Un motor o bomba de energía hidráulica de baja presión de hasta 20 bares,

para el suministro de agua y fluidos basados en el agua, que comprende: (i) una cubierta (k) no rotativa; (ii) un bloque de cilindros rotativos (c) alojados dentro de la cubierta (k); (iii) una pluralidad de agujeros provistos dentro del bloque de cilindros (c); (iv) al menos tres pistones (d) de movimiento recíproco, estando cada uno dentro de los agujeros del bloque de cilindros (c), proporcionando cada uno en un extremo una corona (d1), y en el otro extremo una copa (d2) de asiento esférico; (v) una bola (f), rotativa en cada copa de asiento esférico (d2); (vi) una junta hermética (d3) entre cada pistón (d) y su agujero asociado; (vii) orificios (L1, L2) incorporados en el bloque de cilindros (c) para permitir el paso de un fluido a mayor presión hacia los agujeros u el fluido de menor presión desde los mismos; (viii) un bloque (n) del colector no rotativo que incorpora una pluralidad de orificios (s), en donde cada uno está dispuesto radialmente en intervalos iguales en una cara extrema del bloque colector (n) adyacente a los pistones (d), con los orificios (s) enlazados a galerías conectadas a un circuito de suministro de fluido a mayor presión, y un circuito de retorno del fluido de menor presión; (ix) un eje (a) de salida/entrada conectado al bloque de cilindros (c), y; (x) una conmutación rotativa, una placa de frontal multi-orificio interpuesta entre el bloque de cilindros y el bloque del colector, montada en el eje, y adaptada para su acoplamiento en un frontal extremo adyacente del bloque colector o bloque de cilindros bajo una presión por medio de un muelle, caracterizada porque: (a) tiene una pista de lóbulo ondulatorio (e), que tiene dos a seis lóbulos, y que está fijada a la tapa (k) y que define múltiples crestas y valles; (b) cada bola (f) está adaptada para acoplarse con la pista de levas (e); (c) el bloque de cilindros (c) aloja de siete a diez pistones; y (d) la configuración angular de los orificios (s) (L1, L2) es tal que el fluido de alta presión se suministra a la corona (d1) de cada pistón (d) solo mientras que el pistón (d) está moviéndose desde una cresta a un valle de la pista de levas (e), con un conmutador al circuito del fluido de menor presión cono una rotación continua del bloque de cilindros (c) hace que se desplace un pistón desde un valle a una cresta

Campo de la invención

Esta invención está relacionada con un motor o bomba de energía hidráulica con un concepto de diseño común, que tiene por objeto el suministro de baja presión (<20 bares) de un medio que incluye el agua y fluidos basados en el agua. Antecedentes de la invención

La industria de la alimentación utiliza ampliamente pequeños motores eléctricos con unas cajas de engranajes de velocidades de reducción rellenadas con grasa, para el accionamiento de transportadores, etc. Puesto que la higiene y la ausencia de contaminación son de alta importancia, la parada programada de la maquinaria para su lavado es un procedimiento estándar. Además de la parada de la producción, los motores eléctricos., etc., tienen que ser cubiertos, y retirando las cubiertas en el arranque. Alguna veces, los operarios omiten retirar las cubiertas lo cual da lugar a un sobrecalentamiento, y la posible contaminación del producto alimenticio que se esté procesando/manipulando.

En el documento DE3120334A1 se describe un motor o bomba de energía hidráulica para el suministro de agua a baja presión o bien de fluidos basados en el agua, de acuerdo con la parte de precaracterización de la reivindicación 1. Objeto de la invención

Un objeto básico de la invención es proporcionar un motor de accionamiento no eléctrico de alto par de giro de baja velocidad para la industria alimenticia que evita la necesidad y los inconvenientes de los motores eléctricos de la técnica anterior y de las cajas de engranajes de las velocidades. Sumario de la invención

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un motor o bomba de energía hidráulica, de baja presión, de hasta 20 bares, de suministro de agua y de fluidos basados en el agua, que comprende:

(iii) una pluralidad de agujeros provistos dentro del bloque de cilindros (c);

(iv) al menos tres pistones (d) de movimiento recíproco, estando cada uno dentro de los agujeros del bloque de cilindros (c), proporcionando cada uno en un extremo una corona (d1), y en el otro extremo una copa (d2) de asiento esférico;

(v) una bola (f), rotativa en cada copa de asiento esférico (d2);

(vi) una junta hermética (d3) entre cada pistón (d) y su agujero asociado;

(vii) orificios (L1, L2) incorporados en el bloque de cilindros (c) para permitir el paso de un fluido a mayor presión hacia los agujeros u el fluido de menor presión desde los mismos;

(viii) un bloque (n) del colector no rotativo que incorpora una pluralidad de orificios (s), en donde cada uno está dispuesto radialmente en intervalos iguales en una cara extrema del bloque colector (n) adyacente a los pistones (d), con los orificios (s) enlazados a galerías conectadas a un circuito de suministro de fluido a mayor presión, y un circuito de retorno del fluido de menor presión;

(ix) un eje (a) de salida/entrada conectado al bloque de cilindros (c), y;

(x) una conmutación rotativa, una placa de frontal multi-orificio interpuesta entre el bloque de cilindros y el bloque del colector, montada en el eje, y adaptada para su acoplamiento en un frontal extremo adyacente del bloque colector o bloque de cilindros bajo una presión por medio de un muelle, caracterizada porque:

(a) tiene una pista de lóbulo ondulatorio (e), que tiene dos a seis lóbulos, y que está fijada a la tapa (k) y que define múltiples crestas y valles;

(b) cada bola (f) está adaptada para acoplarse con la pista de levas €;

(c) el bloque de cilindros (c) aloja de siete a diez pistones; y

(d) la configuración angular de los orificios (s) (L1, L2) es tal que el fluido de alta presión se suministra a la corona (d1) de cada pistón (d) solo mientras que el pistón (d) está moviéndose desde una cresta a un valle de la pista de levas (e), con un conmutador al circuito del fluido de menor presión cono una rotación continua del bloque de cilindros

(c) hace que se desplace un pistón desde un valle a una cresta.

Así pues, en el modo de motor, la presión del fluido más alta aplicada a los pistones que se mueven desde la cresta a los valles produce un par motor y por tanto la rotación del bloque de cilindros, placa de las válvulas y el eje de salida. A la inversa, en el modo de bomba, el par motor aplicado al eje de salida provoca la rotación del bloque de cilindros, el movimiento recíproco de los pistones y una salida de presión del fluido más alta que la entrada.

Claramente, el uso de múltiples pistones en conjunción con la pista de levas de múltiples lóbulos producirá un múltiplo correspondiente de las carreras operativas por revolución en cualquier modo de motor o bomba.

Puesto que el motor o bomba de acuerdo con la invención está diseñado para operar con unas presiones hidráulicas comparativamente bajas, podrán utilizarse en la fabricación plásticos de bajo costo, con pesos ligeros y resistentes a la corrosión.

El motor y la bomba tienen por objeto el poder funcionar en ambientes volátiles e higiénicos que son típicos de la industria de alimentos.

Utilizado como motor de energía hidráulica, éste podrá ser operado por agua sin ningún aditivo especial, a presiones relativamente bajas alrededor de 10 barios para obtener una potencia rotativa dada de salida. Puesto que se utilizan principios de desplazamiento positivos en el diseño del motor, podrán utilizarse otros fluidos (ambos gaseosos o líquidos). Características preferidas u opcionales de la invención

El motor o bomba tienen una configuración interna simétrica, para proporcionar un rendimiento idéntico de motor o bomba en cualquier direccion de la rotación.

El bloque de cilindros aloja siete, ocho, nueve o diez cilindros.

La placa frontal tiene al menos un de sus caras de sellado capaz de pivotar alrededor de su eje, para compensar la desalineación angular entre las caras.

La placa frontal tiene elementos de juntas de sellado de autoajuste automático para el desgaste.

La placa frontal tiene unos orificios circulares dispuestos radialmente sobre una cara, que están conectados a los orificios en forma de riñones en la cara opuesta.

La eficiencia de la bomba o motor se realza por la minimización de las fuerzas radiales desequilibradas que actúan sobre el bloque de cilindros, por la selección de la relación apropiada del numero de lóbulos de levas con respecto al numero de pistones que forman el conjunto.

Las interfases deslizantes internas están refrigeradas por un flujo controlado del medio fluido a través de los mecanismos internos del motor/bomba.

La pista de levas se produce a partir de un polímero que es capaz de mantener, absorber y recuperar la fuerza sobre las bolas generada por los pistones asociados.

La pista de levas tiene cuatro lóbulos para la baja velocidad.

La pista de levas tiene dos lóbulos para la alta velocidad.

El perfil de la pista de levas está diseñado para una velocidad constante a través de los 360 grados de rotación.

La pista de levas está diseñada para un par motor constante.

La pista de levas es una pista de levas continuamente sinusoidal.

El bloque colector incorpora ocho orificios.

Se incorpora un conducto de drenaje en el eje de salida para conducir el agua fuera del rodamiento del eje para el caso de un fallo en la junta del eje.

La conexión fluida se realiza por medio de ajustes a presión que automáticamente genera el agarre a las tuberías de plástico o metal de suministro y retorno al medio fluido.

La geometría de los componentes del motor/bomba es tal que la corona de cada pistón está aislada del circuito de fluido de alta presión junto antes de que el pistón alcance el fondo de un valle y que conecte con el circuito de presión de fluido inferior junto antes de que el pistón comience a ascender desde el fondo del valle.

Se proporciona una interfaz de rodamiento entre cada bola y la copa de asentamiento esférica.

La interfaz es un polímero.

Pueden soportarse una pluralidad de anillos tóricos (en forma de “O”) por el bloque colector para formar un acoplo de sellado con una porción de la periferia interna de la cubierta, para mantener la separación de los circuitos de alta...

1. Un motor o bomba de energía hidráulica de baja presión de hasta 20 bares, para el suministro de agua y fluidos basados en el agua, que comprende:

(i) una cubierta (k) no rotativa;

(ii) un bloque de cilindros rotativos (c) alojados dentro de la cubierta (k);

(iii) una pluralidad de agujeros provistos dentro del bloque de cilindros (c);

(iv) al menos tres pistones (d) de movimiento recíproco, estando cada uno dentro de los agujeros del bloque de cilindros (c), proporcionando cada uno en un extremo una corona (d1), y en el otro extremo una copa (d2) de asiento esférico;

(v) una bola (f), rotativa en cada copa de asiento esférico (d2);

(vi) una junta hermética (d3) entre cada pistón (d) y su agujero asociado;

(vii) orificios (L1, L2) incorporados en el bloque de cilindros (c) para permitir el paso de un fluido a mayor presión hacia los agujeros u el fluido de menor presión desde los mismos;

(viii) un bloque (n) del colector no rotativo que incorpora una pluralidad de orificios (s), en donde cada uno está dispuesto radialmente en intervalos iguales en una cara extrema del bloque colector (n) adyacente a los pistones (d), con los orificios (s) enlazados a galerías conectadas a un circuito de suministro de fluido a mayor presión, y un circuito de retorno del fluido de menor presión;

(ix) un eje (a) de salida/entrada conectado al bloque de cilindros (c), y;

(x) una conmutación rotativa, una placa de frontal multi-orificio interpuesta entre el bloque de cilindros y el bloque del colector, montada en el eje, y adaptada para su acoplamiento en un frontal extremo adyacente del bloque colector o bloque

de cilindros bajo una presión por medio de un muelle,

caracterizada porque:

(a) tiene una pista de lóbulo ondulatorio (e), que tiene dos a seis lóbulos, y que está fijada a la tapa (k) y que define múltiples crestas y valles;

(b) cada bola (f) está adaptada para acoplarse con la pista de levas (e);

(c) el bloque de cilindros (c) aloja de siete a diez pistones; y

(d) la configuración angular de los orificios (s) (L1, L2) es tal que el fluido de alta presión se suministra a la corona (d1) de cada pistón (d) solo mientras que el pistón (d) está moviéndose desde una cresta a un valle de la pista de levas (e), con un conmutador al circuito del fluido de menor presión cono una rotación continua del bloque de cilindros

(c) hace que se desplace un pistón desde un valle a una cresta.

2. Un motor o bomba de energía hidráulica según la reivindicación 1, en donde el motor o bomba tiene una configuración interna simétrica para proporcionar un rendimiento idéntico del motor o bomba en cualquier sentido de rotación.

3. Un motor o bomba de energía hidráulica según la reivindicación 1 ó 2, en donde el bloque de cilindros (c) aloja siete, ocho, nueve o diez cilindros.

4. Un motor o bomba de energía hidráulica según cualquier reivindicación precedente, en donde la placa frontal (i) tiene al menos una cara de sellado para pivotar alrededor de un eje, para compensar la desalineación angular entre las caras.

5. Un motor o bomba de energía hidráulica según cualquier reivindicación anterior, en donde la placa frontal (i) tiene elementos de juntas para el autoajuse automático del desgaste.

6. Un motor o bomba de energía hidráulica según la reivindicación 1, en donde la placa frontal (i) tiene una cara provista con orificios circulares dispuestos radialmente que están conectados a los orificios de forma de riñón provistos en una cara opuesta.

7. Un motor o bomba de energía hidráulica según cualquier reivindicación anterior, en donde la pista de levas (e) se produce a partir de un polímero que es capaz de sostener, absorber y recuperar la fuerza en las bolas (f) generada por los pistones asociados (d).

8. Un motor o bomba de energía hidráulica según cualquier reivindicación anterior, en donde la pista de levas (e) es una pista de levas continuamente sinusoidal.

9. Un motor o bomba de energía hidráulica según cualquier reivindicación anterior, en donde el bloque del colector (n) incorpora ocho orificios.

10. Un motor o bomba de energía hidráulica según cualquier reivindicación anterior, en donde la conexión fluida se realiza por medio de ajustes “por presión”, que automáticamente agarra las tuberías de suministro metálicas o de plástico y las tuberías de retorno para el medio del fluido.

11. Un motor o bomba de energía hidráulica según cualquier reivindicación anterior, en donde una pluralidad de anillos tóricos (en forma de “O”) (o1, o2, o3) están soportados por el bloque colector (n) para obtener un acoplo de sellado con una porción de la periferia interna de la cubierta (k) para mantener la separación de los circuitos de alta presión y baja presión.

12. Un motor o bomba de energía hidráulica según cualquier reivindicación anterior, en donde el bloque colector (n) es desplazable axialmente y presionado en un acoplamiento de sellado de una cara extrema del mismo con la placa frontal (i) por medio de un resorte (p) de compresión helicoidal.

13. Un motor o bomba de energía hidráulica según cualquier reivindicación 1 a 11, en donde el bloque del colector (n) está restringido contra el movimiento axial, y en donde la placa frontal (i) está presionada por un resorte desde el bloque de cilindros (c) o desde el bloque del colector (n).

14. Un motor o bomba según cualquier reivindicación anterior, en donde se incorpora una válvula sin retorno en ambos circuitos de alta presión y de baja presión.

15. Un motor o bomba de energía hidráulica según cualquier reivindicación anterior, en donde asociados con los orificios (j) del bloque del colector (n) se encuentran unos orificios en forma de riñones (s) formados en una cara en contacto con el bloque del colector (n) separados alrededor de la cara y separados por zonas planas.

16. Un motor o bomba de energía hidráulica según cualquier reivindicación anterior, en donde cada galería se conecta con una ranura (m1, m2, m3) formada en la periferia exterior del bloque del colector (n).