WO2020167108A1 - Sistema incrementador de eficiencia energética para dispositivos hidráulicos - Google Patents

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WO2020167108A1
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Luis OLVERA DÍAZ
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DE LA PAZ AGUIRRE, Jaime
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Definitions

  • the present invention is related to the field of hydraulic pressure intensifier systems. Particularly the present invention refers to a hydraulic pressure generation and transmission system, which allows to efficiently increase the energy coming from angular displacement systems for its later use in other systems which require some work to be done.
  • a force applied to a confined liquid is transmitted equally through the liquid as pressure, whether the application of the force comes from any other energy system or any combination of forces.
  • the pressure exerted is also transmitted regardless of the shape of the container.
  • a hydraulic pressure intensifier is a mechanical device that is used to increase the pressure of a liquid, using the largest amount of liquid at low pressure. These types of devices are useful in situations where hydraulic machines, co or presses, motors, injectors, generators etc., require high pressure fluids which are not normally available directly from the pressure coming from a pump. This pressure can be provided by introducing an intensifier between the pump and the machine.
  • Hydraulic pressure intensifiers in their most basic conception, are mechanically constructed by connecting two pistons, each working on a separate cylinder, usually of a different diameter. This concept is developed from Pascal's law for incompressible fluids. If the piston diameters are different, the hydraulic pressure in each cylinder will vary with the area ratio of the plungers, and the smaller plunger will result in a higher pressure intensity than the larger plunger pressure intensity
  • Hydraulic pressure intensifiers are mainly classified as: single acting or double acting intensifiers.
  • Single-acting intensifiers flow only during the advancement of the plunger into the cylinder. They normally use a servo valve to control the piston displacement.
  • This type of intensifier is used in applications where the injected volume or pressure is administered in real time, such as in the filling of UHP tanks (hydroforming, static pressing), in test benches for UHP components (diesei injection components, valves ), among others.
  • Double-acting intensifiers flow during forward and backward movements of the plungers. Normally they make use of check valves and pressure accumulators, this type of intensifier is used in applications that require a constant flow in continuous work such as in cutting with water jets or electric generators.
  • patent document ES2009Q06A6 which describes a pressure generator, which is made up of two pairs of hydraulic cylinders, the cylinders of each pair are related at their ends by means of two directional cameras closed with end caps, each one of the cameras presenting inside a reel that moves through e! effect of the pressure that comes from directional valves actuated by solenoids that are activated by end-of-stroke switches presented by the low-pressure cylinders, so that a high pressure of the fluid is generated that reaches a connector and from which it starts. to the corresponding hydraulic motor.
  • this pressure generator delivered a conversion efficiency of up to 80% energy, since it uses a displacement gear pump and does not use a control system to control the directional changes of the pistons.
  • WQ9202713A1 is a pressure generator that allows multiplying the pressure output through the use of sealed chambers containing rodless pistons that act on the fluid that works as a force transmitter and concentrates the force on the covers. frustoconical. At each end of the piston. Due to the narrowing of the covers, the force is directed towards the directional valves that are housed in ends of the piston and distribute the pressure in an orderly manner through the fluid conductors to the hydraulic motor.
  • the present invention does not use logic control systems nor does it have liquid cooling systems, and the present systems generally have a general efficiency of 90% energy conversion.
  • Control valves direct fluid from a source of fluid under pressure alternately to opposite sides of the low pressure piston.
  • the control valve system comprises separate valves, one of which is adapted to be actuated by a pressurized fluid and is arranged to reverse the action of the piston.
  • Another valve is a pilot valve arranged to control the action of the reversing valve. Reversing valve action is stable and occurs over a relatively short period of time, while pilot valve action occurs at the speed of low pressure piston movement.
  • a characteristic of the low pressure actuation apparatus is the absence of dynamic seals in the reversing valve and in the pilot valve.
  • the present system lacks fluid cooling systems and does not specify the capacity for efficiencies in the transmission of hydrostatic work to other systems, likewise, it does not indicate whether it could work in any way in coordination (series or parallel). with other similar or equal pressure intensifiers, nor does it specify whether it is possible to accumulate in the same line the pressure accumulated from the use of previous hydraulic intensifiers.
  • Another object of the present invention is to provide a hydraulic pressure intensifier system, e! which allows adding the hydraulic pressure generated in the same line or pipe.
  • a further object of the present invention is to provide a hydraulic pressure intensifier system, which uses hydraulic pressure generators in a series configuration.
  • Another object of the present invention is to provide an invention to provide a hydraulic pressure intensifier system, which allows controlling the increase in temperature of fluids when subjected to high pressure within the system.
  • Another object of the present invention is to provide an invention to provide a hydraulic pressure intensifier system which operates at high frequencies continuously for the purpose of being used in applications such as the generation of electrical energy.
  • Yet another object of the present invention is to provide a hydraulic pressure intensifier system, which can be operated through automatic control systems.
  • a hydraulic pressure intensifier system which is mainly made up of: a main drive subsystem; and a subsystem of directional changes; wherein said main drive subsystem comprises an angular power generating main motor, a pump connected to said motor and to a fluid reservoir, which sucks said fluid and displaces it in a Huida manner; a pressure generating and increasing means to provide fluid at a first pressure comprising, a first piston having inside it: a plunger that moves linearly from an initial position to an end position and a travel limit sensor at each end of said piston; a 2-way valve at each outer end of said piston, all of which restrict or allow the passage of the fluid inside or outside thereof; a pressure control valve, fluidly connected to said 2-way valves, which has the function of accumulating and increasing said first pressure to a predetermined parameter to obtain a second pressure; A second piston fluidly connected to the pressure control valve, to receive the fluid with said second pressure, said second piston, comprises inside: a piston that moves linearly
  • a 2-way valve at each outer end of said second piston, which restricts or allows the passage of fluid to the interior or exterior thereof, wherein said second piston increases the second pressure of the fluid to obtain a third pressure twice as high.
  • said directional change subsystem comprises a motor secondary angular power generator, a second pump connected to said secondary motor and to said fluid reservoir, which sucks said fluid and displaces it fluidly;
  • a pressure accumulator that receives the fluid displaced by the pump and that has the purpose of increasing the pressure in said fluid;
  • a pair of electro-valves fluidly connected to said pressure accumulator to receive and direct the fluid with increased pressure towards the first and second pistons to return the pistons to their initial position to start a new work cycle, where said sub-system of changes Directional drives operate in parallel and independently of said main drive subsystems! to complete a complete cycle and repeat it indefinitely while the system is running.
  • Figure 1 is a schematic representation of the hydraulic pressure intensifier system.
  • Figure 2 is a schematic representation of the one-way trailing copy of the hydraulic pressure intensifier system.
  • Figure 3 is a schematic representation of the plungers of the hydraulic pressure intensifier system.
  • Figure 4 is a schematic representation of the second embodiment of the hydraulic pressure intensifier system.
  • Figure 5 is a schematic representation of the third mode of! hydraulic pressure intensifier system.
  • Figure 8 is a schematic representation of the fourth embodiment of the hydraulic pressure intensifier system. DETAILED DESCRIPTION OF THE i INVENTION
  • the preferred embodiment of the hydraulic pressure intensifier system is shown, generally numbered 100, the description of which is as follows, when the system is started by electric starters, the motors, the main ones! (101) and e! directional shift motor (135) starts at the same time. Both motors transform the electrical energy they receive into angular mechanical energy, where the motor (101) moves the pump (102) and the motor (135) moves the pump (136) and these transform the angular mechanical energy into energy hydraulics. When both pumps operate, they begin to suck liquid fluid located in the reservoir (103), in which sufficient reserve liquid fluid is stored in addition to the fluid used to fully saturate both the main system, the system, or the gearbox system. directional, and which operates in parallel and independently from the main system.
  • Said solenoid valves operate with electrical energy from the electrical source that feeds the electric motors (101) and (135), the solenoid valves (143) and (144) have their centers blocked, therefore the fluid cannot continue beyond of these so, the fluid is conducted to the accumulator (140) which has the function of storing the fluid and pressing it to a previously calibrated pressure to make use of this volume pressed in each directional change of the pistons (114) and (129 ).
  • the accumulator (140) When the accumulator (140) is saturated with fluid to its full capacity and the set pressure is exceeded, the relief valve (138) opens and discharges the excess to the reservoir (103).
  • the pump (102) when the pump (102) is operated and sucks the fluid located in the reservoir (103), the fluid is conducted to the connection (104) from which the lines (106) and (107) are derived. which connect with the two-way valves (109) and (110), note that in the valve (110) the line (107) is blocked by the spool (11 1) and unblocked and! Main outlet port of the piston (113) connecting to the line (118), at the same time, in the valve (109) and the spool (112) unblocks the line (106) allowing the fluid coming from the pump (102) to pass to be deposited inside the piston (113), on the left side of it.
  • the pressure control valve (121) has the function of raising the pressure, and occurs, when it opposes resistance to the free flow of fluid displaced by plunger (114). From the valve (121), from the area where the pressure increases, the lines (122) and (123) are connected, which connect with the two-way valves (124) and (126), where in the valve (124), spool (125) blocks line (123) preventing fluid from reaching the interior of! piston (128), and the main outlet port of piston (128) remains open to connect with line (131).
  • the spool (12?) Unblocks the orifice that connects with the line (122) allowing the fluid to pass into the piston (128) on the right side, and at the same time blocks the orifice main outlet, which connects with the line (130), which forces the plunger to move to the left side of the piston (128) and this to the fluid located inside the piston (128) on the left side.
  • the fluid displaced by the plunger (129) is led by the line (131) to the check valve (132) which lets the fluid pass but does not let it return, so the fluid is led to the connection (157) that connects to line (130).
  • the check valve (133) ia is located, which prevents the passage of fluid, preventing it from interfering with the line (130) and the elements that are located behind it, in this way the fluid is conducted to the hydraulic motor (134) which has the function of transforming the hydraulic energy into angular mechanical energy, once this function is concluded the fluid is conducted by the line (151) to the cooling unit (152) which has the function of cool the fluid. Once cooled, the fluid is returned to the tank (103) to be used in a new cycle.
  • sensors for the limit of displacement or stroke of said pistons where the sensors (1 15) and (116) are located on the first piston and on the second piston, sensors (149) and (150); These sensors operate with electrical energy that comes from a source located within the electronic control PLC.
  • the plunger (114) When the plunger (114) is moved to the right of the piston (113) up to its travel limit, the plunger (114) makes contact with the sensor (118) and this sends an electrical signal to the electronic directional change control PLC, which processes and forwards it to the corresponding solenoid, after programming the ia four-way directional solenoid valve (144); the energized solenoid causes said valve to connect the centers, thus allowing the pressurized fluid sent by the accumulator (14Q) to pass through the line (142).
  • the lines (147) and (148) are connected from the electro valve (144) and these are connected with the two-way valves.
  • Line (147) connects with the two-way valves, with valve (109) at its upper end, and with the valve (1 10) at its lower end.
  • Line (148) also connects to two-way valves (109) at its lower end and to (110) at its upper end.
  • valve (144) When the electro valve (144) connects its centers and lets the pressurized fluid from the accumulator (140) pass, the valve (144) connects the fluid with the line (148) ia which leads it to the two-way valves (109) and
  • the line (147) is freely connected to the tank, the spools (111) and (112) will move freely in an instantaneous way inside the two-way valves, in the (109), the spool (112) will move towards its upper end including the fluid located at that end, which will be discharged to the reservoir (103) through the line (147), and at the same time in the valve (110) the spool (111) will move towards its lower end, including the fluid located at that end, which will be discharged to the tank (103) through the line (147)
  • the spool (112) will block the supply port that connects with the line (108) and will unlock the main outlet port of the piston (113) that connects with the line ( 117)
  • the two-way valve (109) the spool (112) will block the supply port that connects with the line (108)
  • the fluid supplied by the piston (113) and pressurized by the pressure control valve (121) is conducted by the line (122) to the interior of the piston (128) on the right side of the latter, so that the plunger (129 ) will move towards the left side of the piston (128) also displacing the fluid located on the left side of the piston (128), the displaced fluid is conducted through the line (131) to the check valve (132) which allows it to pass but it does not let it return, the line (131) continues leading the fluid to the connector (157) that joins the lines (131) and (130), note that the check valve (133) is located in the line (130) that prevents the fluid conducted by the line (131) interacting with the line (130) in this way the fluid conducted by the line (131) is applied directly to the hydraulic motor (134) which converts the hydraulic energy into angular mechanical energy.
  • the fluid is conducted by line (151) to the cooling unit (152) which will return the fluid to! tank (103) at a temperature between 40 ° C and 60 D C (
  • the PLC processes the signal and forwards it to the four-way solenoid valve (143) energizing the corresponding solenoid, previously programmed, so that the solenoid valve (143) opens the centers and connects it to lines (145) and (148) which in addition to connecting with the solenoid valve (143) are connected to the two-way valves (124) and (128), the line (145) is connected to the two-way valve (124) at its lower end, and in the valve (128) it is connected at its upper end.
  • Line (146) connects to valve (126) at its lower end, and valve (124) connects to its upper part, so when the solenoid valve (143) is energized and its centers open and connected, it lets the pressurized fluid from!
  • the fluid is conducted by the line (151) to the cooling unit (152), this will cool the fluid 40 ° C and 60 ° C (degrees centigrade and return it to the tank (103) to be used in Cycle you indefinitely, as long as the team is in operation.
  • pistons (114) and (129) can move in the opposite way, that is, the piston 114 can move to the left and the piston ( 129) to the right or vice versa; likewise, in additional embodiments of the present invention, the plungers 114 and 129 may move to the same side, without affecting the operation of the present invention.
  • This pressure and a part of the displaced fluid is stored in the holes in the face of the plunger that displaces the fluid, when the plunger reaches its limit and stops displacing fluid for an instant, the time it takes for the system of directional changes to make the change of direction of the piston, the volume pressed inside the holes is discharged at the same moment avoiding a drop in volume and pressure in the system that would manifest itself in a momentary loss of power.
  • the pressure control valves are strictly necessary, because they are in charge of increasing the outlet pressure in each of the pressure generators used in series, so the pressure control valve of the first (121 ) will be calibrated, with the help of a pressure gauge, to a capacity only a minimum below the maximum capacity of the power source, so that it will always work at its maximum capacity. Should there be a need to attach another pressure generator, its corresponding pressure controlling valve would be calibrated, with the aid of a pressure gauge, to a capacity just a minimum below the pressure delivered by the previous pressure generator to its controlling valve.
  • the drag copy (153) has the characteristic of dragging only in one direction, depending on the direction of rotation that the system delivers, either clockwise or counterclockwise, in order to protect everything the system in case of emergency stops, for example, if the system is used to move a large alternator, its rotor will be rotating at alias speeds, storing a large amount of kinetic energy, so in an emergency stop, inertia could chop the shaft of the system's PTO and affect the hydraulic motor (134). In the event of an emergency stop, the safety system of the drag copy disconnects the system completely from the moving load, allowing it to rotate freely, until its inertia is exhausted in total stop.
  • the unidirectional drive unit (153) is composed of two main elements of cylindrical shape as shown in Figure 2, where the first element (153.1), is fastened to the output power take-off of the system by means of a wedge and threaded oppressors, and the second element (153.2), is fastened by means of a wedge and threaded oppressors to the input PTO of the system to be moved;
  • the first element (153.1) has two cams (153.11) and (153 12) and two pivots (153.13) and (153.14) positioned in a normal way so that one of its faces is aligned passing through the center of the main element and the center of the notch, due to its location, they make a lever system in one direction, where the arrow indicates the direction of the drag rotation;
  • Said lever system has as support points the pivot of each one of them (153.13) and (153.14) and in the same way, a central central pivot (153 15) that has two extension springs (153.16) and (153.17), what keeps the cam always glued to the central pivot (153.15);
  • the plunger (214) will begin to move towards the right end of the piston (213) and at the same time displacing the fluid confined to the right side of the piston (213) after the plunger (214).
  • the arrows indicate the direction of the fluid, as well as the line that carries it and the line that has no activity.
  • the fluid is conducted through the line (218) to the check valve (219) which lets the fluid pass but does not let it return, in order to lead it to the pressure control valve (221), note that the line (218) connects with the line (217) by means of the connector (255), and from this the pressure control valve (221) is connected.
  • the check valve (220) is located, which prevents the fluid displaced by the plunger (214) from interfering with the line (217) and the elements that connect behind it.
  • the pressure control valve (221) has the function of raising the pressure, and occurs when it resists the free passage of the fluid displaced by the plunger (214).
  • the spool (227) unblocks the orifice that connects with the line (222) allowing the fluid to pass into the piston (228) on the right side, and at the same time blocks the orifice of main outlet, which connects with the line (230), which forces the piston (229) to move towards the left side of the piston (228) and this fluid located inside the piston (228) on the left side.
  • the fluid displaced by the plunger (229) is conducted by the line (231) to the check valve (232), which allows the fluid to pass but does not allow it to return, so the fluid is led to the connector (257) that connects to line (230).
  • check valve (233) is located in the line (230), which prevents the passage of the fluid, preventing it from interfering with the line (230) and the elements that are located behind it, in this way the fluid is conducted up to the manifold (234) which has the function of connecting the pressure lines to do the job and the typical functions of the machinery to be applied. Once this function is completed, the fluid is conducted by line (251) to the cooling unit (252), which has the function of cooling the fluid. Once cooled, the fluid is returned to the tank to be used in a new cycle.
  • each of the pistons (213) and (228) there are limit sensors for the displacement or stroke of said pockets, where the sensors (215) and (216) are located on the first piston and on the second piston , the sensors (249) and (250); These sensors operate with electrical energy that comes from a source located within the electronic control PLC.
  • the piston (214) When the piston (214) is displaced to the right of the piston (213) by the effect of the fluid deposited on the left side of it, the piston (214) in its advance, also displaces the fluid located on the right side of the piston (213), leading it to exit through the main outlet hole of the piston (213) that connects with the line (218) (see the arrows that indicate the direction of the fluid).
  • Line (247) connects with the two-way valves, with valve (209) at its upper end, and with valve (210) at its lower end.
  • Line (248) also connects with two-way valves ( 209) at its lower end and with (210) at its upper end.
  • valve (244) When the electro valve (244) connects its centers and allows the pressurized fluid from the accumulator (240) to pass, the valve (244) connects the fluid with the line (248) ia which leads it to the two-way valves (209) and
  • the spool (211) will unblock the feed hole that connects with the line (207) and will block the main outlet hole of the piston (213) that connects with the line (218), in this way the plunger (214) will begin to move in the left direction of the piston (213) to its limit of travel and make contact with the sensor (215) and conclude with a complete cycle and repeat indefinitely while the equipment is in operation
  • the plungers (214) and (229) can repeatedly move in the opposite manner, that is, the plunger (214) can move to the left and the plunger (229) to the right or vice versa, likewise, in additional embodiments of the present invention, the plungers (214) and (229) may move to the same side, without affecting the operation of the present invention.
  • the fluid supplied by the piston (213) and pressurized by the pressure control valve (221) is conducted by the line (222) into the interior of! piston (228) on the right side of it, so the blunt (229) will move towards the left side of the piston (228) also displacing the fluid located on the left side of the piston (228), the displaced fluid is conducted through the line (231) to the check valve (232) which allows it to pass but does not let it return, the line (231) continues to lead the fluid to the connector (257) that joins the lines (231) and (230), note that the check valve (233) is located in line (230), which prevents the fluid conducted by the line (231) from interacting with the line (230) in this way the fluid conducted by the Line (231) is applied directly to the manifold (234), where the pressure lines are connected to do the work and the typical functions of the machinery to be applied such as a backhoe, bulldozer, backhoe, etc., where when the pressure and volume are not occupied and the main
  • the general operation of the second mode of the hydraulic pressure intensifier system (200) of the present invention is the same as that of the preferred mode, only it has been changed! hydraulic motor (134) by the manifold (234), so that said manifold is connected to the pressure lines to do the work and the typical functions of the machining to be applied.
  • FIG. 5 the third mode of the hydraulic pressure intensifier system (300) is shown, which is similar to the second mode (200), where the only difference is the use of an electric motor (301) in instead of a diesel engine, since in the present mode the manifold (334) is connected to the pressure lines to do the work and the typical functions of plastic injection machines, high capacity hydraulic presses, hydraulic hammers, elevators hydraulic, cold rolling machines.
  • the fourth mode of the hydraulic pressure intensifier system (400) is shown, which is similar to the preferred mode (100), where the only difference is the use of a diesel engine (401) instead of an electric motor, since in the present mode the hydraulic motor (434) has the function of transforming the hydraulic energy into angular mechanical energy to do the work and the typical functions of tractors buses, trains, ships, airplanes , cargo trucks, automobiles, agricultural tractors (combines, threshers, clamps, etc., which include high volume liquid displacement pumps.

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Abstract

Sistema intensificador de presión hidráulica que comprende: un subsistema de accionamiento principal y un subsistema de cambios direccionales; el subsistema de accionamiento principal comprende un motor; una bomba; un primer pistón con un émbolo que se desplaza linealmente; un sensor de límite de carrera y una válvula de dos vías en cada extremo de dicho pistón; una válvula de control de presión, conectada a dichas válvulas de dos vías; un segundo pistón similar en todo al anterior y conectado a la válvula de control de presión; un motor hidráulico conectado a dichas válvulas de dos vías del segundo pistón, para generar trabajo; un medio de enfriamiento de fluido; y el subsistema de cambios direccionales comprende un motor secundario, una segunda bomba, un acumulador de presión y un par de electro-válvulas para operar de forma paralela e independiente las válvulas de dos vías de dicho subsistema de accionamiento principal.

Description

SISTEMA INCREMENTADOR DE EFICIENCIA ENERGÉTICA PARA
DISPOSITIVOS HIDRÁULICOS.
CAMPO TÉCNICO
La presente invención está relacionada con el campo de sistemas intensificadores de presión hidráulica Particularmente ia presente invención se refiere a un sistema de generación y transmisión de presión hidráulica, el cual permite incrementar eficientemente ia energía proveniente de sistemas de desplazamiento angular para su posterior uso en otros sistemas los cuáles requieran realizar algún trabajo.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
A diferencia de un sólido, una fuerza aplicada a un líquido confinado se transmite por igual a través del liquido en forma de presión, ya sea que la aplicación de la fuerza provenga de cualquier otro sistema energético o cualquier combinación de fuerzas. Así como ei liquido puede tomar ia forma de cualquier contenedor, la presión ejercida también se transmite independientemente de ia forma del contenedor.
Un intensificador hidráulico de presión es un dispositivo mecánico que se utiliza para aumentar ia presión de un líquida, utilizando la mayor cantidad de líquido a baja presión. Este tipo de dispositivos son útiles en situaciones en donde las máquinas hidráulicas, co o las prensas, motores, inyectores, generadores etc., requieren líquidos a alta presión los cuáles normalmente no están disponibles directamente de ía presión proveniente de una bomba. Esta presión se puede proporcionar introduciendo un intensificador entre la bomba y ia máquina.
Los intensificadores hidráulicos de presión, en su concepción más básica, se construyen mecánicamente mediante ia conexión de dos émbolos, cada uno trabajando en un cilindro separado, normalmente de diferente diámetro. Este concepto se desarrolla a partir de la ley de Pascal para fluidos incompresibles. Si los diámetros de ios émbolos son diferentes, la presión hidráulica en cada cilindro variará con la relación de área de los émbolos, y el émbolo más pequeño dará lugar a una mayor intensidad de presión que la mayor intensidad de la presión del émbolo
Los intensificadores hidráulicos de presión se clasifican principalmente como: intensificadores de acción simple o de doble acción. Los intensificadores de acción simple fluye solo durante el avance del émbolo dentro del cilindro. Normalmente utilizan una servo válvula para controlar el desplazamiento dei émbolo. Este tipo de intensificador se usa en aplicaciones donde el volumen inyectado o la presión se administran en tiempo real, como en el llenado de tanques UHP (hidroformado, prensado ¡sostátlco), en bancos de prueba para componentes UHP (componentes de inyección diései, válvulas), entre otros. Los intensificadores de doble acción fluyen durante ios movimientos hacia adelante y hacia atrás de los émbolos. Normalmente hacen uso de válvulas de retención y acumuladores de presión, este tipo de intensificador se usa en aplicaciones que requieren un flujo constante en trabajos continuos como en el corte con chorro de agua o generadores eléctricos.
Estos dos tipos de intensificadores hidráulicos han evolucionado para cubrir diversas aplicaciones y requisitos dentro de la industria, principalmente a través de la forma, construcción y ensamble del cuerpo del intensificador hidráulico. Estas modificaciones han dado pie a diversos tipos de intensificadores como: tipo Tie-Rod (Con tirante o barra de acopiamiento), de construcción enroscada, de construcción atornillada, de cilindros soldados en una sola pieza y de construcción variada o mixta.
Uno de los principales problemas que los actuales intensificadores hidráulicos presentan es que no permiten sumar la presión hidráulica en una misma línea o tubería, para incrementar de manera considerable su capacidad de trabajo a entregar a otros sistemas. Así mismo los sistemas actuales, presentan caídas de volumen y presión en todo el sistema, principalmente en cada cambio direccional de Sos émbolos, tanto para los intensificadores de acción simple o de doble acción. Otro de ios problemas de los actuales sistemas intensificadores de presión es el aumento de temperatura de los fluidos al ser sometidos a presión altas, lo que puede provocar una modificación en el comportamiento de líquido y por ende generar problemas como cavitación, bloqueo y/o filtrado del fluido hacia el exterior. De igual manera los sistemas actuales de intensificación de presión, no permiten operar a altas frecuencias (cercano a los 60 Hz) de manera continua, lo que es ideal para la generación de energía eléctrica, y io cual permitiría no utilizar sistemas accessorios para la generación óptima de energía eléctrica como: rectificadores de energía e inversores.
En lo que respecta a los sistemas para la transformación y eo- generacíon de energía (co o los motores eléctricos), la mayoría permiten tener hasta un 90% de eficiencia, sin embargo, existen sistemas dinámicos con eficiencia que van del 30% al 70%, incluyendo ¡as plantas convencionales para producir energía eléctrica cuya eficiencia no supera el 65%. La mayoría de estos sistemas, operan con fuentes de energía química derivadas de combustibles fósiles los cuales generan un impacto negativo ai medio ambiente y no son renovables.
De conformidad con lo anterior, en el estado de la técnica, se tiene el documento de patente ES2009Q06A6, el cual describe un generador de presión, que se constituye por dos pares de cilindros hidráulicos, ios cilindros de cada par van relacionados por sus extremos mediante sendas cámaras direccionales cerradas con tapas extremas, presentando cada una de las cámaras en su interior un carrete que se desplaza por e! efecto de la presión que proviene de unas válvulas direccionales actuadas medíante solenoídes que son activados por unos interruptores de final de carrera que presentan los cilindros de baja presión, de manera que se genera una alta presión del fluido que llega a un conector y del cual parte al motor hidráulico correspondiente. Sin embargo, dicho generador de presión entregaba una eficiencia de conversión hasta de un 80% de energía, ya que utiliza una bomba de engranes de desplazamiento y no utiliza un sistema de control para controlar los cambios direccionales de los émbolos.
Se tiene también ei documento WQ9202713A1 , el cual un generador de presión que permite multiplicar la salida de presión mediante el uso de cámaras selladas que contienen pistones sin vástago que actúan sobre ei fluido que funciona como un transmisor de fuerza y concentra la fuerza en las cubiertas troncocónicas. En cada extremo del pistón. Debido al estrechamiento de las cubiertas, la fuerza se dirige hacia ias váivulas direccionales que están alojadas en los extremos del pistón y distribuyen la presión de manera ordenada a través de los conductores de fluido hacia el motor hidráulico. Sin embargo, la presente invención no utiliza sistemas da control lógico ni tiene sistemas de enfriamiento líquido, así mismo el presente sistemas tiene en general una eficiencia general dei 90% de conversión energético.
Se tiene también el documento G92Q2713A1 , el cual describe un iníensificador de presión hidráulico acoplado a una bomba hidráulica da alta presión, la cual es accionada por un aparato de accionamiento alternativo hidráulico en eí que un pistón de accionamiento de baja presión recíproco y un sistema de válvulas de control dirigen el fluido de una fuente de fluido bajo presión alternativamente a ios lados opuestos del pistón de baja presión. El sistema de válvulas de control comprende válvulas separadas entre sí, una de las cuales, está adaptada para ser accionada por un fluido a presión y está dispuesta para invertir la acción dei pistón. Otra válvula es una válvula piloto dispuesta para controlar ¡a acción de la válvula de inversión. La acción de la válvula de inversión es estable y ocurre durante un período de tiempo relativamente corto, mientras que la acción de la válvula piloto ocurre a la velocidad del movimiento del pistón de baja presión. Una característica deí aparato de accionamiento a baja presión es la ausencia de sellos dinámicos en la válvula de inversión y en la válvula piloto. Sin embargo, el presente sistema, carece de sistemas de enfriamiento dei fluido y no especifica la capacidad de eficiencias en la transmisión dei trabajo hidrostático hacia otro sistemas, asf mismo, no se indica si pudiera trabajar de alguna manera en coordinación (serie o paralelo) con otros intensificadores de presión similares o iguales así como tampoco especifica si es posible acumular en una misma línea la presión acumulada del uso de previos intensificadores hidráulico.
De igual manera se tiene también el documento US2005133090, el cual hace referencia a un iníensificador de presión hidráulica que permite la recuperación de energía, compuesta de membranas semipermeables, de desplazamiento positivo sin válvulas y bombas o conjuntos de bombas separados que mueven un volumen desigual de fluido en una proporción estable dentro de un circuito compartido. Ei aparato funciona sin necesidad de válvulas, levas, partes de controí de fluido deslizante, interruptores, temporizadores, reguladores, sensores, circuitos eléctricos o electrónicos o cualquier otro medio de control de flujo, restricción y / o distribución que actúe de manera similar. Puede ser accionado por ur¡a variedad de motores primarios, como las bielas giratorias o de trinquete, las turbinas eólicas, las ruedas hidráulicas, los seguidores de las olas y los motores, así como por una aíimentación de fluido de presión relativamente baja provista por bombas de alimentación incorporadas o externas o por cualquier otro medio adecuados de aíimentación de fluido a baja presión. Sin embargo, en el presente sistema, no se indica si pudiera trabajar de alguna manera en coordinación (serie o paralelo) con otros intensificadores de presión similares o iguales así como tampoco especifica si es posible acumular en una misma línea la presión acumulada del uso de previos intensificadores hidráulico de Igual manera, el control del flujo y por lo tanto la permanencia de las caídas de presión en el sistema son evidentes.
Por lo tanto, en el estado de la técnica, no se cuenta aún con un sistema íntensificador de presión hidráulica, el cual permite aprovechar eficientemente la energía proveniente de sistemas de desplazamiento angular para su postenor uso en otros sistemas los cuáles requieran realizar algún trabajo hasta en un 100% de eficiencia, el cual permíta sumar la presión hidráulica en una misma línea o tubería, no presente caídas de volumen y presión en todo el sistema, permita controlar e! aumento de temperatura de ¡os fluidos al ser sometidos a alta presión dentro del sistema, opere a altas frecuencias (cercano a los 60 Hz) de manera continua con la finalidad de ser utilizada en aplicaciones como la generación de energía eléctrica y demás aplicaciones ias cuáles necesiten la transmisión efisciente de energía y trabajo.
OBJETOS DE LA INVENCIÓN
Es por lo tanto un objeto de la presente invención proporcionar un sistema intensificador de presión hidráulica, el cual permita incrementar eficientemente la energía proveniente de sistemas de despiazamiento anguiar hasta en un 100%.
Otro objeto de ¡a presente invención es proporcionar un sistema intensificador de presión hidráulica, e! cuai permita sumar la presión hidráulica generada en una misma iínea o tubería.
Un objeto más de la presente invención es proporcionar un sistema intensificador de presión hidráulica, que utilice generadores de presión hidráulica en una configuración en serie.
Otro objeto de ia presente invención es proporcionar invención proporcionar sistema intensificador de presión hidráulica, el cuai permita controlar el aumento de temperatura de ios fluidos ai ser sometidos a alta presión dentro del sistema.
Otro objeto de la presente Invención es proporcionar invención proporcionar sistema intensificador de presión hidráulica el cual opere a altas frecuencias de manera continua con la finalidad de ser utilizada en aplicaciones como la generación de energía eléctrica.
Aún otro objeto más de la presente invención es proporcionar un sistema intensificador de presión hidráulica, ei cual pueda ser operado a través de sistemas automáticos de control·
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Estos y otros objetos se alcanzan a través de un sistema íntensificador de presión hidráulica, ei cual está conformado príncipaimente por: un subsistema de accionamiento principal; y un subsistema de cambios direccionales; en donde dicho subsistema de accionamiento principal comprende un motor principal generador de potencia angular, una bomba conectada a dicho motor y a un depósito de fluido, la cual succiona dicho fluido y lo desplaza de manera Huida; un medio generador e incrementador de presión para proporcionar fluido a una primera presión que comprende, un primer pistón que tiene en su interior: un émbolo que se desplaza linealmente de una posición iniciai a una posición final y un sensor de límite de carrera en cada extremo de dicho pistón; una válvula de 2 vías en cada extremo exterior de dicho pistón, las cuaies restringen o permiten ei paso del fluido ai interior o al exterior del mismo; una válvula de control de presión, conectada fluidamente a dichas válvulas de 2 vías, la cual tiene la función de acumular e incrementar dicha primera presión a un parámetro predeterminado para obtener una segunda presión; un segundo pistón conectado fluidamente a la válvula de control de presión, para recibir el fluido con dicha segunda presión, dicho segundo pistón, comprende en su interior: un émbolo que se despíaza lineai ente de una posición iniciai a una posición fina! y un sensor de limite de carrera en cada extremo de dicho pistón; Una válvula de 2 vías en cada extremo exterior de dicho segundo pistón, las cuales restringen o permiten el paso del fluido al interior o ai exterior del mismo, en donde dicho segundo pistón incrementa la segunda presión del fluido para obtener una tercera presión dos veces mayor que la primera presión; un motor hidráulico, conectado fluidamente a dichas válvulas de 2 vías, el cual recibe el fluido con la tercera presión para su posterior uso en oíros sistemas ios cuáles requieran realizar algún trabajo; un medio de enfriamiento de fluido, el cual enfría el fluido proveniente del motor hidráulico para enviarlo al depósito de fluido; y en donde dicho subsistema de cambios direccionales, comprende un motor secundario generador de potencia angular, una segunda bomba conectada a dicho motor secundario y a dicho depósito de fluido, la cual succiona dicho fluido y lo desplaza fluidamente; Un acumulador de presión que recibe el fluido desplazado por la bomba y que tiene la fundón de incrementar la presión en dicho fluido; Un par de eiectro-váivulas conectadas fluidamente a dicho acumulador de presión para recibir y direccionar ei fluido con presión incrementada hacia el primer y segundo pistones para regresar los émbolos a su posición inicial para iniciar un nuevo ciclo de trabajo, en donde dicho subsistema de cambios direccionales opera de forma paralela e independiente a dicho subsistemas de accionamiento principa! para concluir un ciclo completo y repetirlo de forma de forma indefinida mientras el sistema esté en función.
Las características y ventajas adicionales de la invención deberían comprenderse más claramente mediante la descripción detallada de la realización preferida de la misma, dada por medio de un ejemplo no limitativo con referencia a ios dibujos adjuntos, en los que:
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La Figura 1 es una representación esquemática del sistema intensificador de presión hidráulica.
La Figura 2 es una representación esquemática del copie de arrastre unidireccional del sistema intensificador de presión hidráulica.
La Figura 3 es una representación esquemática de ios émbolos del sistema intensificador de presión hidráulica.
La Figura 4 Es una representación esquemática de la segunda modalidad dei sistema intensificador de presión hidráulica.
La Figura 5 Es una representación esquemática de la tercera modalidad de! sistema intensificador de presión hidráulica.
La Figura 8 Es una representación esquemática de la cuarta modalidad del sistema intensificador de presión hidráulica. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA i INVENCIÓN
Es importante mencionar que siendo un sistema hidráulico, debe ser saturado de fluido iiquido en su totalidad, antes de poner en marcha, cabe mencionar que el sistema que se describe utiliza como fuente de energía principa!, un motor eléctrico, además de un motor eléctrico de menor capacidad para operar el sistema de cambios direccionales, los motores eléctricos son alimentados eléctricamente por una fuente externa al sistema.
Con refrencia a las Figuras 1 a 3, se muestra la modalidad preferida dei sistema intensificador de presión hidráulica numerado generalmente en 100, cuya descripción es la siguiente, cuando se da marcha al sistema mediante arrancadores eléctricos, los motores, el principa! (101 ) y e! motor de cambios direccionales (135) arrancan al mismo tiempo. Ambos motores transforman la energía eléctrica que reciben, en energía mecánica angular, en donde el motor (101) mueve a la bomba (102) y el motor (135) mueve a la bomba (136) y estas transforman la energía mecánica angular en energía hidráulica. Al momento de operar ambas bombas, estas comienzan a succionar fluido liquido ubicado en eí depósito (103), en el cual se encuentra almacenado fluido líquido de reserva suficiente adicional al fluido utilizado para saturar totalmente tanto ei sistema principal, co o el sistema de cambios direccionales, eí cual opera de forma paralela e independiente al sistema principal.
Primeramente se describirá la forma en la que opera el subsistema de cambios direccionales y de cómo como éste es más eficiente trabajando de forma independiente al sistema principal. Guando ei fluido es succionado por la bomba (136) ésta conecta con la línea (137) que lo conduce hasta la válvula check (139) la cual lo deja pasar, pero no le permite regresar, después de pasar la válvula check (139) el fluido es conducido hasta el conectar (154) del cual se conectan las ííneas (141) (142) y estas a su vez, se conectan a las electroválvulas (143) y (144). Dichas electroválvulas operan con energía eléctrica proveniente de Sa fuente eléctrica que alimenta a los motores eléctricos (101) y (135), las electro válvulas (143) y (144) tienen sus centros bloqueados, por lo tanto el fluido no puede continuar más allá de éstas así que, el fluido es conducido hasta el acumulador (140) el cual tiene como función almacenar el fluido y presionarlo a una presión previamente calibrada para hacer uso de éste volumen presionado en cada cambio direccional de los émbolos (114) y (129). Cuando el acumulador (140) está saturado de fluido a toda su capacidad y la presión de calibración es superada, ia válvula de alivio (138) se abre y descarga el excedente al depósito (103).
Con referencia ahora al sistema principal, cuando la bomba (102) es operada y succiona el fluido ubicado en el depósito (103), el fluido es conducido hasta el conectar (104) del que se derivan las líneas (106) y (107) las cuales conectan con las válvulas de dos vías (109) y (110), nótese que en la válvula (110) la línea (107) se encuentra bloqueada por el carrete (11 1) y desbloqueado e! orificio de salida principal del pistón (113) conectando a la línea (118), al mismo tiempo, en la válvula (109) ei carrete (112) desbloquea la linea (106) dejando pasar el fluido proveniente de la bomba (102) para ser depositado dentro del pistón (113), del lado Izquierdo de éste. Con ésta acción, ei émbolo (114) comenzará a desplazarse hacia el extremo derecho del pistón (113) y desplazando al mismo tiempo al fluido recluido en el lado derecho del pistón (1 13) posterior al émbolo (114). Se puede observar que las flechas indican ia dirección del fluido, así como la iínea que lo transporta y la línea que no tiene actividad. A! momento en el que el émbolo (114) desplaza al fluido recluido en ei lado derecho del pistón (113), e! fluido es conducido por la línea (118) hasta la válvula check (119), la cual deja pasar el fluido pero no lo deja retomar con la finalidad de conducirlo hasta la válvula controladora de presión (121), nótese que la línea (118) conecta con la linea (117) por medio del conectar (155), y de éste se conecta la válvula controladora de presión (121). Nótese también que en ia línea (117) se ubica la válvula check (120) ia cual impide que ei fluido desplazado por el émbolo (114) interfiera con la línea (117) y los elementos que se conectan detrás de esta.
La válvula controladora de presión (121 ) tiene como función la de elevar la presión, y ocurre, cuando ésta opone resistencia ai libre paso deí fluido desplazado por el embolo (114). De la válvula (121 ), de ia zona en donde ía presión se Incrementa, se conectan las líneas (122) y (123) las cuales conectan con las válvulas de dos vías (124) y (126), en donde en la válvula (124), el carrete (125) bloquea la línea (123) evitando que el fluido llegue al interior de! pistón (128), y el orificio de salida principal del pistón (128) queda abierto para conectar con la línea (131). Al mismo tiempo en la válvula (126) el carrete (12?) desbloquea el orificio que conecta con la línea (122) permitiendo dejar pasar el fluido hacia el interior del pistón (128) del lado derecho, y al mismo tiempo bloquea el orificio de salida principal, eí cual conecta con la línea (130), lo cual obliga a desplazar al émbolo hacia el lado izquierdo del pistón (128) y este al fluido ubicado dentro del pistón (128) del lado izquierdo. El fluido desplazado por el émbolo (129) es conducido por !a linea (131) hasta la válvula check (132) la cual deja pasar al fluido pero no lo deja retornar, por lo que el fluido es conducido hacia el conectar (157) que conecta con la línea (130). Nótese que en la línea (130) se ubica la válvula check (133) ia cual impide el paso del fluido evitando que éste interfiera con la linea (130) y ios elementos que se ubican detrás de ésta, de esta manera el fluido es conducido hasta el motor hidráulico (134) el cual tiene ía función de transformar ¡a energía hidráulica en energía mecánica angular, concluida ésta función el fluido es conducido por la íinea (151) hasta la unidad de enfriamiento (152) que tiene la función, de enfriar el fluido. Ya enfriado, el fluido es retomado al depósito (103) para ser utilizado en un nuevo ciclo.
En los extremos de cada uno de los pistones (113) y (128), se ubican sensores limite de desplazamiento o carrera de dichos émbolos, en donde en el primer pistón se ubican los sensores (1 15) y (116) y en el segundo pistón, los sensores (149) y (150); Dichos sensores operan con energía eléctrica que proviene de una fuente ubicada dentro del control electrónico PLC.
Cuando el émbolo (1 14) es desplazado hacia la derecha del pistón (1 13) por efecto del fluido depositado del lado izquierdo del mismo, el émbolo (114) en su avance, también desplaza al fluido ubicado del lado derecho del pistón (113) conduciéndolo a salir por el orificio de salida principal dei pistón (1 13) que conecta con la linea (118) (ver las flechas que indican ia dirección del fluido).
Cuando el émbolo (114) es desplazado hacia la derecha dei pistón (113) hasta su límite de desplazamiento, el émbolo (114) hace contacto con el sensor (118) y este envía una señal eléctrica al control de cambios direccionales electrónico PLC, el cual procesa y la reenvía al solenoide correspondiente, previa programación de ia electro válvula direccional de cuatro vías (144); el solenoide energizado hace que dicha válvula conecte los centros, así dejará pasar al fluido presurizado enviado por el acumulador (14Q) por la línea (142). Antes de continuar con ia descripción, es importante mencionar que, de la electro válvula (144) se conectan las líneas (147) y (148) y estas se conectan con las válvulas de dos vías
(109) y (110) en ios extremos correspondientes de cada una de ellas, como se muestra en la Figura 1. La línea (147) se conecta con las válvulas de dos vías, con la válvula (109) en su extremo superior, y con la válvula (1 10) en su extremo inferior. La línea (148) conecta también con las válvulas de dos vías (109) en su extremo inferior y con la (110) en su extremo superior.
Cuando la electro válvula (144) conecta sus centros y deja pasar el fluido presurizado proveniente del acumulador (140), la válvula (144) conecta el fluido con la línea (148) ia cual lo conduce hasta las válvulas de dos vías (109) y
(110), en la (109) una parte del fluido presurizado es aplicado en su extremo inferior y al mismo tiempo en la válvula (110) otra parte del fluido presurizado es aplicado en su extremo superior. Al mismo tiempo uno de los centros de la electro válvula (144) se abre y conecta a la linea (147) connel depósito (103), con la finalidad de descargar el fluido ubicado dentro de las válvulas de dos vías, en la (109) en su extremo superior, posterior al carrete (112) y en la (110) en su extremo inferior, anterior al carrete (111). El Huido presurizado proveniente del acumulador (140), por acción de la electro válvula (144), es aplicado a las válvulas de dos vías, (109) en su extremo inferior y (110) en su extremo superior; Además la línea (147) está conectada libremente al depósito, los carretes (111 ) y (112) se desplazaran libremente de forma instantánea en el interior de las válvulas de dos vías, en la (109), el carrete (112) se desplazara hada su extremo superior incluyendo el fluido ubicado en ese extremo, el cual se descargará al depósito (103) por la línea (147), y al mismo tiempo en la válvula (110) el carrete (111 ) se desplazara hacia su extremo inferior, incluyendo el fluido ubicado en ese extremo, el cual se descargara al depósito (103) por la línea (147) Una vez desplazados los carretes (111) y (112), en !a válvuia de dos vías (109) el carrete (112) bloqueara el orificio de alimentación que conecta con la línea (108) y desbloqueara el orificio de salida principal del pistón (113) que conecta con la linea (117) Ai mismo tiempo en la válvula de dos vías (110) el carrete (1 11) desbloqueara el orificio de alimentación que conecta con la línea (107) y bloqueara el orificio de salida principal del pistón
(113) que se conecta con la línea (118), de ésta forma el émbolo (114) comenzará a desplazarse en dirección izquierda de! pistón (113) hasta su límite de carrera y hacer contacto con el sensor (115) y concluir con un ciclo completo y repetirse indefinidamente mientras el equipo esté en función .
A continuación se describe el desempeño del pistón (128) como se muestra en la figura 1 Se puede observar la línea (118) con flechas que indican la dirección del fluido el cual es dirigido hacia ¡a válvula controladora de presión (121), pasando primero por la válvula de retención (1 19); Se observa también que de la válvula (121) se derivan las líneas (122) y (123) y éstas se conectan con las válvulas de dos vías, (124) y (126) respectivamente, donde se observa que el carrete (127) desbloquea el orificio de alimentación que conecta con la línea (122), mientras tanto el carrete (125) de la válvuia (124) bloquea el orificio de alimentación que conecta con la línea (123) y desbloquea el orificio de salida principal de! pistón (128) que conecta con la línea (131). El fluido suministrado por el pistón (113) y presurizado por la válvuia de control de presión (121) es conducido por la linea (122) hasta el interior del pistón (128) del lado derecho de éste, por lo que el embolo (129) se desplazará hacia el lado izquierdo del pistón (128) desplazando también al fluido ubicado en el lado izquierdo del pistón (128), el fluido desplazado es conducido por la línea (131 ) hasta la válvula check (132) la cual lo deja pasar pero no lo deja regresar, la línea (131) continua conduciendo al fluido hasta el conector (157) que une a las líneas (131) y (130), nótese que en la linea (130) se ubica la válvula check (133) que evita al fluido conducido por la línea (131) interaetuar con la línea (130) de este modo el fluido conducido por la línea (131) es aplicado directamente al motor hidráulico (134) el cual convierte la energía hidráulica en energía mecánica angular. Realizada ésta función, el fluido es conducido por ¡a linea (151) hasta la unidad de enfriamiento (152) la cual retornara al fluido a! depósito (103) a una temperatura de entre 40°C y 60DC( grados centígrados) para volver a ser usado en un nuevo ciclo.
Cuando el fluido presurizado proveniente dei pistón (113) es conducido hasta el interior del pistón (128) por la línea (122), el émbolo (129) se desplaza hacia el lado izquierdo del pistón (128), arrastrando al fluido ubicado en ese lado; Cuando el émbolo (129) se desplaza hasta su límite del lado izquierdo dei pistón (128) el émbolo (129) hace contacto con el sensor límite (149), el cuál envía una señal eléctrica al sistema electrónico PLC encargado de controlar los cambios direccionales; el PLC procesa la señal y la reenvía a la electro válvula de cuatro vías (143) energizando el solenoide correspondiente, previamente programado, para que la electro válvula (143) abra los centros y ios conecte a las líneas (145) y (148) las cuales además de conectarse con la electro válvula (143) se conectan a las válvulas de dos vías (124) y (128), la línea (145) se conecta con ¡a válvula de dos vías (124) en su extremo inferior, y en la válvula (128) se conecta en su extremo superior. La línea (146) se conecta a la válvula (126) en su extremo inferior, y en la válvula (124) se conecta en su parte superior, así que cuando la electro válvula (143) es energizada y sus centros se abren y se conectan, esta deja pasar el fluido presurizado proveniente de! acumulador (140) el cual es conducido por la línea (145) hasta el extremo superior de la válvula de dos vías (126) y hasta el extremo inferior de la válvula de dos vías (124). Ai mismo tiempo uno de los centros abierto de la electro válvula (143) conecta la línea (146) con la línea de descarga ai depósito (103) con la finalidad de descargar libremente el fluido desplazado por los carretes (125) y (127) cuando ambos sean desplazados, al mismo tiempo, por el fluido presurizado proveniente del acumulador (140) y conducido por la línea (145), así ios carretes se desplazaran libremente y de forma instantánea. El carrete (125) se desplaza hacia el extremo superior de la válvula (124) abriendo el orificio de alimentación y conectando ía línea (123) y bloqueando el orificio de salida principal del pistón (128) que se conecta con la línea (131). Al mismo tiempo el carrete (127) se recorre hacia el extremo inferior de la válvula (126) tapando el orificio de alimentación que conecta con la línea (122) y desbloquea el orificio principa! de salida de pistón (128) que se conecta con la línea (130); Cuando el émbolo (129) se desplace hasta su límite del lado izquierdo de! pistón (128), el émbolo (129) por lo antes descrito, se desplazará hacia el extremo derecho de! pistón (128) arrastrando al fluido ubicado en el extremo derecho de! pistón (128) para ser conducido por la línea (130) hasta la válvula check (133) que lo dejará pasar, pero no lo dejará retornar, así que el fluido seguirá conducido por la línea (130) hasta el conectar (157) que conecta a la línea (131); nótese que la línea (131) tiene la válvula check (132) que impide al fluido conducido por la línea (130) Interactuar con la línea (131 ) por lo que el fluido conducido por la línea (130) se aplicara directamente ai motor hidráulico (134) y este convertirá la energía hidráulica en energía mecánica angular. Ya completado el ciclo, eí fluido es conducido por la línea (151 ) hasta la unidad de enfriamiento (152), esta enfriara ai fluido 40°C y 60°C( grados centígrados y lo retornara al depósito (103) para ser utilizado en oíros ciclos indefinidamente, mientras e! equipo esté en fundón.
Asimismo, será evidente para los expertos en la materia que en un ciclo normal de trabajo los émbolos (114) y (129), pueden desplazarse repectlva ente de manera contraría, es decir, el embolo 114 puede desplazarse hacia la izquierda y el embolo (129) hacia la derecha o vice versa; de igual forma, en modalidades adicionales de la presente invención, los émbolos (114) y (129) pueden desplazarse hacia el mismo lado, sin afectar el funcionamiento de la presente invención.
Es importante mencionar que, cuando los émbolos hacen su desplazamiento de un extremo a otro en sus respectivos pistones, éstos, al llegar a su límite, dejan de desplazar fluido durante el tiempo que el sistema de cambios direccionales tarda en hacerlo, dando como resultado una pequeña caída de potencia en el sistema, por lo que para evitar esta caída, se han hecho modificaciones a ios émbolos, como se mueseíra en ía Figura 3, éstas consisten en hacerles varios barrenos en las dos caras del émbolo encargadas de hacer ias siguientes funciones: por un lado, recibir el fluido presurizado que desplaza a los émbolos, y por el otro, la cara que empuja el fluido durante sus recorridos, la profundidad del barrenado en ambas caras deberá ser más o menos igual, evitando que lleguen a comunicarse, y se deberá dejar una pared de material suficiente para que resista altos esfuerzos; al momento de hacer sus recorridos, ios émbolos, de un extremo a otro en sus respectivos pistones, en los barrenos de ía cara que empuja al fluido, éste se va acumulando y presionando por dos motivos, el primero, por el empuje que el émbolo recibe cuando el fluido es depositado dentro del pistón del lado contrario y comienza a desplazar al émbolo, y el segundo, por la oposición que la válvula controladora de presión le impide al fluido libre paso a través de ella, el fluido pasa hasta que el mecanismo de calibración de presión es superado por la fuerza que el émbolo imprime al fluido al momento de comenzar a desplazarse, siendo éste el momento en el que, entre el émbolo y la válvula controladora de presión se crea la presión en el fluido, y en la línea correspondiente. Ésta presión y una parte del fluido desplazado se almacena en los barrenos de la cara def émbolo que desplaza al fluido, cuando el émbolo llega a su límite y deja de desplazar fluido por un instante, el tiempo que tarda el sistema de cambios direccsonales en hacer el cambio de dirección del émbolo, el volumen presionado dentro de ios barrenos se descarga en el mismo instante evitando una caída de volumen y presión en el sistema que se manifestaría en pérdida de potencia momentánea. Es importante mencionar que las válvulas controladoras de presión son estrictamente necesarias, debido a que son las encargadas de ir incrementando ia presión de salida en cada uno de ios generadores de presión utilizados en serie, por lo que la válvula controladora de presión del primero (121) se calibrará, con la ayuda de un manómetro, a una capacidad a tan solo un mínimo por debajo de ia capacidad máxima de la fuente de energía, por lo que ésta siempre trabajará a su máxima capacidad. Si hubiere necesidad de anexar otro generador de presión, su válvula controladora de presión correspondiente se calibraría, con la ayuda de un manómetro, a una capacidad a tan sólo un mínimo por debajo de la presión entregada por ei generador de presión anterior a su válvula controladora de presión correspondiente, recordemos que de las válvulas controladoras de presión se conectan ías líneas que aiimentan al siguiente generador de presión; si fuera necesario anexar más generadores de presión en serie, con excepción dei último que conecta con el motor hidráulico, y descarga directamente en éste todo el fluido presurizado desplazado por los generadores de presión utilizados en serie del sistema. Es necesario mencionar la importancia de implementar un sistema hidráulico independiente al sistema principal para hacer los cambios direccionales de ios émbolos, y controlado por una unidad electrónica PLC, por varios motivos, primero: la bomba (136) no es operada por la fuente principal (101), ya que sí así fuera, restaría potencia a la fuente principal (101) por la transmisión adiciona! que se tendría que colocar para poderla operar. Segundo: si se tomara del sistema principal el volumen necesario para hacer ios cambios direccíonaies de los émbolos, habría una caída de potencia momentánea en la salida del sistema, y aunque es poco el volumen fallante, es suficiente para que el motor hidráulico experimente una pérdida de potencia pequeña en cada cambio díreccional de los émbolos, y tercero: el sistema hidráulico independiente se ajusta perfectamente para que el sistema electrónico PLC y los sensores límite, controlen y ordenen los cambios direccíonaies de ios émbolos.
En cuanto a los sensores limite se refiere, es importante describir que éstos son colocados en la pared de las camisas de los pistones, para que e! extremo que penetra la pared de las camisas haga contacto con el émbolo, al momento de que éste pase junto a él, lo que prmita enviar la señal eléctrica a la unidad PLC, y se haga e! cambio díreccional Los sensores también están en contacto con el fluido, por lo que éstos deberán soportar presiones por arriba de las 5Q00 psi. En cuanto a la toma de fuerza que el sistema dispone, ésta se to a de la flecha de salida del motor hidráulico (134) de un copie de arrastre (153), sujeto a la flecha del motor hidráulico. El copie de arrastre (153) tiene la característica de arrastrar sólo en un sentido, dependiendo de la dirección de giro que el sistema entregue, ya sea en sentido de las manecillas del reloj, o en sentido contrario, con el objetivo de proteger a todo el sistema en caso de paros de emergencia, por ejemplo, si el sistema es utilizado para mover un alternador de gran tamaño, su rotor estará girando a alias velocidades, almacenando una gran cantidad de energía cinética, por lo que en un paro de emergencia, la inercia podría trozar la flecha de la toma de fuerza del sistema y afectar ai motor hidráulico (134). En caso de paro de emergencia, el sistema de seguridad del copie de arrastre desconecta al sistema totalmente de la carga en movimiento, permitiendo a ésta girar libremente, hasta agotar su inercia en paro total.
El copie de arrastre unidireccional (153), está compuesto por dos elementos principales de forma cilindrica como se muestra en la Figura 2, donde el primer elemento (153.1), se sujeta a la toma de fuerza de salida del sistema por medio de una cuña y opresores roscados, y el segundo elemento (153.2), se sujeta por medio de cuña y opresores roscados a la toma de fuerza de entrada del sistema a mover; El primer elemento (153.1 ) tiene dos levas (153.11) y (153 12) y dos pivotes (153.13) y (153.14) colocadas de forma normal de forma que una de sus caras se alinean pasando por el centro del elemento principal y el centro de la muesca, por su ubicación, hacen un sistema de palanca en una dirección, en donde la flecha indica la dirección de giro de arrastre; dicho sistema de palanca tiene como puntos de apoyo el pivote de cada uno de ellas (153.13) y (153.14) y de igual forma, un pivote central central (153 15) que tiene dos resortes de extensión (153.16) y (153.17), lo que mantiene a la leva siempre pegada al pivote central (153.15); El segundo elemento 153.2), tiene dos pivotes (153.21) y (153.22) de un diámetro igual al de las muescas de las levas (153.11) y (153.12) del primer elemento (153.1), ubicados de forma que, uniendo el centro de sus diámetros por una línea, ésta debe pasar por el centro del elemento cilindrico principal además de estar colocados equidistantes respecto al centro deí elemento cilindrico principal; De igual forma, el radio que describen los centros de los pivotes es exactamente el radio que se origina de la parte central de la muesca de las levas (153 1 1) y (153.12) del segundo elemento (153.2), de esta manera, cuando los elementos principales se ensamblan alineados, ios pivotes (153.21) y (153.22) del segundo elemento (153.2) se ensambla con las muescas (153.11) y (153.12) primer elemento (153.1), esto permite hacer un arrastre uniformemente repartido entre ios dos pivotes (153.21) y (153.22) y las dos muescas (153.11) y (153 12); se debe tomar en cuenta que el elemento motriz que arrastra, puede ser cualquiera de los los elementos (153.1 o 153.2), siempre y cuando las levas estén colocadas de forma tal, que éstas formen el sistema de palancas, antes descrito, y en dirección a! giro de arrastre, después del arranque, de esta manera el sistema a mover alcanzará su velocidad nominal, y habrá almacenado una gran cantidad de energía cinética, de tal manera que si hubiera que hacer un paro de emergencia, el elemento principal motriz dejaría de girar, por lo que, el elemento principal arrastrado seguiría girando por efecto de la inercia; sí el elemento principal de los pivotes (153.21) y (153.22) es el arrastrado, éste seguirá girando, entonces el elemento principa! de las levas estará parado, en este momento los pivotes (153 21) y (153.22) en giro empujaran a las levas (153.11 ) y (153.12) por la parte posterior, venciendo la fuerza de los resortes (153 16) y (153 17) inclinando a ¡as levas (153.11 ) y (153.12) dejando pasar libremente a ¡os pivotes (153.21) y (153.22) en cada giro desconectando totalmente ambos sistemas, con el objetivo de proteger al sistema motriz de una ruptura en la barra de la toma de fuerza del motor hidráulico (134) y de descomposturas mayores a sus elementos internos. Ya en paro total, inclusive en movimiento, los resortes colocan a las levas en su posición normal dejándolas listas para el arrastre.
Con refrenda ahora la Figura 4, se describirá la segunda modalidad del sistema intensificador de presión hidráulica (200), en donde al igual que la primera modalidad, debe ser saturado de fluido liquido en su totalidad, cabe mencionar que el sistema que se describe utiliza como fuente de energía principal, un motor a diesel el cual reemplaza el motor eléctrico, en donde los motores de combustión interna son alimentados por la energía química derivada de ia quema de hidrocarburos, asimismo, es importante mencionar que el sistema de control (PLC, sensores y electro válvulas) es alimentado con ias baterías que ya vienen incluidas en las maquinarias descritas en el titulo.
Cuando se da marcha ai motor a diesel (201), este, transforman la energía química, en energía mecánica angular, eí cual comienza a mover al mismo tiempo las bombas (202) y (236), y estas transforman la energía mecánica angular en energía hidráulica. A! momento de operar ambas bombas, estas comienzan a succionar fluido liquido ubicado en el depósito (203), en el cual se encuentra almacenado fluido líquido de reserva suficiente, adicional al fluido utilizado para saturar totalmente todo el sistema, incluido el sistema de cambios díreccionales, el cual opera de forma paralela e independiente al sistema principal
Primeramente, se describirá la forma en ia que opera ei subsistema de cambios díreccionales y de cómo como éste es más eficiente trabajando de forma independiente ai sistema principal. Cuando el fluido es succionado por la bomba (236) ésta conecta con la linea (237) que lo conduce hasta la válvula check (239) la cual ¡o deja pasar, pero no le permite regresar, después de pasar la válvula check (239) el fluido es conducido hasta eí conector (254) del cual se conectan las líneas (241) y (242) y que a su vez, se conectan a ¡as electroválvuias (243) y (244) Las electro válvulas (243) y (244) tienen sus centros bloqueados, por lo tanto el fluido no puede continuar más, allá de éstas así que, e! fluido es conducido hasta ei acumulador (240) ei cua! tiene como función almacenar ei fluido y presionarlo a una presión previamente calibrada para hacer uso de éste volumen presionado en cada cambio direccional de los émbolos (214) y (229). Cuando ei acumulador (240) está saturado de fluido a toda su capacidad y la presión de calibración es superada, la válvula de aiivio (238) se abre y descarga el excedente al depósito (203) por la línea de descarga (245).
A continuación se describirá la forma en que opera el subsistema de accionamiento principal de dicha segunda modalidad; Cuando la bomba (202) es operada y succiona el fluido ubicado en ei depósito (203), el fluido es conducido hasta el conector (204) del que se derivan las líneas (206) y (207) las cuales conectan con las válvulas de dos vías (209) y (210), nótese que en la válvula (210) la línea (207) se encuentra bloqueada por el carrete (211) y desbloqueado el orificio de salida principal del pistón (213) conectando a la línea (218), al mismo tiempo, en la válvula (209) e! carrete (212) desbloquea la línea (206) dejando pasar el fluido proveniente de la bomba (202) para ser depositado dentro del pistón (213), del lado izquierdo de éste. Con ésta acción, el émbolo (214) comenzará a desplazarse hacia el extremo derecho del pistón (213) y desplazando al mismo tiempo al fluido recluido en el lado derecho del pistón (213) posterior al émbolo (214). Se puede observar que las flechas indican la dirección del fluido, así como la línea que lo transporta y la línea que no tiene actividad. Al momento en el que el émbolo (214) desplaza al fluido recluido en el lado derecho de! pistón (213) , el fluido es conducido por la línea (218) hasta la válvula check (219) la cual deja pasar el fluido pero no lo deja retornar, con la finalidad de conducirlo hasta la válvula controladora de presión (221 ), nótese que la ¡ínea (218) conecta con la línea (217) por medio del conector (255), y de éste se conecta la válvula controladora de presión (221). Nótese también que en la línea (217) se ubica la válvula check (220) la cual impide que el fluido desplazado por el émbolo (214) interfiera con la línea (217) y los elementos que se conectan detrás de esta. La válvula controladora de presión (221 ) tiene como función la de elevar la presión, y ocurre, cuando ésta opone resistencia al líbre paso del fluido desplazado por el embolo (214).
De la válvula (221), de la zona en donde la presión se incrementa, se conectan las líneas (222) y (223) ¡as cuales conectan con las válvulas de dos vías (224) y (228), en donde en la válvula (224) el carrete (225) bloquea la línea (223) evitando que el fluido llegue al interior del pistón (228), y el orificio de salida principal del pistón (228) queda abierto para conectar con la línea (231). Al mismo tiempo en la válvula (228) el carrete (227) desbloquea el orificio que conecta con la línea (222) permitiendo dejar pasar el fluido hacia el interior del pistón (228) del lado derecho, y al mismo tiempo bloquea el orificio de salida principal, el cual conecta con la linea (230), lo cual obliga a desplazar al émbolo (229) hacia el lado izquierdo del pistón (228) y este ai fluido ubicado dentro dei pistón (228) del lado izquierdo. El fluido desplazado por el émbolo (229) es conducido por la línea (231) hasta ía válvula check (232) ía cual deja pasar al fluido pero no lo deja retomar, por lo que el fluido es conducido hada el conector (257) que conecta con la línea (230). Nótese que en ía línea (230) se ubica la válvula check (233) la cual impide el paso del fluido evitando que éste interfiera con la línea (230) y los elementos que se ubican detrás de ésta, de esta manera el fluido es conducido hasta el múltiple (234) el cual tiene la función de conectar las líneas de presión para hacer el trabajo y las fun ones típicas de ia maquinaria a aplicarse. Concluida ésta fundón el fluido es conducido por ¡a línea (251) hasta la unidad de enfriamiento (252) que tiene la función, de enfriar el fluido. Ya enfriado, el fluido es retornado al depósito para ser utilizado en un nuevo ciclo.
En los extremos de cada uno de los pistones (213) y (228), se ubican sensores límite de desplazamiento o carrera de dichos embolso, donde en el primer pistón se ubican los sensores (215) y (216) y en el segundo pistón, los sensores (249) y (250); Dichos sensores operan con energía eléctrica que proviene de una fuente ubicada dentro del control electrónico PLC.
Cuando el émbolo (214) es desplazado hacia la derecha del pistón (213) por efecto dei fluido depositado del lado izquierdo del mismo, el émbolo (214) en su avance, también desplaza al fluido ubicado del lado derecho del pistón (213) conduciéndolo a salir por eí orificio de salida principal del pistón (213) que conecta con la línea (218) (ver las flechas que indican la dirección del fluido).
Cuando el émbolo (214) es desplazado hacia la derecha del pistón (213) hasta su límite de desplazamiento, el émbolo (214) hace contacto con el sensor (216) y este envía una señal eléctrica al control de cambios dlreccionales electrónico PLC, el cual procesa y la reenvía ai solenoide correspondiente, previa programación de ¡a electro válvula direccionaí de cuatro vías (244); el solenoide energizado hace que dich válvula conecte los centros, así dejará pasar al fluido presurizado enviado por el acumulador (24Q) por la línea (242). Antes de continuar con la descripción, es importante mencionar que, de la electro válvula (244) se conectan las líneas (247) y (248} y estas se conectan con las válvulas de dos vías
(209) y (210) en los extremos correspondientes de cada una de ellas. La línea (247) se conecta con las válvulas de dos vías, con la válvula (209) en su extremo superior, y con la válvula (210) en su extremo inferior La línea (248) conecta también con las válvulas de dos vías (209) en su extremo inferior y con la (210) en su extremo superior.
Cuando la electro válvula (244) conecta sus centros y deja pasar el fluido presurizado proveniente del acumulador (240), la válvula (244) conecta el fluido con la línea (248) ia cual lo conduce hasta las válvulas de dos vías (209) y
(210), en ¡a (209) una parte deí fluido presurizado es aplicado en su extremo inferior y al mismo tiempo en la válvula (210) otra parte del fluido presurizado es aplicado en su extremo superior. Al mismo tiempo uno de ios centros de la electro válvula (244) se abre y conecta a la línea (247) con la línea de descarga al depósito, con la finalidad de descargar el fluido ubicado dentro de las válvulas de dos vías, en la (209) en su extremo superior, posterior al carrete (212) y en la (210) en su extremo Inferior, anterior al carrete (211) Cuando el fluido presurizado proveniente del acumulador (240), por acción de la electro válvula (244), es aplicado a las válvulas de dos vías, (209) en su extremo inferior y (210) en su extremo superior; Además, cuando la línea (247) está conectada libremente al depósito, los carretes (211 ) y (212) se desplazaran libremente de forma instantánea en el interior de las válvulas de dos vías (209), donde el carrete (212) se desplazara hacia su extremo superior incluyendo el fluido ubicado en ese extremo, el cual se descargará a! depósito (203) por la línea (247), y al mismo tiempo en la válvula (210) el carrete (211) se desplazara hada su extremo inferior, incluyendo el fluido ubicado en ese extremo, e! cual se descargara al depósito (203) por la línea (247). Una vez desplazados ios carretes (21 1) y (212), en la válvula de dos vías (209) ei carrete (212) bloqueara el orificio de alimentación que conecta con la línea (208} y desbloqueara el orificio de salida principal del pistón (213) que conecta con la línea (217). Al mismo tiempo en la válvula de dos vías (210) el carrete (211 ) desbloqueara el orificio de alimentación que conecta con la línea (207) y bloqueara el orificio de salida principa! del pistón (213) que se conecta con la línea (218), de ésta forma el émbolo (214) comenzará a desplazarse en dirección izquierda del pistón (213) hasta su límite de carrera y hacer contacto con el sensor (215) y concluir con un ciclo completo y repetirse indefinidamente mientras ei equipo esté en función
Asimismo, será evidente para los expertos en la materia que en un ciclo normal de trabajo ios émbolos (214) y (229), pueden desplazarse repecfivamente de manera contraría, es decir, el embolo (214) puede desplazarse hada la izquierda y el embolo (229) hacia la derecha o viceversa, de igual forma, en modalidades adicionales de la presente invención, los émbolos (214) y (229) pueden desplazarse hade el mismo lado, sin afectar el funcionamiento de la presente invención.
A continuación se describe el desempeño del pistón (228). En éste se observa la línea (218) con flechas que indican la dirección deí fluido, el cual es dirigido hasta la válvula controladora de presión (221), pasando primero por la válvula de retención (219), se observa también que de la válvula (221) se derivan las líneas (222) y (223) y éstas se conectan con las válvulas de dos vías, (224) y (226) respectivamente, donde se observa que e! carrete (227) desbloquea ei orificio de alimentación que conecta con la línea (222), mientras tanto el carrete (225) de la válvula (224) bloquea el orificio de alimentación que conecta con la línea (223) y desbloquea el orificio de salida principa! del pistón (228) que conecta con ia íínea (231 ). El fluido suministrado por el pistón (213) y presurizado por la válvula de control de presión (221 ) es conducido por la línea (222) hasta el interior de! pistón (228) del ¡ado derecho de éste, por lo que el emboto (229) se desplazará hacia el lado izquierdo del pistón (228) desplazando también al fluido ubicado en ei iado Izquierdo del pistón (228), el fluido desplazado es conducido por la linea (231 ) hasta la válvula check (232) la cual lo deja pasar pero no lo deja regresar, la línea (231 ) continua conduciendo al fluido hasta el conector (257) que une a las líneas (231) y (230), nótese que en la línea (230) se ubica la válvula check (233) que evita al fluido conducido por la línea (231) interactuar con la iínea (230) de este modo el fluido conducido por la línea (231) es aplicado directamente al múltiple (234), en donde se conectan las líneas de presión para hacer el trabajo y las funciones típicas de la maquinaria a aplicarse tal como una retroexcavadora, aplanadora, trascabo, etc., en donde cuando la presión y volumen no se ocupan y el motor principa! a diesel esta en marcha, la presión y el volumen son liberados por la válvula de alivio (260). Realizada ésta función, el fluido es conducido por la línea (251) hasta la unidad de enfriamiento (252) ia cual retornará a! fluido ai depósito (203) a una temperatura de entre 40°C y 6G®C grados centígrados, para volver a ser usado en un nuevo ciclo.
Como se puede observar, el funcionamiento general de la segunda modalidad dei sistema intensificador de presión hidráulica (200) de la presente invención, es ei mismo que el de la modalidad preferida, solo se ha cambiado e! motor hidráulico (134) por el múltiple (234), de forma que dicho múltiple se conecte a las líneas de presión para hacer el trabajo y las funciones típicas de la maquinarla a aplicarse.
Por otra parte, en ia descripción anterior se ha presentado la forma en la que la dos generadores de presión trabajan configurados en serie, y de cómo el primero alimenta al segundo; en este sentido, de conformidad con ia presente invención, será evidente para los expertos en la materia que es posible anexar más generadores según se requiera, en donde por ejemplo un tercer generador, éste estaría conectado y alimentado por el segundo, y si se anexara un cuarto, éste estaría conectado y alimentado por ei tercero, en donde cada uno de elíos contará con una electro válvula controlada eléctricamente por la unidad PLC para hacer los cambios díreccionales de su émbolo correspondiente, con su respectivas líneas alimentadas con fluido presurizado proveniente del acumulador (140) y una válvula controladora de presión, con excepción dei ultimo generador de presión. Es decir, que si la configuración en serie es de cuatro generadores de presión, solo el primero, ei segundo y el tercero contarán con válvulas controladoras de presión. Y el cuarto, o ultimo, estará conectado a! motor hidráulico (134). Lo mismo sucede cuando se agregan“N" generadores, en donde solo el último generador no contaría con válvula controladora de presión, ya que estaría conectado directamente al motor hidráulico (134) o múltiple (234) De conformidad con lo anterior, esto es de suma relevancia, ya que permite reducir las dimensiones del sistema mediante la utilización de pistones de tamaños y capacidades más pequeñas, en los cuales se sumarian las presiones generadas por estos y sus válvulas controladoras de presión para alcanzar la presión fina! deseada.
Ahora bien, al igual que en la primera modalidad, cuando los émbolos hacen su desplazamiento de un extremo a otro en sus respectivos pistones, éstos, ai llegar a su limite, dejan de desplazar fluido durante el tiempo que el sistema de cambios direccionales tarda en hacerlo, dando como resultado una pequeña caída de potencia en el sistema, para evitar esta calda, se han hecho modificaciones a los émbolos (ver Figura 3), éstas consisten en hacerles varios barrenos en las dos caras de! émbolo encargadas de hacer las siguientes funciones: por un lado, recibir el fluido presurizado que desplaza a los émbolos, y por e¡ otro, la cara que empuja el fluido durante sus recorridos, la profundidad de! barrenado en ambas caras deberá ser más o menos igual, evitando que lleguen a comunicarse, y se deberá dejar una pared de material suficiente para que resista altos esfuerzos. Al hacer sus recorridos, ios émbolos, de un extremo a otro en sus respectivos pistones , en ios barrenos de la cara que empuja a! fluido, éste se va acumulando y presionando por dos motivos, el primero, por el empuje que el émbolo recibe cuando el fluido es depositado dentro del pistón del lado contrario y comienza a desplazar al émbolo, y el segundo, por la oposición que la válvula controladora de presión le impide ai fluido libre paso a través de ella, el fluido pasa hasta que el mecanismo de calibración de presión es superado por la fuerza que el émbolo imprime al fluido ai momento de comenzar a desplazarse, siendo éste el momento en el que, entre el émbolo y la válvula controladora de presión se crea la presión en el fluido , y en la línea correspondiente. Ésta presión y una parte del fluido desplazado se almacena en ios barrenos de la cara del émbolo que desplaza al fluido, cuando eí émbolo llega a su limite y deja de desplazar fluido por un instante, el tiempo que tarda el sistema de cambios direccionales en hacer eí cambio de dirección del émbolo, el volumen presionado dentro de los barrenos se descarga en e! mismo instante evitando una caída de volumen y presión en eí sistema que se manifestaría en pérdida de potencia momentánea. De conformidad con ¡a segunda modalidad de la presente invención, en dicha segunda modalidad no se utilizan co ples de arrastre como en la primerea modalidad.
Con refrenda ahora la Figura 5, se muestra la tercera modalidad del sistema intensificador de presión hidráulica (300), la cual es similar a la segunda modalidad (200), en donde la única diferenda es la utilización de un motor eléctrico (301) en lugar de un motor a diesel, ya que en la presente modalidad el múltiple (334) se conecta a las lineas de presión para hacer ei trabajo y las funciones tipleas de maquinas de inyección de plástico, prensas hidraúlicas de alta capacidad, martillos hidráulicos, elevadores hidráulicos, roladoras en frío.
Con refrenda ahora la Figura 8, se muestra la cuarta modalidad del sistema intensificador de presión hidráulica (400), la cual es similar a la modalidad preferida (100), en donde la única diferencia es la utilización de un motor a diesel (401) en lugar de un motor eléctrico, ya que en la presente modalidad el motor hidráulico (434) tiene la función de transformar la energía hidráulica en energía mecánica angular para para hacer el trabajo y las funciones típicas de autobuses tractoca iones, trenes, barcos, aviones, camiones de carga, automóviles, tractores agrícolas (cosechadoras, trilladoras, enciladoras, etc., las cuales incluyen bombas de desplazamiento de liquido de alto volumen.
Ya que se describieron varios aspectos de varias modalidades de esta invención, debe observarse que los expertos en ia técnica pueden realizar varias aiteraciones, modificaciones y mejoras. Tales alteraciones, modificaciones y mejoras están previstas para ser parte de esta descripción y están previstas para estar dentro del espíritu y alcance de la invención Por consiguiente, ia descripción anterior y ios dibujos son solamente a manera de ejemplo.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un sistema intensificador de presión hidráulica, caracterizado porque comprende: un subsistema de accionamiento principal; y un subsistema de cambios direccionaíes; en donde dicho subsistema de accionamiento principal comprende un motor principal generador de potencia anguíar, una bomba conectada a dicho motor y a un depósito de fluido, la cual succiona dicho fluido y lo desplaza de manera fluida; un medio generador e incrementador de presión para proporcionar fluido a una primera presión que comprende; un primer pistón que tiene en su interior un émbolo que se desplaza ¡ineaimente de una posición inicial a una posición Anal y un sensor de límite de carrera en cada extremo de dicho pistón; una válvula de 2 vías en cada extremo exterior de dicho pistón, las cuales restringen o permiten el paso del fluido ai interior o al exterior del mismo; una válvula de control de presión, conectada fluidamente a dichas válvulas de 2 vías, la cual tiene la fundón de acumular e incrementar dicha primera presión a un parámetro predeterminado para obtener una segunda presión; un segundo pistón conectado fluidamente a ía válvula de control de presión, para recibir el fluido con dicha segunda presión, dicho segundo pistón comprende en su interior: un émbolo que se desplaza linealmente de una posición inicia! a una posición final y un sensor de límite de carrera en cada extremo de dicho pistón; una válvula de dos vías en cada extremo exterior de dicho segundo pistón, las cuales restringen o permiten el paso del fluido al interior o ai exterior del mismo, en donde dicho segundo pistón incrementa la segunda presión del fluido para obtener una tercera presión dos veces mayor que la primera presión; un motor hidráulico, conectado fluidamente a dichas válvulas de 2 vías, el cual recibe el fluido con la tercera presión para su posterior uso en otros sistemas ios cuáles requieran realizar algún trabajo; un medio de enfriamiento de fluido, el cual enfría el fluido proveniente del motor hidráulico para enviarlo ai depósito de fluido; y en donde dicho subsistema de cambios direccionaíes, comprende un motor secundario generador de potencia angular, una segunda bomba conectada a dicho motor secundario y a dicho depósito de fluida, la cual succiona dicho fluido y lo desplaza fluidamente; un acumulador de presión que recibe el fluido desplazado por ia bomba y que tiene ia función de incrementar la presión en dicho fluido; un par de electro-válvulas conectadas fluidamente a dicho acumulador de presión para recibir y direccionar ei fluido con presión incrementada hada el primer y segundo pistones para regresar los émbolos a su posición inicial para iniciar un nuevo ciclo de trabajo, en donde dicho subsistema de cambios direceionales opera de forma paralela e independiente a dicho subsistemas de accionamiento principal para concluir un ciclo completo y repetirlo de forma de forma indefinida mientras el sistema esté en función.
2. El sistema intensificador de presión hidráulica de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el motor generador de potencia es un motor eléctrico
3. El sistema intensificador de presión hidráulica de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el motor generador de potencia es un motor a diésel.
4. El sistema intensificador de presión hidráulica de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los émbolos se desplazan respectivamente de manera contraría entre sí.
5. El sistema intensificador de presión hidráulica de conformidad con ¡a reivindicación 1 , caracterizado además porque ios émbolos de manera paralela hacia el mismo lado.
6. Ei sistema intensificador de presión hidráulica de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicional ente un copie de arrastre sujeto a la flecha del motor hidráulico, ei cual tiene la función de arrastrar sólo en un sentido para proteger todo ei sistema en caso de paros de emergencia, dependiendo de la dirección de giro que el sistema entregue, ya sea en sentido horario o en sentido antí-horario
7 Ei sistema intensificador de presión hidráulica de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dichos émbolos comprenden una pluralidad de barrenos en ambas caras para evitar la caída de presión dentro del sisíema.
8. Eí sistema intensificador de presión hidráulica de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque la profundidad de dichos barrenos deberá ser más o menos igual en cada cara, evitando que lleguen a comunicarse entre sí, dejando una pared entre estos con un espesor suficiente para que resista altos esfuerzos.
9. El sistema iniensificador de presión hidráulica de conformidad con ía reivindicación 1 , caracterizado además porque es posible anexar “N” generadores según se requiera, en donde solo el último generador no contaría con válvula controladora de presión, ya que este estaría conectado directamente al motor hidráulico.
10. El sistema iniensificador de presión hidráulica de conformidad con ía reivindicación 9, caracterizado además porque anexar más generadores permite reducir las dimensiones de! sistema mediante la utilización de pistones de tamaños y capacidades más pequeñas, en los cuales se sumarían las presiones generadas por estos y sus válvulas controladoras de presión para alcanzar la presión final deseada.
11 - Un sistema iniensificador de presión hidráulica, caracterizado porque comprende: un subsistema de accionamiento principa!; y un subsistema de cambios direccionales; en donde dicho subsistema de accionamiento principal comprende un motor principal generador de potencia angular, una bomba conectada a dicho motor y a un depósito de fluido, la cual succiona dicho fluido y io desplaza de manera fluida, un medio generador e incre entador de presión para proporcionar fluido a una primera presión que comprende; un primer pistón que tiene en su interior: un émbolo que se desplaza linealmente de una posición inicial a una posición final y un sensor de límite de carrera en cada extremo de dicho pistón; una válvula de 2 vías en cada extremo exterior de dicho pistón, las cuales restringen o permiten el paso del fluido al interior o a! exterior dei mismo; una váivuia de control de presión, conectada fluidamente a dichas válvulas de 2 vías, ía cua! tiene la función de incrementar dicha primera presión a un parámetro predeterminado para obtener una segunda presión; un segundo pistón conectado fluidamente a la válvula de control de presión, para recibir el fluido con dicha segunda presión, dicho segundo pistón comprende en su interior: un émbolo que se desplaza línealmente de una posición inicial a una posición fina! y un sensor de límite de carrera en cada extremo de dicho pistón; una válvula de dos vías en cada extremo exterior de dicho segundo pistón, las cuales restringen o permiten ei paso de! fluido a! interior o al exterior del mismo, en donde dicho segundo pistón incrementa ía segunda presión de! fluido para obtener una tercera presión dos veces mayor que la primera presión; un múltiple el cual recibe el fluido con la tercera presión y a! cual se conectan las líneas de presión para hacer el trabajo y las funciones típicas de la maquinaría a aplicarse; un medio de enfriamiento de fluido, el cual enfría el fluido proveniente del múltiple para enviarlo al depósito de fluido; y en donde dicho subsistema de cambios díreccionales comprende una segunda bomba conectada a dicho motor principal y a dicho depósito de fluido, la cual succiona dicho fluido y lo desplaza fluidamente; un acumulador de presión que recibe el fluido desplazado por la bomba y que tiene ia función de incrementar la presión en dicho fluido; un par de electro-válvulas conectadas fluidamente a dicho acumulador de presión para recibir y direccionar ei fluido con presión incrementada hacia ei primer y segundo pistones para regresar ios émbolos a su posición inicial para iniciar un nuevo ciclo de trabajo, en donde dicho subsistema de cambios díreccionales opera de forma paralela e independiente a dicho subsistemas de accionamiento principal para concluir un ciclo completo y repetirlo de forma de forma indefinida mientras ei sistema esté en función.
12. El sistema intensiflcador de presión hidráulica de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el motor generador de potencia es un motor eléctrico.
13. El sistema intensiflcador de presión hidráulica de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el motor generador de potencia es un motor a díésel.
14. ES sistema Iníensificador de presión hidráulica de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque los émbolos se desplazan respectivamente de manera contraría entre si.
15. El sistema intensiflcador de presión hidráulica de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque los émbolos de manera paralela hacia el mismo lado.
16. El sistema intensiflcador de presión hidráulica de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque dichos émbolos comprenden una pluralidad de barrenos en ambas caras para evitar la caída de presión dentro del sistema
17. El sistema intensificador de presión hidráulica de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque la profundidad de dichos barrenos deberá ser más o menos igual en cada cara, evitando que lleguen a comunicarse entre sí, dejando una pared entre estos con un espesor suficiente para que resista altos esfuerzos.
18. El sistema intensificador de presión hidráulica de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque es posible anexar “N” generadores según se requiera, en donde solo el último generador no contarla con válvula controladora de presión, ya que este estaría conectado directamente al motor hidráulico.
19. El sistema intensificador de presión hidráulica de conformidad con ¡a reivindicación 18, caracterizado además porque anexar más generadores permite reducir las dimensiones del sistema mediante la utilización de pistones de tamaños y capacidades más pequeñas, en los cuales se sumarian las presiones generadas por estos y sus válvulas controladoras de presión para alcanzar la presión final deseada.
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