BRPI1013962B1

BRPI1013962B1 - válvula de estrangulamento proporcional

Info

Publication number: BRPI1013962B1
Application number: BRPI1013962-1A
Authority: BR
Inventors: Markus Bill; Peter Bruck; Markus Veit
Original assignee: Hydac Fluidtechnik Gmbh
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2020-10-20
Also published as: ES2398359T3; EP2425159B1; DE102009019554B3; JP2012525547A; KR20120030052A; CN102428304B; CN102428304A; WO2010124757A1; US20120037830A1; BRPI1013962A2; US8833729B2; JP5616432B2; EP2425159A1; KR101688404B1

Abstract

VÁLVULA DE BORBOLETA PROPORCIONAL. A presente invenção refere-se a uma válvula de borboleta proporcional com um êmbolo de válvula (2), que possibilita uma função de orifício e é guiado deslocável em uma caixa de válvula (3) com entrada de fluido (4) e saída de fluido (5) em direção longitudinal. Devido ao fato de que a arresta de controle (6) do êmbolo de válvula (2) para conexão de fluido da entrada de fluido (4) com a saída de fluido (5) é formada por um êmbolo de regulagem (7) de um regulador de fluxo (8), a função da válvula de regulagem de fluxo e da válvula de borboleta proporcional é reunida em uma unidade de válvula.

Description

[001] A presente invenção refere-se a uma válvula de estrangulamento proporcional com um pistão de válvula, que possibilita uma função de orifício e é guiado de modo deslocável em um alojamento de válvula com entrada de fluido e saída de fluido em direção longitudinal, sendo que o pistão de válvula ativa com uma aresta de controle uma conexão de fluido entre a entrada de fluido e a saída de fluido.

[002] Válvulas de estrangulamento proporcionais são empregadas frequentemente quando a altura do fluxo de fluido passando por essas válvulas deva ser alterada em função de um fluxo magnético incidente de uma bobina ativando o pistão de válvula. A seção transversal de abertura da sede de válvula do pistão de válvula é então dependente da posição do pistão de válvula. Sendo a bobina ativada com uma corrente contínua elétrica, forma-se uma força magnética proporcional à corrente magnética, com o que o pistão de válvula é movido para uma posição de abertura. Via de regra, é então tensionada uma mola disposta no lado traseiro do pistão de válvula, cuja força elástica se contrapõe à força magnética. Estabelecendo-se um equilíbrio entre força magnética e força elástica, o pistão de válvula se enrijece em sua posição.

[003] A válvula de estrangulamento proporcional é amplamente independente do nível de pressão a ser controlado, porque o pistão de válvula é compensado a pressão, isto é, em ambas as áreas frontais atua uma pressão de igual altura.

[004] Válvulas de estrangulamento proporcionais são empregadas, por exemplo, em aplicações de levantamento-abaixamento por exemplo em veículos transportadores em solo. Para o abaixamento da carga nessas finalidades de emprego, é empregada uma válvula de 2/2 vias para representação do movimento de levantamento/abaixamento básico. Simultaneamente, para controle do fluxo volumétrico é empregada a válvula de estrangulamento proporcional.

[005] Mas com válvulas de estrangulamento proporcionais há o problema de que o fluxo volumétrico é dependente da pressão diferencial entre entrada de fluido e saída de fluido, de modo que por exemplo em veículos de transporte em solo ou outros dispositivos de levantamento, a velocidade de abaixamento depende da carga, que é movida. Podem então ser ultrapassados valores limite, que poderiam danificar o dispositivo de levantamento ou a carga a ser transportada quando da operação de abaixamento. No estado atual da técnica, portanto, um regulador de fluxo volumétrico máximo fixamente ajustado está préconectado em série a uma válvula de estrangulamento proporcional. O regulador de fluxo volumétrico máximo é projetado passivo, atuando, portanto, apenas quando da ultrapassagem da máxima velocidade de abaixamento. Um circuito hidráulico a ser estabelecido segundo o estado atual da técnica é, portanto, dispendioso e requer um correspondente espaço de montagem de grande dimensão devido à pluralidade de componentes.

[006] Tendo em vista esse estado atual da técnica, tem a invenção como objetivo prover uma válvula de estrangulamento proporcional, que integre as mencionadas funções.

[007] Esse objetivo é alcançado por uma válvula de estrangulamento proporcional com as características da invenção em sua totalidade.

[008] Devido ao fato de que, segundo a invenção, uma aresta de controle do pistão de válvula, que regula a conexão de fluido entre a entrada de fluido e a saída de fluido, é formada por um pistão de regulagem de um regulador de fluxo, a função da válvula de regulagem de fluxo e da válvula de estrangulamento proporcional é reunida em uma unidade de válvula.

[009] Formas de execução preferidas se depreendem das concretizações.

[0010] Em uma forma de execução economizando espaço de montagem, particularmente preferida, o pistão de regulagem do regulador de fluxo é guiado deslocável na mesma perfuração do alojamento de válvula que o próprio pistão de válvula. É então previsto, de modo particularmente vantajoso, guiar o pistão de regulagem do regulador de fluxo à maneira de cascata em uma perfuração axial do pistão de válvula e guiar uma correspondente mola de regulagem requerida radialmente tanto em uma perfuração axial do pistão de regulagem como também em uma perfuração axial do pistão de válvula.

[0011] Um orifício de medição previsto do regulador de fluxo está então disposto de preferência na extremidade axial do pistão de regulagem, que é vizinho à entrada de fluido, estanquemente em um fundo do pistão de regulagem e forma uma conexão de fluido no compartimento de mola da mola de regulagem. O pistão de regulagem apresenta saídas de fluido radiais, que no estado de repouso da válvula de estrangulamento proporcional ficam em plena sobreposição com a perfuração axial para o pistão de válvula e só quando da ativação da bobina para o deslocamento do pistão de válvula estabelecem sobreposição parcial ou total com as perfurações radiais do alojamento de válvula, formando a saída de fluido. A válvula de estrangulamento proporcional pode ser executada controlada diretamente ou précontrolada.

[0012] A solução segundo a invenção será explicada detalhadamente a seguir com base no desenho. Em representação em princípio e não em escala mostram então:

[0013] figura 1 um corte longitudinal por uma válvula de estrangulamento proporcional segundo a invenção;

[0014] figura 2 um detalhe de designado com II na figura 1.

[0015] Na figura 1 está representada em um corte longitudinal uma válvula de estrangulamento proporcional 1 diretamente controlada. Em uma caixa de sistema magnético está previsto um sistema magnético 14, sendo que por meio de uma bobina de corrente contínua 15 é ativável um induzido magnético 16 não representado em detalhe. O sistema magnético 14 é executado, de preferência, como sistema magnético proporcional controlado à distância, compressor, sendo que no estado ativado da bobina de corrente contínua 15 o induzido magnético 16 e um elemento de ativação 17 ativamente conectado com o mesmo são móveis para baixo em direção de uma entrada de fluido 4.

[0016] O elemento de ativação 17 está ativamente conectado com um pistão de válvula 2 executado como "pistão de orifício". No estado não ativado da bobina de corrente contínua 15, o induzido magnético 16, o elemento de ativação 17 e o pistão de válvula 2 são deslocados por uma mola 18 contra um batente de levantamento 19. Isso corresponde ao estado fechado da válvula de estrangulamento proporcional 1, em que a passagem de fluido entre entrada de fluido 4 e saída de fluido 5 está bloqueada.

[0017] A caixa de sistema magnético está executada com uma guia 20 cilíndrica saliente para dentro de um alojamento de válvula 3 e correspondentemente vedada. O elemento de ativação 17 cilíndrico se salienta igualmente para dentro da guia 20 cilíndrica e está aí conectado com travamento devido à forma de modo soltável com um prolongamento 21, guiando a mola à maneira de mandril, do pistão de válvula 2 com encosto permanente. O prolongamento 21, depois de uma passagem por uma peça distanciadora 22 cilíndrica com um fundo 23 definindo o batente de levantamento 19, apresenta transição para o pistão de válvula 2 formado como pistão de orifício. O batente de levantamento 19 separa o lado traseiro 24 do pistão de válvula 2 de seu segmento de controle principal 25.

[0018] O segmento de controle principal 25 está subdividido em seu meio aproximadamente axial em um pistão de regulagem 7 de um regulador de fluxo 8. O pistão de regulagem 7 está guiado na mesma perfuração 9 que o pistão de válvula 2 e montado axialmente deslocável no alojamento de válvula pelo elemento de ativação 17 como parte do segmento de controle principal 25. O pistão de regulagem 7 é além disso guiado axialmente deslocável em uma perfuração axial 10 do mencionado pistão de válvula 2. Uma mola de regulagem 11, que é formada como mola de pressão, é guiada na perfuração axial 10 em aproximadamente metade de seu comprimento.

[0019] O pistão de regulagem 7 apresenta outra perfuração axial 12, que serve como guia para a mola de regulagem 11. Em sua extremidade axial, voltada para a entrada de fluido 4, está inserido, especialmente aparafusado, empregado no pistão de regulagem 7 um orifício de medição 13. O pistão de regulagem 7 apresenta aberturas 26 radiais, diametralmente contrapostas, que no estado de repouso da válvula de estrangulamento proporcional 1 estão em posição fechada com plena sobreposição com a parede da perfuração 9. Como ilustrado na figura 2 em um detalhe II segundo a figura 1, a saída de fluido 5 é formada por ao menos duas aberturas 27 introduzidas diametralmente na parede da perfuração 9. A aresta de controle 6 se encontra no diâmetro externo do pistão de regulagem 7 e serve para a regulagem do fluxo volumétrico total entre entrada de fluido 4 e saída de fluido 5, quando a bobina de corrente contínua 15 está correspondentemente ativada.

[0020] Na operação da válvula de estrangulamento proporcional 1 a mola de regulagem 11 devido a sua protensão mantém a distância entre o orifício de medição 13 e a parte superior do pistão de válvula 2 em uma distância máxima. Até atingir um fluxo volumétrico máximo possível, prossegue esse estado e a válvula trabalha exclusivamente como válvula de estrangulamento proporcional. O orifício de medição 13 provoca quando de sua ativação em corrente uma perda de pressão em função do valor do fluxo volumétrico. Esse valor de pressão produz, por sua vez, uma força de ajuste em direção da mola de regulagem 11, até se encurtar igualmente o segmento de controle principal 25 pelo encurtamento da mola de regulagem 11. A aresta de controle 6 é deslocada em direção de uma seção transversal de fluxo de passagem menor na saída de fluido 5; a perda de pressão no orifício de medição 13 cai de novo um pouco até se ajustar um estado de equilíbrio para o fluxo volumétrico. O pistão de válvula 2 assume então assim a função de balança de pressão e a função de válvula de estrangulamento proporcional.

[0021] Com a solução segundo a invenção pode portanto ser implementada a função de regulagem de fluxo de um regulador de fluxo externo diretamente na válvula de estrangulamento proporcional, de modo que assim dentro do circuito hidráulico se pode dispensar uma válvula adicional completa. Como descrito, isso é obtido pelo fato de que o orifício de medição necessário para um regulador de fluxo constante e mola de regulagem estão dispostos no pistão de controle da válvula de estrangulamento proporcional. A função de balança de pressão igualmente necessária para um regulador de fluxo é assumida pelo próprio pistão de regulagem da válvula de estrangulamento proporcional. A aresta de regulagem do pistão descrita assume simultaneamente a função de válvula de estrangulamento proporcional como também a função de balança de pressão do regulador de fluxo.

Claims

1. Válvula de estrangulamento proporcional com um pistão de válvula (2) e um pistão de regulagem (7) de um regulador de fluxo (8), que possibilitam uma função de orifício e são guiados de modo deslocável em um alojamento de válvula (3) com entrada de fluido (4) e saída de fluido (5) em direção longitudinal, caracterizada pelo fato de que uma aresta de controle (6) do pistão de regulagem (7) para conexão de fluido da entrada de fluido (4) com a saída de fluido (5).

2. Válvula de estrangulamento proporcional de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pistão de regulagem (7) do regulador de fluxo (8) é guiado de modo deslocável na mesma perfuração (9) do alojamento de válvula (3), assim como o pistão de válvula (2).

3. Válvula de estrangulamento proporcional de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o pistão de regulagem (7) do regulador de fluxo (8) é guiado em uma perfuração axial (10) do pistão de válvula (2) e uma mola de regulagem (11) se apoia radialmente na perfuração axial (10) como também em uma outra perfuração axial (12) no pistão de válvula (7).

4. Válvula de estrangulamento proporcional de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que um orifício de medição (13) do regulador de fluxo (8) está disposto no pistão de regulagem (7).

5. Válvula de estrangulamento proporcional de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o orifício de medição (13) está disposto naquela região extrema do pistão de regulagem (7), que está voltada para a entrada de fluido (4).

6. Válvula de estrangulamento proporcional de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a entrada de fluido (4) desemboca em direção axial no alojamento de válvula (3) e a saída de fluido (5) disposta em direção radial perpendicular à entrada de fluido (4), se estende através do alojamento de válvula (3).

7. Válvula de estrangulamento proporcional de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a válvula de estrangulamento proporcional (1) é controlada diretamente.