ACTUADOR HIDRAULICO.

Actuador hidráulico.El objeto de la presente invención consiste en un actuador hidráulico en el que la energía que impulsa el actuador es tomada a partir de una toma de presión.

Un primer ejemplo de realización de la invención establece un posicionamiento del actuador en función de la presión de la toma de entrada. Un segundo ejemplo de realización de la invención incorpora adicionalmente una salida de descarga que permite emplear el actuador como actuador de doble acción por ejemplo para la apertura y cierre de una válvula

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200702461.

Solicitante: EMPRESA MUNICIPAL DE AGUAS Y SANEAMIENTO DE MURCIA, S.A..

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: MURCIA.

Inventor/es: SANCHEZ MARIN,JORGE, PARDO MASSO,JAVIER.

Fecha de Solicitud: 17 de Septiembre de 2007.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 17 de Octubre de 2011.

Clasificación PCT:

  • F16K31/122 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16K VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO; DISPOSITIVOS PARA VENTILAR O AIREAR.F16K 31/00 Medios de accionamiento; Dispositivos de retorno a la posición de reposo. › el fluido actuando sobre un pistón (F16K 31/143, F16K 31/163, F16K 31/363, F16K 31/383 tienen prioridad).

Fragmento de la descripción:

Actuador hidráulico.

Objeto de la invención

El objeto de la presente invención consiste en un actuador hidráulico en el que la energía que impulsa el actuador es tomada a partir de una toma de presión.

Un primer ejemplo de realización de la invención establece un posicionamiento del actuador en función de la presión de la toma de entrada.

Un segundo ejemplo de realización de la invención incorpora adicionalmente una salida de descarga que permite emplear el actuador como actuador de doble acción por ejemplo para la apertura y cierre de una válvula.

Antecedentes de la invención

Es habitual el uso de actuadores en hidráulica en los que a través de una fuente externa de energía como puede ser una conexión a la red eléctrica se consigue una fuerza de actuación haciendo uso de un motoreductor u otro elemento que transforma esta energía en el trabajo requerido para desplazar el eje del actuador.

Además de esta fuerza principal que se consigue de la fuente exterior de energía, es posible hacer uso de otros componentes como sensores y medios de control eléctrico o electrónico que determinan el funcionamiento global del actuador.

En el caso de las válvulas hidráulicas, estas pueden estar situadas en lugares distantes de la red eléctrica por lo que los actuadores o bien deben ser manuales, o bien es necesario desplazar una fuente de energía (como un generador) hasta el lugar donde se encuentra la válvula para moverla.

La presente invención supera este inconveniente haciendo uso de la energía que puede aportar la presión del fluido a regular.

Descripción de la invención

La presente invención hace uso del salto de presión que se establece desde una toma de presión hasta o bien la atmósfera, o bien hasta un valor determinado en el interior del dispositivo actuador que se precisará más adelante.

Este salto energético permite mover el actuador siempre haciendo uso de medios de control adecuados que pueden ser manuales o eléctricos.

Un primer aspecto de la invención consiste en un actuador cuyo movimiento se produce por un cilindro con un pistón de doble cámara con capacidad de actuación en ambos sentidos.

Existe un primer fluido y un segundo fluido que denominaremos de impulsión que son los que entran en las cámaras situadas a uno y otro lado del pistón. Dependiendo de la presión relativa entre uno y otro fluido el pistón se moverá en uno u otro sentido.

El dispositivo de la invención incorpora además dos depósitos cada uno de los cuales incorpora internamente una cavidad expandible. Esta cavidad expandible por ejemplo puede ser una vejiga.

Este depósito por lo tanto tiene dos cavidades, la externa a la vejiga que puede alojar un fluido que denominaremos de presión; y, otra interna a la vejiga que estará ocupada por otro fluido que será en todos casos un fluido de impulsión.

El fluido de presión dentro del depósito, o bien está confinado porque no tiene salida al exterior; o bien, mediante una entrada o salida puede estar comunicado con el exterior.

En el primer caso, las variaciones del volumen se deben a la capacidad de compresibilidad del fluido.

En el segundo caso, aunque puede haber efectos de compresibilidad, las variaciones de volumen se deben principalmente a la entrada o salida del fluido de presión.

En cualquier caso, las variaciones de volumen estarán en correspondencia con las variaciones de volumen de la vejiga.

La configuración esencial establece por lo tanto un cilindro con un pistón de doble cámara y doble actuación y dos depósitos como los descritos.

En estos depósitos, se establece una comunicación entre la vejiga y una de las cámaras del cilindro. La otra cámara del cilindro es para la otra vejiga.

En un primer ejemplo de realización, un depósito tiene la cavidad interna conectada a una toma de presión y el otro depósito no tiene conexión al exterior haciendo uso de un gas compresible como fluido de presión.

Con esta configuración, cuando se incrementa la presión de la toma, el fluido de presión de la toma entra en el primer depósito desplazando el volumen de la cavidad expandible. En este caso, el fluido de impulsión que hay dentro de la cavidad expandible se ve desplazado entrando en la cámara del cilindro moviendo el pistón a costa de reducir el volumen de la otra cámara del pistón.

Como esta segunda cámara del pistón tiene un segundo fluido de impulsión, la reducción del volumen hace que se desplace expandiendo la cavidad del segundo depósito. Esta expansión es posible por la presencia de un gas de presión compresible en el depósito que verá reducido su volumen específico.

El conjunto de desplazamientos de cada uno de los fluidos se lleva a cabo hasta que se produce un equilibrio de fuerzas de presión más la fuerza externa que pudiese estar actuando en el vástago del cilindro actuador.

Un segundo ejemplo incluirá una segunda toma de presión en el segundo depósito. Esta toma preferentemente es una toma de descarga a presión atmosférica estableciendo un salto de presión que permite desplazar el pistón hasta el final del recorrido gracias a la energía extraída del primer fluido de presión.

Intercambiado con un juego de válvulas, con una y otra toma se consigue el mismo efecto de actuación hasta el final del recorrido, y si es necesario, en sentido contrario.

El posicionamiento final del vástago en el primer caso, el que corresponde a la configuración que comprende principalmente los elementos esenciales, es función de la presión de la toma de presión pudiendo actuar dentro de un regulador.

El posicionamiento final del vástago en el segundo caso está determinado a voluntad independientemente del valor de la presión de la toma y permite por ejemplo abrir y cerrar una válvula de paso sin necesidad de una fuente externa de energía como puede ser una red eléctrica.

Si el control de las válvulas se lleva a cabo con un actuador comandado eléctricamente, este control no requiere de una potencia tan elevada como la de la actuación sobre la válvula y por lo tanto puede ser energizado por ejemplo por unas pequeñas baterías.

Descripción de los dibujos

Se complementa la presente memoria descriptiva, con un juego de planos, ilustrativos del ejemplo preferente y nunca limitativos de la invención.

La figura 1 muestra un esquema de la invención según un primer ejemplo de realización. La invención según este esquema es utilizable como regulador de presión.

La figura 2 muestra el mismo esquema de la figura 1 donde se visualiza la situación tanto de las cavidades expandibles como del conjunto pistón-vástago tras incrementar la presión en la toma de entrada.

Las figuras 3 y 4 muestran un segundo ejemplo de realización en dos posiciones opuestas dadas por la expansión de una u otra cavidad para dar lugar al desplazamiento en uno u otro sentido del pistón.

Exposición detallada de la invención

El primer ejemplo de dispositivo según la presente invención consiste en un dispositivo actuador hidráulico que comprende:

• un primer (2) y segundo (3) depósitos cerrados que incorporan internamente una cavidad (2.1, 3.1) expandible donde el interior del primer (2) y segundo (3) depósito es estanco respecto al interior de cada cavidad (2.1, 3.1) expandible,

• un cilindro (1) con un vástago (1.2) desplazable mediante un pistón (1.1) interno donde este pistón (1.1) define una primera (1.3) y una segunda (1.4) cámara independientes entre sí,

• un primer (4) racor comunicando el interior de la cavidad (2.1) expandible del primer (2) depósito con la primera cámara (1.3) del cilindro (1) para el paso de un primer (7) fluido de impulsión; y, un segundo (5) racor comunicando el interior de la cavidad (3.1) expandible del segundo (3) depósito con la segunda cámara (1.4) del cilindro (1) para el paso de un segundo (9) fluido de impulsión;

• al menos una entrada de un primer fluido (6) a presión al interior del primer (2) depósito.

En este primer ejemplo de realización se ha considerado que:

• el primer (6) fluido de presión es agua,

• hay un segundo...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo actuador hidráulico caracterizado porque comprende:

• un primer (2) y segundo (3) depósitos cerrados que incorporan internamente una cavidad (2.1, 3.1) expandible donde el interior del primer (2) y segundo (3) depósito es estanco respecto al interior de cada cavidad (2.1, 3.1) expandible,

• un cilindro (1) con un vástago (1.2) desplazable mediante un pistón (1.1) interno donde este pistón (1.1) define una primera (1.3) y una segunda (1.4) cámara independientes entre sí,

• un primer (4) conducto comunicando el interior de la cavidad (2.1) expandible del primer (2) depósito con la primera cámara (1.3) del cilindro (1) para el paso de un primer (7) fluido de impulsión; y, un segundo (5) conducto comunicando el interior de la cavidad (3.1) expandible del segundo (3) depósito con la segunda cámara (1.4) del cilindro (1) para el paso de un segundo (9) fluido de impulsión;

• al menos una entrada de un primer fluido (6) a presión al interior del primer (2) depósito,

donde

• la entrada del primer fluido (6) a presión en el interior del primer (2) depósito causa la compresión de su cavidad (2.1) expandible desplazando el primer (7) fluido de impulsión a través del primer (4) conducto de conexión hasta la primera (1.3) cámara del cilindro (1) , desplazando el pistón (1.1) y su vástago (1.2) a costa de provocar la salida del segundo (9) fluido de impulsión desde la segunda (1.4) cámara hasta el interior de la cavidad (3.1) expandible del segundo (3) depósito provocando su expansión; y en sentido contrario,

• la recuperación de la cavidad (3.1) expandible del segundo (3) depósito causa el desplazamiento del segundo (9) fluido de impulsión hasta la segunda (1.4) cámara del cilindro (1) a través del segundo (5) conducto desplazando el pistón (1.1) y su vástago (1.2) en sentido inverso, ahora a costa de desplazar también el primer (7) fluido de impulsión situado en la primera (1.3) cámara del cilindro (1) hasta la cavidad (2.1) de expansión del primer (2) depósito a través del primer (4) conducto, expandiendo a esta cavidad (2.1) de este primer depósito desplazando al primer (6) fluido de presión forzando su salida.

2. Dispositivo actuador hidráulico según la reivindicación 1 caracterizado porque el segundo (3) depósito contiene un segundo (8) fluido de presión que es compresible de tal modo que la expansión de su cavidad (3.1) expandible provocada por la entrada del primer (6) fluido de presión se produce a costa de la variación del volumen específico del segundo (8) fluido de presión.

3. Dispositivo actuador hidráulico según la reivindicación 1 caracterizado porque el segundo (3) depósito dispone de una entrada de un segundo (8) fluido de presión.

4. Dispositivo actuador hidráulico según la reivindicación 3 caracterizado porque la entrada al primer (2) depósito está comunicada con una toma de presión y la entrada al segundo (3) depósito está comunicada con una toma de descarga dando lugar al desplazamiento en un sentido del conjunto pistón (1.1) vástago (1.2).

5. Dispositivo actuador hidráulico según la reivindicación 4 caracterizado porque entre las tomas de presión y descarga se sitúan dos válvulas (10, 11) de tres vías de tal modo que es posible intercambiar la conexión de la toma de carga y de descarga entre el primer (2) y segundo (2) depósito.

6. Dispositivo actuador hidráulico según la reivindicación 5 caracterizado porque las válvulas (10, 11) de tres vías están accionadas por un actuador (12).

7. Dispositivo actuador hidráulico según la reivindicación 1 caracterizado porque el primer (7) fluido de impulsión, o el segundo (9) fluido de impulsión, o ambos son aceite.

8. Dispositivo actuador hidráulico según la reivindicación 1 caracterizado porque el primer (6) fluido de presión es agua.

9. Dispositivo actuador hidráulico según la reivindicación 2 caracterizado porque el segundo (6) fluido de presión es aire.

10. Dispositivo actuador hidráulico según la reivindicación 3 caracterizado porque el segundo (6) fluido de presión es agua.

11. Dispositivo actuador hidráulico según las reivindicaciones 1 y 2 hasta la 10 caracterizado porque el vástago (1.2) está vinculado con una válvula sobre la que se lleva a cabo la actuación.


 

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