ES U. Número de publicación: PATENTES Y MARCAS. Número de solicitud: U Int. Cl. 5 : B26B 1/00

Transcripción

1 k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 k Número de publicación: k Número de solicitud: U k Int. Cl. : B26B 1/00 k 12 SOLICITUD DE MODELO DE UTILIDAD U k 22 Fecha de presentación: k 43 Fecha de publicación de la solicitud: k 71 Solicitante/s: Jordi Bosser Julve C/ de Josep Tarradellas, Barcelona, ES k 72 Inventor/es: No consta k 74 Agente: Ponti Grau, Ignacio k 4 Título: Cilindro multiplicador de alta presión, especialmente para máquinas de corte con agua a presión. ES U Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 1 ES U 2 DESCRIPCION La presente invención se refiere a un cilindro multiplicador de alta presión, especialmente para máquinas de corte con agua a presión. Se trata de cilindros multiplicadores que comprenden una pluralidad de cilindros, cuyos émbolos están unidos entre sí y son de secciones progresivamente decrecientes, de manera que en el cilindro de sección menor se obtiene una presión proporcional a la relación de secciones de los cilindros. Para cortar materiales es habitual utilizar herramientas de corte con arranque de virutas, especialmente sierras de diferentes tipos. Estas herramientas tienen el inconveniente de perder material en el corte y de producir virutas que ensucian y pueden provocar averías en las máquinas. Con el fin de evitar estos inconvenientes se realizan cortes con otros sistemas, siendo los más conocidos los que consisten en utilizar láser o agua apresión. En el sistema con agua a presión es habitual utilizar cilindros multiplicadores del tipo arriba descrito. El agua a alta presión sale en forma de un chorro de sección muy pequeña y produce así una presión muy elevada sobre el material, provocando el corte del mismo. Los cilindros multiplicadores utilizados actualmente están provistos de juntas de estanqueidad para reducir al máximo las fugas, pero la vida de las juntas se reduce considerablemente a causa de las altas presiones de trabajo, que son del orden de los kg/cm 2. Por otra parte, estas elevadas presiones provocan deformaciones en las piezas que contienen el fluido a alta presión, como son el émbolo y el cilindro, lo cual hace difícil garantizar una estabilidad de la presión del fluido. El cilindro multiplicador de alta presión, especialmente para máquinas de corte con agua a presión objeto de la invención, se caracteriza porque el cilindro de sección menor, que trabaja a la presión más elevada, está desprovisto de juntas de estanqueidad, tiene un juego entre vástago y cilindro comprendido entre 0,00 mmm y 0,02 mm, y el fluido que impulsa a elevada presión tiene una viscosidad igual o superior a 00 centistokes. De esta manera, el cilindro menor siempre tiene fugas que se mantienen dentro de unos limites que dependen esencialmente, por un determinado juego entre vástago y cilindro, de la presión de trabajo del fluido y de la viscosidad del fluido. Como estos parámetros se pueden controlar dentro de unos límites, también se consigue que las fugas estén controladas. Por el hecho de no utilizar las juntas de estanqueidad habituales se simplifica considerablemente el mantenimiento, ya que se evita tener que desmontar el cilindro para cambiar las juntas. Con el fin de mantener una óptima estabilidad dimensional, el émbolo y el cilindro de sección menor son de un material de gran rigidez, con un módulo de elasticidad superior a N/mm 2. La estabilidad dimensional garantiza la estabilidad de la presión que proporciona el cilindro. Conelfindereducirlasfugasentreelémbolo de sección menor y el cilindro correspondiente, este émbolo comprende un rascador metálico para reducir dichas fugas. Otra característica de la invención consiste en el hecho de que este émbolo recibe un tratamiento superficial de un material antifricción para evitar el atasco del émbolo con el cilindro. Para comprender mejor cuanto se ha expuesto anteriormente se adjuntan unos dibujos en los cuales se representa, de forma esquemática y tan sólo a título de ejemplo, un caso práctico de realización. En estos dibujos, la figura 1 es una vista en sección longitudinal del cilindro multiplicador de la invención; y la figura 2 es un esquema hidráulico de un sistema de corte por agua en el cual se aplica el cilindro múltiple de la invención. Como puede verse en las figuras 1 y 2, el cilindro multiplicador de alta presión (1) comprende dos cilindros (2,3) cuyos émbolos (4,) están unidos entre sí y son de secciones progresivamente decrecientes. El cilindro (3) de sección menor, que trabaja a la presión más elevada, está desprovisto de juntas de estanqueidad, tiene un juego entre vástago () y cilindro (3) (concretamente, la camisa (6) del cilindro) comprendido entre 0,00 mm y 0,02 mm, y el fluido que impulsa a elevada presión (del orden de Kg/cm 2 ) tiene una viscosidad igual o superior a 00 centistokes. Como queda expuesto más arriba, el émbolo () y el cilindro (3) (especialmente la camisa (6)) son de un material de gran rigidez, como un módulo de elasticidad superior a N/mm 2. La figura 1 muestra también un rascador metálico (7), fijado por un tornillo (8), el cual está atornillado al extremo del vástago (). En la figura se ha representado con un rayado diferente la zona superficial (9) del vástago que ha recibido un tratamiento superficial de un material antifricción. La figura muestra también una tapa (1) fijada al extremo del cilindro (3) por medio de tornillos (11). En esta tapa hay dos conductos que se cruzan y que corresponden a la entrada (12) de fluido abajapresión y a la salida (13) de fluido a alta presión. En el esquema hidráulico de la figura 2 se han representado tres cilindros multiplicadores (V1 1, V1 2, V1 3 ) que se conectan de manera que actúen escalonadamente, en un sistema de corte por agua, que se describe a continuación. El sistema comprende los siguientes subconjuntos: una central oleohidráulica R, un sistema S de agua a baja presión (por ejemplo, 10 Kg/cm 2 ), un sistema T de agua a alta presión (por ejemplo, 4200 kg/ cm 2 ) un sistema U de aceite de alta viscosidad, a baja presión (por ejemplo, 4 kg/cm 2 ) cilindros V de aceite hidráulico, a presión mediana (por ejemplo, 170 Kg /cm 2 ) y cilindros W de aceite de alta viscosidad, a alta presión (por ejemplo, 4200 Kg/cm 2 ). El funcionamiento del conjunto del sistema de corte por agua es el siguiente: La central oleohidráulica R hace mover a los tres cilindros V según una cadencia periódica, de manera que cada cilindro comienza a actuar cuando el que lo precede no ha acabado todavía su carrera.

3 3 ES U 4 Cada cilindro V1 arrastra un cilindro W1, de sección más pequeña, y que, por esta razón, multiplica la presión aplicada al cilindro V1. Cada cilindro W1 está directamente comunicado con un elemento especial W3, que le permite transmitir, a través del mercurio que contiene, su presión al agua que hay en el otro lado sin que haya contacto directo, evitando así los peligros de formación de emulsiones y otras formas de contaminación. El aceite espeso contenido entre el cilindro W1 y el transmisor W3 va hacia delante y hacia atrássiguiendo losmovimientosdel cilindro. El grupo U de bombeo de aceite espeso permite asegurar el llenado inicial y la compensación de posibles fugas a través de los antirretornos W2 conectados a W1. Cuando un cilindro W1 se mueve siguiendo el correspondiente cilindro V1, arrastra el aceite espeso y el mercurio del elemento W3. A la salida de W3 hay dos antirretornos W2 conectados en sentido contrario, uno procedente del grupo S de bombeo de agua y otro que va al circuito T de alta presión. Cuando el cilindro V1 va hacia atrás, el agua es aspirada con la ayuda del grupo de bombeo; cuando el cilindro V1 va hacia delante el agua es empujada hacia el circuito T. El elemento principal del circuito de alta presión es la boquilla T1, con un agujero de dimensiones muy pequeñas (del orden de una décima de milímetro). El dibujo representa tres boquillas en paralelo, a título de ejemplo, pero el número no es significativo. Antes de cada boquilla hay una válvula T2, de mando neumático, que permite abrir o cerrar el paso de agua hacia la boquilla. Una válvula análoga T7 permite evacuar el agua libremente sin presión. Se mantendrá abierta en el momento de puesta en marcha del sistema y todo el tiempo que los chorros de agua de las boquillas no tengan que trabajar. Como el agua utilizada para el chorro puede tener que venir tratada, o bien llevar disuelto algún producto, se prevé que el depósito desde donde la aspira la bomba que la empuja hacia el transmisor sea alimentado exteriormente de manera intermitente, mediante una válvula S2 que se abre o se cierra de acuerdo con las señales producidas por los indicadores de nivel S4. El funcionamiento de la central oleohidráulica es el siguiente: Los movimientos de cada uno de los cilindros V1 son generados por dos bombas: - Una bomba R, de cilindrada variable, compensada, para realizar los movimientos de avance; permite mantener constante la presión de impulsión y su valor multiplicado en el cilindro de sección menor W1, y por tanto, el caudal de agua de la boquilla. - Una bomba R6, de cilindrada constante, para realizar los movimientos de retroceso. Los movimientos de avance son gobernados por las electroválvulas R13, y los de retroceso, por las electroválvulas R14. En esta realización todas las electroválvulas son de retorno por resorte. Sobre cada cilindro V1 se encuentran instadados tres contactos de posición V2 que indican, respectivamente: que el cilindro está más adentro; en una posición intermedia regulada; que está completamente fuera. El contacto intermedio origina la extracción del cilindro que ha de seguir el que está todavía funcionando. Cuando entra en funcionamiento el segundo cilindro V1 2, el alto valor que tiene que alcanzar la presión en el correspondiente cilindro W1 2, hace que la compresión sea lenta, y por lo tanto, que tarde también en subir la presión en el citado segundo cilindro V1 2. Con el fin de evitar que baje la presión en el primer cilindro V1 1,queestaba trabajando, se interpone el estrangulamiento R16, el cual será cortocircuitado por la válvula de secuencia R1 cuando la presión haya subido suficientemente. La válvula R17 está destinada a evitar que la descompresión del cilindro W1 sea demasiado rápida y origine sacudidas. Tomando por referencia el cilindro V1 1,lasucesión de maniobras es la siguiente: - Cuando se excita R13 1,saleelcilindroV Al llegar al contacto intermedio V2 2 se provoca la excitación de R13 2, que hace salir el cilindro V Al llegar al de final de extracción V2 3,sedesexcitalaelectroválvula R13 1, e inmediatamente después se excita la electroválvula R14 1, que controla el retorno del cilindro V Al llegar al contacto del final de retracción V2 1, se desexcita la electroválvula R14 1. Quedan desexcitadas las dos electroválvulas R13 1 yr14 1, pero la posición del contacto V2 1,noimpideque se pueda excitar R La excitación de R13 1,seproducemás tarde, cuando es apretado por el cilindro 3, el contacto intermedio V2 8. Volviendo ahora a la figura 1 y relacionándola con la figura 2, puede verse que el conducto de entrada (12) está conectado al circuito de fluido abajapresión U y el conducto de salida (13) al circuito de fluido a alta presión. El fluido que sale del cilindro empuja al mercurio del transmisor W3, y éste transmite la potencia al circuito de agua T. El chorro de agua que sale a través de las boquillas T1 realiza la función de corte

4 ES U 6 REIVINDICACIONES 1. Cilindro multiplicador de alta presión, especialmente para máquinas de corte con agua a presión, que comprende una pluralidad de cilindros cuyos émbolos están unidos entre sí y son de secciones progresivamente decrecientes, caracterizado por el hecho de que el cilindro de sección menor, que trabaja a la presión más elevada, está desprovisto de juntas de estanqueidad, tiene un juego entre vástago y cilindro comprendido entre 0,00 mm y 0,02 mm, y el fluido que impulsa a elevada presión tiene una viscosidad igual o superior a 00 centistokes Cilindro según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el émbolo y el cilindro de sección menor son de un material de gran rigidez, con un módulo de elasticidad superior a N/mm Cilindro según la reivindicación1o2,caracterizado por el hecho de que el émbolo de sección menor comprende un rascador metálico para reducir las fugas entre el émbolo y el cilindro correspondiente. 4. Cilindro según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el émbolo recibe un tratamiento superficial de un material antifricción

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