IT202000027561A1 - Circuito idraulico con funzione combinata di compensazione e recupero energetico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

TITOLO: CIRCUITO IDRAULICO CON FUNZIONE COMBINATA DI COMPENSAZIONE E RECUPERO ENERGETICO CAMPO DI APPLICAZIONE

Il trovato si inserisce nel campo dei distributori idraulici destinati alla gestione di attuatori idraulici tramite l?impiego di dispositivi di compensazione di pressione.

SFONDO TECNOLOGICO

In applicazioni off-highway, come quelle degli escavatori, un problema noto ? quello delle perdite energetiche dovute al lavoro di compensatori. Un?eccessiva strizione dell?area di meter in/out dovuta all?intervento dei compensatori locali porta ad una dissipazione energetica che viene scaricata attraverso il fluido sotto forma di calore. Per tale ragione risulta vantaggioso riutilizzare l?energia che in altro modo sarebbe dissipata attraverso il compensatore locale incanalando, qualora il compensatore stesso lo consenta, un flusso prioritario in un ramo in derivazione, che a seconda della tipologia di movimentazione, reindirizza il fluido in alimentazione effettuando il collegamento rigenerativo e/o ricarica un accumulatore o altri dispositivi di recupero energetico.

Un esempio di circuito idraulico comprendente un accumulatore per il recupero energetico utilizzato in un sistema di sollevamento idraulico ? proposto nella domanda di brevetto DE 3930553.

In tale documento viene descritto un circuito idraulico che comprende un compensatore disposto sul ramo di scarico di una valvola di controllo per un azionamento a singolo effetto preposto al sollevamento di un carico.

Un ramo in uscita dal compensatore ? connesso all?accumulatore al quale viene inviata una portata di fluido in determinate condizioni operative.

Le soluzioni note non si rivelano tuttavia sufficientemente efficienti nell?operare in tutte le diverse condizioni di lavoro e non sempre sono adatte ad essere utilizzate in maniera appropriata nelle moderne applicazioni off-highway.

RIASSUNTO DELL?INVENZIONE

Il problema tecnico alla base della presente invenzione ? mettere a disposizione un circuito idraulico strutturalmente e funzionalmente concepito per superare, almeno in parte, uno o pi? dei limiti sopra esposti con riferimento alla tecnica nota citata.

Nell?abito di tale problema tecnico, uno scopo della presente invenzione ? mettere a disposizione della tecnica un circuito idraulico dotato di compensatore a tre vie, in grado di poter abbinare alle consuete funzioni di regolazione di flusso tipiche dei compensatori, la capacit? di gestire un flusso prioritario finalizzato a logiche di risparmio energetico nell?ambito di una soluzione semplice razionale e dal costo piuttosto contenuto.

Ulteriore scopo ? mettere a disposizione un circuito idraulico che consenta di recuperare almeno in parte l?energia che normalmente viene dissipata in caso di carichi trascinanti o pi? in generale di carichi inerziali che agiscono nella stessa direzione del movimento.

Ancora un altro scopo dell?invenzione ? mettere a disposizione un circuito idraulico che sia idoneo ad essere utilizzato in escavatori e, in generale, nelle moderne applicazioni off-highway.

Tali ed altri scopi sono raggiunti grazie ad una o pi? delle caratteristiche dell?invenzione riportate nella rivendicazione indipendente 1. Le rivendicazioni dipendenti delineano aspetti preferiti e/o particolarmente vantaggiosi dell?invenzione.

Sar? osservato che il circuito idraulico della presente invenzione comprende un modulo di distribuzione idraulico ad una o pi? sezioni di lavoro, ed almeno un dispositivo di regolazione compensato, in grado di gestire un flusso prioritario finalizzato a logiche di risparmio energetico.

Il modulo di distribuzione include almeno un cursore destinato all?azionamento di almeno un?utenza idraulica come, ad esempio un attuatore idraulico.

In base ad un aspetto dell?invenzione, il circuito comprende un gruppo di alimentazione, preferibilmente a portata o pressione variabile, configurato in maniera tale da fornire una portata di fluido operativo ad una pressione di lavoro al canale di mandata del cursore, per l?azionamento dell?utenza idraulica.

In alcune forme di realizzazione, il dispositivo di regolazione compensato ? connesso, in corrispondenza di un suo primo canale, al ramo di scarico del cursore e collegato a scarico in corrispondenza di un secondo canale.

Preferibilmente, il dispositivo di regolazione compensato ? pilotato da un lato dal segnale di Load Sensing Locale e dall?altro dal segnale di Load Sensing Massimo.

Qualora siano presenti pi? di una sezione, il segnale di Load Sensing Massimo corrisponde a quella della sezione di lavoro a pressione maggiore.

Secondo ancora un altro aspetto, il dispositivo di regolazione compensato ? collegato al dispositivo di recupero energetico preposto a realizzare le logiche di risparmio energetico ad esempio basate su un sistema di rigenerazione.

Sar? apprezzato che il circuito della presente invenzione ? configurato per ricevere anche un segnale di pressione ridotta, che consente di attivare il dispositivo di regolazione compensato nel caso di carichi trascinanti e inerziali che agiscono nella stessa direzione del movimento. Il segnale di pressione ridotta ha preferibilmente un valore inferiore rispetto alla pressione di lavoro ed agisce sul pilotaggio del dispositivo di regolazione compensato del segnale di Load Sensing Massimo. In alcune forme di realizzazione, il valore della pressione ridotta pu? essere ad esempio compreso tra 15 e 20 bar.

In base a tale pilotaggio il dispositivo di regolazione compensato viene commutato in maniera tale da dirigere il flusso in scarico dal cursore verso il dispositivo di recupero energetico.

Sar? quindi apprezzato che in questo modo, anche nel caso in cui si abbiano carichi trascinanti, caso nel quale l?attuatore idraulico fornirebbe in scarico una portata elevata di fluido, richiedendo in mandata un basso valore di pressione, ? possibile attivare il dispositivo di regolazione compensato al fine di realizzare le logiche di recupero energetico che il circuito della presente invenzione permette di realizzare.

In alcune forme di realizzazione, il segnale di pressione ridotta pu? essere generato dalla pressione di lavoro per mezzo di una valvola riduttrice di pressione. Preferibilmente la valvola riduttrice di pressione pu? essere collegata ad una linea di mandata proveniente dal gruppo di alimentazione.

In base ad un altro aspetto, il segnale di pressione ridotta pu? essere fornito da una fonte esterna di fluido operativo ausiliario a bassa pressione.

Sar? pertanto apprezzato che il segnale di pressione ridotta adottato nel circuito della presente invenzione pu? essere facilmente ottenuto o sfruttando la stessa portata di fluido operativo gi? destinato all?azionamento delle diverse sezioni, o tramite un semplice collegamento ad una sorgente esterna a bassa pressione.

Sar? apprezzato che nel contesto della presente invenzione con il termine ?bassa pressione? si intende una pressione significativamente pi? bassa rispetto a quella necessaria per il funzionamento delle utenze idrauliche previste dall?applicazione, ad esempio con un valore compreso tra 15 e 20 bar, come sopra specificato. ? comunque evidente che tale valore sar? legato all?effettiva applicazione del circuito idraulico.

In base ad un altro aspetto vantaggioso dell?invenzione, il passaggio della pressione ridotta verso la relativa linea di pilotaggio del dispositivo di regolazione compensato ? regolato per mezzo di un dispositivo di selezione che pu? comprendere una valvola a due vie.

In questo modo ? possibile ottenere il controllo del pilotaggio anche nelle situazioni di carichi trascinanti o altre situazioni specifiche, in maniera semplice e facilmente controllabile.

In alcune forme di realizzazione, la valvola a due vie, o altro dispositivo di selezione utilizzato, ? comandata elettricamente.

Pu? inoltre essere previsto che il cursore metta a scarico la pressione ridotta in presenza di specifiche condizioni. A tale scopo, il cursore pu? comprendere una via addizionale connessa tramite una rispettiva linea alla pressione ridotta. Preferibilmente, il cursore ? configurato per chiudere tale via addizionale o collegarla ad uno scarico di drenaggio in funzione di una sua posizione operativa.

Vantaggiosamente, il cursore pu? essere azionato tramite comandi elettroidraulici. Sar? comunque apprezzato che potranno essere previsti anche azionamenti differenti, ad esempio di tipo meccanico, idraulico ed elettromeccanico.

Secondo ancora un altro aspetto, il circuito idraulico comprende uno strozzatore disposto in derivazione dalla prima linea di pilotaggio verso scarico.

La presenza dello strozzatore consente di evitare l?accumulo di pressione sulla linea del segnale di LS Massimo e di garantire una veloce depressurizzazione del sistema.

In base ad un altro aspetto dell?invenzione, la valvola a due vie, o altro dispositivo di selezione utilizzato, pu? essere azionato elettricamente, idraulicamente o meccanicamente. A tale scopo pu? essere presente un?unit? di controllo che, in presenza di un carico di trascinamento che agisce sull?attuatore della sezione di lavoro invia un comando, elettrico, idraulico o meccanico, per la commutazione della valvola.

Detti scopi e vantaggi sono tutti raggiunti dal circuito idraulico, oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto previsto nelle sotto riportate rivendicazioni.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di alcune forme di realizzazione illustrate, a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno in cui:

la figura 1 ? un?illustrazione schematica di un circuito idraulico con funzione di compensazione e recupero energetico secondo la presente invenzione;

la figura 2 ? un?illustrazione schematica di un circuito idraulico con funzione di compensazione e recupero energetico secondo una variante di realizzazione della presente invenzione;

la figura 3 ? un?illustrazione schematica di un circuito idraulico con funzione di compensazione e recupero energetico secondo un?ulteriore variante di realizzazione della presente invenzione; e

la figura 4 ? un?illustrazione schematica di un circuito idraulico con funzione di compensazione e recupero energetico secondo presente invenzione, che illustra la configurazione del circuito in caso di presenza di due sezioni di lavoro.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE

Con riferimento inizialmente alla figura 1, un circuito idraulico secondo la presente invenzione ? illustrato nel suo complesso con il numero 100.

Come sar? apprezzato a seguire, il circuito idraulico 100 della presente invenzione ha funzione di compensazione e di recupero energetico.

Il circuito idraulico 100 ? preferibilmente alimentato per mezzo di un gruppo di alimentazione 101. Il gruppo di alimentazione 101 pu? essere del tipo a portata o pressione variabile, come nell?esempio di realizzazione illustrato in figura. Potranno comunque essere previste soluzioni nelle quali possono essere previste altre soluzioni di regolazione del gruppo di alimentazione 101.

In alcune forme di realizzazione, il gruppo di alimentazione 101 pu? comprendere una pompa a cilindrata variabile che regola la portata sulla base della pressione dell?utenza a pressione maggiore tra quelle alimentate dal gruppo di alimentazione. L?esempio di figura 4 illustra ad esempio il circuito idraulico 100 nel caso in cui il gruppo di alimentazione 101 sia destinato ad alimentare due utenze idrauliche U1, U2. Si noti che possono comunque essere presenti un numero anche maggiore di utenze, come sopra indicato.

L?invenzione sar? comunque illustrata a seguire nel caso di un?unica utenza idraulica U1, come nell?esempio di figura 1. L?utenza idraulica U1 pu? ad esempio essere rappresentata dall?azionamento di un attuatore idraulico a doppio effetto o qualunque altra apparecchiatura idraulica. Sar? infatti apprezzato che i medesimi concetti inventivi esposti in relazione alla presente invenzione sono applicabili anche ad altre soluzioni, come un motore idraulico. Per tale motivo a seguire con il termine ?utenza idraulica? verr? indicato qualunque apparecchiatura idraulica destinata ad essere azionata tramite un circuito idraulico ad una o pi? sezioni di lavoro.

Il circuito idraulico 100 comprende un modulo di distribuzione 102, che riceve una portata di fluido operativo dal gruppo di alimentazione 101, per la distribuzione del fluido verso l?utenza idraulica U1. Come sopra accennato, deve essere osservato che seppur nell?esempio di realizzazione rappresentato in figura 1 sia presente un?unica utenza, la presente invenzione potr? essere applicata anche nel caso di un numero generico di utenze n e corrispondenti sezioni di lavoro.

Il modulo di distribuzione comprende un cursore 1 per l?azionamento dell?utenza idraulica. Nel caso di pi? sezioni destinate ad alimentare pi? utenze saranno preferibilmente presenti un numero corrispondente di cursori, come nell?esempio illustrato in figura 4 in cui sono presenti due sezioni e due corrispondenti cursori 1.

Il cursore 1 definisce un canale di mandata principale 11, che riceve una portata di fluido dal gruppo di alimentazione 101, ed un canale di scarico 13 attraverso il quale transita il fluido in uscita dall?utenza idraulica U1, ad esempio dall?attuatore idraulico illustrato nell?esempio di realizzazione delle figure.

Preferibilmente, il cursore comprende una nicchia di mandata 14 attraverso la quale viene fatta transitare la portata di fluido fornito dal gruppo di alimentazione 101.

In alcune forme di realizzazione, il circuito comprende un ramo di mandata secondario 12, al quale il ramo di mandata principale 11 ? connesso. Tra il ramo di mandata secondario 12 ed il ramo di mandata principale 11 ? preferibilmente collocata una valvola di ritegno 15. La nicchia di mandata 14 ? pertanto vantaggiosamente configurata in maniera tale che il fluido operativo che viene fatto transitare tra il ramo di mandata principale 11 ed il ramo di mandata secondario 12 passi attraverso la nicchia 14.

Il circuito idraulico 100 della presente invenzione comprende inoltre uno pi? dispositivi di regolazione compensati a tre vie 2, in numero preferibilmente pari alle sezioni di lavoro del circuito, e le cui caratteristiche saranno illustrate in dettaglio a seguire.

Come si pu? meglio apprezzare dall?esempio illustrato in figura 1, il dispositivo di regolazione compensato a tre vie 2 ? connesso, in corrispondenza di un suo primo canale 21, al ramo di scarico 13 del cursore 1 e collegato a scarico T in corrispondenza di un secondo canale 22.

Un terzo canale 23 del dispositivo di regolazione compensato a tre vie 2 ? connesso ad un dispositivo di recupero energetico 103, quest?ultimo illustrato in maggiore dettaglio a seguire.

Il dispositivo di regolazione 2 pu? essere regolato, preferibilmente tramite regolazione continua, tra tre posizioni di regolazione realizzate tramite specifici segnali di pilotaggio. Sar? inteso che con il termine regolazione continua si intende la possibilit? di spostare in maniera graduale, e con continuit? tra una posizione e l?altra. In altre parole, l?apertura e la chiusura di una luce del dispositivo di regolazione 2 hanno luogo in maniera graduale, passano progressivamente dalla condizione chiusa a quella aperta.

Secondo una forma di realizzazione preferita, i segnali di pilotaggio sono forniti da un rispettivo primo canale di pilotaggio 31 tramite il quale un segnale di Load Sensing Massimo PLSmax agisce su un primo lato 2A del dispositivo di regolazione 2, e da un secondo canale di pilotaggio 32 tramite il quale agisce un segnale di Load Sensing Locale PLSloc su un secondo lato 2B. Sar? apprezzato che le aree definite rispettivamente dai lati 2A e 2B sono preferibilmente uguali.

In alcune forme di realizzazione, sul secondo lato 2B, in aggiunta alla pressione fornita dal segnale di Load Sensing Locale PLSloc, pu? agire anche una forza aggiuntiva preferibilmente definita dall?azione di una molla, o di un elemento elastico 33 equivalente. Sar? comunque apprezzato che la forza aggiuntiva potr? essere fornita in alternativa o in aggiunta tramite un pilotaggio idraulico agente su uno dei lati del dispositivo di regolazione.

Secondo un ulteriore aspetto, pu? essere previsto un canale di collegamento 24 che invia il segnale prelevato dal secondo canale di pilotaggio 32 al primo canale di pilotaggio 31, passando attraverso una relativa nicchia 25 ed una valvola di non ritorno 25A.

Sar? apprezzato che la pressione del segnale di Load Sensing Massimo PLSmax ? vantaggiosamente caratteristica della pressione dell?utenza idraulica a pressione maggiore qualora siano presenti pi? di una sezione. ? evidente che nel caso sia presente un?unica utenza U1 la pressione del segnale di Load Sensing Massimo PLSmax pu? corrispondere a quella relativa a tale utenza.

Secondo un ulteriore aspetto, la pressione del segnale di Load Sensing Locale PLSloc ? prelevata da un tratto 11? attraverso il quale il fluido di lavoro viene fornito dal gruppo di alimentazione 101 all?utenza idraulica U1. Preferibilmente, il secondo canale di pilotaggio 32 ? a tale scopo connesso al tratto 11? del ramo di mandata principale 11 a valle del cursore 1 dal quale viene fornito il segnale di Load Sensing Locale PLSloc.

Sar? inoltre apprezzato che, secondo una forma di realizzazione preferita, nel caso in cui sia presente pi? di una sezione di lavoro, i segnali Load Sensing provenienti dalle varie sezioni possono selezionati da valvole selettrici, non illustrate in figura, in modo che il pi? alto venga portato al gruppo di alimentazione, che provvede a sua volta a generare una pressione di alimentazione di valore pari al Load Sensing Massimo pi? un margine preimpostato. In alternativa, i segnali possono essere selezionati dal dispositivo di regolazione compensato 2.

Il circuito pu? anche comprende un dispositivo valvolare opzionale 17 che consente di limitare il valore di pressione su uno o su entrambi dei due canali A, B dell?attuatore dell?utenza idraulica U1 in funzione del movimento dell?attuatore e dell?eventuale carico presente.

In forme di realizzazione preferite, ? presente una valvola limitatrice di pressione 16 posizionata sulla linea del segnale LSMAX consente di definire il valore massimo di pressione del sistema.

Preferibilmente, il dispositivo di regolazione 2 ? mantenuto normalmente aperto e, in una prima posizione, ? configurato in modo che il primo canale 10 sia in collegamento con il dispositivo di recupero energetico 103 ed una linea di scarico T. In tale condizione il flusso viene pertanto inviato in via preferenziale allo scarico T.

All?aumentare della differenza di pressione tra il primo canale di pilotaggio 31 ed il secondo canale di pilotaggio 32 il dispositivo di regolazione comincia a muoversi verso una seconda posizione. In tale posizione intermedia viene mantenuto il collegamento con il dispositivo di recupero 103 attraverso il terzo canale 23. In alcune forme di realizzazione, in tale seconda posizione, il collegamento con lo scarico T viene invece strozzato. In questo modo, il flusso idraulico viene inviato in maniera prioritaria al dispositivo di recupero energetico 103.

Nella terza posizione il cassetto chiude completamente tutti i passaggi o li strozza al punto da garantire la pressione necessaria per tutte le condizioni operative, evitando che il flusso venga diretto a scarico o al dispositivo di recupero energetico 103. A tale scopo, nella terza posizione pu? essere impedito il passaggio di fluido verso il canale di scarico 22 ed al dispositivo di recupero energetico 103 oppure inviata la portata di fluido al secondo canale 23 tramite un passaggio strozzato in maniera tale garantire la pressione necessaria per tutte le condizioni operative.

Sar? apprezzato che, come accennato in precedenza, il dispositivo 2 ? configurato in maniera tale da spostarsi gradualmente tra una posizione e l?altra, chiudendo i canali, o effettuandone la strozzatura, in maniera progressiva.

Sempre con riferimento alla figura 1, nella movimentazione di attuatori in presenza di carichi trascinanti, ad esempio in condizioni di rientro dell?attuatore con la forza esterna F in direzione concorde allo spostamento dell?attuatore, la portata in uscita dalla linea di recupero energetico pu? essere reindirizzata, eventualmente attraverso una valvola di ritegno al/ai dispositivo/i per il recupero energetico 103, al fine di immagazzinare energia idraulica potenziale da riutilizzarsi in fasi di lavoro attivo.

Pi? in generale, il dispositivo di regolazione 2 pu? essere configurato in maniera tale da intervenire nel caso in cui l?utilizzo azionato dal cursore sia soggetto ad un carico inerziale F che agisce nella medesima direzione dello spostamento dell?attuatore.

Al fine di garantire un corretto funzionamento in tutte le condizioni di carico inerziale F, la presente invenzione prevede la presenza di una sezione di selezione 104 tramite la quale viene immessa nel circuito un segnale a pressione ridotta Prid, per inviarlo alla prima linea di pilotaggio 31 in predeterminate condizioni.

Preferibilmente, tali condizioni sono determinate dall?abbassamento della pressione del segnale di Load Sensing Massimo PLSmax al di sotto di un valore predeterminato di pressione, che pu? corrispondere al valore della pressione ridotta Prid.

La pressione ridotta Prid ha un valore normalmente inferiore rispetto alla pressione di lavoro P e, in alcune forme di realizzazione, pu? avere indicativamente un valore compreso tra 15 e 20 bar. Ovviamente potranno essere previsti anche valori differenti a seconda dello specifico tipo di applicazione.

Come si pu? osservare dalle figure, il dispositivo di regolazione 2 si sposta tra le sue posizioni in funzione della differenza tra i segnali di Load Sensing Massimo PLSmax e di Load Sensing Locale PLSloc ovverosia dei segnali presenti rispettivamente ai lati 2A e 2B del dispositivo 2.

La possibilit? di fornire il segnale a pressione ridotta Prid permette di evitare che dal lato 2B del segnale di Load Sensing Massimo PLSmax la pressione scenda al di sotto di un predeterminato valore, definito appunto dalla pressione ridotta. Questo consente pertanto di controllare opportunamente il dispositivo di regolazione 2 anche ad esempio nelle condizioni di carico in cui nella sezione si ha pressione bassa ed elevata portata.

In generale, il dispositivo di regolazione 2 pu? essere configurato in maniera tale che il flusso venga inviato in maniera prioritaria, tramite il canale 23, al dispositivo di recupero energetico 103, quantomeno fino a quanto questo ? in grado accettare fluido operativo.

In base alla differenza tra i segnali di Load Sensing Massimo PLSmax e di Load Sensing Locale PLSloc il dispositivo di regolazione 2 cambia la sua posizione in maniera tale da eseguire un?azione di regolazione, ovverosia dirige il flusso di fluido operativo in maniera tale da riportare una situazione di equilibrio.

Se la pressione del segnale di Load Sensing Massimo PLSmax ? maggiore di quella del segnale di Load Sensing Locale PLSloc, eventualmente al netto dell?azione della molla 33, allora il dispositivo di recupero 2 tende a chiudere il passaggio di fluido operativo verso scarico e a strozzare o chiudere il passaggio verso il dispositivo di recupero 103.

Viceversa, se la pressione del segnale di Load Sensing Locale PLSloc ? maggiore di quella del segnale di Load Sensing Massimo PLSmax, allora il dispositivo di regolazione 2 tende ad aprire sia il passaggio a scarico sia il passaggio verso il dispositivo di recupero, id il fluido sar? inviato in maniera prioritaria a scarico.

Queste situazioni tendono a riportare i segnali di Load Sensing Massimo PLSmax e di Load Sensing Locale PLSloc in equilibrio, ottenendo pertanto la funzione di regolazione da parte del dispositivo 2.

Quando viene inviato il segnale a pressione ridotta Prid alla prima linea di pilotaggio 31 si pu? quindi verificare una situazione di non equilibrio nel dispositivo di regolazione 2. In altre parole, in base a quanto sopra illustrato, quando il dispositivo di regolazione 2 sente la pressione Prid tender? spostarsi per cercare di replicare le pressioni, tornando ad una condizione di equilibrio.

Ad esempio, nelle condizioni di carico trascinante pu? avvenire che, a seguito dell?invio del segnale a pressione ridotta Prid, si sposti verso la posizione in cui viene inviato il fluido al dispositivo di recupero 103. Se, quindi, inizialmente la pressione del segnale di Load Sensing Locale PLSloc prevale sulla pressione ridotta Prid ed il fluido ? inviato prevalentemente a scarico, il dispositivo di regolazione 2 si sposta gradualmente in posizione tale da inviare il fluido al dispositivo di recupero 103, quantomeno fintanto che le condizioni operative di quest?ultimo lo permettono. Il segnale a pressione ridotta tende infatti ad essere copiato sul segnale di Load Sensing Locale PLSloc per riportare una situazione di equilibrio.

In altre parole, grazie al fatto di prevedere la presenza del segnale a pressione ridotta Prid in specifiche condizioni di carico, come ad esempio nel caso di carico trascinante, ? quindi possibile azionare il dispositivo di regolazione compensato a tre vie 2 in commutazione verso la seconda posizione, ovverosia nella posizione in cui il fluido proveniente dal ramo di scarico 21 viene inviato al dispositivo di recupero energetico 103.

Sar? apprezzato che secondo ancora un altro aspetto, ? previsto uno strozzatore 5 disposto in derivazione dalla prima linea di pilotaggio 31 verso scarico. Grazie alla presenza dello strozzatore 5, ? possibile far depressurizzare velocemente il circuito quando il dispositivo di recupero 2 torna nella posizione centrale.

Preferibilmente, il segnale a pressione ridotta Prid ? fornito alla linea del segnale di Load Sensing Massimo PLSmax tramite un relativo canale 41. Allo scopo di evitare che il segnale di Load Sensing Massimo PLSmax possa essere inviato verso la sezione 104 a pressione ridotta pu? essere prevista una valvola di ritegno 42 collocata lungo il canale 41.

In alcune forme di realizzazione l?invio della pressione ridotta alla prima linea di pilotaggio 31 ? regolato per mezzo di una valvola a due vie 3. La valvola di ritegno 42 pu? in questo caso essere interposta tra la valvola a due vie 3 e la linea del segnale di Load Sensing Massimo PLSmax.

La valvola a due vie 3 pu? essere controllata elettricamente, idraulicamente o meccanicamente in presenza di un carico di trascinamento F che agisce sull?attuatore dell?utenza idraulica U1 in maniera da commutarsi in una posizione in cui il fluido a pressione ridotta Prid viene inviato verso la prima linea di pilotaggio 31.

La valvola 3 pu? essere azionata ogni volta che il cursore 1 viene pilotato per realizzare un movimento con carico trascinante, come ad esempio la discesa di un braccio di un escavatore.

In alternativa la valvola due vie pu? essere azionata da un dispositivo meccanico o da un pilotaggio idraulico.

Pu? in generale essere pertanto presente un?unit? di controllo 7 preposta a regolare l?azionamento della valvola 3 in funzione della posizione del cursore 1.

Sar? anche apprezzato che la valvola pu? essere sostituita da differenti dispositivi di selezione 3 preposti ad inviare la portata a pressione ridotta in presenza di predeterminate condizioni.

Ad esempio, in alcune forme di realizzazione, come in quella rappresentata in figura 3, pu? essere previsto che il cursore 1 comprenda una via addizionale 4? connessa tramite una rispettiva linea alla pressione ridotta Prid.

Il cursore 1 ? pertanto configurato per chiudere tale via addizionale 4? o collegarla ad uno scarico di drenaggio D in funzione della sua posizione operativa, in maniera concettualmente analoga a quanto descritto in relazione alla forma di realizzazione di figura 1.

Con riferimento nuovamente alla figura 1, in alcune forme di realizzazione, la sezione di selezione 104 comprende una valvola riduttrice di pressione 4 configurata in maniera tale da ridurre la pressione di lavoro P alla pressione ridotta Prid. Preferibilmente, la valvola riduttrice di pressione 4 ? collegata ad una linea di mandata 101A del gruppo di alimentazione 101.

La valvola riduttrice di pressione 4 ? settata in maniera tale che in uscita vi sia la pressione ridotta Prid prevista per il sistema, quindi nell?esempio sopra descritto una pressione compresa tra 15 e 20 bar.

Sar? anche apprezzato che in alcune forme di realizzazione, come si pu? osservare dalla figura 1, la pressione ridotta Prid pu? anche essere utilizzata per l?azionamento del cursore 1.

Questo ? in particolare vantaggioso nel caso in cui il cursore 1 sia azionato tramite comandi elettroidraulici 6.

In tale caso pu? essere prevista la presenza di una linea di comando 61 attraverso la quale la pressione ridotta Prid viene fornita ai comandi elettroidraulici 6 per l?azionamento del cursore 1.

Nel caso in cui vi sia la valvola riduttrice di pressione 4, la linea di comando 61 ? quindi vantaggiosamente connessa alla valvola 4.

Al fine di ottenere l?azione di recupero energetica richiesta, in base ad un aspetto dell?invenzione, il dispositivo di recupero energetico 103 pu? comprendere almeno un accumulatore che consente di immagazzinare il fluido idraulico nei casi in cui le condizioni di lavoro del circuito lo permettano. Si noti comunque che il recupero energetico nell?ambito della presente invenzione non prevede necessariamente la presenza di un accumulatore.

Secondo un ulteriore aspetto dell?invenzione, il dispositivo di recupero energetico 103 pu? essere configurato in maniera tale da reimmettere nel modulo di distribuzione 102 che alimenta le sezioni di lavoro energia idraulica potenziale, fornendo, in altre parole, il fluido idraulico, ad esempio accumulato nell?accumulatore, alla linea di alimentazione del modulo idraulico.

In base ad ancora un altro aspetto, il dispositivo di recupero energetico 103 pu? essere configurato in maniera tale da trasferire detto fluido idraulico in un sistema o dispositivo per la trasformazione di energia potenziale idraulica fornita da detto fluido idraulico in un'altra forma di energia. Ad esempio, il dispositivo per la trasformazione di energia potenziale idraulica pu? essere rappresentato da un generatore, alternatore o un volano.

? comunque inteso che anche altre soluzioni idonee al recupero energetico potranno essere previste nell?ambito del circuito della presente invenzione e gli esempi sopra riportati devono intendersi esclusivamente a titolo esemplificativo e non limitativo.

Con riferimento ora all?esempio di figura 2, sar? descritta una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione, che prevede di utilizzare una fonte esterna 8 per l?alimentazione della pressione ridotta Prid.

A questo scopo, la sezione di selezione 104 ? configurata per ricevere detta pressione ridotta Prid da una fonte esterna 8 di fluido operativo ausiliario a bassa pressione.

Anche la forma di realizzazione illustrata in figura 3 pu? prevedere la presenza che la pressione ridotta sia fornita dalla fonte esterna 8. In questo caso, come precedentemente descritto, la pressione ridotta Prid ? anche utilizzata nella via addizionale 4? del cursore 1 e, a questo scopo, pu? anche essere prevista una strozzatura 81 nella sezione di selezione 104 lungo la linea connessa alla fonte esterna 8. Sar? apprezzato che la strozzatura 81 permette di evitare un eccessivo flusso di fluido nel canale di pilotaggio, evitando quindi la sua saturazione del circuito.

In ogni caso, tali soluzioni potranno essere anche combinate con tutte le forme di realizzazione precedentemente descritte.

Sar? quindi apprezzato che il circuito della presente invenzione permette di realizzare efficacemente le funzioni di compensazione e recupero energetico, anche nel caso di carichi inerziali che agiscono nella stessa direzione del movimento e tali da generare velocit? superiori a quelle generate dalla portata in mandata.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI

1. Circuito idraulico (100) con funzione di compensazione e recupero energetico, comprendente:

? un modulo di distribuzione (102) per la distribuzione di fluido idraulico che include almeno un cursore (1) per l?azionamento di almeno un?utenza idraulico (U1), ad esempio un attuatore idraulico, in cui:

o il cursore (1) ? configurato per definire un ramo di mandata principale (11), ed un ramo di scarico (13) nel modulo di distribuzione (102),

? un gruppo di alimentazione configurato in maniera tale da fornire una portata di fluido operativo ad una pressione di lavoro (P) al canale di mandata principale (11), per l?azionamento dell?utenza idraulica (U1);

? un dispositivo di regolazione compensato a tre vie (2) connesso, in corrispondenza di un suo primo canale (21), al ramo di scarico (13) del cursore (1) e collegato a scarico (T) in corrispondenza di un secondo canale (22);

o il dispositivo di regolazione compensato a tre vie (2) comprende inoltre una prima linea di pilotaggio (31) ed una seconda linea di pilotaggio (32) configurate in maniera tale che su un primo lato (2A) del dispositivo di regolazione (2) agisca un segnale di pilotaggio di Load Sensing Massimo (PLSmax), caratteristico della pressione dell?utenza idraulico (U1) qualora sia presente un?unica sezione, o dell?utenza idraulica a pressione maggiore qualora siano presenti pi? di una utenza idraulica, e su un secondo lato (2B) del dispositivo di regolazione compensato a tre vie (2) agisca un segnale di pilotaggio di Load Sensing Locale (PLSloc) caratteristico di una pressione locale del fluido operativo fornito a detta utenza idraulica (U1) dal gruppo di alimentazione (101), il circuito idraulico comprende ulteriormente:

? un dispositivo di recupero energetico (103) connesso ad un terzo canale (23) del dispositivo di regolazione compensato a tre vie (2);

? una sezione di selezione (104) configurata in maniera tale da ricevere un segnale a pressione ridotta (Prid) ed inviarlo a detta prima linea di pilotaggio (31) in maniera tale da azionare detto dispositivo di regolazione compensato a tre vie (2) in commutazione verso una posizione nella quale il fluido proveniente dal ramo di scarico (21) viene inviato a detto dispositivo di recupero energetico (103) connesso tramite detto terzo canale (23).

2. Circuito idraulico (100) secondo la rivendicazione 1, in cui detta sezione di selezione (104) comprende una valvola riduttrice di pressione (4) configurata in maniera tale da ridurre detta pressione di lavoro (P) a detto segnale pressione ridotta (Prid).

3. Circuito idraulico (100) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta sezione di selezione comprende un dispositivo di selezione (3) configurata per selettivamente consentire e impedire il passaggio di detto segnale pressione ridotta (Prid) a detta prima linea di pilotaggio

4. Circuito idraulico (100) secondo la rivendicazione 3, in cui il dispositivo di selezione (3) comprende una valvola a due vie.

5. Circuito idraulico (100) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detto cursore (1) comprende una via addizionale (4?) connessa tramite una rispettiva linea a detto segnale pressione ridotta (Prid), detto cursore (1) essendo configurato per chiudere detta via addizionale (4?) o collegarla ad uno scarico di drenaggio (D) in funzione di una sua posizione operativa.

6. Circuito idraulico (100) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detto cursore (1) ? azionato tramite comandi elettroidraulici (6) e comprendente ulteriormente una linea di comando (61) attraverso la quale detto segnale pressione ridotta (Prid) viene fornito a detti comandi elettroidraulici (6) per l?azionamento del cursore (1).

7. Circuito idraulico (100) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta sezione di selezione (104) ? configurata per ricevere detto segnale pressione ridotta (Prid) da una fonte esterna (8) di fluido operativo ausiliario a bassa pressione.

8. Circuito idraulico (100) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, comprendente un?unit? di controllo (7) configurata per azionare detto dispositivo di selezione (3) elettricamente, idraulicamente o meccanicamente, preferibilmente in presenza di un carico di trascinamento (F) che agisce su detto attuatore di detta utenza idraulica (U1).

9. Circuito idraulico (100) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detto gruppo di alimentazione (101) ? a portata o pressione variabile.

10. Circuito idraulico (100) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detto detta sezione di selezione (104) comprende un canale del segnale di pressione ridotta (41) connesso a detta prima linea di pilotaggio (31) ed una valvola di ritegno (42) collocata lungo detto canale del segnale di pressione ridotta (41) configurata per evitare che fluido del segnale di Load Sensing Massimo (PLSmax) venga inviato a detta sezione di selezione (104) tramite detto canale del segnale di pressione ridotta (41).