Válvula pilotada ajustable y sistema hidráulico que comprende tal válvula.

Un sistema de actuador operado por fluido (200), que comprende:

un actuador operado por fluido (201) que incluye un alojamiento (202), un pistón (203) movible dentro del alojamiento (202) y que divide el alojamiento (202) en una primera cámara de fluido (205a) y una segunda cámara de fluido (205b);

una válvula de control (210) que incluye un primer orificio (211) en comunicación de fluido con una fuente de fluido presurizado (250) y movible entre una primera posición y una segunda posición para abrir selectivamente una trayectoria de comunicación de fluido entre el primer orificio (211) y un segundo orificio (212), o el primer orificio (211) y un tercer orificio (213);

caracterizado por:

una válvula de equilibrado (220) en comunicación de fluido con las cámaras de fluido primera y segunda (205a, 205b) y movible entre una primera posición y una segunda posición que incluye:

- un primer orificio (221) en comunicación de fluido con el segundo orificio (212) de la válvula de control (210);

- un segundo orificio (222) en comunicación de fluido con el tercer orificio (213) de la válvula de control (210);

- un orificio de pilotaje (227) para recibir una presión de pilotaje;

- en el que si la presión de pilotaje es menor que una presión de umbral, la válvula de equilibrado (220) se acciona a la primera posición para proporcionar comunicación de fluido entre la válvula de control (210) y el actuador operado por fluido (201);

- en el que si la presión de pilotaje alcanza una presión de umbral, la válvula de equilibrado (220) se acciona a la segunda posición para proporcionar comunicación de fluido entre las cámaras de fluido primera y segunda (205a, 205b);

una válvula pilotada ajustable (230) movible entre una primera posición y una segunda posición que incluye:

- un primer orificio (231) en comunicación de fluido con el orificio de pilotaje (227) de la válvula de equilibrado (220);

- un segundo orificio (232) que comprende un escape;

- un tercer orificio (233) en comunicación de fluido con la fuente de fluido presurizado (250);

- un primer orificio de pilotaje (234) en comunicación de fluido con la primera cámara de fluido (205a);

- un segundo orificio de pilotaje (235) en comunicación de fluido con la segunda cámara de fluido (205b);

- en el que la válvula pilotada ajustable (230) se acciona a la primera posición para expulsar fluido presurizado que actúa sobre el orificio de pilotaje (227) de la válvula de equilibrado (220) si un diferencial de presión entre la primera cámara de fluido (205a) y la segunda cámara de fluido (205b) es menor que una diferencia umbral; y

- en el que la válvula pilotada ajustable (230) se acciona a una segunda posición para suministrar al menos la presión de umbral de pilotaje al orificio de pilotaje (227) para accionar la válvula de equilibrado (220) a la segunda posición si el diferencial de presión entre la primera cámara de fluido (205a) y la segunda cámara de fluido (205b) alcanza la diferencia umbral.

Válvula pilotada ajustable y sistema hidráulico que comprende tal válvula Campo técnico

La presente invención se refiere a válvulas pilotadas, y más concretamente a una válvula pilotada con una fuerza de impulsión ajustable y a un sistema de actuador operado por fluido que comprende una válvula pilotada ajustable.

Antecedentes de la invención

Las puertas operadas por fluido se implementan en una amplia variedad de aplicaciones tales como trenes, autobuses, edificios de oficinas, etc. Las puertas operadas por fluido se operan a menudo neumáticamente, aunque se pueden utilizar otros fluidos, tales como un fluido hidráulico. Así pues, un usuario u operario puede accionar una válvula de control que suministra presión de fluido, tal como una presión neumática o hidráulica, a un actuador operado por fluido, que está unido a la puerta. Como respuesta a la señal de presión de fluido, un vástago de pistón se recoge en el actuador operado por fluido para abrir la puerta. Con el fin de cerrar la puerta, el usuario puede conmutar la válvula de control para suministrar fluido presurizado al lado opuesto del actuador operado por fluido para extender el vástago de pistón, cerrando así la puerta.

Un requerimiento general de puertas accionadas por fluido es la presencia de un elemento de seguridad para retirar automáticamente el fluido presurizado del actuador operado por fluido y permitir que la puerta se abra en el caso de que una persona u otro objeto quede atrapado en la puerta al cerrarse. Este elemento de seguridad se diseña para evitar lesiones y daños a la puerta y/o al elemento aprisionado.

Un intento del estado de la técnica anterior es implementar una válvula pilotada. Un ejemplo es una válvula pilotada que recibe una presión de pilotaje desde cada lado del actuador operado por fluido con el fin de accionar la válvula. Así pues, la válvula actúa de acuerdo con una presión diferencial experimentada en el actuador operado por fluido, que se aplica a continuación como una presión de pilotaje a la válvula de seguridad. Un problema con esta aproximación es que son habituales pequeñas fluctuaciones en la presión diferencial y varían basándose en la puerta en concreto. Por ejemplo, una fricción creada cuando la puerta se abre y cierra provoca típicamente una presión diferencial que, como se puede apreciar, variará de puerta a puerta. Por lo tanto, los intentos anteriores de crear una válvula pilotada accionada por presión diferencial han fracasado y no se pueden incorporar en una amplia variedad de puertas. Antes bien, se debe crear una válvula concreta para cada aplicación, lo que como se puede apreciar es costoso y consume tiempo.

Por ejemplo, la figura 1 muestra una válvula de seguridad 1 del estado de la técnica anterior en forma de una válvula pilotada dada a conocer por la patente estadounidense n2 4.523.513, concedida el 18 de junio de 1985 a Gudat et al. La válvula de seguridad 1 del estado de la técnica anterior comprende un alojamiento 11 que forma una cámara 12. Una canilla 13 se mueve dentro de la cámara 12. La válvula de seguridad 1 del estado de la técnica anterior comprende una válvula 3/2 con tres orificios 14a-c. El movimiento de la canilla 13 puede determinar si el primer orificio 14a está en comunicación de fluido con un segundo orificio 14b o un tercer orificio 14c. La válvula de seguridad 1 del estado de la técnica anterior incluye además dos pistones 15a, 15b, que se acoplan con la canilla 13 y son movibles en las cámaras de pilotaje 16a, 16b. Los pistones 15a, 15b se accionan por una presión de pilotaje recibida desde los orificios de pilotaje 17a, 17b. Por ejemplo, los orificios de pilotaje 17a, 17b pueden estar en comunicación de fluido con un actuador operado por fluido (no mostrado), por ejemplo. Como se muestra, el primer pistón 15a comprende un primer diámetro Di, mientras que el segundo pistón 15b comprende un segundo diámetro D2, que es mayor que Di. Como se puede apreciar, el pistón mayor 15b se dispone de modo que si la presión en las cámaras 16a, 16b se encuentra dentro de una diferencia umbral, la canilla 13 es impulsada hacia una primera posición. La primera posición se puede denominar como un estado por defecto y la válvula de seguridad 1 permanece en el estado por defecto a menos que algo o alguien bloquee el cierre de la puerta. Consecuentemente, con el fin de mover la canilla 13 hasta una segunda posición (posición de seguridad), un diferencial de presión en el actuador operado por fluido, y experimentada así entre los dos orificios de pilotaje 17a, 17b, debe superar una diferencia umbral. Es decir, es necesario que la fuerza que actúa sobre el primer pistón 15a por la presión de pilotaje recibida por la primera cámara de pilotaje 16a supere la fuerza que actúa sobre el segundo pistón 15b por la presión recibida por la segunda cámara de pilotaje 16b. Como resultado, el pistón mayor 15b impide que la válvula de seguridad 1 se accione a la posición de seguridad hasta que la presión diferencial supere una diferencia umbral. Así pues, la válvula de seguridad 1 no se accionará para diferenciales de presión pequeños que se experimentan durante el uso normal cuando no hay un objeto bloqueando la puerta.

Un problema con la válvula de seguridad 1 del estado de la técnica anterior es que el diferencial de presión necesario para accionar la válvula está predeterminado basándose en tamaños preseleccionados de los pistones primero y segundo 15a, 15b y no puede ser ajustado. Consecuentemente, la válvula de seguridad 1 se puede accionar indeseablemente cuando ningún objeto bloquea la puerta si la puerta experimenta un nivel de fricción superior al anticipado, lo que da como resultado una presión diferencial mayor de la esperada durante el funcionamiento normal. Alternativamente, si la puerta experimenta un menor nivel de fricción con relación a aquel

para el que la válvula estaba originalmente diseñada, la válvula puede no accionarse hasta que se aplica una cantidad poco razonable o indeseable de fuerza al objeto o persona que bloquea la puerta cuando la puerta intenta cerrarse. Esto puede dar como resultado daños a la puerta o lesiones a la persona, por ejemplo. Así pues, utilizar la válvula de seguridad 1 del estado de la técnica anterior puede dar como resultado un compromiso poco razonable entre falsas alarmas y seguridad.

Por lo tanto, existe una necesidad en la técnica de una válvula pilotada con una fuerza de impulsión ajustable tal que el diferencial de presión necesario para accionar la válvula se puede ajustar para adaptarse a la implementación concreta. Además, existe una necesidad de un sistema de actuador operado por fluido que pueda detener el accionamiento del actuador si una presión diferencial en el actuador supera un nivel umbral, en el que el nivel umbral es ajustable. La presente invención supera estos y otros problemas y se consigue un avance en la técnica.

Otros sistemas del estado de la técnica anterior se dan a conocer en los documentos DE-2926218-A1, DE-178446- A1 y DE-331525-A1.

Sumario de la invención

Se proporciona una válvula pilotada ajustable. La válvula pilotada ajustable comprende un alojamiento que forma una cámara de la válvula, una primera cámara de pistón, y una segunda cámara de pistón. Preferiblemente, se dispone una canilla de la válvula que es movible dentro de la cámara de la válvula. La válvula pilotada ajustable comprende además un primer pistón movible dentro de la primera cámara de pistón y que incluye un primer lado y un segundo lado, con el segundo lado acoplado a la canilla de la válvula, y un segundo pistón movible dentro de la segunda cámara de pistón y que incluye un primer lado y un segundo lado, con el segundo lado acoplado con la canilla de la válvula. Un primer orificio de pilotaje se forma en el alojamiento para recibir una primera presión de pilotaje y está en comunicación de fluido con el primer lado del primer pistón. Un segundo orificio de pilotaje se forma igualmente en el alojamiento para recibir una segunda presión de pilotaje y está en comunicación de fluido con el primer lado del segundo pistón. Preferiblemente, la válvula pilotada ajustable incluye además un orificio de impulsión formado en el alojamiento para recibir una presión de impulsión y está en comunicación de fluido con el segundo lado del primer pistón.

Se proporciona una válvula pilotada ajustable.

La válvula pilotada ajustable comprende un alojamiento que forma una cámara de la válvula, una primera cámara de pistón, y una segunda cámara de pistón. Una canilla de la válvula es movible dentro de la cámara de la válvula. La válvula pilotada ajustable comprende además un primer pistón movible dentro... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de actuador operado por fluido (2), que comprende:

un actuador operado por fluido (21) que incluye un alojamiento (22), un pistón (23) movible dentro del alojamiento (22) y que divide el alojamiento (22) en una primera cámara de fluido (25a) y una segunda cámara de fluido (25b);

una válvula de control (21) que incluye un primer orificio (211) en comunicación de fluido con una fuente de fluido presurizado (25) y movible entre una primera posición y una segunda posición para abrir selectivamente una trayectoria de comunicación de fluido entre el primer orificio (211) y un segundo orificio (212), o el primer orificio (211) y un tercer orificio (213);

caracterizado por:

una válvula de equilibrado (22) en comunicación de fluido con las cámaras de fluido primera y segunda (25a, 25b) y movible entre una primera posición y una segunda posición que incluye:

- un primer orificio (221) en comunicación de fluido con el segundo orificio (212) de la válvula de control (21);

- un segundo orificio (222) en comunicación de fluido con el tercer orificio (213) de la válvula de control (21);

- un orificio de pilotaje (227) para recibir una presión de pilotaje;

- en el que si la presión de pilotaje es menor que una presión de umbral, la válvula de equilibrado (22) se acciona a la primera posición para proporcionar comunicación de fluido entre la válvula de control (21) y el actuador operado por fluido (21);

- en el que si la presión de pilotaje alcanza una presión de umbral, la válvula de equilibrado (22) se acciona a la segunda posición para proporcionar comunicación de fluido entre las cámaras de fluido primera y segunda (25a, 25b);

una válvula pilotada ajustable (23) movible entre una primera posición y una segunda posición que incluye:

- un primer orificio (231) en comunicación de fluido con el orificio de pilotaje (227) de la válvula de equilibrado (22);

- un segundo orificio (232) que comprende un escape;

- un tercer orificio (233) en comunicación de fluido con la fuente de fluido presurizado (25);

- un primer orificio de pilotaje (234) en comunicación de fluido con la primera cámara de fluido (25a);

- un segundo orificio de pilotaje (235) en comunicación de fluido con la segunda cámara de fluido (25b);

- en el que la válvula pilotada ajustable (23) se acciona a la primera posición para expulsar fluido presurizado que actúa sobre el orificio de pilotaje (227) de la válvula de equilibrado (22) si un diferencial de presión entre la primera cámara de fluido (25a) y la segunda cámara de fluido (25b) es menor que una diferencia umbral; y

- en el que la válvula pilotada ajustable (23) se acciona a una segunda posición para suministrar al menos la presión de umbral de pilotaje al orificio de pilotaje (227) para accionar la válvula de equilibrado (22) a la segunda posición si el diferencial de presión entre la primera cámara de fluido (25a) y la segunda cámara de fluido (25b) alcanza la diferencia umbral.

2. El sistema de actuador operado por fluido (2) de la reivindicación 1, en el que la válvula pilotada ajustable (23) comprende además un orificio de impulsión (236) en comunicación de fluido con una presión de impulsión.

3. El sistema de actuador operado por fluido (2) de la reivindicación 2, que comprende además un regulador de presión (24) en comunicación de fluido con el orificio de impulsión (236) y la fuente de fluido presurizado (25) y adaptado para recibir fluido presurizado procedente de la fuente de fluido presurizado (25) y enviar presión de impulsión al orificio de impulsión (236).

4. El sistema de actuador operado por fluido (2) de la reivindicación 2, en el que la diferencia umbral se basa en la presión de impulsión recibida por el orificio de impulsión (236).

5. El sistema de actuador operado por fluido (2) de la reivindicación 1, en el que la válvula pilotada ajustable (23) comprende además:

un resorte de impulsión (46) que proporciona una fuerza de impulsión para accionar la válvula pilotada ajustable (23) hacia la primera posición; y

un elemento de ajuste (43) que hace contacto con el resorte de impulsión (46) para ajustar la fuerza de impulsión del resorte de impulsión (46).

6. El sistema de actuador operado por fluido (2) de la reivindicación 5, en el que la diferencia umbral se basa en la fuerza de impulsión proporcionada por el resorte de impulsión (46).