ITTO940188U1 - STARTING CIRCUIT. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo per facilitare l'avviamento di un motore elettrico (10) collegato, mediante un albero (12), ad una pompa idraulica (14) per l'azionamento di un cilindro idraulico (20).Il dispositivo comprende una valvola direzionale (26) che, all'atto dell'avviamento del motore elettrico (10), mantiene praticamente priva di pressione la parte di circuito idraulico (18) collegato al cilindro idraulico (20).Quale elemento di sicurezza, per impedire uno scarico accidentale del cilindro idraulico (20), è utilizzata una valvola di non ritorno (24) caricata a molla.La valvola direzionale (26) è azionata con mezzi idraulici ed è collegata al circuito idraulico (18) con un raccordo di comando (30) disposto secondo la direzione del fluido presente a valle della pompa idraulica (14).Device to facilitate the starting of an electric motor (10) connected, by means of a shaft (12), to a hydraulic pump (14) to drive a hydraulic cylinder (20). The device includes a directional valve (26) which, when starting the electric motor (10), keeps the part of the hydraulic circuit (18) connected to the hydraulic cylinder (20) practically pressure-free. As a safety element, to prevent accidental discharge of the hydraulic cylinder ( 20), a spring-loaded non-return valve (24) is used.The directional valve (26) is operated by hydraulic means and is connected to the hydraulic circuit (18) with a control fitting (30) arranged according to the direction of the fluid present downstream of the hydraulic pump (14).
Description
DESCRIZIONE del Modello Industriale di Utilità avente per titolo: "Circuito di avviamento" DESCRIPTION of the Industrial Utility Model entitled: "Starting circuit"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
L'invenzione riguarda un dispositivo per facilitare l'avviamento di un motore elettrico, che viene impiegato per il comando di una pompa idraulica, nel quale per mezzo di una valvola direzionale almeno all'atto dell'avviamento del motore elettrico viene mantenuta praticamente priva di pressione la parte di un circuito idraulico che adduce ad un elemento di presa di forza. The invention relates to a device to facilitate the starting of an electric motor, which is used to control a hydraulic pump, in which, by means of a directional valve, at least when the electric motor is started, it is kept practically free of any pressure the part of a hydraulic circuit that leads to a power take-off element.
I motori elettrici che sono disponibili liberamente sul mercato e che vengono qui impiegati presentano spesso, in particolare quando devono essere economici, una bassa coppia di avviamento, per cui non è possibile avviare il motore rispetto ad un carica massimo il quale si verifica ad esempio per il comando di una pompa idraulica. The electric motors which are freely available on the market and which are used here often have, especially when they have to be economical, a low starting torque, so that it is not possible to start the motor with respect to a maximum load which occurs for example for the control of a hydraulic pump.
Al fine di aumentare la coppia di avviamento nello stato della tecnica vengono proposte diverse possibilità. Cosi nel caso di un dispositivo diverso da questo viene impiegato per il motore elettrico un cosiddetto condensatore di avviamento, che però comporta un costo elevato in termini di apparecchiature tecniche, poiché oltre al condensatore di avviamento è anche necessario un interruttore a forza centrifuga, il quale interrompe il condensatore di avviamento dopo che il motore si è portata fino al suo numero di giri nominale. In order to increase the starting torque in the state of the art, various possibilities are proposed. Thus, in the case of a device other than this, a so-called starting capacitor is used for the electric motor, which however entails a high cost in terms of technical equipment, since in addition to the starting capacitor, a centrifugal force switch is also required, which interrupts the starting capacitor after the motor has reached its rated number of revolutions.
In un altro genere di dispositivo diverso da quello presente viene impiegato un cosiddetta condensatore di funzionamento avente una capacità notevolmente maggiore. Malgrado questa maggiore capacità la coppia di avviamento in tal modo prodotta non è sufficiente per tutte le condizioni di impiego, in particolar modo nel caso dei circuiti idraulici. Inoltre è elevata il prezzo del condensatore rivendicato . Il motore inoltre a causa dell'impiego del condensatore di esercizio assorbe una potenza maggiore con la conseguenza che diminuisce la sua durata di funzionamento . In another type of device other than the present one, a so-called operating capacitor having a considerably higher capacity is used. Despite this greater capacity, the starting torque produced in this way is not sufficient for all conditions of use, especially in the case of hydraulic circuits. Furthermore, the price of the claimed capacitor is high. Furthermore, due to the use of the operating capacitor, the motor absorbs a greater power with the consequence that its operating duration decreases.
Una ulteriore possibilità di favorire l'avviamento potrebbe consistere nel fatto di portare in un primo tempo il motore elettrico senza carico fino al suo numero di giri nominale e successivamente accoppiare la pompa idraulica al motore mediante un dispositiva di accoppiamento. I dispositivi di accoppiamento attualmente disponibili sono però di costo elevato e non funzionano senza usura, per cui i dispositivi attualmente disponibili comportano un corrispondente costo in manutenzione. A further possibility of favoring starting could consist in first bringing the electric motor without load up to its nominal number of revolutions and subsequently coupling the hydraulic pump to the motor by means of a coupling device. However, the currently available coupling devices are of high cost and do not work without wear, so that the currently available devices involve a corresponding cost in maintenance.
Nel caso di un dispositivo di questa genere per facilitare l'avviamento di un motore elettrico, vengono impiegate delle valvole elettromagnetiche a comando elettrico per una circolazione senza pressione nel circuito idraulico. Il comando elettrico per il motore deve venire allora completato per comandare la valvola elettromagnetica, e ciò comporta nuovamente un elevato costo in termini di apparecchiature tecniche. In the case of a device of this kind to facilitate starting of an electric motor, electromagnetic valves with electric control are used for pressure-free circulation in the hydraulic circuit. The electrical control for the motor must then be completed to control the solenoid valve, and this again entails a high cost in terms of technical equipment.
A partire da questo stato della tecnica alla base dell'invenzione sta il problema d.i realizzare un dispositivo per facilitare l'avviamento di un motore elettrico, il quale viene impiegato per il comando di una pompa idraulica, e con il quale è passibile impiegare anche motori elettrici molto economici con una bassa coppia di avviamento, il quale dispositivo sia di fabbricazione economica e funzioni in assenza di manutenzione e senza difetti. Tale problema viene attualmente risolto da un dispositivo avente le caratteristiche della rivendicazione 1. Starting from this state of the art at the base of the invention lies the problem of realizing a device to facilitate the starting of an electric motor, which is used to control a hydraulic pump, and with which it is also possible to use motors. very economical electric motors with a low starting torque, which device is of economical manufacture and works without maintenance and without defects. This problem is currently solved by a device having the characteristics of claim 1.
Dal momento che seconda la parte caratterizzante della rive ndicazione 1 la valvola direzionale può venire azionata idraulicamente ed è collegata al circuito idraulico con un raccordo di comando secondo la direzione del fluido a valle della pompa idraulica, è possibile avviare il motore senza carico. A tale scopo si apre la valvola direzione e forma una sorta di "bypass" verso il serbatoio. Il circuito idraulico disposto posteriormente alla pompa idraulica viene quindi mantenuto praticamente privo di pressione e il motore elettrico accelera nella direzione che va verso il suo numero di giri nominale. La pompa idraulica che è collegata con il motore al crescere del numero dei giri del motore trasporta una quantità maggiore di fluido e a partire da una quantità di fluido che può essere prestabilita e che coincide con una differenza di pressione nei raccordi di impiego a monte e a valle della valvola direzione o della valvola di bypass, mediante il raccordo di comando la valvola viene portata nella sua posizione di chiusura e viene intercettato il percorso verso il serbatoio. Quando viene raggiunto il numero di giri nominale del motore elettrico anche la valvola direzionale si chiude automaticamente e la mandata della pompa viene addntta al relativo elemento idraulico di presa di forza . Since the directional valve can be hydraulically operated according to the characterizing part of claim 1 and is connected to the hydraulic circuit with a control connection according to the direction of the fluid downstream of the hydraulic pump, it is possible to start the engine without load. To do this, the direction valve opens and forms a sort of "bypass" towards the tank. The hydraulic circuit arranged behind the hydraulic pump is therefore kept practically pressure-free and the electric motor accelerates in the direction that goes towards its nominal number of revolutions. The hydraulic pump which is connected to the engine as the number of revolutions of the engine increases, carries a greater quantity of fluid and starting from a quantity of fluid that can be predetermined and which coincides with a difference in pressure in the upstream and downstream connections. direction valve or bypass valve, by means of the control connection the valve is brought to its closed position and the path to the tank is intercepted. When the nominal speed of the electric motor is reached, the directional valve also closes automatically and the pump delivery is fed to the relevant hydraulic power take-off element.
Fino a che il motore gira, la valvola direzionale rimane chiusa, per cui quando il motore viene arrestato la pressione nel condotto che va al relativo elemento di presa di forza tra la pompa e il raccordo di comanda viene diminuita in maniera definita fino a che la valvola si apre nuovamente e realizza il "bypass" con il serbatoio per un nuovo avviamento del motore. As long as the engine is running, the directional valve remains closed, so that when the engine is stopped, the pressure in the pipe that goes to the relative power take-off element between the pump and the control fitting is decreased in a defined manner until the valve opens again and makes the "bypass" with the tank for a new start of the engine.
In una forma di esecuzione preferita del dispositivo secondo l'invenzione, la valvola direzionale è una valvola a 2/2 vie o una valvola cursore, mentre in una posizione di comando compresa tra i due raccordi A, B la valvola direzionale è provvista di uno strozzamento. Mediante la sezione di strozzamento predeterminabile si può regolare la differenza di pressione nei raccordi di utilizzo A, B a monte e a valle della valvola, la quale differenza è necessaria al fine di azionare la valvola per mezzo del raccordo di comando della stessa. In a preferred embodiment of the device according to the invention, the directional valve is a 2/2-way valve or a spool valve, while in a control position between the two fittings A, B the directional valve is provided with a throttling. By means of the predeterminable throttling section it is possible to adjust the pressure difference in the utilization fittings A, B upstream and downstream of the valve, which difference is necessary in order to operate the valve by means of the control fitting of the same.
In un'altra forma di esecuzione preferita del dispositivo conforme all'invenzione, il motore elettrico è un motore a corrente continua in particolare un motore monofase. Il motore monofase è di esecuzione economica e si può collegare alla rete e può essere messo in funzione mediante un raccordo con la rete come si trova anche tradizionalmente nelle abitazioni private, il che aumenta le possibilità di utilizza del dispositivo conforme all'invenzione. In another preferred embodiment of the device according to the invention, the electric motor is a direct current motor, in particular a single-phase motor. The single-phase motor is of economical execution and can be connected to the network and can be put into operation by means of a connection with the network as is also traditionally found in private homes, which increases the possibilities of use of the device according to the invention.
In una forma di esecuzione particolarmente preferita del dispositivo secondo l'invenzione, l'elemento di presa di forza è un cilindro idraulico di una piattaforma di sollevamento il quale può venire sostenuto nella sua posizione mediante una valvola di non ritorno nel circuito idraulico. Grazie a questo sostegno offerto dalla valvola di non ritorno, il relativo elemento di presa di forza rimane nella sua posizione che ha già assunto, anche quando viene escluso il motore elettrico. Per mezzo del dispositivo secondo l'invenzione, la valvola di non ritorno si apre solamente quando è stata raggiunta la voluta portata della pompa .idraulica e con essa è garantito il fatto che ha luogo un movimento di spostamento dell elemento di presa di forza nella direzione voluta. In tale caso il raccordo di comando della valvola direzionale viene di preferenza collegato al circuito idraulico tra la pompa idraulica e la valvola di non ritorno. In a particularly preferred embodiment of the device according to the invention, the power take-off element is a hydraulic cylinder of a lifting platform which can be supported in its position by means of a non-return valve in the hydraulic circuit. Thanks to this support offered by the non-return valve, the relative power take-off element remains in the position it has already assumed, even when the electric motor is excluded. By means of the device according to the invention, the non-return valve opens only when the desired flow rate of the hydraulic pump has been reached and with it the fact that a displacement movement of the power take-off element takes place in the direction desired. In this case, the control connection of the directional valve is preferably connected to the hydraulic circuit between the hydraulic pump and the non-return valve.
In un'altra forma di esecuzione preferita del dispositivo secondo l'invenzione, tra l'elemento di presa di forza e la valvola di non ritorno come pure parallelamente alla valvola direzionale è collegata nel circuito idraulico un'altra valvola a 2/2 vie, la quale può venire azionata di preferenza elettricamente. Quando la valvola di non ritorno è chiusa e il motore è arrestato si può allora riportare l 'elemento di presa di forza nella sua posizione di partenza per mezza di questa ulteriore valvola direzionale. In another preferred embodiment of the device according to the invention, another 2/2-way valve is connected in the hydraulic circuit between the power take-off element and the non-return valve as well as parallel to the directional valve. which can preferably be electrically operated. When the non-return valve is closed and the engine is stopped, the power take-off element can then be returned to its starting position by means of this additional directional valve.
In un'altra forma di. esecuzione preferita del dispositivo secondo l'invenzione, la valvola direzionale presenta un raccordo per i trafilamenti collegato al serbatoio del circuito idraulico. In particolar modo quando si tratta nel casa della valvola direzionale d.i una valvola direzionale a cursore, le quantità di. olio trafilato conseguenti all'azionamento della valvola possono venire definitivamente inviate al serbatoio. In another form of. preferred embodiment of the device according to the invention, the directional valve has a fitting for leaks connected to the tank of the hydraulic circuit. Particularly when it comes to the home of the directional valve d.i a directional spool valve, the quantities of. Drawn oil resulting from the actuation of the valve can be definitively sent to the tank.
Il dispositivo secando l'invenzione viene descritto in maggiore dettaglio sulla base del disegno. La singola figura del disegno mostra in una rappresentazione fondamentale lo schema di comando del circuito di avviamento. Il dispositivo illustrato nello schema del circuito di avviamento serve per facilitare l'avviamento di un motore elettrico 10. Il motore elettrico 10 è formato da un motore monofase con una bassa coppia di avviamento. Il motore monofase 10 è collegato in maniera tradizionale , e che quindi non verrà descritta in maggior dettaglio, ad una pompa idraulica 14 per mezzo di un albero 12. La pompa idraulica 14 preleva l'olio idraulico da un serbatoio 16 e alimenta quest'olio entro un circuito idraulico indicato nel suo insieme con 13. The device according to the invention is described in greater detail on the basis of the drawing. The single figure of the drawing shows the starting circuit control scheme in a fundamental representation. The device illustrated in the starting circuit diagram serves to facilitate starting of an electric motor 10. The electric motor 10 is formed by a single-phase motor with a low starting torque. The single-phase motor 10 is connected in a traditional way, and which will therefore not be described in greater detail, to a hydraulic pump 14 by means of a shaft 12. The hydraulic pump 14 takes the hydraulic oil from a tank 16 and feeds this oil within a hydraulic circuit indicated as a whole with 13.
La pompa idraulica 14 aziona un elemento di presa di farsa, sotto -forma di un cilindra idraulico HO, nel. quale l'asta 22 dello stantuffo à èollegata con una piattaforma di sollevamento (non illustrata) per sollevare ed abbassare dei carichi. Il cilindro 2a collegato al circuito idraulico è sostenuto per mezzo di una valvola di non ritorno 24 caricata a molla, ossia la piattaforma di sollevamento non può abbassarsi accidentalmente e in certe circostanze in maniera pericolosa per una persona addetta. Al fine di mantenere praticamente senza pressione il circuito idraulico 18 per l'avviamento del motore 10, a monte della valvola di non ritorno 24, viene impiegata una valvola direzionale a 2/2 vie o una valvola a cursore 26, la quale si può portare sotto .l'azione della forza di una molla nella sua posizione di azionamento che collega reciprocamente i due raccordi di utilizzo A, B. Il raccordo di utilizzo B viene disposto per mezzo di un corrispondente condotto tra la pompa idraulica 14 e la valvola di non ritorno 24, mentre viceversa il raccordo di. utilizzo A è collegato per mezzo di un corrispondente condotto al serbatoio 16. Nella sua posizione di azionamento illustrata nella figura, la quale collega reciprocamente i raccordi di utilizzo A e B, la portata si può selezionare mediante una valvola di strozzamento 28 avente una sezione di strozzamento che si può stabilire in precedenza, e che fa parte della valvola direzionale a 2/2 vie 26, Al condotto con il raccordo di 'utilizzo B è collegato un raccordo di comando 30 della valvola direzionale 26. Inoltre la valvola direzionale a 2/2 vie 26 presenta un condotto 32 per i trafilamenti , il quale porta al serbatoio 16, Come mostra in particolare la figura, tra l'elemento di presa di forza 20 e la valvola di non ritorno 24 come pure parallelamente alla valvola direzionale 26 è disposta un'altra valvola direzionale a 2/2 vie 34 nel circuito idraulico 18. L'altra valvola direzionale 34 può venire azionata elettricamente e viene spostata nella sua posizione di chiusura illustrata in figura tramite l'azione di una molla. Il condotta di scarico 36 inserita a valle della valvola 34 secondo la direzione del fluidor e nel quale sbocca il raccordo di utilizzo A, come pure il condotta 33 dei trafilamenti portano anch'essi al serbatoio 16. The hydraulic pump 14 operates a sham gripping element, in the form of a hydraulic cylinder HO, in. such as the plunger rod 22 is connected to a lifting platform (not shown) for raising and lowering loads. The cylinder 2a connected to the hydraulic circuit is supported by means of a spring-loaded non-return valve 24, i.e. the lifting platform cannot lower accidentally and in certain circumstances in a dangerous manner for a person in charge. In order to keep the hydraulic circuit 18 for starting the motor 10 practically without pressure, upstream of the non-return valve 24, a 2/2-way directional valve or a spool valve 26 is used, which can be brought below. the action of the force of a spring in its actuation position which mutually connects the two utilization fittings A, B. The utilization fitting B is arranged by means of a corresponding duct between the hydraulic pump 14 and the non-return valve. return 24, while vice versa the fitting of. utilization A is connected by means of a corresponding duct to the tank 16. In its actuation position illustrated in the figure, which mutually connects the utilization fittings A and B, the flow rate can be selected by means of a throttle valve 28 having a section of throttling which can be established previously, and which is part of the 2/2-way directional valve 26, A control connection 30 of the directional valve 26 is connected to the pipe with the use connection B. 2-way 26 has a duct 32 for leaks, which leads to the tank 16, as shown in particular in the figure, between the power take-off element 20 and the non-return valve 24 as well as parallel to the directional valve 26 is arranged another 2/2-way directional valve 34 in the hydraulic circuit 18. The other directional valve 34 can be electrically operated and is moved to its closed position shown in FIG. ura through the action of a spring. The discharge pipe 36 inserted downstream of the valve 34 according to the direction of the fluidor and into which the use fitting A opens, as well as the leakage pipe 33 also leads to the tank 16.
Nel seguito verrà descritta con maggior dettaglio il funzionamento del dispositivo seconda l'invenzione sulla base della figura. Al fine di permettere per il motore 10 un avviamento in assenza di carico, la valvola 26 si trova nella sua posizione di apertura come è illustrato nella figura. .In questa posizione di apertura si realizza per mezzo della valvola 26 una specie di bypass e la quantità di fluido trasportata dalla pompa idraulica 14 viene addotta nel serbatoio 16 attraverso il raccordo di utilizzo B, lo strozzamento 28 della valvola 26 e il raccordo di utilizza A. Il motore 10 pub quindi raggiungere senza ulteriori mezzi ausiliari e malgrado la bassa coppia di avviamento il suo numero di giri nominale previsto per il comando della pompa idraulica 14, il che non sarebbe possibile nel caso in cui il motore monofase 10 dovesse funzionare direttamente a carico massimo. In the following, the operation of the device according to the invention will be described in greater detail on the basis of the figure. In order to allow the motor 10 to start without load, the valve 26 is in its open position as shown in the figure. In this open position, a kind of bypass is created by means of the valve 26 and the quantity of fluid transported by the hydraulic pump 14 is fed into the tank 16 through the use fitting B, the throttling 28 of the valve 26 and the utilization fitting. A. The motor 10 can therefore reach, without further auxiliary means and in spite of the low starting torque, its nominal number of revolutions foreseen for the control of the hydraulic pump 14, which would not be possible if the single-phase motor 10 were to operate directly. at maximum load.
Con il crescere della portata di fluido alimentata dalla. pompa idraulica 14, aumenta la portata di attraversamento in corrispondenza dello strozzamento 23 della valvola 26 e con essa aumenta la differenza di pressione tra i due raccordi di utilizzo A e B, la quale differenza viene prelevata per mezzo del raccordo di comando 30. Quando viene raggiunto un valore di entità prestabilita la valvola 26 viene portata per mezzo del raccordo di comando 30 nella sua posizione di chiusura la quale intercetta il collegamento A, B e a causa del crescere della pressione nel circuito idraulico 10 si apre la valvola di non ritorno 24 e l'asta 22 dello stantuffo può venire estratta per mezzo del cilindro di lavoro SO. Fintanto che il motore 10 non ha raggiunta il sua numero di giri nominale, la valvola 26 resta chiusa. Se il motore 10 viene escluso, la pressione nel condotto compreso tra la pompa 14 e la valvola di non ritorno 24 diminuisce definitivamente e la valvola 26 apre nuovamente il bypass verso al serbatoio 16. E' allora possibili effettuare un nuova avviamento del motore praticamente in assenza di carico. As the flow rate of the fluid fed by the. hydraulic pump 14, the flow through at the throttling 23 of the valve 26 increases and with it increases the pressure difference between the two use fittings A and B, which difference is taken by means of the control fitting 30. When it is once a predetermined value has been reached, the valve 26 is brought by means of the control fitting 30 to its closed position which intercepts the connection A, B and due to the increase in pressure in the hydraulic circuit 10 the non-return valve 24 opens and the piston rod 22 can be extracted by means of the working cylinder SO. As long as the motor 10 has not reached its nominal number of revolutions, the valve 26 remains closed. If the motor 10 is excluded, the pressure in the duct between the pump 14 and the non-return valve 24 decreases definitively and the valve 26 opens the bypass again towards the tank 16. It is then possible to restart the motor practically in no load.
Qualora la piattaforma di sollevamento debba venire abbassata con l'asta 22 dello stantuffo, si può portare l'altra valvola direzionale con mezzi elettromagnetici nella sua posizione di apertura, e il fluido che ritorna dal cilindro 20 viene addotto al serbatoio 16 per mezzo del condotto di scarico 36. Ad eccezione dell 'abbassamento della piattaforma di sollevamento (non illustrata) oppure dell 'inserimento dell 'asta 22 dello stantuffo, la valvola 34 rimane nella sua posizione di chiusura illustrata nella figura. If the lifting platform has to be lowered with the piston rod 22, the other directional valve can be brought to its open position by electromagnetic means, and the fluid returning from the cylinder 20 is conveyed to the tank 16 by means of the conduit 36. With the exception of the lowering of the lifting platform (not shown) or the insertion of the plunger rod 22, the valve 34 remains in its closed position shown in the figure.
L'impiega di una piattaforma di sollevamento che può venire inserita ed estratta con mezzi idraulici quale elemento di presa di forza costituisce soltanto una condizione di impiego del dispositivo secondo l 'invenzi one. Il dispositivo secando l 'invenzione si può impiegare di per sè per tutti i tipi di motori elettrici, in particolare modo i motori a corrente alternata; l 'impiego nel caso dei motori monofase si è però riscontrato come particolarmente vantaggioso. The use of a lifting platform which can be inserted and extracted by hydraulic means as a power take-off element constitutes only a condition of use of the device according to the invention. The device according to the invention can be used per se for all types of electric motors, in particular alternating current motors; however, its use in the case of single-phase motors was found to be particularly advantageous.
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