidráulico tal como se ha definido
anteriormente y un subconjunto de dosificación del aditivo accionado
por el motor.
El dosificador puede comprender un tapón de
separación previsto en el fondo del compartimento que contiene los
medios de conmutación, hallándose este tapón atravesado por un
pistón del subconjunto de dosificación vinculado al empujador, y
derivando una canalización bajo el tapón y unida a la salida.
La invención consiste, aparte de las
disposiciones anteriormente expuestas, en cierto número de otras
disposiciones que serán tratadas a continuación de forma más expresa
a propósito de un ejemplo de realización descrito con referencia a
los dibujos que se adjuntan, sin ser en modo alguno limitativo. En
estos dibujos:
La fig. 1 es una sección vertical esquemática
de un dosificador proporcional con motor hidráulico según la
invención.
La fig. 2 es una vista en perspectiva en
despiece ordenado de las piezas principales del dosificador y del
motor hidráulico.
La fig. 3 es un esquema que ilustra una primera
posición extrema del cristal y de la corredera abatida al costado
para facilitar las explicaciones.
La fig. 4 muestra, de forma semejante a la fig.
3, el cristal y la corredera en una posición intermedia.
La fig. 5 muestra, de forma semejante a la fig.
3, el cristal y la corredera en otra posición extrema, opuesta a la
de la fig. 3.
La fig. 6 es una sección vertical esquemática
del cristal y de la corredera representados en la horizontal, en una
posición extrema.
La fig. 7 es una vista en alzado de la corredera
y de la bieleta de la fig. 6.
La fig. 8 muestra, de forma semejante a la fig.
6, la bieleta basculada.
La fig. 9 es una vista en alzado de la bieleta y
de la corredera de la fig. 8.
La fig. 10 es una sección esquemática semejante
a la fig. 8 de la bieleta y de la corredera en curso de
deslizamiento.
La fig. 11 muestra en alzado la corredera y la
bieleta en la posición de la fig. 10.
La fig. 12 es una sección esquemática semejante
a la fig. 10 de la bieleta y de la corredera en la otra posición
extrema para el mando de la inversión y del cambio de sentido de los
flujos de líquido, y
la fig. 13 muestra en alzado la corredera y la
bieleta en la posición de la fig. 12.
Haciendo referencia a los dibujos, en particular
a las fig. 1 y 2, se puede ver un dosificador proporcional que
incorpora un motor hidráulico 1, para una inyección dosificada de
aditivo en un líquido principal que acciona el motor. El motor 1
comprende una envoltura 2 formada por un cuerpo 3 y por una tapa 4.
El cuerpo y la tapa están ensamblados de forma desmontable,
mediante pernos y tuercas, no mostrados, que atraviesan unos
agujeros previstos en pestañas conjugadas. La tapa 4 está equipada
con una purga Am para descargar el aire del dosificador.
Un medio de separación M apto para efectuar un
movimiento alternativo, en un volumen comprendido entre el cuerpo 3
y la tapa 2, define dos cámaras 5 y 6. El medio de separación M está
constituido ventajosamente por una membrana deformable 7, cuya
periferia incorpora un burlete apretado de forma estanca entre la
tapa 4 y el cuerpo 3. Este ejemplo de realización del medio de
separación M no es limitativo, pudiendo la invención ser de
aplicación a una máquina cuyo medio de separación está constituido
por un pistón.
La cámara 5, situada por encima de la membrana 7
cuando el motor queda dispuesto con su eje vertical como está
ilustrado en la fig. 1, está limitada por una superficie interna
cóncava 8 de la tapa 4. La parte central de la membrana 7 incorpora
una abertura circular cuyo borde está apretado de forma estanca
entre un disco 9 alojado esencialmente en la cámara 6 y una corona
10 alojada en la cámara 5. La corona 10 puede venir a apoyarse, con
la membrana 7 a final de carrera superior, contra una nervadura 11
de la superficie interna 8.
La cámara 6 se halla limitada, por el lado
opuesto a la membrana 7, por una cavidad cilíndrica cuyo fondo 12
incorpora un pasaje para un empujador A.
Están previstos unos medios de conmutación
hidráulica C para la alimentación de líquido y la descarga de las
cámaras 5 y 6. Estos medios de conmutación C incorporan un órgano de
distribución D que puede adoptar dos posiciones estables y son
actuados por los desplazamientos de la membrana 7.
Los medios de conmutación C van alojados en un
compartimento 13 del cuerpo 3 de la envoltura, conectado con una
llegada 14 de líquido a presión.
Unos medios de disparo 15, que comprenden el
empujador A vinculado a la membrana 7, son aptos para provocar, a
final de carrera superior e inferior, un cambio brusco de los medios
de conmutación C bajo la acción de un medio elástico B, para la
inversión de la carrera de la membrana 7.
El órgano de distribución D comprende una
corredera de distribución 16 aplicada contra una placa plana 17 fija
con respecto al cuerpo 3 de la envoltura.
La placa 17 está constituida por un cristal, es
decir, que la superficie de la placa 17 en contacto con la
corredera de distribución 16 presenta un alto grado de planicidad
correspondiente a un espejo pulido. La superficie conjugada de la
corredera 16 también presenta un alto grado de planicidad, de modo
que se establece entre el cristal 17 y la corredera 16 una
estanqueidad de contacto sin junta. Ventajosamente, la placa 17 está
hecha de cerámica, mientras que la corredera 16 está hecha de
material plástico.
La placa 17 incorpora, para el paso del líquido,
cinco orificios espaciados siguiendo la dirección de deslizamiento
de la corredera 16, la dirección vertical según el ejemplo de la
fig. 1.
La placa 17 y la corredera 16 van dispuestas
paralelamente a la dirección de desplazamiento del empujador A y
ortogonalmente al eje geométrico de la entrada 14. La corredera 16
puede deslizarse contra la placa 17 paralelamente a la dirección de
desplazamiento del empujador A.
La placa 17 incorpora un orificio central S
conectado con la salida 18 de la máquina hidráulica y, a cada lado
del orificio central siguiendo la dirección de desplazamiento de la
corredera, dos orificios espaciados E5, P5 y E6, P6, conectados por
canalizaciones previstas en una pieza 19 fijada adosada al cuerpo 3
de la máquina. La propia pieza 19 está unida mediante dos codos 20
(fig. 2) a la cámara superior 5. Los enlaces con la cámara inferior
6 sólo están representados parcialmente.
La parte inferior del compartimento 13 está
abierta y alberga un subconjunto de dosificación 21 con válvula de
aspiración dotada de una tobera 23 a la que se puede acoplar un
conducto que se sumerge en un recipiente (no mostrado) de aditivo
aspirado a una cantidad dosificada. El subconjunto de dosificación
21 comprende un pistón de aspiración 24 enganchado al empujador
A.
Según el ejemplo representado en la fig. 1, el
pistón 24 atraviesa un tapón de separación 25 previsto en el fondo
del compartimento 13. El líquido aditivo bombeado por el pistón 24
es impulsado hacia la salida 18 a través de una canalización 26 que
deriva debajo del tapón 25. La mezcla del aditivo, bombeado por el
subconjunto 21, con el líquido principal que llega por la entrada 14
se realiza a la altura de la salida 18.
Como alternativa, la mezcla del aditivo y del
líquido principal podría tener lugar en el compartimento 13,
suprimiendo el tapón 25 y cerrando la canalización 26.
Como es visible en la fig. 6, la placa 17 va
alojada en un rebajo 27 previsto en un bloque 28 de material
plástico que incorpora agujeros 29 de fijación sobre la pieza 19, y
topes de fin de carrera 30, 31 de la corredera 16.
El distanciamiento entre el orificio central S
de la placa 17 y un orificio contiguo E5 o E6 es inferior al
distanciamiento entre este orificio E5 o E6 y el orificio extremo P5
o P6 situado en el mismo lado. Por tanto, el paso entre los
orificios está escalonado, lo que presenta un interés que se explica
más adelante.
La corredera 16 incorpora, por cada uno de sus
extremos longitudinales, un medio de obturación que comprende una
zona de obturación 32, 33 de un orificio de la placa 17 y, entre las
zonas de obturación, un espacio de comunicación 34 entre por lo
menos dos orificios de la placa 17.
Cada zona de obturación 32, 33 de la corredera
16 se halla delimitada por dos paredes transversales a la dirección
de desplazamiento, que garantizan un contacto prácticamente lineal
con la placa 17, favorable para el establecimiento de una buena
estanqueidad. Entre las paredes transversales de apoyo contra la
placa 17, la pared de las zonas de obturación 32, 33 va paralela a
la placa 17 y separada de su superficie. El espacio de comunicación
34 situado entre las zonas de obturación 32, 33 se halla limitado
por una pared 35 en forma de cúpula.
El medio elástico B está constituido por un
resorte de lámina 36 en forma de arco de curva cuya convexidad está
orientada hacia la parte superior del cuerpo 3. Un extremo 36a del
resorte está vinculado al empujador A, mientras que el otro extremo
36b está vinculado a traslación a la corredera 16. Cada extremo 36a,
36b está formado ventajosamente por un pasador cilíndrico cuyas
generatrices son ortogonales al plano medio del resorte de lámina
36, y a la dirección de desplazamiento del empujador A, formando
estos pasadores cilíndricos un eje de articulación. El resorte 36
se realiza preferentemente en material plástico de una sola pieza
con los pasadores 36a, 36b. Los pasadores de los extremos 36a, 36b
sobresalen transversalmente a ambos lados de la lámina de resorte 36
según su anchura.
Los salientes laterales del extremo 36a, como es
visible en la fig. 2, quedan albergados en respectivos alojamientos
previstos en un extremo de dos ramas paralelas de una bieleta 37,
ramas éstas que encuadran al resorte 36. Cada alojamiento que
alberga el extremo 36a está abierto de modo que el extremo 36a se
puede encajar y desprender fácilmente de los alojamientos de la
bieleta 37 mediante simple deformación del resorte 36.
La bieleta 37 se articula, por su extremo
distante de 36a, sobre un eje 38 al que sostiene, por cada uno de
sus extremos, un elemento 39 (fig. 2) sensiblemente con forma de
triángulo isósceles, con abertura interior, cuya base es solidaria
con la pieza 19 y con el cuerpo 3, y cuya zona de cúspide incorpora
un cojinete para el extremo del eje 38. Los dos soportes 39
encuadran a la corredera 16 y la bieleta 37.
El extremo de cada rama de la bieleta 37 opuesto
al eje 38 y al que está vinculado el extremo 36a del resorte 36
comprende un reborde lateral 40 en el que está previsto el
alojamiento para el extremo 36a. Cada reborde lateral 40 tiene una
forma sensiblemente circular y queda alojado, con posibilidad de
rotación, en una ranura 41 horizontal. Cada ranura 41 está prevista
en una pared vertical interna de una ventana rectangular 42
practicada en la parte del empujador A que se encuentra en el
compartimento 13. Cada ranura 41 se abre, por el lado de la placa
17, por una parte abocardada que permite una inclinación de la
bieleta como está ilustrado en la fig. 1.
Esta disposición permite, durante el
accionamiento de traslación de los rebordes laterales 40 mediante el
empujador A, una rotación de la bieleta 37 alrededor del eje 38.
El otro extremo 36b del resorte 36 se alberga en
un alojamiento 43 rectangular, alargado siguiendo la dirección de
desplazamiento de la corredera 16. Está previsto un alojamiento 43
de este tipo en cada una de las dos paredes laterales 44 de la
corredera 16, que encuadran al resorte 36. El alojamiento 43 está
abierto en la dirección opuesta a la placa 17 y el esfuerzo del
resorte 36 aplica el extremo 36b contra el fondo del alojamiento
43. La colocación del pasador que constituye el extremo 36b en el
alojamiento 43 es simple y rápida, al igual que el desmontaje.
El extremo 36b puede ocupar una posición
estable, ilustrada en la fig. 1 y la fig. 12, en la que hace tope
con la pared transversal del alojamiento 43 más alejada de la cámara
6. La corredera 16 ocupa entonces la posición baja ilustrada en la
fig. 1. En otra posición estable representada en la fig. 6, el
extremo 36b del resorte queda apoyado contra la pared transversal
del alojamiento 43 más cercana a la cámara 6, y la corredera 16
ocupa la posición alta opuesta a la de la fig. 1.
El extremo 36a del resorte vinculado al
empujador A por la bieleta 37 pasa, durante el desplazamiento
vertical del empujador, de un lado a otro del eje de articulación
38 de la bieleta 37. Este paso provoca el disparo de la conmutación
y el cambio de posición de la corredera.
La bieleta 37 es solidaria por lo menos con un
brazo 45 sensiblemente ortogonal a la bieleta y que discurre a
ambos lados de esta bieleta, como es visible en las fig. 6 a 13. El
brazo 45 tiene la forma de un balancín cuyos extremos 45a, 45b son
acodados y romos para entrar en contacto, en el momento de la
inversión del movimiento de la membrana, con un tope 46, por
ejemplo en forma de prisma, previsto en saliente sobre la cara
exterior de la pared lateral 44 de la corredera, a mitad de
longitud, por debajo del alojamiento rectangular 43.
Preferiblemente están previstos dos brazos 45
paralelos que encuadran a la corredera 16, para venir a apoyarse
simultáneamente contra los topes 46.
Las fases de conmutación que se obtienen con la
corredera 16 y la placa 17 se ilustran en las fig. 3, 4 y 5. Para
facilitar la lectura de los dibujos, se ha representado la corredera
16 abatida, aun cuando en realidad ésta se desliza contra la placa
17 en una posición ortogonal a la representada en estas figuras. La
anchura de la corredera 16 es superior a la de los orificios de la
placa 17 de modo que, cuando un orificio queda recubierto por una
de las zonas de obturación de extremo 32 ó 33 de la corredera, este
orificio queda completamente cerrado.
La fig. 3 representa una primera posición
extrema estable de la corredera 16 en la que la zona de obturación
32 cierra el orificio E5 conectado con la cámara 5, mientras que la
zona de obturación 33 cierra el orificio P6 conectado con la cámara
6. El espacio intermedio 34 pone en comunicación el orificio E6, y
por tanto la cámara 6, con la salida S de fluido. El orificio P5 de
la placa 17 está abierto y recibe el líquido a presión que llega al
compartimento 13 y se dirige hacia la cámara 5.
La fig. 4 representa una posición intermedia de
la corredera 16 en la que las zonas de obturación 32, 33 se
encuentran de cara a las zonas de separación entre los dos orificios
situados a cada lado del orificio central S de la placa 17. Los
orificios P5 y P6 están comunicados con el compartimento 13, de modo
que la presión es admitida a la vez en la cámara 5 y en la cámara
6. El espacio 34 hace que los dos orificios de escape E5, E6 se
comuniquen con el orificio de salida S. En esta posición intermedia,
los cinco orificios están en total comunicación y están todos
abiertos a plena sección. El caudal de líquido pasa a través de las
cámaras 5 y 6 y las presiones se equilibran a ambos lados de la
membrana 7.
La fig. 5 representa la otra posición estable
extrema de la corredera 16 según la cual el orificio P6 está
abierto y recibe el fluido a presión que es dirigido hacia la cámara
6. Los orificios E6 y P5 son cerrados por la corredera 16, mientras
que el orificio E5 se pone en comunicación con la salida S.
El paso escalonado, por una parte entre el
orificio de salida S y los orificios E5, E6 y, por otra parte,
entre estos orificios E5, E6 y los orificios P5, P6 permite que
nunca se ponga en comunicación, con la corredera 16 en posición
extrema estable 16, la presión de entrada con la cámara de salida,
mientras que, en la posición intermedia de la fig. 4, todos los
orificios están comunicados sin restricción para hacer que caiga la
presión a ambos lados de la membrana 7.
El funcionamiento del motor hidráulico y del
dosificador según la invención está explicado haciendo referencia a
las fig. 1 y 6 a 13.
De acuerdo con la fig. 6, la membrana 7 ha
llegado a final de carrera inferior y la bieleta 37 ha basculado,
bajo la acción del resorte 36, que ha desplazado la corredera de
distribución 16 a la posición alta estable, apoyada contra el tope
30. Con la corredera 16 en esta posición, el agua a presión que
llega por la entrada 14 es admitida por el orificio P6 abierto a la
cámara inferior 6. El otro orificio E6 en comunicación con esta
cámara 6 está cerrado, mientras que el orificio E5 está conectado
con la salida 18. La presión que se ejerce dentro de la cámara 6
sobre la membrana 7 provoca la deformación de esta membrana hacia la
cámara 5 y el desplazamiento del empujador A hacia arriba, según la
fig. 1. El líquido de la cámara 5 se descarga por el orificio
E5.
El extremo 36b del resorte 36 permanece apoyado
contra la pared transversal superior del alojamiento 43 y mantiene
la corredera 16 en esa posición.
La subida del empujador A acarrea la subida del
extremo 36a del resorte 36. Cuando el extremo 36a franquea al
subir, según la fig. 1, el plano horizontal que pasa por el eje 38
de articulación de la bieleta 37, esta última bascula con respecto
al empujador A, de tal modo que el extremo 36a pasa por encima del
eje 38 cuando se observa la fig. 1.
Esta etapa está representada esquemáticamente en
la fig. 8, llevada a la horizontal. El extremo 36b del resorte se
desplaza al interior del alojamiento 43 para venir a apoyarse contra
la otra pared transversal del alojamiento 43 y ejercer un empuje
sobre la corredera 16 para desplazarla hacia la otra posición
estable. Gracias a la geometría de que se ha dotado a la bieleta 37
y a los brazos 45, el extremo 45b de estos brazos viene a apoyarse
contra el tope 46 (fig. 9). Este ataque síncrono de la corredera 16
auxilia al esfuerzo del resorte 36 para vencer la resistencia al
deslizamiento de la corredera 16.
Las fig. 10 y 11 representan la posición
relativa de la bieleta 37 y de la corredera 16 al final de la
asistencia desempeñada por los brazos 45. Al haber comenzado su
carrera la corredera 16, los esfuerzos que hay que desarrollar para
que ésta prosiga su carrera son mínimos. De este modo, el resorte 36
puede terminar de desplazar la corredera 16 hacia la otra posición
estable, y el tope 46 se separa del extremo 45b como está ilustrado
en las fig.12 y 13 que corresponden al final de carrera superior del
empujador A, representado en la fig. 1.
En esta otra posición estable, la presión es
admitida en la cámara 5 aun cuando la cámara 6 está conectada con la
salida. La membrana 7 puede deformarse hacia abajo y el empujador A
puede bajar, y se produce un nuevo ciclo.
El movimiento vertical alternativo de la
membrana 7 y del empujador A permite el bombeo y la dosificación del
aditivo gracias al subconjunto de dosificación 21, cuyo pistón de
bombeo 24 es arrastrado por la membrana 7.
La corredera 16 se mantiene en su sitio contra
el cristal 17 mediante el resorte 36. Además, la corredera queda
ceñida contra el cristal 17 por la diferencia de presión y el caudal
de entrada del líquido cuando hay flujo de líquido. La planicidad y
el acabado de superficie de la corredera 16 y del cristal 17
garantizan una buena estanqueidad entre los dos elementos.
La corredera 16 se ve sujeta a un esfuerzo
normal al cristal 17 igual a la superficie de apoyo multiplicada
por la diferencia de presión. El esfuerzo para desplazar la
corredera 16 es un esfuerzo transversal que es igual al esfuerzo
normal sobre la corredera 16, multiplicado por el coeficiente de
rozamiento entre corredera 16 y cristal 17.
El movimiento de la membrana 7 se encuentra
mecánicamente unido y sincronizado con el disparo de la conmutación.
El movimiento de la corredera de distribución 16 sobre el cristal
17 es generado por el movimiento de rotación del resorte de
compresión 36, que "equilibra" los esfuerzos unas veces hacia
la primera posición estable, otras hacia la segunda posición
estable, generando así el desplazamiento de la corredera 16 por
deslizamiento.
El subconjunto de dosificación 21, unido a la
membrana 7 a través del empujador A, aspira y luego inyecta
directamente el producto aditivo que aparece a la salida del
dosificador.
La bieleta 37, arrastrada por el empujador A, se
encarga de la compresión del resorte 36 y la sincronización de la
corredera 16. En efecto, en determinadas condiciones límite
(presión, caudal) puede que el resorte 36 no baste para hacer que
se deslice la corredera 16 sobre la que se ejerce una diferencia de
presión (presión en la entrada 14 del dosificador menos presión en
la salida 18). La asistencia desempeñada por la bieleta y los
brazos 45 constituye una sincronización que permite garantizar la
conmutación en estas condiciones: la corredera 16 es empujada lo
suficiente por los brazos 45 hacia la posición intermedia, ilustrada
en las fig. 10 y 11 y en la fig. 4, poniendo en comunicación todas
las cámaras de la membrana con la salida y haciendo que caiga la
diferencia de presión. Los esfuerzos sobre la corredera 16 caen y el
resorte 36 hace que prosiga la carrera de la corredera 16 hacia la
otra posición estable, acarreando la conmutación.
En caso de diferencia de presión y/o caudal
demasiado alto entre la entrada y la salida del dosificador, o en
caso de ruptura del resorte 36, la corredera 16 queda colocada por
los brazos 45 en la posición intermedia ilustrada en la fig. 4, con
puesta en comunicación de las dos cámaras 5, 6 con la salida y, con
ello, de la entrada 14 con la salida 18. El caudal de líquido
principal no se ve interrumpido.
Un dosificador de membrana según la invención
puede tener un caudal muy reducido, por ejemplo de 2 a 3
litros/hora. Éste puede funcionar a una escasa presión de agua
correspondiente, por ejemplo, a 1 a 2 metros de desnivel entre la
fuente de agua y el dosificador, o sea, de 0,1 a 0,2 bares.
Semejante dosificador permite pasar aguas
cargadas de partículas, en particular gracias al funcionamiento con
membrana.
El margen de caudales es muy amplio, pudiendo
oscilar, por ejemplo, entre 2 a 3 l/h y 2000 l/h. El margen de
presiones de funcionamiento también es amplio, por ejemplo de 0,1
bares a 4 ó 5 bares.
La dosificación de aditivo en el líquido
principal puede ser del orden del 2% e incluso del 5%.
A título indicativo, la cilindrada (caudal por
ciclo de subida o de bajada) puede ser de aproximadamente 0,4
litros. El diámetro de la membrana puede ser del orden de 110 mm y
la carrera, de 25 a 30 mm. Los orificios de la placa 17 pueden tener
una sección de aproximadamente 1,3 cm^{2}.
El dosificador de membrana con conmutación por
corredera de distribución permite separar efectivamente el mecanismo
de distribución de la parte motriz pistón o membrana. En
consecuencia, se puede realizar el desmontaje de uno con
independencia del otro.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante es sólo para la comodidad del lector. Esto no forma
parte del documento de Patente Europea. Aunque se ha tenido cuidado
al recopilar las referencias, no pueden excluirse errores u
omisiones y la EPO no asume ningún tipo de responsabilidad a este
aspecto.
\bullet WO 2004051085 A1 [0002]
Claims (16)
1. Máquina hidráulica, particularmente motor
hidráulico, que comprende:
- -
- una envoltura (2) que incorpora un cuerpo (3) y una tapa (4);
- -
- un medio de separación (M) apto para efectuar un movimiento alternativo dentro de la envoltura entre cuerpo y tapa, definiendo este medio de separación dos cámaras (5, 6);
- -
- unos medios de conmutación hidráulica (C) para la alimentación de líquido y la descarga de las cámaras, incorporando estos medios de conmutación un órgano de distribución (D) que puede adoptar dos posiciones estables y actuado por los desplazamientos del medio de separación;
- -
- un compartimento (13) dentro del cuerpo de la envoltura conectado con una llegada de líquido a presión y en el que van alojados los medios de conmutación (C);
- -
- y medios de disparo (15) que comprenden un empujador (A) vinculado al medio de separación, aptos para provocar, a final de carrera, un cambio brusco de la posición de los medios de conmutación, bajo la acción de un medio elástico (B), para la inversión de la carrera, caracterizada porque el órgano de distribución (D) comprende una corredera de distribución (16) aplicada contra una placa plana (17) fija con respecto al cuerpo de la envoltura, pudiendo la corredera de distribución (16) deslizarse de forma estanca, sin junta, contra la placa (17) que incorpora orificios conectados respectivamente con las cámaras (5, 6) de la envoltura y con un orificio (18) de salida del líquido, estando la corredera (16) prevista para, según su posición, cerrar algunos de los orificios o ponerlos en comunicación con la llegada de fluido o el escape.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Máquina según la reivindicación 1,
caracterizada porque el medio elástico (B) está constituido
por un resorte (36) en forma de arco de curva, uno de cuyos extremos
(36a) está vinculado a una bieleta (37) articulada sobre un eje (38)
sustentado por el cuerpo (3) de la envoltura, hallándose un extremo
(40) de la bieleta vinculado al empujador (A), mientras que el otro
extremo (36b) del resorte está vinculado a traslación a la corredera
(16), extremo (36b) este otro que pasa de una posición estable a
otra posición estable mediante deformación del resorte (36).
3. Máquina según la reivindicación 2,
caracterizada porque la bieleta (37) es solidaria por lo
menos con un brazo (45) que viene a apoyarse contra un tope (46) de
la corredera (16) en el momento de la inversión del sentido de
desplazamiento para auxiliar al esfuerzo del resorte al comienzo del
desplazamiento de la corredera.
4. Máquina según la reivindicación 2 ó 3,
caracterizada porque el extremo (36a) del resorte en forma de
arco de curva vinculado al empujador (A) pasa, al desplazarse el
empujador (A), de un lado a otro del eje (38) de articulación de la
bieleta.
5. Máquina según una de las reivindicaciones 2 a
4, caracterizada porque el extremo (36b) del resorte en arco
de curva vinculado a la corredera (16) es albergado en un
alojamiento (43) alargado según la dirección de desplazamiento de la
corredera.
6. Máquina según una de las reivindicaciones 2 a
5, caracterizada porque el resorte (36) se realiza en
material plástico y con este resorte se moldean, en una sola pieza,
pasadores de articulación previstos en cada extremo
(36a, 36b).
(36a, 36b).
7. Máquina según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la placa
plana (17) incorpora cinco orificios espaciados siguiendo la
dirección de deslizamiento de la corredera (16), a saber, un
orificio central (S) conectado con la salida (18) de la máquina
hidráulica y, a cada lado del orificio central, dos orificios (E5,
P5; E6, P6) espaciados conectados con una cámara (5, 6) de la
máquina, incorporando la corredera (16), por sus extremos
longitudinales, un medio de obturación (32, 33) de un orificio de la
placa y, entre sus extremos, un espacio de comunicación (34) entre
por lo menos dos orificios de la placa.
8. Máquina según la reivindicación 7,
caracterizada porque el distanciamiento entre el orificio
central (S) y un orificio contiguo (E5, E6) de la placa es inferior
al distanciamiento entre este orificio contiguo (E5, E6) y el
orificio extremo (P5, P6) situado en el mismo lado, ejerciendo el
espacio de comunicación (34) de la corredera, durante la inversión
del sentido de desplazamiento del medio de separación (M), una
puesta en comunicación de las dos cámaras (5, 6) con la salida (18)
y, con ello, de la entrada (14) con la salida (18).
9. Máquina según la reivindicación 7 u 8,
caracterizada porque cada medio de obturación de la corredera
(16) está constituido por una zona de obturación (32, 33) delimitada
por dos paredes transversales a la dirección de desplazamiento, apta
para cerrar un orificio de la placa cuando se encuentra ésta de cara
a este orificio, y el espacio de comunicación (34) de la corredera,
comprendido entre las zonas de obturación, se halla limitado por una
pared (35) separada de la placa.
10. Máquina según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la
corredera (16) y la placa plana (17) van dispuestas paralelamente a
la dirección de desplazamiento del empujador (A).
11. Máquina según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la
superficie de la placa plana (17) en contacto con la corredera (16)
es un cristal.
12. Máquina según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la placa
plana (17) es de cerámica.
13. Máquina según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la
corredera de distribución (16) es de material plástico.
14. Máquina según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el medio
de separación es una membrana (7).
15. Dosificador proporcional de líquido
caracterizado porque incorpora una máquina hidráulica según
una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, y un subconjunto
de dosificación (21) del aditivo, accionado por la máquina.
16. Dosificador según la reivindicación 15,
caracterizado porque comprende un tapón de separación (25)
previsto en el fondo del compartimento (13) que contiene los medios
de conmutación (C), hallándose este tapón (25) atravesado por un
pistón (24) del subconjunto de dosificación (21) vinculado al
empujador (A), y derivando una canalización (26) bajo el tapón (25)
y unida a la salida (18).
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