A pressão suporta a carga. O caudal movimenta-a.

Um elevador hidráulico utiliza fluido pressurizado a atuar num atuador para produzir força de elevação. Uma bomba acionada por um motor fornece o fluido; as válvulas controlam o seu percurso. O êmbolo eleva a cabina diretamente ou através de um sistema de cabos.

A pressão e o caudal têm funções diferentes. A pressão que atua sobre a área efetiva do êmbolo produz força. Para uma área fixa, o volume de fluido que entra ou sai em cada segundo determina a velocidade do êmbolo. Estas relações são explicadas em pressão e caudal e cilindros e êmbolos.

Esta lição acompanha um sistema convencional de simples efeito: a bomba fornece o movimento de subida e a gravidade proporciona o movimento de descida. Algumas conceções utilizam um sistema de gestão de energia diferente.

O controlador do elevador também coordena as condições das portas e a informação de posição. A pressão hidráulica, por si só, não estabelece que uma viagem seja permitida ou corretamente controlada.

Subida, paragem e descida.

Acompanhar uma viagem
  1. Na subida: a energia elétrica faz rodar a bomba. O fluido entra no cilindro e estende o êmbolo.
  2. Parado: a bomba não precisa de continuar a funcionar. Os percursos hidráulicos fechados retêm fluido para sustentar a carga.
  3. Na descida: o peso da cabina empurra o fluido de volta para fora. Um percurso de retorno controlado dosa esse caudal para o depósito.

A bomba pode, assim, estar parada durante a descida. Parar apenas o motor não impede a fuga de fluido de uma tubagem danificada ou percurso de retorno aberto.

Acompanhe o fluido no retorno.

O percurso de retorno controlado de um elevador hidráulicoUm êmbolo carregado empurra o fluido para fora do cilindro. O fluido atravessa uma válvula de rotura na ligação do cilindro, depois um tubo ou mangueira, depois a válvula normal de descida, e regressa ao depósito. A válvula de rotura está posicionada antes da tubagem para que a saída excessiva de fluido do cilindro possa ser interrompida se essa tubagem falhar. A bomba e outros ramos foram omitidos.Carga da cabinaCaudal de retorno12345
  1. Cilindro e êmbolo: a carga empurra o fluido para fora durante a descida.
  2. Válvula de rutura: um caudal excessivo de saída desencadeia o fecho junto ao cilindro.
  3. Tubo rígido ou flexível: transporta fluido entre o cilindro e o grupo hidráulico.
  4. Válvula de descida: doseia o caudal de retorno durante uma viagem normal.
  5. Reservatório: recebe o fluido de retorno.
Percurso de retorno simplificado de um sistema convencional de simples efeito. É mostrada a descida normal. A bomba, o ramo de limitação de pressão e outras medidas de proteção foram omitidos; trata-se de uma ilustração funcional, não de um desenho de instalação.

Quatro funções de válvulas a distinguir.

Retenção normal da carga
Uma válvula antirretorno impede o escoamento inverso pelo seu percurso. Em conjunto com os percursos de descida fechados, ajuda a reter o fluido durante uma paragem. Isto faz parte do funcionamento normal.
Descida controlada
O conjunto de descida e controlo de caudal regula o fluido que sai do cilindro para produzir a descida solicitada.
Alívio de pressão
Uma válvula limitadora de pressão limita a pressão excessiva no circuito que protege, abrindo uma passagem de descarga. Não deteta uma descida excessiva apenas porque a cabina se move demasiado depressa.
Proteção contra rutura
Uma válvula de rutura adequada responde a um caudal excessivo de saída do cilindro. Fecha para parar a descida resultante. O seu acionamento é diferente da função de alívio de pressão.

Porque é importante a ligação ao cilindro.

Uma válvula de rotura junto ao cilindro, como a R10 da Blain, coloca a função de paragem entre a carga sustentada e a tubagem principal do cilindro. Se essa tubagem falhar e o fluido sair demasiado depressa, a válvula fecha a via de saída no cilindro.

Uma válvula de descida normal na outra extremidade de um tubo roto não consegue fechar a própria rotura. Por isso, importa tanto o que um dispositivo deteta como o local onde atua.

A proteção contra caudal excessivo não responde necessariamente a uma pequena fuga ou a uma deriva lenta. A proteção contra deslocamento lento e movimento não intencional da cabina com portas abertas tem uma função própria. O êmbolo, as tubagens e os dispositivos de proteção devem adequar-se à instalação específica; o desenho acima é um exemplo, não uma configuração universal.

Um olhar mais próximo

A condição de atuação de uma válvula de rotura é o caudal de fluido, enquanto a sua finalidade é limitar o movimento resultante da cabina. Para uma determinada área efetiva do êmbolo, uma saída de fluido mais rápida significa uma descida mais rápida do êmbolo. Num elevador hidráulico com cabos, a velocidade da cabina e a do êmbolo diferem conforme a configuração da suspensão.

A temperatura do fluido, as fugas e a carga podem alterar o desempenho normal. O fluido e a tubagem também têm alguma elasticidade, pelo que o comportamento hidráulico não é perfeitamente rígido. Estes efeitos ajudam a explicar por que controlar uma viagem, reter num patamar e proteger contra uma falha são questões de engenharia distintas.

Verifique o que aprendeu

A bomba tem sempre de funcionar para fazer descer um elevador hidráulico convencional?

Mostrar a explicação

Não. Numa configuração convencional de descida por gravidade, a descida é controlada pelo retorno do fluido sob a carga.

Aplicar a ideia

Problema de pressão ou caudal excessivo?

A bomba está parada, mas uma falha na tubagem do cilindro permite a saída de um grande caudal de fluido do cilindro. Qual a função relevante: alívio de pressão ou proteção contra rutura? Porque é importante a sua localização?

Mostrar o raciocínio

Proteção contra rotura. Uma válvula de rotura junto ao cilindro pode fechar a via de caudal excessivo antes de o fluido chegar à tubagem que falhou. A limitação da pressão da bomba trata da pressão excessiva; não é a função de paragem para este acontecimento. Uma fuga lenta pode não atingir o caudal de atuação da válvula de rotura, pelo que são necessárias outras medidas para outros perigos.

Leitura adicional.

Leitura opcional para aprofundar esta lição.