Dispositivo de desplazamiento positivo de fluidos de pistones multifunción.

1. Dispositivo de desplazamiento positivo de fluidos de pistones caracterizado porque comprende un eje central (1) que puede girar,

está fijado a la carcasa (2) por unos cojinetes (9) de material sintético que no necesitan lubricación. Este dispositivo tiene uno o varios pistones (4) en la que sus camisas (5) están sujetas a la carcasa (2) por un extremo, con sus válvulas de entrada (11) y salida (12) de fluidos y por su interior circula el vástago a poca velocidad (6), que en su cabeza tiene un dispositivo compuesto por una rueda seguidora (7) de la leva (3), que rota libremente sobre un eje (8) que la atraviesa y que sobresale por ambos lados de la rueda y este eje rota por el interior de una canaladura (10) situada en la carcasa (2) que guiará al vástago en su trayectoria lo que le impide cabecear o desviarse.

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201530054.

Solicitante: ELABORADOS CASTELLANO S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: PLANELLS CERVERA,José María.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F04B1/04 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F04 MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS PARA LIQUIDOS O PARA FLUIDOS COMPRESIBLES.F04B MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS (bombas de inyección de combustible para motores F02M; máquinas de líquido, o bombas, de tipo pistón rotativo u oscilante F04C; bombas de desplazamiento no positivo F04D; bombeo de fluido por contacto directo con otro fluido o por utilización de la inercia del fluido a bombear F04F; cigüeñales, cabezas de biela, bielas F16C; volantes F16F; transmisiones para convertir un movimiento rotativo en movimiento alternativo y viceversa, en general F16H; pistones, vástagos de pistones, cilindros, en general F16J; bombas iónicas H01J 41/12; bombas electrodinámicas H02K 44/02). › F04B 1/00 Máquinas o bombas multicilindros caracterizadas por el número o la disposición de los cilindros (F04B 3/00 tiene prioridad; bombas accionadas por fluido F04B 9/08; control de máquinas alternativas o bombas en general F04B 49/00). › con cilindros, en estrella o en abanico.

Fragmento de la descripción:

Sector de la técnica

La presente invención es un dispositivo de desplazamiento positivo de fluidos de pistones multifunción capaz de bombear distintos fluidos al mismo tiempo con altas presiones y caudales diferentes. También puede aprovechar diferentes fluidos presurizados para obtener energía mecánica de ellos. Ambas funciones, bombeo y motor pueden ser simultáneas.

Estado de la técnica Existen muchos tipos de mecanismos para desplazar fluidos, bombas centrifugas, de membrana, peristálticas, de husillo, helicoidales, de pistones, etc. Podemos decir que para cada necesidad existe una bomba o motor específico. También existen diferentes mecanismos para el aprovechamiento de la energía potencial de los fluidos para obtener otros tipos de energía. No existen en el mercado bombas ni motores hidráulicos que funcionen a baja o muy baja velocidad aptos para todo tipo de fluidos con todo rango de presiones posibles y que sus piezas de fricción no necesiten lubricación. Tampoco existen bombas ni motores hidráulicos que puedan manejar líquidos y gases al mismo tiempo sin mezclarse y que puedan trabajar como motor y bomba al mismo tiempo y usando un amplio rango de presiones para obtener energía de fluidos con poca energía potencial o impulsarlos a enormes presiones.

Los dispositivos usados en esta industria que pueden ser bombas o motores, tienen limitaciones respecto a la carrera de los cilindros pues los vástagos sufren el arrastre lateral de la biela o leva, la presente invención evita este fenómeno de campaneo totalmente, permitiendo el uso de cilindros de carreras largas.

Descripción de la invención

Como hemos visto en el apartado del estado de la técnica, no existen dispositivos de desplazamiento positivo de fluidos de pistones que al mismo tiempo:

A) Funcionen a baja o muy baja velocidad sin necesidad de lubricación.

B) Puedan manipular líquidos y gases al mismo tiempo sin mezclarse.

C) Trabajen alternativamente o simultáneamente como bomba y como motor.

D) Trabajando como motor obtengan energía con alto rendimiento con fluidos de poca energía potencial.

E) Tengan carreras o recorridos largos

El dispositivo de la invención consta de:

1. Eje.

2. Carcasa o soporte del dispositivo con escotaduras para el guiado del dispositivo seguidor.

3. Una o varias levas.

4. Uno o varios pistones o cilindros radiales de simple o doble efecto, compuestos por:

5. camisa del pistón o cilindro y

6. vástago del pistón o cilindro.

7. Dispositivo seguidor de la pista de la leva compuesto por una rueda.

8. Eje del dispositivo seguidor que mantiene el vástago del pistón sin desplazamientos laterales al girar la leva.

9. Cojinetes de material sintético sin engrase.

10. Canaladura o guías del eje integradas en la carcasa.

11. Una o varias válvulas de entrada de fluido para cada pistón.

12. Una o varias válvulas de salida de fluido para cada pistón.

Estas referencias numéricas se utilizan en toda la memoria, incluidos los dibujos.

La estructura del dispositivo es como sigue:

El eje motor, tiene una o varias levas y estas pueden tener formas especiales según el uso de los cilindros actuantes.

Sobre estas levas apoyan las cabezas de los vástagos de uno o varios cilindros mediante el sistema seguidor. Este elemento seguidor posee un eje que circula por las canaladuras integradas en la carcasa. Estas canaladuras son prolongación rectilínea de la trayectoria del vástago, manteniendo su posición relativa respecto a la leva en todo momento. Este movimiento del eje dentro de la canaladura es de rodadura, no de fricción y por ello no precisa engrase.

Las cabezas de los vástagos poseen un dispositivo seguidor compuesto por:

- Una rueda que gira libremente sobre su eje. Esta rueda gira sobre la pista de rodadura de la leva siguiendo su contorno en cada momento. Este movimiento es de simple rodadura y no precisa lubricación.

- Un eje de rueda, más largo que el diámetro del vástago, de forma que sobresale por ambos lados del vástago y se aloja en unas canales o rebajes longitudinales ubicados en la carcasa, que mantiene el vástago alineado durante su desplazamiento. La forma cilíndrica del eje le permite rotar libremente en el interior de la canaladura o rebaje haciendo las funciones de rueda confinada. Este movimiento de traslación es de rodadura y no precisa lubricación.

La función del eje confinado es la de contrarrestar la fuerza tangencial creada al girar la leva, impidiendo que la rueda de la cabeza del vástago sea empujado tangencialmente. Esto permite al vástago moverse sin fuerzas tangenciales que disminuirían su vida útil. Este guiado de la cabeza del vástago permite el uso de cualquier longitud de cilindro.

Con lo anteriormente expuesto se resuelve el problema técnico indicado al inicio de este apartado con la letra A.

Los pistones del dispositivo son del tipo de los usados en excavadoras y otros mecanismos donde la velocidad no es elevada pero la fuerza requerida si lo es. Cada cilindro está compuesto por su camisa o botella y su vástago correspondiente. Para su estanqueidad usa retenes de diferentes materiales de baja fricción en consonancia al fluido.

Los cilindros son alimentados con un fluido. Este llena la cámara del cilindro cuando la leva lo permite y hace que el vástago se extienda hasta que la cabeza del vástago contacte con la leva.

Este dispositivo puede comportarse como bomba o motor de caudal variable, pues controlando la entrada de fluido al cilindro se consigue la variabilidad de caudal manipulado. Esto solo es posible en el rango de bajas revoluciones para el que la invención está diseñada.

Para accionar cada cilindro se necesita alimentarlo. Si el fluido de alimentación no se introduce en el cilindro, este no se extiende y por ello la leva no llega a hacer contacto con el vástago. Este cilindro queda inactivo hasta que no exista entrada de fluido por la válvula de entrada.

Este dispositivo se compone de varias bombas en una sola ya que cada cilindro puede tener carreras y diámetros diferentes así como tuberías de entrada y salida distintas. Con esto se logra manipular caudales y presiones diferentes, haciendo esta invención muy versátil y fiable.

Este dispositivo tiene la característica que cada pistón puede ser alimentado por un fluido diferente, ya que no se mezclan durante el bombeo. Por ejemplo podemos, tener una bomba una configuración que bombee, agua, aceite, productos viscosos o aire al mismo tiempo.

Con lo anteriormente expuesto se resuelve el problema técnico indicado al inicio de este apartado con la letra B.

La presente invención puede realizar 3 funciones posibles. Como motor hidráulico, como bomba de desplazamiento positivo y como mixta, motor y bomba simultáneamente.

Como motor, si inyectamos un fluido presurizado en los cilindros, estos empujan los vástagos hacia el exterior y estos a su vez a la leva imprimiendo un giro al eje. Para este cometido, es necesaria la participación de un distribuidor secuencial del fluido a presión. Este distribuidor secuencial existe en el mercado y por ello no lo incluimos es esta invención.

Como Bomba de desplazamiento positivo si existe una fuerza que haga girar el eje, los diferentes cilindros se llenan de fluido y la fuerza de la leva les hace introducirse en sus respectivas camisas generando un caudal.

Como bomba y motor simultáneamente, parte de los cilindros pueden actuar como motor y parte de los cilindros como bomba de desplazamiento positivo, ello le confiere la propiedad de usar fluidos de baja energía potencial para bombear fluidos a una mayor energía potencial o presión.

Con lo anteriormente expuesto se resuelve el problema técnico indicado al inicio de este apartado con la letra C.

Estos dispositivos tienen cojinetes y retenes de baja fricción que facilitan el desplazamiento del vástago.

El dispositivo seguidor, situado al final del vástago y que está en contacto con la leva tienen movimiento de rodadura y no de fricción. El eje del dispositivo seguidor gira libremente dentro de su guía o canaladura sin fricción. Estas son las partes de la maquina expuestos a mayor desgaste pero la disposición de los mismos cambia la fricción por la rodadura. El coeficiente de rozamiento por rodadura metal sobre metal es de los más bajos que existen, es usado ampliamente en la rodadura de los ferrocarriles de todo el mundo.

Los fluidos involucrados circulan a pequeña velocidad y por lo tanto poca pérdida de carga, transfiriendo toda su energía potencial en hidráulica...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de desplazamiento positivo de fluidos de pistones caracterizado porque comprende un eje central (1) que puede girar, está fijado a la carcasa (2) por unos cojinetes (9) de material sintético que no necesitan lubricación. Este dispositivo tiene uno o varios pistones (4) en la que sus camisas (5) están sujetas a la carcasa (2) por un extremo, con 5 sus válvulas de entrada (11) y salida (12) de fluidos y por su interior circula el vástago a poca velocidad (6) , que en su cabeza tiene un dispositivo compuesto por una rueda seguidora (7) de la leva (3) , que rota libremente sobre un eje (8) que la atraviesa y que sobresale por ambos lados de la rueda y este eje rota por el interior de una canaladura (10) situada en la carcasa (2) que guiará al vástago en su trayectoria lo que le impide cabecear o 10 desviarse.


 

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