VÁLVULA DE LIBERACIÓN DE ACCIÓN DIRECTA A VARIAS PRESIONES, CON ACCIONAMIENTO A DISTANCIA
CAMPO TÉCNICO La presente invención se relaciona, en general, con una válvula de liberación que se acciona a distancia o de forma remota y, más en general, con una válvula de liberación, accionada de forma remota, que tiene dos presiones de actuación ajustables predeterminadas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las compañías de camiones típicamente operan remolques de volteo y remolques de piso . Los remolques de volteo utilizan cilindros telescópicos, que en el extremo tienen una varilla accionadora sencilla, que se extienden para subir la caja de volteo y después se retraen para regresarla a su posición de tránsito. El sistema hidráulico para los remolques de volteo tiene una válvula de control direccional, integrada dentro de la cubierta del final del puerto de la bomba hidráulica usada para accionar los cilindros telescópicos. Cuando la caja de volteo está en la posición de levantamiento, se bloquea el flujo de la bomba al tanque y se dirige el flujo a través de la válvula de verificación de la carga hacia el cilindro neumático. En la posición neutra, se permite el flujo de la bomba al tanque mientras que la válvula de verificación de carga cierra el cilindro hidráulico. Cuando la caja de volteo está en la posición más baja, tanto el flujo de la bomba como el del cilindro se dirigen hacia el tanque. Una válvula de liberación protege al cilindro hidráulico en las posiciones de levantamiento y neutra. ' Los remolques de volteo típicamente requieren un flujo de 30 a 35 gpm a 2,000 psi. Los remolques de piso tienen grupos de tablillas de piso de aluminio energizadas hidráulicamente, que se extienden a lo largo del .remolque. Los grupos de tablillas de piso se mueven en un- ciclo de cuatro fases . En la primera fase del ciclo, el primer grupo de tres tablillas se mueve hacia el frente del remolque y la carga no se mueve. Después, el segundo grupo de tres tablillas se mueve hacia el frente del remolque seguido por el tercer grupo de tres tablillas. Otra vez la carga no se mueve. En la cuarta fase del ciclo, todas las tablillas se mueven hacia atrás del remolque y la carga se mueve hacia atrás. Los remolques de piso requieren un flujo de 30 a 35 gpm a 3,000 psi. De lo anterior, es obvio qué las compañías camioneras tienen un problema cuando operan remolques de volteo y remolques de piso, dado que se requieren diferentes presiones de operación y, por tanto, válvulas de liberación separadas para cada aplicación. Un camión con un sistema hidráulico que se arma para remolques de volteo no puede arrastrar remolques de piso y un camión que se arma para remolques de piso no puede arrastrar remolques de volteo . Debido a esto, las compañías de camiones están limitadas en el uso de sus recursos . En vista de lo anterior, se ha hecho deseable diseñar una válvula de liberación a varias presiones que le permita a la bomba hidráulica operar a dos presiones de accionamiento ajustables- que permitan que la válvula de liberación y los circuitos asociados sean operables para ambas aplicaciones, de remolques de volteo y de piso.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención · resuelve los problemas asociados con las válvulas de liberación separadas requeridas para las aplicaciones de remolque de volteo y remolque de piso y otros problemas, al proporcionar una válvula de liberación de acción directa a varias presiones que consta de un cilindro de accionamiento, una válvula de liberación y un tornillo de ajuste que interconecta al cilindro de accionamiento y a la válvula de liberación. La válvula de liberación incluye un resorte de baja presión que empuja a un arreglo de válvula de resorte, para permitir que dicho arreglo se accione a una primera presión predeterminada, como por ejemplo 2,000 psi . El cilindro de accionamiento incluye un pistón que es empujado por un resorte de alta presión, provocando se aplique una fuerza de compresión adicional al arreglo de válvula de resorte, a través de una varilla accionadora que se recibe dentro del tornillo de ajuste. En esta forma, cuando se aplica presión al pistón dentro del cilindro de accionamiento, se aplica una fuerza de compresión adicional al arreglo de válvula de resorte, por medio del resorte de alta presión, una guia de resorte y la varilla accionadora, lo que causa que el arreglo de válvula de resorte se pueda accionar a una segunda presión predeterminada, como por ejemplo 3,000 psi. Se proveen tuercas de seguridad en el tornillo de ajuste que interconecta al cilindro de accionamiento y a la válvula de liberación. Cuando se desacoplan las tuercas de seguridad, la posición del tornillo de ajuste se puede cambiar con respecto al cilindro de accionamiento y a · la válvula de liberación para permitir el ajuste de ambas presiones de accionamiento predeterminadas para el arreglo de la válvula de resorte. La válvula de liberación de acción directa a varias presiones accionada en forma remota de la presente invención se puede incorporar dentro de la válvula de control asociada con la bomba hidráulica utilizada en el sistema hidráulico para remolques de volteo y remolques de piso.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en sección transversal de la válvula de acción directa a varias presiones, accionada a distancia, de la presente invención. Las Figuras 2-4 son vistas en elevación de la válvula de liberación a varias presiones de la presente invención instalada dentro de una válvula de control que está en las posiciones neutra, de levantamiento y más baja, respectivamente .
Las Figuras 5-7 son vistas transversales que corresponden a las Figuras 2-4, respectivamente, e ilustran la válvula de liberación a varias presiones de la presente invención instalada dentro de una válvula de control que está en las posiciones neutra, de levantamiento y más baja, respectivamente .
DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD PREFERIDA Refiriéndose ahora a los dibujos donde las ilustraciones tienen el propósito de describir la modalidad preferida de la presente invención y no tienen el objetivo de limitar la invención aquí descrita, la Figura 1 es una vista de la sección transversal de la válvula de liberación de acción directa a varias presiones 10 de la presente invención. Dicha válvula 10 consta de un cilindro de accionamiento 12, una válvula de liberación 14 y un tornillo de ajuste 16 que interconecta al cilindro de accionamiento 12 y a la válvula de liberación 14. El cilindro de accionamiento 12 consta de las placas 20, 22 colocadas en extremos opuestos, una pieza de manga 24 colocada entre las placas 20, 22 de los extremos, un pistón 26 recibido dentro de la pieza de manga 24, un resorte de alta presión 28 y una guía de resorte 30. El pistón 26 tiene un barreno ciego 32 dimensionado para recibir al resorte de alta presión 28. Un hueco circular 34 se provee en el cuerpo del pistón 26 para recibir un arillo-0 36. La guía del resorte 30 consta de una primera parte de diámetro reducido 38, una segunda parte de diámetro reducido 40 y una tercera parte de diámetro más grande 42 interpuesta entre la primera parte 38 y la segunda parte 40: La primera parte 38 de la guía de resorte 30 se recibe dentro del resorte de alta presión 28 hasta que la superficie 44 en la tercera parte 42 de la guia de resorte 30 contacta el extremo 46 del resorte 28. La primera parte 38 de la guía de resorte 30 es más corta que la longitud total del resorte 28 para permitir que la primera parte de 38 de la guía de resorte 30 sea movible dentro del resorte 28 para comprimirlo. La segunda parte de diámetro 40 de la guía de resorte 30 tiene un hueco circular 48 provisto para recibir un arillo-0 50. La placa 20 del extremo está provista con un barreno de rosca interior 52 y sujetadores 54 para mantener unido al cilindro de accionamiento 12. La placa 22 del extremo está provista con un barreno de rosca 56 y un pasaje 58 para ventilación a la atmósfera . La válvula de liberación 14 consta de un alojamiento 60 para la válvula de liberación, un arreglo de válvula de resorte 62, un resorte de baja presión 64 y una varilla de accionamiento 66. El alojamiento 60 de la válvula de liberación tiene un barreno continuo que incluye una primera parte de barreno 68, una segunda parte de barreno 70, una tercera parte de barreno 72 y una cuarta parte de barreno 74. La primera parte 68 da origen al extremo adyacente 76 del alojamiento 60 de la válvula de liberación y está roscado. La primera parte 68 termina en la segunda parte 70 que, a su vez, termina de la tercera parte 72 que, a su vez, termina en la cuarta parte 74. El diámetro de la tercera parte 72 es ligeramente menor que el diámetro de la segunda parte de 70 y el diámetro de la cuarta parte 74 es menor que el diámetro de la tercera parte 72. La primera parte 68, la segunda parte 70 y la tercera parte 72 se dimensionan para recibir el resorte de baja presión 64. El arreglo de la válvula de resorte 62 incluye un retenedor 78 y una válvula esférica de accionamiento 80. El retenedor 78 consta de una primera parte de diámetro más grande 82 y una segunda parte de diámetro más pequeño 8 . La primera parte de diámetro más grande 82 del retenedor 78 tiene un hueco circular 86 provisto en la superficie exterior para recibir un · arillo-0 88. La primera parte 82 del retenedor 78 también incluye un hueco esférico 90 colocado opuesto a la segunda parte 84. El hueco esférico 90 se dimensiona para recibir la válvula de accionamiento 80. Se provee un asiento de válvula 92 adyacente a la unión de la tercera parte del barreno 72 y a la cuarta parte del barreno 74 del alojamiento de la válvula de liberación 60 y se configura para recibir la válvula de accionamiento 80. La segunda parte del diámetro más pequeño 84 del retenedor 78 se recibe dentro del resorte de baja presión 64 de modo que el extremo 94 de dicho resorte 64 contacte a la superficie 96 en la primera parte de diámetro más grande 82 del retenedor 78. La varilla de accionamiento 66 también se recibe a través del resorte de baja presión 64 de modo que el extremo 98 de la varilla de accionamiento 66 haga contacto con el extremo 100 de la segunda parte del diámetro más pequeño 84 del retenedor 78. El alojamiento de la válvula de- liberación 60 está provisto con una primera parte de diámetro exterior 102, una parte de rosca 104, una segunda parte de diámetro exterior 106 y una tercera parte de diámetro exterior 108. Un arillo-0 110 es provisto dentro de un hueco circular 112 en la tercera parte de diámetro externo 108 del alojamiento de la válvula de liberación 60. Un arillo-0 114 está provisto dentro de un hueco circular 116 entre la primera parte 102 y la parte de rosca 104 del alojamiento de la válvula de liberación 60. Se proveen barrenos en cruz 118, 120 colocados en forma opuesta a través de la segunda parte de diámetro externo 106 del alojamiento de la válvula de liberación 60 adyacente a la unión de la tercera parte del barreno 72 y la cuarta parte del barreno 74 del alojamiento de la válvula de liberación 60. El tornillo de ajuste 16 tiene una primera parte de barreno 130 que termina dentro ' de una parte continua del barreno 132. La primera parte del barreno 130 se dimensiona para recibir una segunda parte de diámetro reducido 40 de la guía del resorte 30. La parte continua del barreno 132 tiene un diámetro más pequeño que la primera parte del barreno 130 y se dimensiona para recibir la varilla de accionamiento 66 que se coloca tal que el extremo 134 de dicha varilla 66 contacta al extremo 136 de la guía del resorte 30. La superficie exterior del tornillo de ajuste 16 se enrosca a través de su longitud completa y las tuercas de seguridad 138, 140 se reciben enroscándose en el mismo. La tuerca de seguridad 140 es del tipo que sella. El extremo 142 del tornillo de ajuste 16 se recibe enroscado dentro de la rosca del barreno 56 en la placa 22 de extremo del cilindro de accionamiento 12. El extremo 144 colocado en forma opuesta al tornillo de ajuste 16 se enrosca dentro de la primera parte 68 del barreno enroscado del alojamiento de la válvula de liberación 60. La tuerca de seguridad 140 se avanza o se retrae enroscándose en el tornillo de ajuste 16 para asegurar o no la posición del tornillo de ajuste 16 con respecto al alojamiento de la válvula de liberación 60. Cuando está en la posición sin asegurar, el tornillo de ajuste 16 se puede avanzar o retraer enroscándose dentro de la primera parte del barreno 68 del alojamiento de la válvula de liberación 60 para incrementar o reducir la precarga en el resorte de baja presión 64, permitiendo así que la válvula de accionamiento 80 opere a la primera presión predeterminada, tal como 2,000 psi . De forma similar, la tuerca de seguridad 138 avanza o se retrae enroscándose en el tornillo de ajuste 16 para asegurar o no la posición del tornillo de ajuste 16 respecto al cilindro de accionamiento 12. Cuando está en la posición sin asegurar, el tornillo de ajuste 16 puede estar avanzado o retraído dentro de la rosca del barreno 56 en la placa 22 de extremo del cilindro de accionamiento 12 para incrementar o reducir la precarga sobre el resorte de alta presión 28. Cuando se suministra presión al cilindro de accionamiento 12, la presión a través del resorte de alta' presión 28 actúa a través de la guía del resorte 30 y la varilla de accionamiento 66 hacia el arreglo de la válvula de resorte 62 y se combina con la precarga del resorte de baja presión 64, lo que causa que la válvula de accionamiento 80 opere a una segunda presión más alta predeterminada, como es 3,000 psi. En esencia, el cilindro de accionamiento 12 opera en paralelo, más que en serie, con el resorte de baja presión 64 permitiendo que el cilindro de accionamiento 12 sea substancialmente más pequeño y mejorando el desempeño total de la válvula de liberación 14 al reducir el chasquido a la " presión diferencial completa de la válvula de liberación 14. Operativamente, si no se aplica presión al cilindro de accionamiento 12, el pistón 26 es libre de moverse' y el resorte de alta presión 28 busca su longitud de liberación. En este caso, la válvula de accionamiento 80 se coloca en el asiento de la válvula 92 en el alojamiento de la válvula de liberación 60 y permanece ahí hasta que se alcanza la primera presión predeterminada, como es 2,000 psi. Cuando se alcanza esa primera presión, la válvula de accionamiento 80 se sale de su asiento de válvula 92 comprimiendo al resorte de baja presión 64. El movimiento de la válvula 80 permite el flujo de fluido desde el circuito hidráulico -de trabajo a través de la cuarta parte del barreno 74 del alojamiento de la válvula de liberación 60 y a través de los barrenos en cruz opuestos 118, 120. En este caso, la varilla de accionamiento 66 no aplica una fuerza a través del retenedor de la válvula de resorte 78 hacia dicha válvula 80 dado que el pistón 26 es libre de moverse y el resorte de alta presión 28 está en su longitud de liberación. Cuando se aplica la presión al pistón 26 en el cilindro de accionamiento 12, el pistón 26 se mueve para comprimir el resorte de alta presión 28 desde su longitud de liberación hasta su longitud de precarga. La fuerza de compresión proporcionada por el resorte de alta presión 28 se transmite a través de la guía del resorte 30 y la varilla de , accionamiento 66 hacia el retenedor de la válvula de resorte 78. Asi, se aplica una fuerza de compresión adicional al retenedor 78 y a la válvula de accionamiento 80. Cuando se aplica una segunda presión predeterminada, como 3,000 psi, a la válvula de accionamiento 80, ésta se mueve fuera del asiento de válvula 92 permitiendo que el fluido fluya desde el circuito hidráulico de trabajo a través de la cuarta parte del barreno 74 del alojamiento de la válvula de liberación 60 y a través de los barrenos en cruz opuestos 118, 120. De esta forma, la válvula de liberación 14 es operable en dos presiones de accionamiento diferentes predeterminadas y las presiones de accionamiento se pueden cambiar fácilmente . Refiriéndose ahora a las Figuras 2-4, se ilustran las vistas de elevación de la válvula de liberación a varias presiones 10 de la presente invención, instalada dentro de una válvula de control 150 ,. mostrada en sección transversal, en las posiciones neutra, de levantamiento y más baja, respectivamente. De forma similar, las Figuras 5-7 son vistas transversales que corresponden a las Figuras 2-4, respectivamente, e ilustran la válvula de liberación 10 de la presente invención instalada dentro de una válvula de control 150 en las posiciones neutra, de levantamiento y más baja, respectivamente. En estas Figuras, la válvula de control 150 se asocia con una bomba hidráulica (no mostrada) y consta de un alojamiento 152 que tiene un carrete 154 que se mueve de forma deslizable en el mismo. El carrete 154 está provisto con un par de canales anulares 156 y 158 intermedios a sus extremos; el extremo 160 del carrete 154 adyacente al canal anular 156 aisla la cámara del cilindro 162 desde la cámara del tanque 164 cuando la válvula de control 150 está en las posiciones neutra y de levantamiento y el canal anular 156 interconecta la cámara del cilindro 162 y la cámara del tanque 164 cuando la válvula de control 150 está en la posición más baja. El canal anular 158 interconecta la cámara de la bomba 166 y la cámara del tanque 168 cuando la válvula de control 150 está en las posiciones neutra y más baja y la parte 170 del carrete 154, interpuesta entre los canales anulares 156 y 158, aisla la cámara de la bomba 166 y la cámara del tanque 168 cuando la válvula de control 150 esta en la posición de levantamiento. La cámara de la bomba 166 está conectada, con relación al fluido, a la salida de la bomba hidráulica (no mostrada) asociada con la válvula de control 150. La cámara del tanque 164 se aisla de la cámara de entrada 172 por medio de una manga 174. La cámara de entrada 172 tiene un conector 176 en el extremo 178 y un puerto de entrada de la bomba 180 en el otro extremo de la misma para conectarse a la entrada de la bomba hidráulica (no mostrada) . Refiriéndose ahora a las Figuras 5-7, ilustran una válvula de verificación 182 recibida dentro de un barreno enroscado 184 en el alojamiento 152 y colocada en el mismo para interconectar la cámara de la bomba 166 con la cámara del cilindro 162 a través de un barreno de la válvula de verificación 186. El alojamiento 152 también está provisto con un barreno 188 que intersecta las cámaras del tanque 164, 168. El barreno 188 tiene un puerto 190 que proporciona un regreso al tanque . Refiriéndose otra vez a las .Figuras 1-4, la segunda parte del diámetro exterior 106 y la tercera parte del diámetro exterior 108 del alojamiento de la válvula de liberación 60 se reciben dentro de un barreno enroscado 192 en el alojamiento 152 permitiendo que la parte roscada 104 del alojamiento de la válvula de liberación 60 sea recibida enroscándose dentro del barreno 194 en el alojamiento 152. Cuando ha sido recibida dentro del alojamiento 152, la tercera parte del diámetro exterior 108 del alojamiento de la válvula de liberación 60 se coloca dentro del barreno 194 en el alojamiento 152 para aislar la cámara del cilindro 162 y la cámara del tanque 164 a través del contacto del arillo-0 110 dentro del barreno 194 en el alojamiento 152. En esta forma, los barrenos en cruz colocados opuestos 118, 120 provistos dentro de la segunda parte del diámetro exterior 106 de la válvula de liberación 60 están dentro de la cámara del tanque 164 y el arillo-0 114 sella la parte enroscada 104 del alojamiento de la válvula de liberación 60 contra el exterior del alojamiento 152 de la válvula de control 150. Operativamente, cuando la válvula de control 150 está en la posición neutra, como se muestra en las Figuras 2 y 5, él flujo desde la bomba hidráulica (no mostrada) se dirige de la cámara de la bomba 166 a la cámara del tanque 168 y no se proporciona flujo al cilindro hidráulico. Cuando la válvula de control 150 está en la posición de levantamiento, como se muestra en las Figuras 3 y 6, el flujo de la bomba hidráulica se dirige de la cámara de la bomba 166 a la cámara del cilindro 162 a través del barreno 186 de la válvula de verificación y de la misma válvula de verificación 182. Cuando la válvula de control 150 está en la posición más baja, como se muestra en las Figuras 4 y 7, ocurre el flujo desde la cámara del cilindro 162 hacia la cámara del tanque 164. Sin importar si la válvula de control 150 esta en la posición neutra, de elevación o más baja, si la presión dentro de la cámara de cilindro 162 excede la presión de accionamiento predeterminada de la válvula de liberación a varias presiones 10, el arreglo de la válvula de resorte 62 dentro de la misma abre para permitir el flujo del fluido desde la cámara del cilindro 162 hacia la cámara del tanque 164. Personas con habilidad técnica en este campo pueden hacer ciertos cambios y mejoras al leer lo anterior. Se entiende que todo cambio y mejora ha sido eliminada de aquí con fines de brevedad y legibilidad, pero están apropiadamente dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones .