ES2736402T3

ES2736402T3 - Intensificador de presión hidráulica de doble acción

Info

Publication number: ES2736402T3
Application number: ES17159047T
Authority: ES
Inventors: Tom Tychsen; Jorgen M Clausen; Juraj Hanusovsky
Original assignee: Pistonpower ApS
Current assignee: Pistonpower ApS
Priority date: 2017-03-03
Filing date: 2017-03-03
Publication date: 2019-12-30
Anticipated expiration: 2037-03-03
Also published as: CN108533539A; KR20180101214A; CA2996155A1; MY189401A; US10895269B2; US20180252242A1; KR102390233B1; EP3369930A1; CN108533539B; RU2679516C1; EP3369930B1; CA2996155C; BR102018004022A2

Abstract

Un intensificador de presión hidráulica de doble acción (1) que comprende una carcasa (2), una primera configuración de pistón (7) que presenta un primer pistón de alta presión (8) en una primera cámara de alta presión (3) en la carcasa (2) y un primer pistón de baja presión (9), en una primera cámara de baja presión (5) de la carcasa (2), una segunda configuración de pistón (10), que presenta un segundo pistón de alta presión (11) en una segunda cámara de alta presión (4) en la carcasa (2) y un segundo pistón de baja presión (12) en una segunda cámara de baja presión (6) en la carcasa (2), y una válvula de conmutación (14) que presenta un elemento de válvula (15) y está ubicado entre la primera configuración de pistón (7) y la segunda configuración de pistón (10), caracterizado porque el elemento de válvula (15) presenta al menos sobre una parte de su longitud un diámetro externo que es igual a un diámetro externo de al menos uno de los pistones de baja presión (9, 12).

Description

DESCRIPCIÓN

Intensificador de presión hidráulica de doble acción

La presente invención se refiere a un intensificador de presión hidráulica de doble acción que comprende: una carcasa, una primera configuración de pistón que presenta un primer pistón de alta presión en una primera cámara de alta presión en la carcasa y un primer pistón de baja presión en una primera cámara de baja presión, una segunda configuración de pistón que presenta un segundo pistón de alta presión en una segunda cámara de alta presión en la carcasa y un segundo pistón de baja presión en una segunda cámara de baja presión en la carcasa, y una válvula de conmutación que presenta un elemento de válvula y está ubicada entre la primera configuración de pistón y la segunda configuración de pistón.

A dicho intensificador de presión hidráulica de doble acción se lo conoce como JP-S-62-24001 A. Ambas configuraciones de pistones presentan un pistón común de baja presión. Un elemento de válvula de la válvula de conmutación se configura en el pistón de baja presión. El elemento de válvula se acciona mecánicamente. Cuando la configuración de pistón alcanza una posición de primer extremo, el elemento de válvula se detiene. La detención desliza al elemento de válvula a otra posición de extremo en la que se bloquea por medio de un tablero de bola que se presiona dentro de una de dos ranuras, con cada una de las ranuras asociadas a una posición de extremo.

El documento US 2016/0053749 A1 muestra otro dispositivo de intensificación de presión en el que la conmutación se hace por medio de una construcción de pistón que se configura dentro del pistón de amplificación.

El documento EP 0692072 B1 describe un dispositivo impulsado por un medio de presión que efectúa un movimiento lineal. Un pistón escalonado que presenta dos áreas de presión se mueve en una carcasa que presenta un orificio escalonado. Una área de presión más pequeña se carga de manera permanente con la presión de un fluido suministrado a través de un puerto de entrada y el área de presión más grande opuesta se carga, de manera alternativa, con una presión en el puerto de entrada o con una presión en un puerto de salida. La conmutación entre estas dos presiones se efectúa por medio de una válvula de conmutación que está ubicada dentro del pistón.

Las dos configuraciones de pistones se mueven juntas. En una dirección de movimiento, la primera configuración de pistón efectúa un recorrido de trabajo en el que el fluido hidráulico bajo una presión aumentada sale fuera de la primera cámara de alta presión. En la otra dirección de movimiento, el fluido hidráulico con presión aumentada sale de la segunda cámara de alta presión. El movimiento es causado por las bajas presiones respectivas que actúan en las cámaras de baja presión respectivas. La presión en las cámaras de baja presión es controlada por la válvula de conmutación.

El objetivo subyacente a la presente invención es hacer que un intensificador de presión hidráulica de doble acción sea simple.

Este objetivo se resuelve con un intensificador de presión hidráulica de doble acción como se describe al principio, en el que, según la invención, el elemento de válvula presenta al menos sobre una parte de su longitud un diámetro externo que es igual a un diámetro externo de al menos uno de los pistones de baja presión.

Dicho intensificador de presión hidráulica puede hacerse compacto, ya que la válvula de conmutación puede integrarse dentro de la carcasa. Un orificio que se adapta al pistón de baja presión puede mecanizarse junto con un orificio que se adapte al elemento de válvula.

En una realización de la invención, el elemento de válvula se configura de manera coaxial a al menos una de las configuraciones de pistón. Una consecuencia de dicha realización es que el elemento de válvula y la configuración de pistón respectiva se mueven a lo largo de el mismo eje. Las fuerzas que resultan de una aceleración de las configuraciones de pistón respectivas y el elemento de válvula se producen solo en una dirección.

En una realización de la invención, una vara de conexión se ubica entre las dos configuraciones de pistones. Esta es una manera sencilla de sincronizar el movimiento de las configuraciones de pistones sin incrementar de manera dramática la masa de las configuraciones de pistones.

En una realización de la invención, la vara de conexión se extiende a través del elemento de válvula. El elemento de válvula en este caso se presenta en la forma de una manga hueca que tiene la ventaja adicional de que la masa del elemento de la válvula pueda mantenerse pequeño.

En una realización de la invención, un movimiento de la primera configuración de pistón en una dirección para disminuir el volumen de la primera cámara de alta presión es causado por una presión en la segunda cámara de baja presión y un movimiento de la segunda configuración de pistón en una dirección para disminuir el volumen de la segunda cámara de alta presión es causado por una presión en la primera cámara de baja presión. Las dos configuraciones de pistón trabajan juntas en el sentido de que una configuración de pistón se carga con una baja presión y la otra configuración de pistón genera la alta presión. Además, las dos configuraciones de pistón y la vara son presionadas en conjunto por las presiones respectivas.

En una realización de la invención, en cualquier posición de conmutación de la válvula de conmutación, un espacio entre las dos configuraciones de pistón se conecta a un puerto del tanque. Este espacio solo se carga con una baja presión.

En una realización de la invención, el espacio presenta un volumen constante. Por lo tanto, ningún fluido hidráulico debe desplazarse fuera del espacio que mantiene las pérdidas hidráulicas bajas.

En una realización de la invención, el elemento de válvula comprende una primera configuración de áreas de presión y una segunda configuración de áreas de presión, en el que un área efectiva de la primera configuración de áreas de presión es más grande que un área efectiva de la segunda configuración de áreas de presión, la segunda configuración de áreas de presión siendo cargada permanentemente por una primera presión y la primera configuración de áreas de presión siendo cargada alternativamente por la primera presión y por una segunda presión inferior a la primera presión. Al cambiar la presión que actúa sobre la primera configuración de áreas de presión, es posible cambiar la posición de conmutación del elemento de válvula.

En una realización de la invención, la carcasa comprende un canal de conmutación conectado a la primera configuración de áreas de presión, en la que el canal de conmutación presenta una primera abertura conectable a la primera presión y una segunda abertura conectable a la segunda presión, en la que, al moverse, la primera configuración de pistón cubre y libera la primera abertura y la segunda abertura. La primera configuración de pistón controla la posición del elemento de válvula por medio de presiones hidráulicas.

En una realización de la invención, ambas aberturas se cierran durante una parte del movimiento. Durante esta parte, no se produce ningún cambio de presión. Esto hace que la operación sea estable.

Ahora se describirá más detalladamente una realización de la invención con referencia al dibujo, en el que:

la fig. 1 muestra una sección longitudinal esquemática de un intensificador de presión hidráulica de doble acción, y

la fig. 2 muestra una sección longitudinal esquemática del intensificador de presión de la fig. 1 con algunas partes en otra posición.

Un intensificador de presión hidráulica de doble acción 1 comprende una carcasa 2 que presenta dos puerto de presión de suministro P y un puerto del tanque T.

La carcasa comprende una primera cámara de alta presión 3 y una segunda cámara de alta presión 4. Además, la carcasa comprende una primera cámara de baja presión 5 y una segunda cámara de baja presión 6.

Una primera configuración de pistón 7 comprende un primer pistón de alta presión 8 y un primer pistón de baja presión 9. El primer pistón de alta presión 8 puede moverse en la primera cámara de alta presión 3 para disminuir el volumen de la cámara de alta presión 3 al moverse en una dirección y para aumentar el volumen de la primera cámara de alta presión 3 al moverse en la dirección opuesta. Una segunda configuración de pistón 10 comprende un segundo pistón de alta presión 11 y un segundo pistón de baja presión 12. El segundo pistón de alta presión 11 puede moverse en la segunda cámara de alta presión 4 aumentando el volumen de la segunda cámara de alta presión 4 al moverse en una dirección (a la derecha en la fig. 1) y aumentando el volumen de la segunda cámara de alta presión 4 al moverse en la dirección opuesta.

Las dos configuraciones de pistón 7, 10 están conectadas por medio de una vara de conexión 13. Como se explicará más adelante, no es absolutamente necesario fijar la vara de conexión 13 a las configuraciones de pistón 7, 10. Las configuraciones de pistón 7, 10 y la vara de conexión 13 se mantienen juntas por las presiones que actúan en las cámaras de presión 3-6.

Una válvula de conmutación 14 que comprende un elemento de válvula 15 se configura entre la primera configuración de pistón 7 y la segunda configuración de pistón 10. El elemento de válvula 15 es hueco. Por lo tanto, la vara de conexión 13 es guiada o pasa a través del elemento de válvula 15.

El elemento de válvula 15 comprende un número de aberturas 16 a través de las cuales la presión en el puerto del tanque alcanza un espacio 17 entre las dos configuraciones de pistón 7, 10. Una presión en el puerto del tanque T se define brevemente como «presión del tanque». La presión en el puerto de presión de suministro P se define brevemente como «presión de suministro».

La carcasa 2 comprende un primer canal de baja presión 18 y un segundo canal de baja presión 19. El primer canal de baja presión 18 se conecta a la primera cámara de baja presión 5 y el segundo canal de baja presión 19 se conecta a la segunda cámara de baja presión 9.

El elemento de válvula 15 comprende una ranura 20 que conecta, en una primera posición de conmutación de la válvula de conmutación 14, el primer canal de baja presión 18 a uno de los puertos de presión de suministro P. Esta primera posición de conmutación se muestra en la fig. 1.

El elemento de válvula 15 además comprende una segunda ranura 21 que conecta, en una segunda posición de conmutación del elemento de válvula 15, el otro puerto de presión de suministro P con la segunda cámara de baja presión 19. Esta segunda posición de conmutación se muestra en la figura 2.

El elemento de válvula 15 comprende una primera configuración de áreas de presión que presenta, básicamente, una primera área de presión 22. Además, el elemento de válvula 15 comprende una segunda configuración de áreas de presión que presentan dos áreas de presión con direcciones opuestas 23, 24. Las áreas de presión 22, 23 son de igual tamaño. Sin embargo, una presión que actúa sobre el área de presión 23 actúa sobre el área de presión 24 en dirección opuesta, de modo que el área efectiva de la segunda configuración de áreas de presión 23, 24 es más pequeña que el área efectiva de la primera configuración de áreas de presión 22.

En la carcasa 2, se proporciona un canal de conmutación 25. Una presión en el canal de conmutación 25 actúa sobre la primera área de presión 22. El canal de conmutación presenta una primera abertura 26 que se abre dentro de la primera cámara de alta presión 3. Además, el canal de conmutación 25 presenta una segunda abertura 27 que se abre dentro del espacio 17.

En la posición de conmutación del elemento de válvula 15 que se muestra en la fig. 1, la primera abertura 26 es cerrada por el primer pistón de alta presión 8 y la segunda abertura 27 está abierta. En este caso, la primera área de presión 22 se carga por la presión en el espacio 17, que es igual a la presión del tanque, es decir, una presión baja. La presión de suministro desde el puerto de presión de suministro P actúa sobre la segunda configuración de áreas de presión 23, 24. El elemento de válvula 15 se desplaza en la posición que se muestra en la fig. 1

En esta posición, la presión de suministro del puerto izquierdo de presión de suministro P alcanza la primera cámara de baja presión 5. La presión de suministro carga una primera área de baja presión 28 del primer pistón de baja presión 9. La primera área de baja presión 28 es más grande que una segunda área de alta presión 29 del segundo pistón de alta presión 11. Por lo tanto, el primer pistón de baja presión 9 genera una fuerza que desplaza el segundo pistón de alta presión 11 por medio de la vara de conexión 13 en una dirección para disminuir el volumen de la segunda cámara de alta presión 4 y para aumentar la presión del fluido hidráulico en la cámara de alta presión 4. El fluido con presión aumentada resulta de la cámara de alta presión 4 por medio de una válvula de retención (no se muestra).

Cuando el segundo pistón de alta presión 11 ha disminuido el volumen de la segunda cámara de alta presión 4 casi a un mínimo, el primer pistón de baja presión 9 cierra la segunda abertura 27 para interrumpir una conexión entre la primera área de presión 22 del elemento de válvula 15 y el espacio 17. Después, un movimiento adicional de la primera configuración de pistón 7, el primer pistón de alta presión 8 abre la abertura 26. En este momento, la presión hidráulica de la primera cámara de alta presión 3 ingresa al canal de conmutación 25 y es guiada hacia la primera área de presión 22. Como el área efectiva de la primera área de presión 22 es más grande que el área efectiva de las segundas áreas de presión 23, 24, el elemento de válvula 15 se desliza a su otra posición de conmutación. Esto es posible porque la primera área de presión 22 y la segunda configuración de áreas de presión 23, 24 se cargan con la misma presión, es decir, la presión de suministro de la presión de suministro P, que es una presión más alta que la presión del tanque. De un modo que no se muestra, las dos cámaras de alta presión 3, 4 están conectadas al puerto de presión de suministro P por medio de válvulas de retención.

Cuando un elemento de válvula 15 de la válvula de conmutación 14 está en la segunda posición de conmutación que se muestra en la fig. 2, la segunda cámara de baja presión 6 se llena con presión de suministro desde el puerto de presión de suministro P por medio del segundo canal de baja presión 19. La presión en la cámara de baja presión 6 actúa sobre un área de baja presión 30 del segundo pistón de baja presión 12. Esta segunda área de baja presión 30 es más grande que una primera área de alta presión 31 del primer pistón de alta presión 8 en una primera cámara de alta presión 3, de modo tal que la presión en la segunda cámara de baja presión 6 mueve la segunda configuración de pistón 10 hacia la izquierda (como se muestra en la fig. 2). El primer pistón de alta presión 8 disminuye el volumen de la primera cámara de alta presión 3 y aumenta la presión de fluido en la primera cámara de alta presión 3, que sale por medio de una válvula de retención (no se muestra).

Durante el movimiento del primer pistón de alta presión 8, la primera abertura 26 es cerrada por el primer pistón de alta presión 8. Al moverse más, el primer pistón de baja presión 9 abre la abertura 27 y la presión en el canal de conmutación 25 disminuye a la presión del tanque. En este momento, la fuerza generada por la presión de suministro en la segunda configuración de áreas de presión 23, 24 es más grande que la fuerza generada por la presión del tanque en la primera área de presión 22. Como consecuencia, el elemento de válvula 15 se desliza a su otra posición de conmutación para llegar de regreso a la posición que se muestra en la fig. 1.

Ambas configuraciones de pistón 7, 10 siempre se cargan con presiones que actúan entre sí de modo que las configuraciones de pistón 7, 10 se presionan sobre la vara de conexión 13 y no es necesaria ninguna conexión adicional.

El elemento de válvula 15 se configura de manera coaxial con al menos una de las configuraciones de pistón 7, 10, preferentemente de manera axial con ambas configuraciones de pistón 7, 10. El elemento de válvula 15 presenta, al menos sobre una parte de su longitud, el mismo diámetro externo como al menos uno de los pistones de baja presión 9, 12 y preferentemente el mismo diámetro externo que ambos pistones de baja presión 9, 12.

El volumen del espacio 17 entre las dos configuraciones de pistón 7, 10 es constante. Por lo tanto, no es necesario mover el fluido hidráulico fuera del espacio 17 o dentro del espacio manteniendo las pérdidas bajas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un intensificador de presión hidráulica de doble acción (1) que comprende una carcasa (2), una primera configuración de pistón (7) que presenta un primer pistón de alta presión (8) en una primera cámara de alta presión (3) en la carcasa (2) y un primer pistón de baja presión (9), en una primera cámara de baja presión (5) de la carcasa (2), una segunda configuración de pistón (10), que presenta un segundo pistón de alta presión (11) en una segunda cámara de alta presión (4) en la carcasa (2) y un segundo pistón de baja presión (12) en una segunda cámara de baja presión (6) en la carcasa (2), y una válvula de conmutación (14) que presenta un elemento de válvula (15) y está ubicado entre la primera configuración de pistón (7) y la segunda configuración de pistón (10), caracterizado porque el elemento de válvula (15) presenta al menos sobre una parte de su longitud un diámetro externo que es igual a un diámetro externo de al menos uno de los pistones de baja presión (9, 12).

2. Intensificador de presión según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de válvula (15) está configurado de manera coaxial respecto de al menos una de las configuraciones de pistón (7, 10).

3. El intensificador de presión según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque una vara de conexión (13) se ubica entre y conecta las dos configuraciones de pistón (7, 10).

4. El intensificador de presión según la reivindicación 3, caracterizado porque la vara de conexión (13) se extiende a través del elemento de válvula (15).

5. El intensificador de presión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque un movimiento de la primera configuración de pistón (7) en una dirección para disminuir el volumen de la primera cámara de alta presión (3) es causado por una presión en la segunda cámara de baja presión (6) y un movimiento de la segunda configuración de pistón (10) en una dirección para disminuir el volumen de la segunda cámara de alta presión (4) es causado por una presión en la primera cámara de baja presión (5).

6. El intensificador de presión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque, en cualquier posición de conmutación de la válvula de conmutación (14), un espacio (17) entre las dos configuraciones de pistón se conecta a un puerto del tanque (T).

7. El intensificador de presión según la reivindicación 6, caracterizado porque el espacio (17) es de volumen constante.

8. El intensificador de presión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el elemento de válvula (15) comprende una primera configuración de áreas de presión (22) y una segunda configuración de áreas de presión (23, 24), en la que el área efectiva de la primera configuración de áreas de presión (22) es más grande que un área efectiva de la segunda configuración de áreas de presión (23, 24), con la segunda configuración de áreas de presión siendo cargada permanentemente por una primera presión y la primera configuración de áreas de presión (22) siendo alternativamente cargada por la primera presión y por una segunda presión inferior a la primera presión.

9. El intensificador de presión según la reivindicación 8, caracterizado porque la carcasa (2) comprende un canal de conmutación (25) conectado a la primera configuración de áreas de presión (22), en la que el canal de conmutación (25) presenta una primera abertura (26) conectable a la primera presión y una segunda abertura (27) conectable a la segunda presión, en la que, al moverse, la primera configuración de pistón (7) cubre y libera la primera abertura (26) y la segunda abertura (27).

10. El intensificador de presión según la reivindicación 9, caracterizado porque ambas aperturas (26, 27) están cerradas durante una parte del movimiento.