ES1062119U - Valvula electromagnetica auxiliar para una servovalvula de gas. - Google Patents

Abstract

1. Válvula electromagnética auxiliar para una servoválvula de gas del tipo de diafragma para el suministro a un aparato doméstico de combustión, que comprende una carcasa (10) que se fija a la servoválvula (5) y que incluye un conducto de salida del gas (15) con un asiento de válvula (18a), un brazo basculante (30) alojado en la carcasa (10) y que incorpora un miembro obturador (35) para dicho asiento de válvula (18a), un electroimán (20) alojado en la carcasa (10), estando provisto dicho electroimán (20) de un núcleo (21) en forma de "U", una armadura ferromagnética (34) insertada en el brazo basculante (30) que cierra el circuito magnético del electroimán (20) cuando éste es energizado, desplazando dicho brazo basculante (30) y abriendo el asiento de válvula (18a), y un medio de retorno (36) para el regreso del brazo basculante (30) a una condición de reposo en la que se mantiene el asiento de válvula (18a) cerrado, caracterizada porque el núcleo (21) del electroimán (20) comprende un arrollamiento de accionamiento (22) que se alimenta con una batería (2) y un arrollamiento de mantenimiento (23) que se alimenta con un termopar de llama (4).

Description

Válvula electromágnetica auxiliar para una servoválvula de gas.

Sector de la técnica

La presente invención se relaciona con una válvula electromagnética auxiliar de gas para una servoválvula de conmutación del gas del tipo de diafragma para el control de la combustión en un calentador de agua o en un aparato de calefacción.

Estado anterior de la técnica

Son conocidas disposiciones de válvulas donde una válvula auxiliar electromagnética de baja potencia coopera con una servoválvula para la regulación automática del caudal de gas.

ES 2167166 A1 describe una disposición de válvulas para la regulación del gas en el quemador de un fuego de calefacción del ambiente que comprende un grifo de regulación manual del caudal conectado a la alimentación del gas, una servoválvula accionada por un diafragma y conectada en serie con la salida de la válvula de gas manual, y cuya actuación está gobernada por una válvula electromagnética auxiliar alimentada con una batería a través de un circuito de control electrónico en respuesta a un termostato eléctrico. El grifo de regulación manual incorpora un interruptor eléctrico y una válvula de seguridad de llama con el termopar. La válvula auxiliar se monta sobre la servoválvula de conmutación y tiene un conducto de drenaje estanco que conduce gas al conducto de salida de la servoválvula.

ES 1041713 U describe una válvula auxiliar electromagnética de gas de pequeño tamaño y bajo consumo para el control de una servoválvula del tipo de diafragma utilizada en un calentador de agua. La válvula auxiliar es del tipo de miembro obturador que se alza al bascular la armadura móvil atraída hacia el núcleo de la bobina cuando ésta es energizada. La armadura móvil está integrada en un brazo basculante que incluye dos alas contrapuestas que son alojadas y guiadas durante la basculación en unas ranuras de la carcasa. Dichas alas tienen libertad de movimiento dentro de las ranuras, de modo que durante la basculación respecto a un eje teórico que coincide con una línea de contacto permanente entre la armadura y la cara abierta del núcleo, el brazo basculante además de bascular se traslada.

Exposición de la invención

El objeto de la presente invención es el de proporcionar una válvula electromagnética auxiliar de baja potencia eléctrica adaptada a una servoválvula de conmutación de un caudal de gas del tipo de diafragma según se define en las reivindicaciones.

Un objetivo de la invención es la construcción de una válvula auxiliar de bajo consumo. Para ello, la construcción del electroimán es particular puesto que incluye un núcleo en forma de "U" con un arrollamiento de accionamiento alimentado inicialmente por una batería y otro arrollamiento de mantenimiento alimentado por un termopar, tal que la válvula auxiliar sólo consume potencia en un primer momento cuando es alimentada por la batería ya que posteriormente es mantenida energizada a través del termopar. De esta manera, dado que es el propio termopar el que energiza la válvula auxiliar, no es necesario el consumo de una batería durante todo el tiempo en el que la válvula es mantenida abierta.

Otro objetivo de la invención es el de mejorar el mecanismo de apertura y cierre de la válvula auxiliar. Para ello el brazo basculante está provisto de medios de basculación que comprenden unas alas laterales con unos extremos, los cuales se alojan en unas ranuras de la carcasa ajustadas a dichos extremos de tal modo que evitan que el brazo basculante se desplace, permitiendo solo su giro. El eje de posición que forman dichos salientes coincide con el eje geométrico de basculación definido por la línea de contacto permanente de la armadura con las caras planas del núcleo. Por otro lado el brazo basculante está provisto de unos medios que guían, durante el movimiento de basculación, a un miembro obturador de naturaleza elástica y que está alojado en dicho brazo, con el objeto de asegurar un buen cierre de la válvula auxiliar.

Descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una vista en sección de una servoválvula de conmutación de gas para el control de la combustión provista de una válvula electromagnética auxiliar conforme a la invención.

La Fig. 2 es una vista en sección longitudinal de la válvula electromagnética auxiliar de gas de la Fig. 1, en condición de reposo no energizada, con un circuito eléctrico alimentado por una batería eléctrica y un termopar de llama.

La Fig. 3 es una vista en sección transversal de la válvula electromagnética auxiliar de gas en condición de reposo no energizada.

La Fig. 4 es una vista en planta de la carcasa de la válvula electromagnética auxiliar con el electroimán incorporado.

La Fig. 5 es una vista en sección de la carcasa de la válvula electromagnética auxiliar de gas.

La Fig. 6 es una vista en planta del brazo basculante que integra la válvula electromagnética auxiliar de gas con el miembro obturador incluido.

La Fig. 7 es una vista lateral del brazo basculante de la Fig.5.

Exposición detallada de la invención

En la figura 1 se muestra una servoválvula 5 de conmutación de gas para el control de la combustión provista de una válvula electromagnética auxiliar 1 conforme a la invención, donde la servoválvula 5 incluye un conducto de entrada de gas 6 y un conducto de salida 7, y se acciona a través de un diafragma 8 que desplaza un miembro obturador principal 9.

El diafragma 8 define a cada uno de sus lados una cámara de entrada de gas 8a y una cámara de control 8b comunicadas entre sí a través de un orificio 8c en dicho diafragma 8, de forma que, cuando un caudal 6' es suministrado a la cámara de entrada 8a pasa a través del orificio 8c a la cámara de control 8b igualándose la presión en ambas cámaras 8a, 8b y el miembro obturador principal 9 mantiene cerrado el paso de gas hacia el conducto de salida 7, por el empuje de un resorte 9b sobre el diafragma 8.

En referencia a las Fig. 1-7, una válvula electromagnética auxiliar de gas 1 según la invención comprende una carcasa 10 con un conducto de salida de gas 15, un electroimán 20 alojado en el interior de la carcasa 10 con un núcleo 21 y dos arrollamientos, un arrollamiento de accionamiento 22 alimentado con una batería 2 y otro arrollamiento de mantenimiento 23 alimentado con un termopar 4, un brazo basculante 30 que integra una armadura ferromagnética 34 y un miembro obturador 35, una boquilla 18 alojada en un conducto 18b comunicado con el conducto de salida de gas 15 y cuyo extremo actúa como asiento de válvula 18a, un medio de retorno 36, por ejemplo un resorte, y una placa soporte 40, atornillada a la carcasa 10, que soporta el brazo basculante 30 y el resorte 36.

Cuando la válvula electromagnética auxiliar 1 es energizada, la batería 2 alimenta en un primer momento el arrollamiento de accionamiento 22 de la válvula auxiliar 1 hasta que el termopar 4 que alimenta el arrollamiento de mantenimiento 23 puede mantener, por él mismo, la armadura ferromagnética 34 atraída contra ambas caras abiertas planas 21c del núcleo 21. El brazo basculante 30 pivota alrededor de un eje geométrico de basculación 43 separándose el miembro obturador 35 de la boquilla 18 y abriendo el paso del gas para drenar la cámara de control 8b de la servoválvula 5, de ese modo la presión ejercida por el gas entrante 6' sobre el diafragma 8 vence la fuerza del resorte 9b y levanta el miembro obturador principal 9, dejando salir un caudal de gas mayor que el que atraviesa el diafragma 8 por el orificio 8c, y se establece el suministro del caudal 7' de gas de salida de la servoválvula 5.

Cuando cesa la energización del electroimán 20, el resorte 36 obliga al brazo basculante 30 a retornar a su posición de reposo abriéndose el paso de gas por la boquilla 18 tal que las presiones a ambos lados del diafragma 8 de la servoválvula 5 se igualan y el miembro obturador principal 9 mantiene cerrado el paso de gas hacia el conducto de salida 7 por el empuje de un muelle 9b sobre el diafragma 8.

El electroimán 20 tiene un núcleo 21 en forma de "U" en una de cuyas ramas 21a lleva un arrollamiento 22 de hilo delgado, bobinado sobre un carrete aislante, para el accionamiento inicial de la armadura 34 y en la otra rama 21b del núcleo lleva un arrollamiento 23 de hilo grueso bobinado directamente sobre ella para mantener energizada la válvula auxiliar 1. Las dos ramas del núcleo 21a, 21b son de sección semicircular y tienen las caras enfrentadas planas.

En un ejemplo de construcción, cada una de las ramas 21a, 21b del núcleo tiene una sección de alrededor de 23 mm^{2} siendo la distancia de separación entre ambas caras enfrentadas de 3 mm. El arrollamiento de accionamiento 22 está construido con 360 espiras de hilo delgado de diámetro alrededor de 0,1 mm, con una resistencia de 20 ohms y alimentado con un voltaje de nominal de 0,9 a 1,5 Vdc. El arrollamiento de mantenimiento tiene 9 espiras de hilo grueso de diámetro de alrededor 0,7 mm y una resistencia de 10 mohms.

El electroimán 20 está alojado en la cavidad 11 de la carcasa 10 donde un aro 16 delgado, saliente hacia el interior de la cavidad 11, rodea la base del núcleo 21 y representa el contacto eléctrico a masa. Un conducto tubular 17, parte integrante de la carcasa 10 y saliente hacia el interior de la cavidad 11, atraviesa la base del núcleo 21 sujetándola mediante un remachado de su extremo.

El arrollamiento de mantenimiento 23 tiene un extremo 23a del hilo conectado a masa, directamente soldado al aro 16 y el otro extremo 23b del hilo guiado a través del conducto tubular 17, atraviesa axialmente un terminal macho 25 hueco, fijándose a su extremo libre mediante un punto de soldadura. El terminal macho 25 de conexión rápida del tipo "fast-on" está alojado en la cavidad 19b de la carcasa 10 y fijado a ella con la colaboración de una arandela aislante 26 interior para su conexión con el termopar 4.

El arrollamiento de accionamiento 22 tiene un extremo 22a de hilo conectado a masa a través de un electrodo 14 y el otro extremo 22b del hilo conectado a un electrodo 19 de un terminal macho 24 en el exterior de la válvula auxiliar 1 para su conexión con el circuito electrónico 3.

El eje geométrico de basculación 43 del brazo basculante 30 coincide con una línea de contacto permanente de la armadura 34 con las dos caras abiertas del núcleo 21c en forma de "U". Dicho contacto permanente reduce la reluctancia del circuito magnético en el momento de rearme. Tras la basculación toda la superficie de la armadura 34 está en contacto con las caras abiertas del núcleo 21c.

En las Fig. 4-5 se muestra la carcasa 10 hecha de moldeo en metal incluyendo un par de paredes periféricas 12 en forma de segmento semicilíndrico, salientes en sentido opuesto a dicha cavidad 11. En la parte interior de ambas paredes periféricas 12 se conforman dos ranuras 12a semicilíndricas donde se alojan, sin llegar a apoyarse sobre ellas, unos extremos 33a de unas alas laterales 33 integradas en el brazo basculante 30 (ver Fig.7). Las ranuras 12a están ajustadas a los salientes 33a de las alas laterales 33 tal que permiten su giro respecto al eje geométrico de basculación 43 evitando su traslación en la dirección transversal a dichas ranuras 12a. En el canto de dichas paredes periféricas 12, la carcasa 10 tiene dos orificios roscados 12b para la fijación de la placa soporte 40.

La carcasa 10 comprende dos alojamientos 19a,19b para los terminales de conexión rápida 24,25 respectivos. En su periferia se sitúan dos orejas exteriores 13 con dos orificios roscados 13a para su fijación al cuerpo de la servoválvula principal 5, mostrado en la Fig. 1.

En las Fig. 6 y 7 se muestra el brazo basculante 30 de la válvula electromagnética auxiliar 1, realizado en plástico moldeado comprendiendo una parte circular 31 que incluye un alojamiento 31a en el que se inserta la armadura ferromagnética 34, una extremidad alargada 32 que se extiende coplanar desde la periferia de la parte circular 31 y el par de alas laterales 33 contrapuestas en posición perpendicular a la extremidad alargada 32 formando el eje geométrico de basculación 43 del brazo basculante 30.

La extremidad alargada 32 incluye en su extremo un orificio 32b donde se aloja el miembro obturador 35 elástico que puede deslizarse a través del orificio 32b para regular la presión que realiza sobre el asiento de válvula 18a e incorpora un medio de guía 32c, que comprende un par de salientes, a los lados del medio obturador 35, que lo guían durante la pivotación del brazo basculante 30 asegurando un buen cierre de la boquilla 18 contra el asiento de válvula 18a cuando es energizado el electroimán 20. En un ejemplo de construcción la distancia desde el eje de rotación 43 hasta el cierre de la boquilla es de alrededor 11 mm siendo el caudal de paso por la boquilla 6 alrededor de 100 cc/s.

La extremidad alargada 32 está dotada de una cavidad 32a en la cual se aloja el resorte 36 de retorno cuyo otro extremo está montado sobre una superficie de apoyo 41 de la placa soporte 40 de latón.

Claims (4)

1. Válvula electromagnética auxiliar para una servoválvula de gas del tipo de diafragma para el suministro a un aparato doméstico de combustión, que comprende una carcasa (10) que se fija a la servoválvula (5) y que incluye un conducto de salida del gas (15) con un asiento de válvula (18a), un brazo basculante (30) alojado en la carcasa (10) y que incorpora un miembro obturador (35) para dicho asiento de válvula (18a), un electroimán (20) alojado en la carcasa (10), estando provisto dicho electroimán (20) de un núcleo (21) en forma de "U", una armadura ferromagnética (34) insertada en el brazo basculante (30) que cierra el circuito magnético del electroimán (20) cuando éste es energizado, desplazando dicho brazo basculante (30) y abriendo el asiento de válvula (18a), y un medio de retorno (36) para el regreso del brazo basculante (30) a una condición de reposo en la que se mantiene el asiento de válvula (18a) cerrado, caracterizada porque el núcleo (21) del electroimán (20) comprende un arrollamiento de accionamiento (22) que se alimenta con una batería (2) y un arrollamiento de mantenimiento (23) que se alimenta con un termopar de llama (4).

2. La válvula electromagnética auxiliar de la reivindicación 1, caracterizada porque un extremo (23b) del hilo del arrollamiento de mantenimiento (23) es guiado a través de un conducto tubular (17) de la carcasa (10) y atraviesa axialmente un terminal macho (25) de conexión rápida al cual se fija en su extremo libre, estando dicho terminal macho (25) fijado a la carcasa (10) mediante una arandela aislante (26) y conectado al termopar de llama (4).

3. La válvula electromagnética auxiliar según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el brazo basculante (30) bascula con respecto a un eje geométrico de basculación (43) que coincide con una línea de contacto permanente de la armadura ferromagnética (34) con el núcleo (21) del electroimán (20), comprendiendo el brazo basculante (30) como medios de basculación unas alas laterales (33) con unos extremos (33a) alojados y ajustados en unas ranuras (12a) incluidas en la carcasa (10), estando dichos extremos (33a) en el eje geométrico de basculación (43) y estando limitado su movimiento al giro con respecto a dicho eje geométrico de basculación (43).

4. La válvula electromagnética auxiliar según cualquiera de las reivindicaciones, caracterizada porque el brazo basculante (30) comprende una extremidad alargada (32) que aloja el medio de retorno (36) y en la que se inserta el miembro obturador (35), siendo dicho miembro obturador (35) guiado en su movimiento a través de unos medios de guía (32c) del brazo basculante (30).