Dispositivo de control hidráulico y válvula compensadora de presión para ello.

Dispositivo de control hidráulico (H) con un recorrido de salida (13) y un dispositivo de estrangulación

(D), estando dispuesto el dispositivo de control hidráulico (H) que en el uso para la alimentación de presión de al menos un consumidor desde una fuente de presión (P) que puede ser desconectada mediante al menos una disposición de válvulas (V) entre la fuente de presión (P) y un depósito (R), por un lado, y la disposición de válvulas (V), por otro lado, y presentando una válvula compensadora de presión (W) dispuesta en el recorrido de salida (13) al menos desde la disposición de válvulas (V) hacia el depósito (R), que conecta la disposición de válvulas (V) mediante el recorrido de salida (13) con el depósito (R) cuando la fuente de presión (P) está desconectada y que cierra el recorrido de salida (13) hacia el depósito (R) cuando la fuente de presión (P) está conectada y establece la presión de alimentación, comprendiendo la válvula compensadora de presión (W) un elemento de control (16) ajustable, que puede ser solicitado en una primera dirección de ajuste hacia una posición de mando que abre el recorrido de salida (13) hacia el depósito (R) mediante un resorte (17) y una presión de control derivada de la presión presente en la disposición de válvulas (V) y en una segunda dirección de ajuste hacia una posición de mando que cierra el recorrido de salida (13) mediante una presión de control derivada de la presión de alimentación, siendo la válvula compensadora de presión (W) una válvula distribuidora de asiento 2/2 (14) con posición de cierre sin fugas, un cono de válvula (24) que forma el elemento de control (16) y un asiento de válvula (25) dispuesto en el recorrido de salida (13) y derivándose la presión de control que solicita el cono de válvula (24) en la segunda dirección de ajuste hacia el asiento de válvula (25) de la presión de alimentación entre la fuente de presión (P) y el dispositivo de estrangulación (D), caracterizado porque la fuente de presión (P) está conectada mediante el dispositivo de estrangulación (D) permanentemente con la disposición de válvulas (V), porque el recorrido de salida (13) que comprende la válvula compensadora de presión (W) deriva entre el dispositivo de estrangulación (D) y la disposición de válvulas (V) hacia el depósito (R) y porque la presión de control que solicita el cono de válvula (24) de la válvula compensadora de presión (W) en la primera dirección de ajuste se deriva de la presión presente entre el dispositivo de estrangulación (D) y la disposición de válvulas (V).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09007207.

Solicitante: HAWE HYDRAULIK SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: STREITFELDSTRASSE 25 81673 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: NEUMAIR, GEORG, KONIG, JOHANN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > DISPOSITIVOS ACCIONADORES POR PRESION DE UN FLUIDO;... > SISTEMAS QUE FUNCIONAN POR MEDIO DE FLUIDOS EN GENERAL;... > Sistemas de servomotores desprovistos de acción... > F15B11/05 (especialmente adaptados para mantener una velocidad constante, p. ej. con compensación de la presión, sensible a la carga)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > DISPOSITIVOS ACCIONADORES POR PRESION DE UN FLUIDO;... > SISTEMAS QUE FUNCIONAN POR MEDIO DE FLUIDOS EN GENERAL;... > Detalles de los sistemas de servomotores (F15B 15/00... > F15B13/02 (Dispositivos de distribución o de suministro, del fluido caracterizados por su adaptación al control del servomotor (válvulas de vías múltiples F16K 11/00))

PDF original: ES-2471920_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo de control hidrïulico y vïlvula compensadora de presiïn para ello La invenciïn se refiere a un dispositivo de control hidrïulico segïn el preïmbulo de la reivindicaciïn 1.

En la prïctica se conocen mïltiples formas de realizaciïn de los dispositivos de control hidrïulico con una vïlvula compensadora de presiïn. En una realizaciïn (vïase la figura 1) , la vïlvula compensadora de presiïn estï dispuesta entre la fuente de presiïn y la disposiciïn de vïlvulas en un recorrido principal de flujo y estï realizada como vïlvula de compuerta distribuidora 3/2, que en una posiciïn de mando conecta la fuente de presiïn con la disposiciïn de vïlvulas y separa la disposiciïn de vïlvulas del depïsito, mientras que en la otra posiciïn de mando cierra la fuente de presiïn y conecta la disposiciïn de vïlvulas con el depïsito. Por razones de un ajuste suave del elemento de control, la vïlvula de compuerta necesita un ajuste corredizo, que en grupos, p.ej. con una bomba con un caudal reducido, conlleva pïrdidas por fugas desfavorables hacia el depïsito, cuando la presiïn de alimentaciïn o el caudal suministrado son elevados. No obstante, para determinados dispositivos de control, p.ej. con una fuente de presiïn para una presiïn mïxima elevada con un caudal reducido, no pueden tolerarse pïrdidas por fugas con la fuente de presiïn accionada. Una de las razones para una vïlvula compensadora de presiïn en dispositivos de control hidrïulico de este tipo es que, tras la desconexiïn de la fuente de presiïn, debe reducirse la presiïn presente en la disposiciïn de vïlvulas hacia el depïsito, p.ej. para que el motor de accionamiento de la bomba que actïa como fuente de presiïn no deba trabajar tras la conexiïn inmediatamente contra una resistencia relativamente elevada. P.ej. un motor monofïsico puede arrancar mal contra una presiïn presente, lo que requiere una realizaciïn sobredimensionada del motor de accionamiento, para que ïste pueda realizar la fase de arranque correctamente a pesar de la contrapresiïn. Para evitar las dificultades de arranque de este tipo, se conoce ademïs equipar la vïlvula compensadora de presiïn con un volumen auxiliar en un canal de presiïn de control, que presenta la presiïn de control que solicita el elemento de control en la primera direcciïn de ajuste. Este volumen auxiliar se define en una cïmara, en la que un pistïn cede contra una fuerza de resorte de tal modo que, cuando el motor de accionamiento arranca y la vïlvula compensadora de presiïn separa la disposiciïn de vïlvulas del depïsito y la ha conectado con la fuente de presiïn, la fuente de presiïn llena el volumen auxiliar, por lo que el motor de accionamiento sïlo debe esperar una resistencia reducida en un primer momento. Este volumen auxiliar significa un esfuerzo constructivo adicional y sïlo tiene el efecto deseado como mucho hasta una presiïn mïxima de p.ej. aproximadamente 300 bar. En el caso de presiones mïximas mïs elevadas, de p.ej. hasta 700 bar, el efecto ya no es satisfactorio.

Por el documento DE 295 18 025 U1 se conoce un dispositivo de control hidrïulico genïrico, alimentïndose los consumidores desde una bomba de desplazamiento variable, que en una situaciïn de servicio standby sin consumidores conectados se enfrïa mediante un medio hidrïulico que sale a travïs de una vïlvula de limpieza como caudal reducido hacia el depïsito. La vïlvula de limpieza tiene la funciïn de una vïlvula compensadora de presiïn con un dispositivo de estrangulaciïn como parte integrante y estï dispuesta en una compuerta de un regulador de presiïn. Cuando se desconecta la bomba de desplazamiento variable, la vïlvula de limpieza abre el recorrido de salida hacia el depïsito, de modo que queda descargado de presiïn el conducto de presiïn que conduce a las disposiciones de vïlvulas.

Otro estado de la tïcnica se indica en el documento DE 94 10 796 U1.

La invenciïn tiene el objetivo de indicar un dispositivo de control hidrïulico del tipo indicado al principio en el que no se produzcan pïrdidas por fugas cuando el recorrido de salida hacia el depïsito estï cerrado y cuando la fuente de presiïn trabaja y en el que queda minimizada la resistencia de arranque del motor de accionamiento.

El objetivo planteado se consigue con las caracterïsticas de la reivindicaciïn 1.

Puesto que, debido al tipo de construcciïn, la vïlvula distribuidora de asiento 2/2 trabaja en el dispositivo de control hidrïulico con una posiciïn de cierre sin fugas, se evitan las pïrdidas por fugas, cuando el recorrido de salida hacia el depïsito estï cerrado con la fuente de presiïn accionada, lo que puede ser importante para grupos pequeïos. El dispositivo de estrangulaciïn en la conexiïn de flujo principal permanente entre la fuente de presiïn y la disposiciïn de vïlvulas requiere en el momento del arranque del motor de accionamiento que deba ajustarse primero una diferencia de presiïn predeterminada mediante el dispositivo de estrangulaciïn o un caudal predeterminado que pasa por el dispositivo de estrangulaciïn, antes de cerrar la vïlvula compensadora de presiïn el recorrido de salida sin fugas, es decir, el recorrido de salida hacia el depïsito se cierra con un retardo o queda abierto tras el arranque. Por lo tanto, la fuente de presiïn conectada suministra sin una contrapresiïn apreciable en primer lugar al depïsito, de modo que el motor de accionamiento alcanza sin problemas una velocidad suficiente. Incluso un motor monofïsico de pequeïas dimensiones puede usarse, por lo tanto, como fuente de accionamiento econïmica para una bomba, puesto que la vïlvula compensadora de presiïn cierra en combinaciïn con el dispositivo de estrangulaciïn hacia el depïsito de forma “suave” y con retardo. Esta vïlvula compensadora de presiïn trabaja de forma satisfactoria hasta aproximadamente 700 bar y cierra sin fugas, por ejemplo, en cuanto se hayan alcanzado aproximadamente 3/4 del caudal mïximo de la bomba. La diferencia de presiïn sïlo tiene que ser relativamente pequeïa para que la vïlvula compensadora de presiïn reaccione de la forma deseada, de modo que siga siendo despreciable la pïrdida que pasa por el dispositivo de estrangulaciïn en el servicio, p.ej. de aproximadamente 5 a 10 bar con una presiïn mïxima de p.ej. 500 bar.

En una forma de realizaciïn recomendable, el cono de vïlvula presenta para las dos presiones de control superficies de solicitaciïn de tamaïos diferentes, de modo que la superficie de solicitaciïn para la presiïn de control que solicita el cono de vïlvula de la primera direcciïn de ajuste es mïs pequeïa que la superficie de solicitaciïn para la presiïn de control que solicita el cono de vïlvula en la segunda direcciïn de ajuste. Gracias a la adaptaciïn de las superficies de solicitaciïn en la relaciïn que tiene una a la otra, puede conseguirse de forma especialmente sencilla el comportamiento de respuesta suave deseado de la vïlvula distribuidora de asiento y queda garantizado que en caso de una diferencia de presiïn pequeïa actïe una gran fuerza de cierre en la vïlvula distribuidora de asiento, de modo que tambiïn queda garantizada la ausencia de fugas hasta presiones de alimentaciïn elevadas de aproximadamente 700 bar.

La relaciïn entre las superficies de solicitaciïn puede estar situada aproximadamente entre 2 : 1 y 4 : 1, aunque preferiblemente es de aproximadamente 3 : 1.

En una forma de realizaciïn alternativa, las superficies de solicitaciïn pueden tener un tamaïo aproximadamente igual. Para una fuerza de cierre suficiente puede usarse en este caso un dispositivo de estrangulaciïn, que hace que haya una mayor diferencia de presiïn.

Es favorable que el cono de vïlvula estï estanqueizado entre la superficie de solicitaciïn... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de control hidrïulico (H) con un recorrido de salida (13) y un dispositivo de estrangulaciïn (D) , estando dispuesto el dispositivo de control hidrïulico (H) que en el uso para la alimentaciïn de presiïn de al menos un consumidor desde una fuente de presiïn (P) que puede ser desconectada mediante al menos una disposiciïn de vïlvulas (V) entre la fuente de presiïn (P) y un depïsito (R) , por un lado, y la disposiciïn de vïlvulas (V) , por otro lado, y presentando una vïlvula compensadora de presiïn (W) dispuesta en el recorrido de salida (13) al menos desde la disposiciïn de vïlvulas (V) hacia el depïsito (R) , que conecta la disposiciïn de vïlvulas (V) mediante el recorrido de salida (13) con el depïsito (R) cuando la fuente de presiïn (P) estï desconectada y que cierra el recorrido de salida (13) hacia el depïsito (R) cuando la fuente de presiïn (P) estï conectada y establece la presiïn de alimentaciïn, comprendiendo la vïlvula compensadora de presiïn (W) un elemento de control (16) ajustable, que puede ser solicitado en una primera direcciïn de ajuste hacia una posiciïn de mando que abre el recorrido de salida

(13) hacia el depïsito (R) mediante un resorte (17) y una presiïn de control derivada de la presiïn presente en la disposiciïn de vïlvulas (V) y en una segunda direcciïn de ajuste hacia una posiciïn de mando que cierra el recorrido de salida (13) mediante una presiïn de control derivada de la presiïn de alimentaciïn, siendo la vïlvula compensadora de presiïn (W) una vïlvula distribuidora de asiento 2/2 (14) con posiciïn de cierre sin fugas, un cono de vïlvula (24) que forma el elemento de control (16) y un asiento de vïlvula (25) dispuesto en el recorrido de salida

(13) y derivïndose la presiïn de control que solicita el cono de vïlvula (24) en la segunda direcciïn de ajuste hacia el asiento de vïlvula (25) de la presiïn de alimentaciïn entre la fuente de presiïn (P) y el dispositivo de estrangulaciïn (D) , caracterizado porque la fuente de presiïn (P) estï conectada mediante el dispositivo de estrangulaciïn (D) permanentemente con la disposiciïn de vïlvulas (V) , porque el recorrido de salida (13) que comprende la vïlvula compensadora de presiïn (W) deriva entre el dispositivo de estrangulaciïn (D) y la disposiciïn de vïlvulas (V) hacia el depïsito (R) y porque la presiïn de control que solicita el cono de vïlvula (24) de la vïlvula compensadora de presiïn (W) en la primera direcciïn de ajuste se deriva de la presiïn presente entre el dispositivo de estrangulaciïn (D) y la disposiciïn de vïlvulas (V) .

2. Dispositivo de control hidrïulico de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado porque el cono de vïlvula (24) para las dos presiones de control presenta superficies de solicitaciïn con presiïn (A1, A2) de distintos tamaïos, de modo que la superficie de solicitaciïn (A2) para la presiïn de control que solicita el cono de vïlvula (13) en la primera direcciïn de ajuste es mïs pequeïa que la superficie de solicitaciïn (A1) para la presiïn de control que solicita el cono de vïlvula (24) en la segunda direcciïn de ajuste, estando situada la relaciïn entre las superficies de solicitaciïn A1 : A2 preferiblemente entre aproximadamente 2 : 1 y 4 : 1, siendo preferiblemente de aproximadamente 3 : 1.

3. Dispositivo de control hidrïulico de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado porque el cono de vïlvula (24) para las dos presiones de control presenta superficies de solicitaciïn (A1, A2) de un tamaïo al menos aproximadamente igual.

4. Dispositivo de control hidrïulico de acuerdo con la reivindicaciïn 2, caracterizado porque el cono de vïlvula (24) estï estanqueizado entre la superficie de solicitaciïn (A2) mïs pequeïa y el asiento de vïlvula (25) mediante al menos una junta anular (47) .

5. Dispositivo de control hidrïulico de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado porque el dispositivo de estrangulaciïn (D) presenta una secciïn transversal de estrangulaciïn (30) fija y estï dispuesta preferiblemente de forma intercambiable en un canal principal que conecta la fuente de presiïn (P) y la disposiciïn de vïlvulas (V) .

6. Dispositivo de control hidrïulico de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado porque el dispositivo de estrangulaciïn (D) presenta una secciïn transversal de estrangulaciïn (30’) variable.

7. Dispositivo de control hidrïulico de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cono de vïlvula (24) presenta un primer pistïn (32) que define la superficie de solicitaciïn (A1, d1) mïs grande y un segundo pistïn (50) que define la superficie de solicitaciïn (A2, d2) mïs pequeïa y porque entre el pistïn (32, 50) estï prevista una superficie de asiento (34, d3) anular, preferiblemente con un tamaïo que corresponde al menos aproximadamente al tamaïo de la superficie de solicitaciïn de presiïn (A2) mïs pequeïa o mïs grande que ïsta.

8. Dispositivo de control hidrïulico de acuerdo con la reivindicaciïn 7, caracterizado porque entre la superficie de asiento (34) y el primer pistïn (32) estï prevista una transiciïn cïnica (37) redondeada de forma cïncava y entre la superficie de asiento (34) y el segundo pistïn (50) estï prevista una estrangulaciïn (38) , preferiblemente una estrangulaciïn redondeada de forma cïncava.

9. Dispositivo de control hidrïulico de acuerdo con la reivindicaciïn 7, caracterizado porque la superficie de asiento

(34) es cïnica, preferiblemente con un ïngulo de conicidad (a) de aproximadamente 70ï y porque a continuaciïn de la superficie de asiento (34) en direcciïn a la transiciïn cïnica (37) estï previsto un apïndice cilïndrico (35) y otra superficie cïnica (36) .

10. Dispositivo de control hidrïulico de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cono de vïlvula (24) estï dispuesto en un taladro escalonado (39) que comprende el asiento de vïlvula

(25) , preferiblemente en un taladro escalonado (39) que comprende los dos tramos del taladro escalonado (41, 44) y que tiene canales laterales (43, 35) hacia el manguito (23) que contiene tramos de taladro escalonado (42, 44) , que tiene preferiblemente zonas de juntas anulares (40, 48) exteriores dispuestas a distancia entre sï.

11. Dispositivo de control hidrïulico de acuerdo con la reivindicaciïn 10, caracterizado porque el manguito (23) estï dispuesto en un taladro interior (22) que presenta dos canales anulares de una carcasa (21) , porque con un canal anular estïn conectados canales hacia una conexiïn de fuente de presiïn (P) y una conexiïn de disposiciïn de vïlvulas (P1) y con el otro canal anular un canal hacia una conexiïn del depïsito (R) , porque en el taladro interior

(22) estï fijado un tornillo continuo para asegurar el manguito (26) y porque un extremo libre del taladro interior estï cerrado por un tornillo de cierre (27) , que delimita una cïmara de control que pude ser solicitada con la presiïn de control derivada entre la fuente de presiïn (P) y el dispositivo de estrangulaciïn (D) para el pistïn (32) que define la superficie de solicitaciïn de presiïn (A1) mïs grande.

12. Dispositivo de control hidrïulico de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de estrangulaciïn (D) estï enroscado como dispositivo de estrangulaciïn roscado en el canal

(31) conectado con la conexiïn de la fuente de presiïn (P) en la carcasa (21) .

13. Dispositivo de control hidrïulico de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado porque el resorte (17) estï dispuesto en el segundo pistïn (50) que puede ser solicitado con la presiïn de control derivada de la presiïn (P1) presente desde la disposiciïn de vïlvulas (V) .

14. Dispositivo de control hidrïulico de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de estrangulaciïn (D) , el resorte (17) y las superficies de solicitaciïn (A1, A2) en el cono de vïlvula (24) estïn adaptados de tal modo entre sï que al conectarse la fuente de presiïn (P) con un retardo que facilita el arranque de un motor de accionamiento (M) de la fuente de presiïn, preferiblemente un motor monofïsico, se genera en primer lugar una diferencia de presiïn predeterminada (Lº) mediante el dispositivo de estrangulaciïn

(D) o un caudal predeterminado que pasa por el dispositivo de estrangulaciïn (D) , antes de cerrarse el recorrido de salida (13) hacia el depïsito (R) para no quede sin fugas.