ES2243654T3 - Valvula de carrete operada por solenoide con consumo reducido de energia. - Google Patents

Valvula de carrete operada por solenoide con consumo reducido de energia.

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ES2243654T3
ES2243654T3 ES02078232T ES02078232T ES2243654T3 ES 2243654 T3 ES2243654 T3 ES 2243654T3 ES 02078232 T ES02078232 T ES 02078232T ES 02078232 T ES02078232 T ES 02078232T ES 2243654 T3 ES2243654 T3 ES 2243654T3
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Jose Carlos Bento
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Ross Operating Valve Co
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Ross South America Ltda
Ross Operating Valve Co
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Abstract

Un sistema (10) de válvula de control que incluye: un alojamiento (12) que tiene una entrada (16), una primera salida (17) y una segunda salida (19); una válvula (24) posicionable en al menos una primera posición en la que se establece comunicación de fluido entre la citada entrada (16) y la citada primera salida (17), una segunda posición en la que se establece comunicación de fluido entre la citada entrada (16) y la citada segunda salida (19), y una tercera posición en la que, en general, se impide la comunicación de fluido entre la citada entrada (16) y la citada primera salida (17) o la citada segunda salida (19), estando forzada la citada válvula (24) en la citada primera posición; y un conjunto (14) de válvula de solenoide acoplado en comunicación de fluido con la citada entrada (16), siendo posicionable el citado conjunto (14) de válvula de solenoide en una posición actuada en la cual se establece comunicación de fluido con la citada entrada (16), para mover la citada válvula (24) desde la citada primera posición a la citada segunda posición, y una posición desactivada; que se caracteriza por un pasaje (56) de realimentación que se extiende entre la citada primera salida (17) y la citada válvula (24), para situar la citada válvula (24) en la citada tercera posición como respuesta a la presión de fluido en el interior de la citada primera salida (17), en el que el citado pasaje (56) de realimentación conecta la citada primera salida (17) y la citada válvula (24) solamente cuando el citado conjunto (14) de válvula de solenoide se encuentra en la citada posición desactivada.

Description

Válvula de carrete operada por solenoide con consumo reducido de energía.
Campo de la invención
La presente invención se refiere, en general, a válvulas de control y más en particular, se refiere a una válvula de control en la que se puede reducir el consumo de energía de la misma.
Antecedentes de la invención
Como es bien conocido en la técnica, las válvulas de control se han usado frecuentemente para controlar y suministrar un fluido de trabajo, tal como el aire, a un dispositivo de trabajo. Típicamente, estas válvulas de control utilizan un carrete de válvula móvil que se encuentra dispuesto en un alojamiento de válvula. El alojamiento de válvula incluye una pluralidad de pasajes de fluido que se interconectan selectivamente como respuesta al movimiento del carrete de válvula, para controlar el flujo del fluido y, de esta manera, la salida de la válvula de control.
La publicación de patente japonesa número 1-283408 muestra una válvula de multipunto que incluye cámaras de presión de realimentación en ambos extremos de un carrete. Se elimina un detector de fuerzas y un circuito de control de realimentación controlando directamente el movimiento del carrete por el equilibrio de fuerzas.
Las válvulas de control convencionales a menudo utilizan una válvula de solenoide montada en las mismas para actuar el carrete de válvula. La válvula de solenoide está controlada por medio de una señal eléctrica de entrada entre una primera posición, en la cual la válvula de solenoide está desactivada para cerrar un pasaje de fluido entre una presión piloto de entrada y una presión de control de salida, y un segunda posición en la cual el solenoide está activado por medio de una entrada eléctrica, para abrir un pasaje entre la presión piloto de entrada y la presión de control de salida.
Debe ser fácilmente apreciable por una persona especialista en la técnica que, con el fin de aplicar una presión de control constante, la señal eléctrica de control debe continuar activando la válvula de solenoide. Esto es, con el fin de que una válvula de control convencional mantenga al carrete en una posición predeterminada, es necesario mantener una presión de control constante en un lado del carrete. Por lo tanto, con el fin de mantener esta presión de control constante en el carrete, es necesario mantener la válvula de solenoide en un estado abierto, y por lo tanto, activado. Además, es necesario emplear la presión de fluido de línea completa para actuar sobre el carrete en unas posiciones predeterminadas. Por lo tanto, se debe entender que, si es preferente que la válvula de control se encuentre en esta posición predeterminada para la salida del fluido, se incrementará el consumo de energía eléctrica para accionar los compresores y suministrar la presión de línea comple-
ta.
Como consecuencia, existe una necesidad en la técnica relacionada de proporcionar una válvula de control que pueda producir una salida de un fluido de trabajo que se utiliza con un dispositivo de trabajo convencional, que pueda minimizar la energía consumida durante la actuación. Además, existe una necesidad en la técnica relacionada de proporcionar una válvula de control que mantenga la posición de un elemento de control a una presión inferior a la presión de línea completa. Todavía más, existe una necesidad de la técnica relacionada de solucionar las desventajas de la técnica anterior.
Sumario de la invención
Un sistema de válvula de control de acuerdo con la exposición de la reivindicación 1, y con las realizaciones preferentes descritas en las reivindicaciones dependientes.
Otras áreas adicionales de aplicabilidad de la presente invención serán evidentes de la descripción detallada que se proporciona en la presente memoria y a continuación. Se debe entender que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque son indicativos de la realización preferente de la invención, se presentan solamente con propósitos ilustrativos, y no pretenden limitar la amplitud de la invención.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se comprenderá más completamente a partir de la descripción detallada y de los dibujos que se acompañan en los cuales:
la figura 1 es una vista en corte transversal de un sistema de válvula de control de acuerdo con una primera realización de la presente invención, ilustrada en un modo de funcionamiento normal cuando el conjunto de válvula de solenoide está activado;
la figura 2 es una vista en corte transversal que ilustra el sistema de válvula de control de la figura 1, en el cual el conjunto de válvula de solenoide está desactivado;
la figura 3 es una vista en corte transversal que ilustra el sistema de válvula de control de la figura 1 que se mantiene en una posición predeterminada mientras el conjunto de válvula de solenoide permanece desactivado y el carrete de válvula está en una posición de equilibrio;
la figura 4 es un diagrama de circuito que ilustra el sistema de válvula de control de acuerdo con la primera realización de la presente invención;
la figura 5 es una vista en corte transversal de un sistema de válvula de control de acuerdo con una segunda realización de la presente invención, ilustrado en una posición inicial en la que los conjuntos primero y segundo de válvula de solenoide están desactivados y el pistón está estacionario;
la figura 6 es una vista en corte transversal que ilustra el sistema de válvula de control de la figura 5, en el que el primer conjunto de válvula de solenoide está activado y el segundo conjunto de válvula de solenoide está desactivado;
la figura 7 es una vista en corte transversal que ilustra el sistema de válvula de control de la figura 5, en el que los conjuntos de válvula de solenoide primero y segundo están desactivados y el pistón continúa extendiéndose;
la figura 8 es una vista en corte transversal que ilustra el sistema de válvula de control de la figura 5, en el que el primer conjunto de válvula de solenoide está desactivado y el segundo conjunto de válvula de solenoide está activado;
la figura 9 es una vista en corte transversal que ilustra el sistema de válvula de control de la figura 5, en el que los conjuntos de válvula de solenoide primero y segundo están desactivados y el pistón continúa retrayéndose;
la figura 10 es una vista en corte transversal que ilustra el sistema de válvula de control de la figura 5, en el que los conjuntos de válvula de solenoide primero y segundo están desactivados y el pistón está estacionario;
la figura 11 es un diagrama de circuito que ilustra el sistema de válvula de control de acuerdo con una segunda realización de la presente invención;
la figura 12 es un diagrama de circuito de un sistema de válvula de control de acuerdo con una tercera realización de la presente invención, ilustrado en una posición inicial en la que el conjunto de válvula de solenoide está desactivado y el pistón está estacionario;
la figura 13 es un diagrama esquemático que ilustra el pasaje de realimentación que se encuentra dispuesto externamente al alojamiento;
la figura 14 es un diagrama esquemático que ilustra el pasaje de realimentación que se encuentra dispuesto internamente en el alojamiento.
Descripción detallada de las realizaciones preferentes
La siguiente descripción de las realizaciones preferentes es meramente de naturaleza ejemplar y no pretende de ninguna manera limitar la invención, su aplicación o sus usos. Por ejemplo, los principios de la presente invención son aplicables por igual a una amplia variedad de sistemas de válvulas, tales como válvulas de carrete, válvulas de seta (es decir, resilientes, metálicas, cerámicas y similares), prensas de atrape y controles de realimentación.
Haciendo referencia a continuación a las figuras 1-4, en las cuales los mismos números de referencia designan partes iguales o correspondientes en las distintas vistas, se ilustra un sistema de válvula de control, que está designado en general por el número de referencia 10. El sistema 10 de válvula de control se muestra como una válvula de control de fluido en las figuras 1-3, y como un circuito de fluido en la figura 4.
Haciendo referencia en particular a las figuras 1-3, el sistema 10 de válvula de control comprende un conjunto 12 de válvula principal y un conjunto 14 de válvula de solenoide. El conjunto 12 de válvula principal está situado en posición adyacente y está acoplado operativamente al conjunto 14 de válvula de solenoide. El conjunto 12 de válvula principal incluye un pasaje 16 de entrada de fluido, un primer pasaje 18 de escape, un segundo pasaje 20 de escape, y un orificio 22 de válvula. Dispuesto en el interior del orificio 22 de válvula hay un miembro de válvula o carrete 24. El carrete 24 está forzado normalmente por medio de un resorte 26 a una posición asentada en la cual una porción de cara 28 del carrete 24 entra en contacto con un primer tope 30 dispuesto en el orificio 22 de válvula, para exhaustar fluido desde una cámara trasera 32 de un conjunto 34 de miembro de pistón, saliendo por un segundo pasaje 20 de escape. Como se describirá más adelante, el carrete 24 se puede situar adicionalmente en una posición no asentada, en la cual la porción de cara 28 del carrete 24 está separada del primer tope 30 del orificio 22 de válvula, aunque una porción 36 de reborde dispuesta en el lado opuesto del carrete 24 entra en contacto con un segundo tope 38 dispuesto en el orificio 22 de válvula para exhaustar fluido de una cámara delantera 40 del conjunto 34 de miembro de pistón, a través de un primer pasaje 18 de escape.
Se debe apreciar que se puede eliminar el resorte 26. En este caso, el carrete 24 sería actuado como respuesta a la presión diferencial de fluido ejercida sobre las caras opuestas del carrete 24. También se anticipa que estas caras podrían incluir áreas superficiales de diferentes tamaños (es decir, diferentes relaciones de área), que permitirían que el sistema 10 de válvula de control pudiese ser modificado fácilmente para producir un amplio rango de presiones de salida diferentes.
El sistema 10 de válvula de control incluye, además, una pluralidad de pasajes de fluido que interconectan el pasaje 16 de entrada de fluido, el primer pasaje 18 de escape y el segundo pasaje 20 de escape. Un pasaje 42 de fluido se extiende entre el pasaje 16 de entrada de fluido y una entrada al conjunto 14 de válvula de solenoide. El pasaje 42 de fluido sirve como un pasaje piloto para suministrar una presión piloto al conjunto 14 de válvula de solenoide. Un pasaje 44 de fluido se extiende entre una salida del conjunto 14 de válvula de solenoide y una válvula de vaivén 46.
La válvula de vaivén 46 generalmente incluye una bola de vaivén 48 que está dispuesta de manera móvil en una cámara de vaivén 50. Como se describirá más adelante, la válvula de vaivén 46 se mueve como respuesta a la presión del fluido para bloquear fluidamente los extremos opuestos de la válvula de vaivén 46 contra el flujo de fluido. La válvula de vaivén 46 está acoplada fluidamente a una cámara 52 de válvula por medio de un pasaje 54 de fluido. La cámara 52 de válvula es adyacente a la porción 28 de cara del carrete 24 y se encuentra dispuesta en el interior del orificio 22 de válvula, de manera que la presión de fluido en el interior de la cámara 52 de válvula actúa sobre la porción de cara 28 para mover el carrete 24 contra la fuerza de forzamiento del resorte 26.
Sin embargo, como se puede apreciar en las figuras 12-14, la bola de vaivén 48 se puede eliminar para proporcionar un diseño más simplificado. Específicamente, un pasaje 100 de fluido se extiende entre la cámara delantera 40 y la solenoide 58. El pasaje 100 de fluido permite el flujo o escape del fluido piloto desde la cámara 52 de válvula a la cámara delantera 40 cuando la solenoide 58 se encuentra en la posición que se muestra en la figura 12. Sin embargo, se debe apreciar que el pasaje 100 de fluido se puede extender, ya sea externamente (véase la figura 13) o internamente (figura 14) del conjunto 12 de válvula principal.
El sistema 10 de válvula de control incluye, además, un pasaje 56 de realimentación que se extiende entre la válvula de vaivén 46 y el primer pasaje 18 de escape. Como consecuencia, la bola de vaivén 48 de la válvula de vaivén 46 es móvil en el interior de la cámara de vaivén 50 en una primera posición, cuando la bola de vaivén 48 impide el flujo de fluido a través del pasaje 56 de realimentación, y una segunda posición en la que la bola de vaivén 48 impide el flujo inverso del fluido a través del pasaje 44 de fluido.
Funcionamiento
La figura 1 ilustra un sistema 10 de válvula de control en un modo de funcionamiento normal, en el cual se dirige el fluido presurizado desde el pasaje 16 de entrada de fluido a la cámara trasera 32 del conjunto 34 de miembro de pistón, para accionar un pistón 62 hacia fuera (a la derecha en las figuras). Específicamente, se proporciona fluido presurizado en el pasaje 42 de fluido desde el pasaje de entrada del fluido 16. Como se puede apreciar en la figura 4, el conjunto 14 de válvula de solenoide está activado de manera que se establezca la comunicación fluida entre el pasaje 42 de fluido y el pasaje 44 de fluido. Esto es, un solenoide 58 del conjunto 14 de válvula de solenoide se activa de manera que un carrete 59 de solenoide se mueva a la derecha en la figura 4, contra la fuerza de forzamiento de un resorte 60 de solenoide. A continuación, el fluido presurizado se introduce desde el pasaje 44 de fluido al interior de la válvula de vaivén 46, con lo cual mueve la bola de vaivén 48 contra el pasaje 56 de realimentación. A continuación, el fluido presurizado en el interior de la válvula de vaivén 46 se dirige a la cámara 52 de válvula. La presión de fluido en el interior de la cámara 52 de válvula actúa sobre la porción 28 de cara del carrete 24. Una vez que la presión de fluido en el interior de la cámara 52 de válvula es mayor que la fuerza de forzamiento del resorte 26, el carrete 24 se moverá a la derecha hasta que la porción 36 de reborde del carrete 24 se asiente sobre el segundo tope 38. Este movimiento del carrete 24 permite que el fluido circule desde el pasaje 16 de entrada de fluido al interior de la cámara trasera 32 del conjunto 34 de miembro de pistón, con lo cual hace extenderse al pistón 62 hacia fuera (a la derecha en las figuras 1-4). De acuerdo con lo anterior, cuando el sistema 10 de válvula de control se encuentra en la posición ilustrada en la figura 1, el pasaje 16 de entrada de fluido, la cámara trasera 32 del conjunto 34 de miembro de pistón, el pasaje 42 de fluido, la válvula de vaivén 46 y la cámara 52 de válvula estarán todos a la misma presión de fluido, esto es, igual a la presión de fluido del pasaje 16 de entrada de
fluido.
Haciendo referencia a continuación a la figura 2, el conjunto 14 de válvula de solenoide está desactivado y por lo tanto se impide que el fluido piloto desde el pasaje 42 de fluido entre en la válvula de vaivén 46, y como consecuencia, en la cámara 52 de válvula. Por lo tanto, la fuerza de forzamiento del resorte 26 que actúa sobre la porción 36 de reborde del carrete 24 fuerza al carrete 24 a la izquierda hasta que la porción 28 de cara en general entre en contacto con el primer tope 30. Este movimiento hacia la izquierda del carrete 24 permite la comunicación de fluido entre el pasaje 16 de entrada de fluido y la cámara delantera 40 del conjunto 34 de miembro de pistón, con lo cual se hace que el pistón 62 se retraiga.
Como se podrá apreciar en la figura 2, un pasaje 56 de realimentación se encuentra en comunicación de fluido con la cámara delantera 40 del conjunto 34 de miembro de pistón, y por lo tanto, se encuentra a la misma presión de fluido. La introducción de fluido presurizado desde el pasaje 16 de entrada de fluido al interior de la cámara delantera 40 y del pasaje 56 de realimentación fuerza a la bola de vaivén 48 de la válvula de vaivén 46 a la izquierda, puesto que la presión de fluido del pasaje 16 de entrada de fluido será ahora mayor que la presión de fluido en el interior de la cámara 52 de válvula. A continuación, este movimiento a la izquierda de la bola de vaivén 48 y de la válvula de vaivén 46, permite el flujo de fluido desde la cámara delantera 40 del conjunto 34 de miembro de pistón al interior de la cámara 52 de válvula, con lo cual se incrementa de nuevo la presión de fluido en el interior de la cámara 52 de válvula. Durante este tiempo, el fluido es exhaustado desde la cámara trasera 32 del conjunto 34 de miembro de pistón a través de un segundo pasaje 20 de escape.
Como mejor se puede apreciar en la figura 3, el flujo de fluido desde el pasaje 16 de entrada de fluido al interior de la cámara delantera 40 del conjunto 34 de miembro de pistón y a la cámara 52 de válvula continuará hasta que la presión en el interior de la cámara 52 de válvula sea igual a la fuerza de forzamiento del resorte 26. Cuando la presión de fluido en el interior de la cámara 52 de válvula iguale a la fuerza de forzamiento del resorte 26, el carrete 24 alcanzará una posición de equilibrio intermedia en la cual quedará impedido el flujo de fluido desde el pasaje 16 de entrada de fluido al interior de cualquiera de los pasajes de fluido restantes. Sin embargo, una persona especialista en la técnica podrá apreciar que cualquier fuga de fluido u otras anormalidades que hagan disminuir la presión de fluido en la cámara delantera 40 del conjunto 34 de miembro de pistón producirán una disminución simultánea en la presión del fluido en el interior de la cámara 52 de válvula. Esta disminución en la presión del fluido en la cámara 52 de válvula permite que el resorte 26 mueva al carrete 24 hacia la izquierda, con lo cual se abre de nuevo la comunicación de fluido entre el pasaje 16 de entrada de fluido y la cámara delantera 40 del conjunto 34 de miembro de pistón. Como se ha explicado más arriba, esta comunicación de fluido continuará hasta que la presión de fluido en el interior de la cámara delantera 40, el pasaje de realimentación 56 y la cámara 52 de válvula sea igual a la fuerza de forzamiento del resorte 26. Por lo tanto, debe quedar claro que el pasaje 56 de realimentación sirve para proporcionar un método para mantener automáticamente una presión de fluido en la cámara delantera 40 de conjunto 34 de miembro de pistón simplemente al seleccionar una fuerza de forzamiento apropiada en el resorte 26. La presión de fluido preferente que se debe mantener es directamente proporcional a la fuerza del resorte 26, y por lo tanto, el resorte 26 se puede seleccionar para determinar la presión de equilibrio de fluido.
Además, se debe apreciar que la característica de regulación de presión de la presente invención se consigue sin necesidad de proporcionar una presión de línea completa, que de otra manera consumiría una cantidad excesiva de energía eléctrica. Esto es, a titulo de ejemplo no limitativo, los cilindros de doble acción tradicionales a menudo funcionan de manera que su retorno a sus posiciones iniciales solamente se consigue por medio de la utilización de la presión de línea completa. Esta utilización de la presión de línea completa en la carrera de retorno consume una cantidad equivalente de aire comprimido, como la que se consume durante una carrera de potencia. Se cree que este consumo de aire comprimido durante la carrera de retorno es innecesario. De acuerdo con los principios de la presente invención, la baja presión en una salida es suficiente para una carrera de retorno rápido, lo cual reduce la cantidad de aire comprimido que se consume, con lo cual se reduce la energía consumida por elemento de trabajo. Adicionalmente, debido a la baja presión que se aplica, también se reduce el potencial de que se produzcan fugas en el cilindro y/o en los accesorios. Estas ventajas se obtienen por medio del funcionamiento del carrete como un regulador de presión.
Realización alternativa
Haciendo referencia a continuación a las figuras 5-11, en las cuales los números de referencia designan partes iguales o correspondientes en las distintas vistas y en aquellas vistas de la primera realización, se ilustra un sistema 10' de válvula de control de acuerdo con una segunda realización de la presente invención. El sistema 10' de válvula de control se ilustra como una válvula de control de fluido en las figuras 5-10 y como un circuito de fluido esquemático en la figura 11.
Haciendo referencia a continuación a la figura 5, el sistema 10' de válvula de control comprende un segundo conjunto 70 de válvula de solenoide que está montado en un conjunto 12' de válvula principal. El conjunto 12' de válvula principal se sitúa adyacente y acoplado operativamente al primer conjunto 14 de válvula de solenoide y al segundo conjunto 70 de válvula de solenoide. El conjunto 12' válvula principal incluye un pasaje 16 de entrada de fluido, el primer pasaje 18 de escape, el segundo pasaje 20 de escape y el orificio 22 de válvula. Dispuesto en el interior del orificio 22 de válvula hay un carrete 24. El carrete 24 normalmente está forzado por medio de un resorte 26 a una posición asentada en la cual la porción 28 de cara del carrete 24 entra en contacto con el primer tope 30 dispuesto en el orificio 22 de válvula, para exhaustar fluido desde la cámara trasera 32 del conjunto 34 de miembro de pistón a través del segundo pasaje 20 de escape. Como se ha descrito más arriba, el carrete 24 se puede situar en una posición no asentada en la cual la porción 28 de cara del carrete 24 está separada del primer tope 30 del orificio 22 de válvula, pero la porción 36 de reborde entra en contacto con el segundo tope 38 dispuesto en el orificio 22 de válvula para exhaustar fluido desde la cámara delantera 40 del conjunto 34 de miembro de pistón a través del pasaje 18 de escape.
El sistema 10' de válvula de control incluye, además, una pluralidad de pasajes de fluido que interconectan el pasaje 16 de entrada de fluido, el primer pasaje 18 de escape, y el segundo pasaje 20 de escape. El pasaje 42 de fluido se extiende entre el pasaje 16 de entrada de fluido y la entrada al conjunto 14 de válvula de solenoide. El pasaje 42 de fluido sirve como un pasaje piloto para suministrar presión piloto al conjunto 14 de válvula de solenoide. El pasaje 44 de fluido se extiende entre la salida del conjunto 14 de válvula de solenoide y la válvula de vaivén 46. La válvula de vaivén 46 incluye generalmente una bola de vaivén 48 que está dispuesta de manera móvil en una cámara de vaivén 50. La válvula de vaivén 46 se mueve como respuesta a la presión del fluido para bloquear en fluido los extremos opuestos de la válvula de vaivén 46 contra el flujo de fluido. La válvula de vaivén 46 está acoplada en fluido a la cámara 52 de válvula por medio del pasaje 54 de fluido. La cámara 52 de válvula es adyacente a la porción 28 de cara del carrete 24 y se encuentra dispuesta en el interior del orificio 22 de válvula, de manera que la presión de fluido en el interior de la cámara 52 de válvula actúa sobre la porción 28 de cara para mover el carrete 24 contra la fuerza de forzamiento del resorte 26.
El sistema 10' de válvula de control incluye, además, un primer pasaje 72 de realimentación que se extiende entre la cámara trasera 32 del conjunto 34 de miembro de pistón y una entrada del segundo conjunto 70 de válvula de solenoide. Se dispone un restrictor 74 en el interior del pasaje 72 de fluido para limitar la cantidad de flujo de fluido a través del primer pasaje 72 de realimentación. Un pasaje 76 de fluido se extiende entre el segundo conjunto 70 de válvula de solenoide y una segunda válvula de vaivén 78. El pasaje 76 de fluido está adicionalmente en comunicación de fluido con el primer pasaje 72 de realimentación aguas abajo del restrictor 74.
La segunda válvula de vaivén 78 generalmente incluye una bola de vaivén 80 dispuesta de manera móvil en el interior de una cámara de vaivén 82. Como se describirá más abajo, la segunda válvula de vaivén 78 se mueve como respuesta a la presión de fluido para bloquear fluidamente los extremos opuestos de la válvula de vaivén 78 contra el flujo de fluido. La segunda válvula de vaivén 78 está acoplada fluidamente a la cámara delantera 40 del conjunto 34 de miembro de pistón a través de un pasaje 84 de fluido. Además, se extiende un segundo pasaje 86 de realimentación entre la segunda válvula de vaivén 78 y la primera válvula de vaivén 46. Como consecuencia, la bola de vaivén 48 de la primera válvula de vaivén 46 es móvil en el interior de la cámara de vaivén 50 en una primera posición, en la cual la bola de vaivén 48 impide el flujo de fluido desde la primera válvula de vaivén 46 a la segunda válvula de vaivén 78, y permite el flujo de fluido en la cámara 52 de válvula, y una segunda posición en la cual la bola de vaivén 48 impide el flujo inverso del fluido a través del pasaje 44 de fluido y permite el flujo de fluido desde el segundo pasaje 86 de realimentación a la cámara 52 de válvula. Además, la bola de vaivén 80 de la segunda válvula de vaivén 78 es móvil en la cámara de vaivén 82 en una primera posición, en la que la bola de vaivén 80 impide el flujo de fluido desde el pasaje 78 de fluido al pasaje 84 de fluido, y una segunda posición en la que la bola de vaivén 80 impide el flujo inverso de fluido desde el segundo pasaje 86 de realimentación al pasaje 76 de fluido. Sin embargo, se debe hacer notar que la bola de vaivén 80 de la segunda válvula de vaivén 78 no puede bloquear el segundo pasaje 86 de realimentación, y por lo tanto el segundo pasaje 86 de realimentación siempre se encuentra en comunicación de fluido ya sea con el pasaje 76 de fluido o con el pasaje 84 de fluido.
Funcionamiento
La figura 5 ilustra un sistema de válvula de control en su posición de equilibrio inicial. Como se ilustra en la figura 6, en ese momento el primer conjunto 14 de válvula solenoide se activa.
La figura 6 ilustra el sistema 10' de válvula de control en un modo de funcionamiento normal, en el cual el fluido presurizado desde el pasaje 16 de entrada de fluido se dirige a la cámara trasera 32 del conjunto 34 de miembro de pistón para accionar al pistón 62 hacia fuera (a la derecha en las figuras). Específicamente, se proporciona en el pasaje 42 de fluido, fluido presurizado desde el pasaje 16 de entrada de fluido. Se activa el primer conjunto 14 de válvula de solenoide de manera que se establezca comunicación de fluido entre el pasaje 42 de fluido y el pasaje 44 de fluido. A continuación, el fluido presurizado se introduce desde el pasaje 44 de fluido a la primera válvula de vaivén 46, con lo cual mueve la bola de vaivén 48 contra el segundo pasaje 86 de realimentación. A continuación, el fluido presurizado en el interior de la primera válvula de vaivén 46 se dirige a la cámara 42 de válvula. La presión de fluido en el interior de la cámara 52 de válvula actúa sobre la porción 28 de cara del carrete 24. Una vez que la presión de fluido en el interior de la cámara 52 de válvula sea mayor que la fuerza de forzamiento del resorte 26, el carrete 24 se moverá a la derecha hasta que la porción 36 de reborde del carrete 24 se asiente sobre el segundo tope 38. Este movimiento del carrete 24 permite que el fluido circule desde el pasaje 16 de entrada de fluido a la cámara trasera 32 del conjunto 34 de miembro de pistón, con lo cual hace extenderse al pistón 62 hacia fuera (a la derecha en las figuras 5 y 11). Como consecuencia, se establece el flujo de fluido entre la cámara trasera 32 y el primer pasaje 72 de realimentación, el segundo conjunto 70 de válvula de solenoide y la segunda válvula de vaivén 78. Debido a la diferencia de presión en la segunda válvula de vaivén 78, la bola de vaivén 80 se desplazará para cerrar el pasaje 84 de fluido y abrir el segundo pasaje 86 de realimentación. Como consecuencia, cuando el sistema 10 de válvula de control se encuentre en la posición ilustrada en la figura 6, el pasaje 16 de entrada de fluido, la cámara trasera 32 del conjunto 34 de miembro de pistón, el pasaje 42 de fluido, la primera válvula de vaivén 46 y el miembro 52 de válvula se encontrarán todos a la misma presión de fluido, es decir, igual a la presión de fluido del pasaje 16 de entrada de fluido.
Haciendo referencia a continuación a la figura 7, el primer conjunto 14 de válvula de solenoide y el segundo conjunto 70 de válvula de solenoide se desactivan, y por lo tanto se impide que el fluido piloto del pasaje 42 de fluido entre en la primera válvula de vaivén 48 y, como consecuencia, en la cámara 52 de válvula. Por lo tanto, la fuerza de forzamiento del resorte 26 que actúa sobre la porción 36 de reborde del carrete 24 forzará al carrete 24 a la izquierda hasta que la porción 28 de cara generalmente entre en contacto con el primer tope 30. Este movimiento a la izquierda del carrete 24 permite la comunicación de fluido entre el pasaje 16 de entrada de fluido y la cámara delantera 40 del conjunto 34 de miembro de pistón, con lo cual hace que el pistón 42 se retraiga.
Como mejor se puede apreciar en la figura 8, cuando se activa el segundo conjunto 70 de válvula de solenoide, se establece comunicación de fluido entre el pasaje 76 de fluido y el pasaje 88 de escape. Como consecuencia, se libera la presión de fluido de la cámara 52 de válvula, de la primera válvula de vaivén 46, del segundo pasaje 86 de realimentación, de la segunda válvula de vaivén 78 y al menos una porción del primer pasaje 72 de realimentación aguas abajo del restrictor 74. Esta reducción de presión de fluido en la cámara 52 de válvula hace que el carrete 24 se mueva a la izquierda bajo la fuerza de forzamiento del resorte 26, como se ilustra en la figura 9. Por lo tanto, se establece el flujo de fluido entre el pasaje 16 de entrada de fluido y la cámara delantera 40 del conjunto 32 de cámara de pistón, para hacer que se retraiga el pistón 62.
Como se puede apreciar en la figura 10, el pasaje 84 de fluido, la segunda válvula de vaivén 78, el segundo pasaje 86 de realimentación y la primera válvula de vaivén 46, establecen comunicación de fluido entre la cámara delantera 40 del conjunto 34 de miembro de pistón y la cámara 52 de válvula, y por lo tanto, se encuentran a la misma presión de fluido en este estado. Como en la primera realización, estos pasajes sirven para mantener la presión de fluido en el interior de la cámara delantera 40 a una presión directamente proporcional al resorte 26, y pueden vencer las fugas de presión y similares utilizando una presión menor que la presión de línea completa, con lo cual se reduce la cantidad de energía consumida.

Claims (9)

1. Un sistema (10) de válvula de control que incluye:
un alojamiento (12) que tiene una entrada (16), una primera salida (17) y una segunda salida (19);
una válvula (24) posicionable en al menos una primera posición en la que se establece comunicación de fluido entre la citada entrada (16) y la citada primera salida (17), una segunda posición en la que se establece comunicación de fluido entre la citada entrada (16) y la citada segunda salida (19), y una tercera posición en la que, en general, se impide la comunicación de fluido entre la citada entrada (16) y la citada primera salida (17) o la citada segunda salida (19), estando forzada la citada válvula (24) en la citada primera posición; y
un conjunto (14) de válvula de solenoide acoplado en comunicación de fluido con la citada entrada (16), siendo posicionable el citado conjunto (14) de válvula de solenoide en una posición actuada en la cual se establece comunicación de fluido con la citada entrada (16), para mover la citada válvula (24) desde la citada primera posición a la citada segunda posición, y una posición desactivada;
que se caracteriza por
un pasaje (56) de realimentación que se extiende entre la citada primera salida (17) y la citada válvula (24), para situar la citada válvula (24) en la citada tercera posición como respuesta a la presión de fluido en el interior de la citada primera salida (17), en el que el citado pasaje (56) de realimentación conecta la citada primera salida (17) y la citada válvula (24) solamente cuando el citado conjunto (14) de válvula de solenoide se encuentra en la citada posición desactivada.
2. Un sistema (10) de válvula de control de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza, además, por:
una válvula de vaivén (46) dispuesta en el interior del citado pasaje (56) de realimentación y en comunicación de fluido con el citado conjunto (14) de válvula de solenoide, siendo posicionable la citada válvula de vaivén (46) en al menos una primera posición en la cual se establece comunicación de fluido solamente entre el citado conjunto (14) de válvula de solenoide y la citada válvula (24), y una segunda posición en la cual se establece comunicación de fluido solamente entre la citada primera salida (17) y la citada válvula (24), como respuesta a una presión de la citada primera salida (17).
3. Un sistema (10) de válvula de control de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado conjunto (14) de válvula de solenoide está forzado en la citada posición desactivada.
4. Un sistema (10) de válvula de control de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado pasaje (56) de realimentación se encuentra dispuesto en el interior del citado alojamiento (12).
5. Un sistema (10) de válvula de control de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado pasaje (56) de realimentación se encuentra dispuesto fuera del citado alojamiento (12).
6. Un sistema (10) de válvula de control de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la citada válvula (24) está compuesta por un carrete (24).
7. Un sistema (10) de válvula de control de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza, además, por:
una segunda válvula de vaivén (78) dispuesta en comunicación de fluido con la citada primera salida (17) y con la citada segunda salida (19), siendo posicionable la citada segunda válvula de vaivén (78) en al menos una primera posición en la cual se establece comunicación de fluido entre la citada primera salida (17) y una segunda salida (86) de válvula de vaivén, y una segunda posición en la cual se establece comunicación de fluido entre la citada segunda salida (19) y la citada segunda salida (86) de válvula de vaivén; y
una primera válvula de vaivén (46) dispuesta en comunicación de fluido con la citada segunda salida (86) de válvula de vaivén, la citada válvula (24) y el citado conjunto (14) de válvula de solenoide, pudiendo situarse la citada primera válvula de vaivén (46) en al menos una primera posición en la cual se establece comunicación de fluido entre la citada segunda salida (86) de válvula de vaivén y la citada válvula (24), y una segunda posición en la cual se establece comunicación de fluido entre el citado conjunto (14) de válvula de solenoide y la citada válvula (24), con lo cual la primera válvula de vaivén (46) y la citada segunda válvula de vaivén (86) cooperan para proporcionar de manera selectiva, presión de fluido contra la citada válvula (24), para situar la citada válvula (24) en la citada tercera posición.
8. Un sistema (10) de válvula de control de acuerdo con la reivindicación 7, que se caracteriza, además, por:
un segundo conjunto (70) de válvula de solenoide acoplado en comunicación de fluido con la citada segunda salida (19), siendo posicionable el citado segundo conjunto (70) de válvula de solenoide en una posición actuada en la cual se establece comunicación de fluido entre la citada segunda salida (19) y un venteo (88), y una posición desactivada que impide la comunicación de fluido entre la citada segunda salida (19) y el citado venteo (88).
9. Un sistema (10) de válvula de control de acuerdo con la reivindicación 8, que se caracteriza, además, por:
un restrictor (74) dispuesto entre la citada segunda salida (19) y el citado segundo conjunto (70) de válvula de solenoide.
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