MXPA01003107A - Gato hidraulico impulsado por aire con control de cambio de presion de aire de linea estatica. - Google Patents

Abstract

Un sistema de levantamiento hidraulico impulsado por aire que incluye una bomba hidraulica operablemente conectada a los puertos de un cilindro de levantamiento hidraulico, la bomba hidraulica siendo impulsada por un motor de aire, una valvula operada por piloto de presion de aire para controlar el suministro de fluido hidraulico desde la bomba hidraulica hasta los puertos del cilindro hidraulico y una valvula de control de presion de aire conectada al motor de aire y a la valvula operada por piloto de presion de aire para suministrar presion de aire al motor de aire cuando el aire es suministrado a la valvula operada por piloto de presion de aire.

Description

GATO HIDRAULICO IMPULSADO POR A¾pg CON CONTROL DE CAMBIO DE PRESION DE AIRE DE LINEA CST ATICA CAMPO DE LA INVENCION La invención se refiere a sistemas de levantamiento hidráulicos y muy particularmente a controles para efectuar acción de dichos sistemas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION En los sistemas de levantamiento hidráulicos en algunas aplicaciones es ventajoso usar un motor impulsado por presión de aire para impulsar una bomba de fluido hidráulico que selectivamente suministra presión de fluido hidráulico al cilindro hidráulico del sistema de levantamiento hidráulico. Un ejemplo de una disposición de la técnica anterior se ilustra en la patente de E.U.A. No. 4,251 ,055. También se debe dirigir la atención a la patente de E.U.A. No. 4, 889, 472. En algunos sistemas de levantamiento hidráulico de la técnica anterior el motor de aire está conectado al suministro de aire de tal manera que sigue operando en posición neutra aun cuando la bomba hidráulica no sea requerida para suministrar fluido hidráulico al cilindro de levantamiento. El aire suministrado al motor de aire es ventilado a la atmósfera y esto da por resultado una disminución en la presión de aire en la línea de suministro de aire. La válvula de control del sistema hidráulico incluye válvulas de piloto accionadas por presión de aire conectadas a la línea de suministro de aire.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Durante el funcionamiento de sistemas de levantamiento hidráulico impulsados por aire es común usar una válvula de control hidráulico que sea una válvula piloto de aire de cuatro vías, de tres posiciones. Cuando dicha válvula se hace accionar para hacer funcionar el cilindro de levantamiento y cuando el cilindro de levantamiento es colocado bajo carga, la combinación de la presión de fluido hidráulico en la válvula y la histérisis de la válvula, pueden ser demasiado grandes para ser superadas por la presión del aire del piloto si la presión del aire en la línea de suministro es menor que una presión de aire predeterminada. La invención provee un sistema de levantamiento hidráulico que incluye un diseño de circuito de control que usa un piloto para abrir una válvula de control de flujo de aire en línea con una válvula de doble efecto de separación de circuito dual para permitir una operación en secuencia de la válvula de control que cambia el flujo de fluido hidráulico para extender o retraer el componente de cilindro del levantador hidráulico. La válvula en linea se abre cuando recibe una señal de piloto para permitir que el aire fluya al motor de aire que energiza la bomba hidráulica. La señal proviene de un suministro de aire que es dirigido a la válvula en línea desde cualquier lado del ciréuito de control de aire usado para impulsar la válvula hidráulica de cuatro vías. La señal de aire se controla manualmente por medio de un control colgante sostenible con la mano usado por el operador para enviar presión de aire para cambiar la válvula a posiciones de avance o retroceso. El control colgante es un bloque de múltiple que aloja dos válvulas de aire de botón oprimible de tres vías. Durante el funcionamiento del sistema de levantamiento hidráulico, el operador abre la válvula de suministro de aire principal. Esto suministra aire a un control colgante y a la válvula en línea. El operador oprime cualquiera de los dos botones de válvula de aire manual. El suministro de aire es enviado al piloto del control de aire en un lado de la válvula hidráulica así como al pistón del piloto en la válvula en línea. La válvula hidráulica cambia y la válvula en línea se abre para permitir que el suministro de aire alcance al motor de aire cambiando la bomba hidráulica para suministrar fluido hidráulico a la válvula hidráulica y al levantador. La válvula de doble efecto separa los dos lados del circuito de control de piloto de aire de modo que la señal de piloto pueda llegar a la válvula en línea desde cualquier lado del circuito sin dejar que la señal escape hasta el circuito de piloto en el lado opuesto de la válvula hidráulica. Cuando el operador libera el botón en el control colgante, la válvula de control regresa a una posición neutra y la válvula en línea se cierra deteniendo la bomba. Esta acción provee un control de punto muerto de levantamiento hidráulico.

Una de las desventajas derivaréis de la disposición de circuito de control es el rendimiento de cambio mejorado de la válvula. Cuando el motor de aire está funcionando, la presión de suministro de línea de aire cae debido al hecho de que las lineas de suministro de aire típicamente usadas proveen un volumen de aire relativamente pequeño al motor de aire. Cuando el motor de aire no es controlado en algunas secuencias de operación por la válvula hidráulica, la presión de aire que queda con el motor de aire en funcionamiento puede ser insuficiente para operar y superar la histérisis de la válvula hidráulica. Además, la acción de la válvula hidráulica puede volverse herética permitiendo que la válvula cambie bajo presiones hidráulicas inferiores pero no a presiones superiores. Esto puede dar por resultado una variedad de funcionamientos erróneos del gato siendo el más común un gato que levante una carga pero que tenga dificultades para bajar la carga. Con los controles adicionales provistos por la presente invención, el control de aire se activa a partir de la presión de suministro de línea de aire estática, que es típicamente mayor que la presión de línea de aire cuando el motor está en funcionamiento. Esto asegura que la válvula de control tenga suficiente presión de aire para cambiar antes de que arranque el motor de aire. La válvula en línea también funciona para ahogar el aire al motor de aire lo que ayuda a mantener una presión de control de aire predeterminada en el circuito de control de aire. Cuando la presión de aire cae demasiado bajo, la válvula en línea pierde la señal del piloto requerida para mantener la válvula abierta. Al cerrar, limita el aire consum j por el motor de áíf¾Sj iáfldo así el suministro de aire al nivel requeriao por la demanda.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista esquemática de un sistema levantamiento hidráulico impulsado por aire que modaliza la invención.

DESCRIPCION DE UNA MODALIDAD PREFERIDA En la figura 1 se ilustra un cilindro de levantamiento 10 que en una forma preferida de la invención puede ser un cilindro hidráulico. En la disposición ilustrada, el cilindro de levantamiento 10 tiene puertos 12 y 14 y un pistón extensible 16. Una goma de fluido 18 está conectada a los puertos 12 y 14 del cilindro 10 a través de una válvula de control 20. La válvula de control 20 puede ser una válvula de piloto de aire de cuatro vías, de tres posiciones. En una forma preferida de la invención, se provee una válvula de contención de carga 22 en conexión de fluido entre los puertos 12 y 14 y la válvula de control 20. La válvula de contención de carga 22 provee descarga controlada o equilibrada de fluido del cilindro 10 cuando el cilindro es cargado. La válvula de contención de carga 22 es convencional en su construcción y la disposición especifica de los componentes que constituyen la válvula de contención de carga 22 no forma parte de la presente invención.

Un motor de aire 24 está op fablemente conectado a la bomba ¦ hidráulica 18 para impulsar selectivamente la bomba hidráulica 18 cuando se hace funcionar el motor de aire 24. Un motor de aire y bomba hidráulica adecuados se ¡lustran en las patentes de E.U.A del mismo solicitante de la presente 4,251 ,055 y 4,884,472. El motor de aire 24 también está operablemente conectado a una fuente adecuada de presión de aire, tal como una línea de aire convencional 26, a través de una válvula de aire 28 operada por piloto normalmente cerrada, en línea. En una forma preferida de la invención, la válvula de cuatro vías, de tres posiciones, 20 es una válvula operada por piloto de presión de aire centrada por resorte. Los pilotos 30 y 32 en los extremos opuestos del carrete de la válvula de cuatro vías, de tres posiciones 20 están conectados al suministro de aire 26 a través de un control de aire colgante 34. El control de aire colgante 34 incluye un par de válvulas de aire de tres vías, de dos posiciones operadas manualmente 36 y 38 respectivamente conectadas a los pilotos 30 y 32 de la válvula hidráulica de cuatro vías, de tres posiciones 20. Cada una de las válvulas de aire de tres vías, de dos posiciones manualmente operadas 36 y 38 son desviadas por resorte a una posición normalmente cerrada y son manualmente accionadas por un émbolo o botones 40 y 42 a la posición abierta. Durante el funcionamiento, el accionamiento manual del émbolo 42 por el operador suministrará presión de aire al piloto 32 para hacer que el carrete de la válvula 20 se mueva a una posición en la cual el fluido hidráulico sea suministrado desde la bomba 18 a través de la válvula de contención de carga 22 al puerto 12 del cilindro 10 para provocar así la extensión del pistón 16 del cilindro hidráulico. El accionamiento del émbolo 40 suministrará presión del aire al otro piloto 30 de la válvula hidráulica de cuatro vías, de tres posiciones 20, para cambiar el carrete de válvula de la válvula para provocar el suministro de fluido hidráulico al puerto 14 del cilindro 10 y la retracción del pistón 16. Una válvula de doble efecto 46 también está conectada entre el control de aire colgante 34 y la válvula de aire de dos vías, dos posiciones 28 y funcionan para suministrar alternativamente presión de aire al piloto de la válvula de aire normalmente cerrada en línea 28 desde cualquiera de las válvulas de aire de tres vías, dos posiciones 36 ó 38 una vez que el aire es suministrado de la válvula al oprimir el accionador 40 ó 42. En la disposición ilustrada, la línea de suministro de aire también incluye un separador de filtro 50 y un lubricador 52. El circuito hidráulico también incluye una válvula de retención 54 entre la bomba 18 y la válvula hidráulica de cuatro vías 20. El circuito hidráulico también incluye una válvula de alivio de presión principal 56 y una válvula de alivio de presión de retroceso 58 para descargar el fluido hidráulico al tanque 60 en caso de que la presión hidráulica en las válvulas de alivio 56 ó 58 exceda una presión seleccionada. Durante el funcionamiento del sistema de levantamiento hidráulico impulsado por aire de la invención, la presión de aire estático se suministra a través de la línea de aire 26 cuando las válvulas 36 y 38 se cierran. Cuando el operador oprime el accionador 42 para provocar la válvula hidráulica centrada por resorte a una posición de accionamiento. Al mismo tiempo la presión de aire es suministrada a través de la válvula de doble efecto 46 al piloto de la válvula de aire en línea normalmente cerrada 28 para abrir la válvula de aire en línea 28. El aire es suministrado de la línea de aire 26 al motor de aire, y el motor de aire 24 a su vez impulsa la bomba hidráulica 18. Si el operador libera el émbolo 42 de la válvula de aire de tres vías, de dos posiciones 38, ya que la válvula es desviada por resorte a una posición cerrada, la válvula 36 se cerrará interrumpiendo la presión de suministro de aire al piloto 32 de la válvula hidráulica y al piloto de la válvula de aire en línea 28 y la presión de aire de escape de ambos pilotos. La válvula en línea 28 es desviada por resorte a una posición cerrada, y por consiguiente se cerrará una vez que la presión de aire del piloto es removida y el motor de aire 24 y la bomba hidráulica 18 provoquen su funcionamiento. Cuando el otro émbolo 40 es oprimido, la presión de aire estático será suministrada al otro piloto 30 de la válvula hidráulica 20 para cambiar el carrete de la válvula para ventilar el fluido hidráulico del cilindro de levantamiento 10. Al mismo tiempo, una señal de piloto de aire es suministrada a través de la válvula de doble efecto 46 al piloto de la válvula de aire en línea 28 para abrir la válvula 28 y suministrar presión de aire al motor de aire 24. Puesto que la válvula en línea interrumpe el suministro de aire al motor de aire hasta que el accionador 42 d íá válvula de aire de trÉf|Ps 38 es oprimido, la presión de aire suministrada al piloto 30 es efectivamente presión de aire estático. Esto produce una señal de presión de aire más fuerte al piloto 30. En disposiciones de la técnica anterior en las que la presión de aire suministrado al motor de aire es continuo, la presión de aire experimentada por los pilotos puede ser insuficiente, y puede ser inefectiva para accionar la válvula hidráulica. Este efecto puede ser más pronunciado cuando el cilindro de levantamiento este bajo carga sustancial y el operador pretenda bajar el cilindro de levantamiento. La combinación de la histéresis de la válvula y la presión de fluido hidráulico experimentada por el carrete de la válvula debido a la carga de cilindro de levantamiento puede dar por resultado una resistencia sustancial al movimiento del carrete de la válvula. La presión del piloto puede ser insuficiente para provocar movimiento del carrete de la válvula y para efectuar retracción del pistón y para reducir la carga. Interrumpiendo el suministro de flujo de aire al motor de aire y proveyendo así presión estática al piloto, la presión de aire en el piloto será suficiente para accionar el movimiento del carrete de la válvula aun cuando haya una presión de fluido hidráulico significativa en la válvula.

Claims (6)

NOVEDAÍE»¾E LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Un sistema de levantamiento hidráulico impulsado por aire que comprende: un cilindro de levantamiento hidráulico que tiene un puerto, una bomba hidráulica operablemente conectada al puerto del cilindro de levantamiento hidráulico, una válvula operada por piloto de presión de aire para controlar el suministro de fluido hidráulico desde la bomba hidráulica hasta el puerto del cilindro hidráulico, un motor impulsado por aire operablemente conectado a la bomba hidráulica para impulsar selectivamente la bomba hidráulica, y una válvula de control de presión de aire conectada al motor impulsor de aire y a la válvula operada por piloto de presión de aire, la válvula de control de presión de aire suministrando presión de aire al motor de aire cuando el aire del piloto es suministrado a la válvula operada por piloto de presión de aire.

2.- Un sistema de levantamiento hidráulico impulsado por aire de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque incluye una válvula manualmente operada conectada operablemente a la válvula operada por piloto de presión de aire, la válvula de control de presión de aire estando conectada a la válvula manualmente operada cuando el aire es suministrado a la válvula operada por piloto de presión de aire. .f i aíj ü Ü k ,* , ,Mj «ti^¾t ¾¾¾¡¾ ¡muy

3. - Un sistema de fletamiento hidráulico impulsado por aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque incluye un par de válvulas manualmente operadas y una válvula de doble efecto que conecta selectivamente en forma operable las alternas de las válvulas i 5 manualmente operadas a la válvula de presión de aire.

4. - Un sistema de levantamiento hidráulico impulsado por aire de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la válvula operada por piloto de presión de aire es una válvula de piloto de aire normalmente cerrada en línea. 10

5.- Un sistema de levantamiento hidráulico impulsado por aire de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la válvula manualmente operada es una válvula normalmente cerrada desviada por resorte. j

6.- Un sistema de levantamiento impulsado por fluido que 15 comprende: un cilindro accionado por fluido que incluye por lo menos un puerto para fluido, una bomba de fluido conectada a dicho puerto de fluido, una válvula de control accionada por piloto entre dicha bomba de fluido y dicho puerto para fluido y para controlar selectivamente el suministro de presión de fluido desde la bomba de fluido hasta el puerto de fluido, un motor 20 impulsado por presión de fluido operablemente conectado a la bomba de fluido para impulsar la bomba de fluido, y una válvula de control de presión de fluido conectada al motor impulsado por presión de fluido y a la válvula de control accionada por piloto para suministrar presión de fluido al motor impulsado por presión de fluído^^ndo la presión de fluido se suministrás válvula de control accionada por piloto. 7 - Un sistema de levantamiento hidráulico impulsado por fluido de conformidad con la reivindicaciór»¾§¾racterizado además porque incluye una válvula manualmente operada conectada a la válvula de control accionada por piloto, la válvula de control de presión de fluido estando conectada a la válvula manualmente operada cuando el fluido es suministrado a la válvula de control accionada por piloto. 8. - Un sistema de levantamiento impulsado por fluido de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque incluye un par de válvulas manualmente operadas y una válvula de doble paso selectivamente conectando en forma operable las alternas de las válvulas manualmente operadas a la válvula de control de presión de fluido. 9. - Un sistema de levantamiento impulsado por fluido de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque la válvula de control accionada por piloto es una válvula de piloto normalmente cerrada en línea. 10. - Un sistema de levantamiento impulsado por fluido de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque la válvula manualmente operada es una válvula normalmente cerrada desviada por resorte. RESUMELE LA INVENCION Un sistema de levantamiento hidráulico impulsado por aire que incluye una bomba hidráulica operablemente conectada a los puertos de un cilindro de levantamiento hidráulico, la bomba hidráulica siendo impulsada por un motor de aire, una válvula operada por piloto de presión de aire para controlar el suministro de fluido hidráulico desde la bomba hidráulica hasta los puertos del cilindro hidráulico y una válvula de control de presión de aire conectada al motor de aire y a la válvula operada por piloto de presión de aire para suministrar presión de aire al motor de aire cuando el aire es suministrado a la válvula operada por piloto de presión de aire. JJ/yro*jrg*osu