IT202100014123A1 - Distributore idraulico con dispositivo di compensazione per valvole direzionali - Google Patents

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IT202100014123A1
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IT
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pressure
way
energy recovery
compensator
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IT102021000014123A
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Inventor
Ulderico Busani
Davide Mesturini
Gianluca Ganassi
Mattia Scolari
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Walvoil Spa
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Description

DESC RIZI ON E
TITOLO: DISTRIBUTORE IDRAULICO CON DISPOSITIVO DI COMPENSAZIONE PER VALVOLE DIREZIONALI
CAMPO DI APPLICAZIONE
La presente invenzione trova applicazione nei sistemi idraulici, in particolare ma non esclusivamente nel settore dei distributori idraulici destinati alla gestione di attuatori idraulici tramite l?impiego di dispositivi di compensazione di pressione.
Nell?ambito di tale settore, il trovato si riferisce ad un distributore idraulico del tipo comprendente almeno un cassetto per l?azionamento di un?utenza idraulica, ad esempio un attuatore idraulico, ed un compensatore di pressione.
SFONDO TECNOLOGICO
In applicazioni off-highway, come ad esempio quella degli escavatori, un problema noto ? quello delle perdite energetiche dovute alla presenza dei compensatori nei distributori idraulici tipicamente utilizzati nell?ambito di tale settore.
La compensazione delle pressioni ? infatti tipicamente utilizzata al fine di mantenere una caduta di pressione costante ai capi delle luci di regolazione, permettendo cos? di realizzare un preciso controllo delle portate, indipendente dal carico dell?attuatore e dal funzionamento simultaneo di pi? sezioni. Questo consente di regolare la portata in modo che risulti essere funzione unicamente della corsa del cassetto principale.
L?intervento dei compensatori locali determina tuttavia una strozzatura dell?area di meter in/out che porta ad una dissipazione energetica in forma di calore trasmesso fluido.
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 per poterlo utilizzare con finalit? di recupero energetico. Ad esempio, tale recupero energetico pu? avere luogo reindirizzando il fluido del ramo in derivazione in alimentazione, effettuando cos? un collegamento rigenerativo, oppure utilizzandolo per la ricarica di un accumulatore o altri di 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 DE3930553.
? tuttavia avvertita l?esigenza di ottimizzare la gestione della funzione di recupero energetico.
In particolare le soluzioni note consentono unicamente una gestione passiva di tale funzionalit?, lasciando che il flusso prioritario destinato al recupero energetico sia unicamente legato alle condizioni operative del sistema. Parimenti, anche il funzionamento dell?unit? di recupero energetico nelle soluzioni note non prevede alcuna possibilit? di regolazione, essendo anch?essa legata unicamente al flusso prioritario reindirizzato dal distributore.
Al contrario sarebbe desiderabile poter consentire un controllo pi? attivo delle funzioni di recupero energetico e, in generale, del comportamento dei sistemi dotati di tale funzione.
RIASSUNTO DELL?INVENZIONE
Il problema tecnico alla base della presente invenzione ? mettere a disposizione un distributore oleodinamico 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 distributore idraulico che sia predisposto per un semplice utilizzo in applicazioni provviste di logiche di recupero energetico.
Ulteriore scopo ? mettere a disposizione un distributore idraulico a disposizione della tecnica un circuito idraulico dotato di un compensatore a tre vie (almeno), 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.
Ancora un altro scopo dell?invenzione ? mettere a disposizione un distributore idraulico in cui sia possibile regolare le funzioni di recupero energetico non solo in funzione delle condizioni di contorno del circuito idraulico in cui agisce il distributore, ma anche in maniera regolabile dall?utilizzatore o comunque modificabile in funzione di specifiche esigenze operative.
Tali ed altri scopi sono raggiunti grazie ad una o pi? delle caratteristiche dell?invenzione riportate nelle rivendicazioni indipendenti 1 e 8. Le rivendicazioni dipendenti delineano aspetti preferiti e/o particolarmente vantaggiosi dell?invenzione.
Sar? osservato che il distributore idraulico della presente invenzione prevede la presenza di un compensatore di pressione disposto in maniera tale da intercettare almeno il ramo di scarico; a tale compensatore ? associato un sensore di posizione.
Preferibilmente il compensatore di pressione ? configurato in maniera tale che su un suo primo lato agisca una pressione locale (Ploc) prelevata in corrispondenza di un tratto del ramo di mandata principale e su un suo secondo lato agisca una pressione corrispondente alla pressione di Load Sensing massima (PLSmax) tra le pressioni caratteristiche delle utenze idrauliche azionate dal distributore. Nel caso in cui sia azionata un?unica sezione di lavoro, e quindi un?unica utenza idraulica, tale pressione ? rappresentativa della pressione a cui lavora l?utenza. Nel caso in cui siano azionate pi? sezioni di lavoro e corrispondenti utenze, la pressione sul secondo lato del compensatore sar? caratteristica della sezione di lavoro alla pressione massima.
Il compensatore ? preferibilmente del tipo ad almeno tre vie ed una di queste vie collega il ramo di scarico in uscita dal cassetto principale con un tratto di recupero energetico collegato ad un dispositivo di recupero energetico.
Il distributore comprende inoltre un sensore di posizione operativamente associato al compensatore di pressione in maniera tale da poter rilevare la posizione del compensatore di pressione stesso e trasmetterla ad un?unit? di controllo operativamente connessa con il dispositivo di recupero energetico.
Sar? apprezzato che la presenza del sensore di posizione permette di trasmettere un?informazione relativa alla posizione del compensatore all?unit? di controllo utilizzando tale informazione per regolare o impostare le modalit? operative con le quali opera il dispositivo di recupero energetico.
Alla luce della configurazione del distributore della presente invenzione tale regolazione del dispositivo di recupero energetico determina una conseguente variazione del valore di contropressione del tratto di recupero energetico, ovverosia della pressione a monte del dispositivo stesso. Questa variazione di pressione ha un impatto sulle condizioni operative complessive del circuito. In particolare, la posizione del compensatore di pressione verr? a sua volta modificata, portando il sistema in una differente posizione di equilibrio che verr? nuovamente letta tramite il sensore di posizione per essere trasmessa all?unit? di controllo. L?unit? di controllo pu? pertanto essere configurata in maniera tale da intervenire sul dispositivo di recupero energetico e, pi? in generale sul valore di pressione del tratto di recupero energetico, in maniera tale che il compensatore si porti in una posizione corrispondente alla condizione pi? vantaggiosa dal punto di visto del recupero energetico.
Tipicamente, tale posizione ? quella nella quale il compensatore di pressione ha la via collegata al ramo di scarico completamente chiusa e la via collegata al tratto di recupero energetico minimamente ?strozzata?. Sar? comunque inteso che a seconda della configurazione del sistema e delle modalit? che si desidera ottenere l?unit? di controllo potr? essere configurata in maniera tale da impostare il comportamento desiderato per il compensatore di pressione verso una specifica posizione. Ad esempio il sistema potr? essere impostato in maniera tale da trovarsi in una certa condizione per un primo intervallo di tempo ed in una seconda condizione in un intervallo temporale successivo. Questa differente impostazione pu? anche essere associata al livello di ricarica di un accumulatore di energia o altre condizioni al contorno.
Secondo un ulteriore aspetto, l?invenzione si riferisce anche al circuito idraulico nel quale ? presente il distributore suddetto collegato ad un dispositivo di recupero energetico e ad una relativa unit? di controllo.
In forme di realizzazione preferite, il dispositivo di recupero energetico pu? comprendere mezzi di regolazione configurati per variare un valore di contropressione sul tratto di recupero. In questo modo ? possibile condizionare la posizione del compensatore facendo variare le condizioni all?interno delle quali opera il distributore secondo quanto illustrato in precedenza.
In alcune forme di realizzazione, il dispositivo di recupero energetico pu? comprendere un motore idraulico azionato da una portata di fluido fornita tramite il tratto di recupero energetico in maniera tale da fornire energia ad un dispositivo di accumulo energetico. Preferibilmente, i mezzi di regolazione sono configurati per variare la pressione a monte del motore idraulico.
In questo modo l?energia pu? essere accumulata in maniera efficiente grazie all?accumulatore ed alla regolazione del dispositivo di recupero energetico. L?unit? di controllo pu? operare in maniera tale da far lavorare il circuito nella condizione di massimo recupero energetico fintanto che c?? energia disponibile da fornire all?accumulatore e finch? questo pu? ricevere energia.
Preferibilmente, il dispositivo di accumulo energetico comprende una batteria ricaricabile e i mezzi di regolazione comprendono un generatore elettrico. L?unit? di controllo ? configurata in maniera tale da regolare valori di coppia resistente e/o velocit? del generatore elettrico. In questo modo ? possibile variare le condizioni di pressione a monte del motore idraulico, ovverosia del tratto collegato al compensatore di pressione, tramite una soluzione di semplice implementazione che permette di rendere disponibile energia elettrica che pu? essere vantaggiosamente utilizzata nel contesto operativo del mezzo su cui ? installato il distributore ed il circuito della presente invenzione.
Sar? comunque inteso che il dispositivo di accumulo energetico potr? essere anche di differente tipologia, ad esempio di tipo idraulico.
Il distributore ed il circuito della presente invenzione possono inoltre prevedere numerose altre caratteristiche preferite, come indicato a seguire e nelle rivendicazioni dipendenti della presente invenzione. Sar? apprezzato che tali caratteristiche trovino applicazione in tutti gli aspetti dell?invenzione se non diversamente indicato.
Ad esempio, in alcune forme di realizzazione preferite dell?invenzione, il compensatore di pressione comprende una prima via connessa al ramo di scarico del cassetto, una seconda via connessa a scarico, o ad un serbatoio del circuito idraulico, ed una terza via configurata in maniera tale da collegare il ramo di scarico con il tratto di recupero energetico.
Grazie alla configurazione suddetta la portata di fluido fornita tramite il ramo di alimentazione potr? essere indirizzata a scarico o, qualora le condizioni di lavorano lo consentano, in parte o interamente ad un dispositivo di recupero parzializzando o chiudendo il ramo di scarico.
In alcune forme di realizzazione, il compensatore di pressione pu? essere inoltre disposto in maniera tale da intercettare sia il ramo di mandata sia il ramo di scarico.
In questo modo il compensatore di pressione pu? agire tenendo conto sia delle condizioni di lavoro delle diverse sezioni azionate dal distributore, sia tenendo conto delle condizioni di mandata.
Il compensatore pertanto potr? agire aprendo completamente le luci di passaggio di mandata e scarico o strozzandole, in funzione delle condizioni di lavoro del distributore. Ad esempio, nel caso in cui la pressione di Load Sensing massima (PLSmax) abbia un valore elevato, ad esempio per il verificarsi di una particolare condizione di lavoro, ad esempio derivante da un carico elevato azionato simultaneamente su un?altra utenza, il compensatore tender? a strozzare le luci di passaggio, agendo sia sulla mandata sia sullo scarico in maniera tale da riportare il sistema idraulico in una situazione di equilibrio senza che ne derivino variazioni significative nella portata.
Sar? apprezzato che nel contesto della presente invenzione con il termine strozzare viene indicata una diminuzione dell?estensione della superficie delle luci di passaggio.
Un corretto dimensionamento e l?opportuna fasatura delle luci di apertura definite dalla corsa del cassetto compensatore, consentono di ottimizzare le condizioni operative di una specifica applicazione.
Secondo un ulteriore aspetto dell?invenzione il compensatore di pressione comprende un cassetto a posizionamento continuo, consentendo appunto una regolazione continua e precisa della portata in funzione delle effettive condizioni di lavoro.
In forme di realizzazione preferite, il compensatore di pressione comprende cinque vie, consentendo cos? di realizzare una soluzione costruttivamente particolarmente semplice. Preferibilmente le cinque vie comprendono due vie di ingresso, rispettivamente una per la mandata ed una per lo scarico, e due vie di uscita, rispettivamente una per la mandata ed una per lo scarico ed una quinta via che definisce un tratto di recupero energetico collegabile ad un dispositivo di recupero energetico.
Preferibilmente, allo scopo di mantenere il compensatore normalmente aperto, questo pu? comprendere un elemento elastico, ad esempio una molla, che agisce sul primo lato.
Secondo ancora un altro aspetto, la pressione locale ? prelevata in corrispondenza di un tratto primario del ramo di mandata immediatamente a valle del cassetto. Preferibilmente il tratto primario collega il cassetto con il compensatore di pressione. Il ramo di mandata pu? comprendere anche un tratto secondario che mette nuovamente in comunicazione il compensatore con il cassetto. Questo consente di ottimizzare gli ingombri del distributore, semplificando la progettazione dello stesso.
Secondo un ulteriore aspetto, il compensatore ? disposto a valle, e preferibilmente immediatamente a valle, del cassetto principale lungo il ramo di scarico.
In forme di realizzazione preferite, il compensatore ? disposto a valle, e preferibilmente immediatamente a valle, del cassetto principale lungo il tratto di mandata.
Sar? apprezzato che nel contesto della presente invenzione con il termine immediatamente a valle verr? indicato che non sono presenti ulteriori componenti idraulici tra cassetto principale e compensatore.
Detti scopi e vantaggi sono tutti raggiunti dal distributore oleodinamico, 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 secondo la presente invenzione in una forma di realizzazione esemplificativa nel quale sono previste due sezioni di lavoro; e
la figura 2 ? un?illustrazione schematica di un circuito idraulico secondo una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE
Con riferimento inizialmente alla figura 1, un circuito idraulico comprendente un distributore oleodinamico 100 secondo la presente invenzione ? illustrato nel suo complesso con il numero 10.
Il circuito idraulico 10 ? destinato all?azionamento di uno o pi? utenze idrauliche U1, U2,?, Un e comprende un gruppo di alimentazione 20 destinato a fornire una portata di fluido operativo per l?azionamento di tali utenze idrauliche.
Il gruppo di alimentazione 20 pu? essere del tipo a portata o pressione variabile. Potranno comunque essere previste soluzioni nelle quali possono essere utilizzate altre soluzioni di regolazione del gruppo di alimentazione 20.
In alcune forme di realizzazione, il gruppo di alimentazione 20 pu? comprendere una pompa a cilindrata variabile che regola la portata sulla base della pressione caratteristica dell?utenza a pressione maggiore tra quelle alimentate dal gruppo di alimentazione. L?esempio di figura 1 illustra il sistema idraulico 10 nel caso in cui il gruppo di alimentazione 20 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.
Nell?esempio rappresentato in figura 1 le due utenze U1, U2, sono ad esempio formate da attuatori idraulici a doppio effetto. L?utenza idraulica U1 pu? comunque essere rappresentata dall?azionamento di 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 gruppo di alimentazione 20 ? destinato a fornire il fluido necessario all?azionamento di tali attuatori, fornito a questi per mezzo del distributore 100. Nel sistema idraulico 10 ? inoltre definito un ramo diretto a serbatoio, genericamente indicato con T, nel quale confluisce il fluido operativo in scarico dalle utenze.
In forme di realizzazione preferite ? inoltre previsto un dispositivo di recupero energetico 5 verso il quale il distributore 100 pu? dirigere parte del fluido operativo secondo modalit? che saranno descritte in maggiore dettaglio a seguire.
Sempre con riferimento all?esempio illustrato in figura 1, il distributore 100 comprende un ramo di alimentazione 1 collegato al gruppo di alimentazione 20 e attraverso il quale la portata di fluido viene diretta alle singole sezioni del distributore 100.
Sar? apprezzato che il distributore 100 pu? presentare una pluralit? di sezioni di lavoro 101, ciascuna destinata ad azionare una rispettiva utenza idraulica U1,?, Un.
Nella forma di realizzazione illustrata in figura 1 il distributore 100 comprende due sezioni di lavoro 101, 102, connesse ad un rispettivo attuatore o pi? in generale ad una rispettiva utenza idraulica U1, U2.
Preferibilmente, ciascuna sezione 101, 102 comprende un cassetto 2 per l?azionamento dell?utenza idraulica U1, U2 ed un compensatore di pressione 3 le cui caratteristiche operative saranno meglio illustrate a seguire.
Come si pu? osservare, il cassetto 2 definisce un ramo di mandata 11, collegato al ramo di alimentazione 1, ed un ramo di scarico 12, per la gestione dei flussi di scarico. Il cassetto 2 ? configurato in maniera tale da azionare la rispettiva utenza idraulica in un senso o in quello opposto in funzione della posizione del cassetto stesso. A tale scopo possono essere previsti nella sezione 101, 102 un primo tratto di collegamento 21 ed un secondo tratto di collegamento 22, ai quali il cassetto 2 invia la portata fornita dal ramo di mandata 11, in funzione del posizionamento del cassetto 2.
Il ramo di scarico 12 definito dal cassetto 2 ? vantaggiosamente intercettato, in uscita dal cassetto 2, dal compensatore 3.
Il compensatore 3 pu? pertanto comprendere almeno tre vie.
Una prima via 3a ? connessa al ramo di scarico ed intercetta il ramo di scarico 12 stesso, una seconda via 3b ? connessa a scarico, ovverosia al ramo che collega al serbatoio T ed una terza via 3c collega il ramo di scarico 12 con un tratto di recupero energetico 13 collegato a sua volta al dispositivo di recupero energetico 5.
Come si pu? apprezzare, pertanto, nel circuito della presente invenzione il compensatore 3 consente di effettuare una compensazione delle pressioni presenti nel sistema in funzione della posizione di un suo cassetto a posizionamento continuo.
Al fine di ottenere la compensazione richiesta dal sistema, il compensatore di pressione 3 ? vantaggiosamente configurato in maniera tale che sul suo primo lato 31 agisca una pressione locale Ploc prelevata in corrispondenza del ramo di mandata 11 e sul secondo lato 32, opposto al primo lato 31 agisca una pressione di Load Sensing massima PLSmax.
Preferibilmente, la pressione locale PLoc ? prelevata in corrispondenza di un tratto primario 11b del ramo di mandata 11 collocato a valle di detto cassetto 2 e a monte di detto compensatore di pressione 3, nella forma di realizzazione di figura 2, e a monte delle utenze pi? in generale. Preferibilmente la pressione ? prelevata immediatamente a monte del compensatore 3, ovverosia non vi sono componenti idraulici interposti tra il punto in cui viene prelevata la pressione PLoc e il compensatore 3.
In alcune forme di realizzazione, sul lato 31 agisce ulteriormente una molla, o altro elemento elastico 33 equivalente in aggiunta alla pressione locale PLoc.
Per quanto riguarda la pressione PLSmax, nel caso in esame, in cui ? presente un?unica utenza idraulica, tale pressione corrisponde alla pressione caratteristica della pressione di lavoro dell?utenza idraulica U1. Nel caso invece in cui siano presenti una pluralit? di utenze idrauliche U1,?Un, la pressione PLSmax corrisponde alla pressione di Load Sensing massima tra tutte quelle caratteristiche delle utenze idrauliche presenti. Tale pressione ? prelevata in corrispondenza di un ramo di Load Sensing 14 che si fornisce il segnale di Load Sensing al gruppo di alimentazione 20.
A questo proposito, sar? apprezzato che nel contesto della presente invenzione con il termine pressione di Load Sensing viene indicato il valore di pressione caratteristico di ciascuna utenza che viene inviato al gruppo di alimentazione 20 per realizzare la regolazione di portata nel sistema, ad esempio regolando cilindrata della pompa.
Pertanto, sul lato 32 agisce la massima pressione di Load Sensing determinata dalle condizioni operative di ciascuna utenza U1,?, Un.
Grazie a tale configurazione il compensatore 3 pu? pertanto effettuare una regolazione in continuo sulla base delle effettive condizioni operative del sistema, spostando il cassetto, e pertanto compensando le portate, in maniera da mantenere il sistema in una condizione di equilibrio dinamico.
La posizione del cassetto, e pi? in generale del compensatore di pressione 3, ? inoltre vantaggiosamente rilevata tramite un sensore di posizione 4.
Tale sensore di posizione, ad esempio realizzato per mezzo di un trasduttore di posizione, consente di leggere la posizione operativa del compensatore di pressione 3, determinando quindi quali delle vie siano aperte e quali siano strozzate parzialmente o chiuse.
Tale sensore di posizione pu? essere del tipo LVDT, effetto Hall, potenziometrico, e in generale qualunque tipologia adatta ad essere letta ed elaborata dall?unit? di controllo.
Con l?impiego di un sensore di posizione 4 ? infatti possibile valutare le modalit? di lavoro del compensatore 3 stesso.
Schematicamente, infatti, in una prima posizione il compensatore 3 devia il flusso contemporaneamente verso scarico e verso il tratto di recupero energetico. In una seconda posizione, il flusso viene indirizzato unicamente al dispositivo di recupero energetico. In una terza posizione anche la via verso il dispositivo di recupero energetico viene progressivamente strozzata o eventualmente chiusa.
Tale informazione pu? quindi essere inviata ad un?unit? di controllo 6 interfacciata con il dispositivo di recupero energetico 5.
Sar? quindi apprezzato che, tipicamente, affinch? venga realizzata una condizione di massima efficienza, favorendo quanto pi? possibile il recupero energetico, il compensatore si posiziona tra la prima e la seconda posizione, ovverosia con la via 3b connessa direttamente a scarico T completamente chiusa e la via 3c, connessa al tratto di recupero 13, minimamente strozzata.
Il posizionamento in tale punto ideale si realizza per specifiche condizioni di carico, di contropressione del tratto di recupero 13 e di contemporaneit? dei movimenti.
? tuttavia possibile condizionare la posizione del compensatore 3 facendo variare le condizioni al contorno, in particolare il valore della pressione applicata sul tratto di recupero 13, la quale pu? essere ad esempio determinata da un?apposita regolazione del dispositivo di recupero energetico realizzata per mezzo dell?unit? di controllo 6.
La figura 1 illustra un esempio di realizzazione del dispositivo di recupero energetico 5, nel quale ? previsto l?utilizzo di un motore idraulico 50 che aziona un generatore elettrico 53.
Il motore idraulico 50 ? vantaggiosamente azionato da una portata di fluido fornita tramite il tratto di recupero energetico 13 in maniera tale da fornire energia ad una batteria ricaricabile, o altro dispositivo di accumulo energetico 51, per mezzo del generatore elettrico 53.
Il circuito pu? inoltre comprendere mezzi di regolazione 52 configurati per variare la pressione a monte del motore idraulico 50.
Tale regolazione pu? ad esempio avvenire tramite l?utilizzo di un inverter 60 associato al generatore 53, per regolare valori di coppia resistente e/o velocit? dello stesso.
In questo modo ? possibile variare la pressione a monte del motore idraulico e di conseguenza variare la posizione del compensatore.
In tale modalit? di utilizzo la presenza del sensore di posizione 4 sul compensatore 3 ? parte funzionale per la lettura dello stato del sistema e la corretta retroazione sul dispositivo di recupero energetico 5. Infatti l?unit? di controllo 6 pu? elaborare in tempo reale la posizione del compensatore 3 rilevata attraverso il sensore 4 e attraverso un algoritmo di controllo, definito dall?utente a seconda dell?applicazione, pu? variare la coppia resistente e/o la velocit? del generatore e di conseguenza portare il compensatore 3 in un suo punto ottimale di lavoro.
Dal punto di vista pratico, nell?esempio di realizzazione appena descritto aumentando la coppia resistente del generatore 53, sale la pressione all?ingresso del motore idraulico e sul tratto di recupero 13. Di conseguenza il compensatore 3 tende ad aprire spostandosi verso la prima posizione precedentemente descritta.
Diminuendo la coppia resistente del generatore 53, cala la pressione all?ingresso del motore 50 e sul tratto di recupero 13. Di conseguenza il compensatore 3 tende a chiudere spostandosi verso la terza posizione.
Analoghi concetti operativi potranno essere estesi anche a differenti soluzioni realizzative nelle quali, ad esempio, vengono utilizzati dei mezzi di differenti per la regolazione della pressione, oppure l?energia viene accumulata in forma idraulica.
In forme di realizzazione alternative della presente invenzione, una delle quali ? ad esempio illustrata in figura 2, il compensatore 3 intercetta sia il ramo di scarico 12, sia il ramo di mandata 11 definito dal cassetto 2.
Tale forma di realizzazione sar? descritta a seguire unicamente in relazione alle caratteristiche che la differenziano rispetto a quella precedentemente descritta. Resta inteso che tutte le caratteristiche relative alla prima forma di realizzazione costituiscono caratteristiche preferite anche per questa variante.
Con riferimento quindi alla figura 2, il cassetto 2 preferibilmente intercetta il ramo di mandata 11 definendo un tratto di collegamento 11a che porta il fluido al cassetto 2 ed un tratto primario 11b che collega il cassetto 2 al compensatore di pressione 3.
In base alla presente forma di realizzazione, il compensatore 3 ? del tipo ad almeno cinque vie.
Preferibilmente, in aggiunta alle tre vie descritte in relazione alla precedente forma di realizzazione, una quarta via 3d ed una quinta via 3e intercettano il ramo di mandata 11. La quarta via 3d ? in particolare collegata al tratto primario 11b, mentre la quinta via 3e ? collegata ad un tratto secondario 11c del ramo di mandata 11 che riporta la portata di fluido operativo al cassetto principale 2 dopo essere transitata per il compensatore 3.
Tale portata di fluido operativo pu? essere poi inviata all?utenza idraulica Un, azionandola in un senso o in quello opposto in funzione della posizione del cassetto principale 2 analogamente a quanto illustrato in precedenza tramite i tratti di collegamento 21 e 22.
Come precedentemente illustrato, il compensatore 3 consente di strozzare il passaggio del fluido sia lungo il tratto di mandata sia lungo il tratto di scarico.
In altre parole, le vie di passaggio 3a, 3b, 3c, 3d e 3e sono configurate in maniera tale da definire una luce di passaggio del ramo di mandata ed una luce di passaggio sul ramo di scarico.
Tali luci di passaggio possono essere strozzate in funzione della posizione del cassetto del compensatore 3 posizione che viene letta per mezzo del sensore di posizione 4 per essere inviata all?unit? di controllo 6 con un principio di funzionamento analogo alla forma di realizzazione precedentemente descritta.
In forme di realizzazione preferite, le vie di passaggio 3a, 3b, 3c, 3d e 3e sono configurate in maniera tale che la luce di passaggio sul ramo di scarico 12 abbia superficie minore rispetto a detta luce di passaggio definita sul ramo di mandata 11.
In questo caso, ipotizzando che le portate di mandata e di scarico siano uguali (utilizzatore/attuatore a pari aree), la compensazione si realizzer? prevalentemente sul ramo di scarico, ma la quota parte di compensazione sul ramo di mandata potr? aiutare a ridurre gli effetti indesiderati dell?aumento delle pressioni e dell?instabilit? di sistema.
Differenti dimensionamenti delle luci consentono vantaggiosamente di ottenere comportamenti diversi nel compensatore ed in generale nel sistema.
Anche in questo caso pertanto l?unit? di controllo potr? operare secondo specifici algoritmi che consentiranno di ottimizzare le funzioni di recupero energetico in funzione delle specifiche esigenze operative o della specifica applicazione.
Sar? quindi apprezzato che il circuito della presente invenzione permette di realizzare efficacemente le funzioni di compensazione e recupero energetico, con un?elevata versatilit? ed efficacia nella gestione delle differenti condizioni operative.

Claims (11)

RIVENDICAZIONI
1. Distributore idraulico (100) comprendente:
? almeno un cassetto principale (2) per l?azionamento di un?utenza idraulica (U1), ad esempio un attuatore idraulico, detto cassetto (2) essendo configurato per definire un ramo di mandata (11), ed un ramo di scarico (12);
? un ramo di alimentazione (1) configurato in maniera tale da fornire una portata di fluido operativo ad una pressione di lavoro (P) al ramo di mandata (11), per l?azionamento dell?utenza idraulica (U1);
? un compensatore di pressione (3) configurato in maniera tale che su un suo primo lato (31) agisca una pressione locale (Ploc) prelevata in corrispondenza del ramo di mandata (11) e su un secondo lato (32) opposto a detto primo lato (31) agisca una pressione di Load Sensing massima (PLSmax) caratteristica o della pressione di lavoro di detta utenza idraulica (U1), nel caso essa sia azionata individualmente, o, nel caso in cui siano azionate una pluralit? di utenze idrauliche (U1,?Un), ciascuna definente una rispettiva pressione caratteristica, della pressione massima tra dette pressioni caratteristiche delle utenze idrauliche (U1,?Un),
? detto compensatore di pressione (3) comprendendo almeno tre vie, una prima via (3a) connessa a detto ramo di scarico (12) del cassetto (2) in maniera tale da intercettare il ramo di scarico (12) stesso, una seconda via (3b) connessa a scarico (T) ed una terza via (3c) configurata in maniera tale da collegare detto ramo di scarico (12) con un tratto di recupero energetico (13) collegabile ad un dispositivo di recupero energetico (5), caratterizzato dal fatto di comprendere un sensore di posizione (4) associato a detto compensatore di pressione (3), detto sensore di posizione (4) essendo configurato per rilevare la posizione di detto compensatore di pressione (3) e trasmetterla ad un?unit? di controllo (6) operativamente connessa con detto dispositivo di recupero energetico (5).
2. Distributore idraulico (100) secondo la rivendicazione 1, in cui detto compensatore di pressione (3) ? disposto in maniera tale da intercettare rispettivamente detto ramo di mandata (11) e detto ramo di scarico (12).
3. Distributore idraulico (100) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto compensatore di pressione (3) comprende cinque vie (3a, 3b, 3c, 3d, 3e).
4. Distributore idraulico (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto compensatore di pressione (3) comprende un elemento elastico (33) che agisce su detto primo lato (31).
5. Distributore idraulico (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta pressione locale (PLoc) ? prelevata in corrispondenza di un tratto primario (11b) del ramo di mandata (11) collocato a valle di detto cassetto (2) e a monte dell?utenza idraulica associata e, preferibilmente, a monte di detto compensatore di pressione (3).
6. Distributore idraulico (100) secondo la rivendicazione 5, in cui detto ramo di mandata (11) comprende un tratto secondario (11c) che collega ulteriormente detto compensatore di pressione (3) con detto cassetto (2), detto compensatore essendo interposto tra detto tratto primario (11b) e detto tratto secondario (11c).
7. Distributore idraulico (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto compensatore (3) ? disposto immediatamente a valle di detto cassetto principale (2) lungo detto tratto di mandata (11) e lungo detto ramo di scarico (12).
8. Circuito idraulico (10) comprendente un distributore idraulico (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, un dispositivo di recupero energetico (5) collegato a detto tratto di recupero energetico (13) ed un?unit? di controllo (6) operativamente connessa con detto dispositivo di recupero energetico (5) in maniera tale da controllare detto dispositivo di recupero energetico (5) in funzione della posizione del compensatore di pressione (3) rilevata da detto un sensore di posizione (4).
9. Circuito idraulico (10) secondo la rivendicazione 8, comprendente mezzi di regolazione (52) configurati per modificare un valore di pressione a monte di detto dispositivo di recupero energetico (5) lungo detto tratto di recupero energetico (13).
10. Circuito idraulico (10) secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui detto dispositivo di recupero energetico (5) comprende un motore idraulico (50) azionato da una portata di fluido fornita tramite detto tratto di recupero energetico (13) in maniera tale da fornire energia ad un dispositivo di accumulo energetico (51), detti mezzi di regolazione (52) essendo configurati per variare la pressione a monte del motore idraulico (50).
11. Circuito idraulico (10) secondo la rivendicazione 9, in cui detto dispositivo di accumulo energetico (51) comprende una batteria ricaricabile e detti mezzi di regolazione (52) comprendono un generatore elettrico (53), detta unit? di controllo (6) essendo configurata in maniera tale da regolare valori di coppia resistente e/o velocit? di detto generatore elettrico (53).
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