ES2197925T3 - Sistema de cambio de fluido. - Google Patents
Sistema de cambio de fluido.Info
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Abstract
UN SISTEMA DE CAMBIO DE FLUIDOS (10) A UTILIZAR PARA CAMBIAR FLUIDOS, A SABER, EL ACEITE DEL MOTOR DE UNA MAQUINARIA QUE TIENE UNA UNIDAD DE MALETA PORTATIL (12) Y UNA UNIDAD DE RECARGA (14) PARA RECARGAR LA UNIDAD DE MALETIN. LA UNIDAD DE MALETA TIENE UN DEPOSITO DE FLUIDOS USADOS (22), UN DEPOSITO DE FLUIDOS NUEVOS (20) Y UN DEPOSITO DE AIRE COMPRIMIDO (18) Y UNA VALVULA DE CONTROL DE CUATRO PASOS (56). UNOS ORIFICIOS DE RECARGA (58, 60, 62, 64, 66) PERMITEN LA RECARGA DE LA UNIDAD DE MALETA A TRAVES DE LOS CUALES RELLENA DE DEPOSITO DE FLUIDOS NUEVOS CON EL LUIDO NUEVO Y SE RECARGA CON GAS INERTE A PRESION, VACIANDOSE EL DEPOSITO DE FLUIDOS USADOS Y COLOCANDOLO BAJO VACIO, Y RELLENANDOSE EL DEPOSITO DE AIRE COMPRIMIDO CON AIRE COMPRIMIDO. UN TUBO VENTURI (84) PERMITE QUE EL USUARIO COLOQUE UN VACIO EXTRA EN EL DEPOSITO DE FLUIDOS USADOS.. UN ORDENADOR (212) CONTROLA LA SECUENCIA DE RECARGA.
Description
Sistema de cambio de fluido.
Esta invención se refiere al campo de la
transferencia de fluidos, y más particularmente, a un sistema de
cambio de fluidos autónomo del tipo hágalo usted mismo para la
eliminación de materiales fluidos de desecho, incluyendo, entre
otros, diferentes tipos de aceite de motor, aceites hidráulicos,
aceites de transmisión, grasa y refrigerantes variados, de
vehículos y maquinaria in situ, y el suministro de nuevos
fluidos a los vehículos y maquinaria de manera mejorada, en el que
ni la recogida de este tipo de materiales de desecho ni el
suministro de nuevos materiales requiera la limpieza del sistema
después de cada uso, sin que se produzca pérdida alguna de desecho,
llevándose a cabo todo esto de manera segura y efectiva.
Los sistemas de lubricación de máquinas y motores
de vehículos y maquinaria requieren que sus lubricantes, es decir,
aceite y filtros de aceite, sean sustituidos periódicamente.
En el caso de un vehículo a motor, la realización
de un cambio de aceite viene comportando tradicionalmente la
colocación de una bandeja grande o de un embudo debajo del cárter
de aceite del vehículo, la retirada del tapón de drenaje del aceite
para que el aceite pueda drenar del mismo por gravedad, la retirada
del filtro de aceite antiguo del bloque del motor, la instalación
de un filtro nuevo, la reposición del tapón de drenaje del aceite y
el relleno del motor con aceite nuevo. Seguidamente, se debe
eliminar el aceite de desecho recogido.
Debido a una mayor concienciación respecto de los
efectos nocivos del aceite de motor sobre el medio ambiente, que
actualmente está clasificado como residuo peligroso y que debe ser
tratado como tal, la eliminación del aceite de motor de desecho
está ahora más reglamentado, y poca gente está interesada en su
aceptación. Otro problema que no ha sido tratado es la cuestión de
los filtros de aceite usados que retienen aceite de desecho. Estos
filtros de aceite usados sencillamente se tiran por lo regular en
basureros.
En parte debido a estos problemas, en lo últimos
años se han popularizado las instalaciones para el cambio de aceite
rápido. Estas instalaciones de lubricación rápida ofrecen y
generalmente prestan un servicio rápido y adecuado y se quedan con
el aceite de desecho y con los filtros usados. Estas instalaciones
normalmente recogen el aceite de motor de desecho en barriles o
depósitos, que se transportan o se bombean en camiones cisterna. El
coste por la realización del cambio de aceite en estas empresas
supera normalmente el coste del aceite y del filtro nuevo en una
proporción de tres a seis o incluso más.
Para muchas personas que prefieren dar
mantenimiento a sus propios vehículos, o que no pueden permitirse
el coste relativamente alto de la realización de los cambios de
aceite en instalaciones especializadas, el problema de cómo ocuparse
de la eliminación del aceite y de los filtros de aceite de desecho
de manera segura y legal sigue siendo un problema enorme. En el
caso de los filtros de aceite usados, estos siguen reteniendo una
cantidad considerable de aceite de desecho aún después de drenados,
y los filtros usados no suelen aceptarse junto con el aceite de
motor de desecho. El usuario final del tipo hágalo usted mismo
suele comprar aceite nuevo en latas o botellas, drenan el aceite
usado en una bandeja de drenaje de aceite, o bien rellenan los
contenedores de aceite nuevo con el aceite de desecho recogido, o
lo recogen en algún otro contenedor. El usuario final puede incluso
enfrentarse con el problema de qué hacer con el aceite de desecho
recogido, los filtros de aceite usados y el aceite de desecho de la
bandeja de recogida de aceite. Nuevamente, debido a la falta de
voluntad de los demás para aceptar el aceite de desecho y los
filtros de aceite usados, muchos individuos no eliminan
adecuadamente el aceite de desecho y los filtros y contenedores
impregnados en aceite, lo que da lugar a la degradación del medio
ambiente. En efecto, la cantidad de aceite de motor nuevo vendido
supera la cantidad de aceite de desecho recogido en un sesenta y
nueve por ciento (69%) aproximadamente. Aunque una parte del aceite
se quema en los vehículos, buena parte de este aceite de desecho
termina en basureros, se elimina ilegalmente en colectores de aguas
pluviales, en lagos, y en terreno baldío o simplemente se almacena
a largo plazo en contenedores.
En muchas máquinas, vehículos y aviones, los
fluidos refrigerantes, los fluidos hidráulicos y los aceites
lubricantes, etc., se deben rellenar y/o cambiar periódicamente. En
muchos casos, el cambio de los fluidos es difícil y muy sucio. En
el caso de los aviones privados, el proceso de cambio de aceite es
normalmente lento y muy sucio. En el caso de la maquinaria y equipo
de minería, el medio ambiente de la mina tiende a ser polvoriento,
lo que hace necesario el cambio frecuente de aceite y grasa,
difícil de realizar sin introducir polvo en los fluidos nuevos y en
la grasa aplicada a la maquinaria.
Las patentes de EE. UU. n^{os} 4.193.487 y
4.095.673 concedidas a Takeuchi, describen dispositivos
combinados expendedores de aceite nuevo y para la eliminación de
aceite de desecho que están diseñadas para que se pueda eliminar
aceite de desecho y suministrar aceite nuevo a un vehículo.
La patente de EE. UU: nº 5.349.980 concedida a
Spiegel, describe un módulo de servicio sobre vehículo para
dar servicio a vehículos de clientes recuperando los fluidos de
desecho y suministrando fluidos nuevos.
La patente de EE. UU. nº 5.370.160 concedida a
Parker, describe un aparato para dar servicio a las
transmisiones de vehículos y similares eliminando el fluido usado y
suministrando fluido de transmisión nuevo.
El documento US - A - 4.128.140, en el que se
basa el preámbulo de la reivindicación 1, describe un equipo para
drenar y rellenar el cárter de aceite lubricante de vehículos de
motor que comprende un depósito de aceite principal de gran
capacidad. Los medios de admisión del depósito desde el cárter
incluyen un contenedor que se vacía para aspirar aceite del cárter
y que se presuriza para hacer que el aceite fluya hacia el
depósito. En la admisión se incluyen medios de reactivación de
aceite. Se proveen medios para la descarga de una dosis controlada
de aceite en el cárter desde el depósito.
Consecuentemente, persiste la necesidad de un
sistema de bajo coste, que evite que los fluidos de desecho
lleguen al medio ambiente, y que sea de fácil uso en cualquier
situación.
Un objetivo de la invención es proveer un sistema
de cambio de fluidos que sea de uso fácil y cómodo, que se pueda
proveer incluso a un coste no sustancialmente superior al coste del
aceite de motor que se usa.
Otro objetivo de la invención es proveer un
sistema de cambio de aceite que no solo suministre aceite nuevo al
vehículo, sino que también recoja el aceite de desecho que se
retira del vehículo.
Otro objetivo más de la invención es proveer un
sistema de cambio de aceite que tenga una unidad portátil, que sea
rentable para el consumidor, que después de su uso para retirar el
aceite de motor de desecho de un vehículo y de rellenarlo con
aceite de motor nuevo, se devuelva para su recarga en una unidad de
recarga, y preparar la unidad portátil para su reutilización
inmediata por otro usuario.
Otro objetivo más de la invención es proveer un
sistema de cambio de aceite que utilice, en su unidad portátil,
vacío y gas inerte comprimido para retirar y suministrar el aceite
de desecho y el nuevo, respectivamente.
Un objetivo adicional de la invención es proveer
un sistema de cambio de fluidos para maquinaria, vehículos y
aviones que permita realizar in situ el cambio y/o relleno
de fluido de la maquinaria, vehículo o avión de manera limpia y no
contaminante para el nuevo fluido que se suministra.
Estos y otros objetivos de la invención se logran
mediante un sistema como el siguiente:
Un sistema de cambio de fluido rápido para su uso
en el cambio de fluidos, a saber, aceite de máquina, vehículo o
avión. El sistema tiene una unidad portátil (en adelante denominada
a veces unidad de ``maleta'') y una unidad de recarga de la unidad
de maleta. La unidad de maleta tiene una disposición de depósito
con un depósito de fluido de desecho para recoger y almacenar fluido
de desecho al vacío, un depósito de fluido nuevo para almacenar y
suministrar fluido nuevo, y un depósito de aire comprimido para
contener aire comprimido. Una válvula de cuatro pasos controla el
flujo de entrada de fluido de desecho y de fluido nuevo hacia el
interior y hacia el exterior, respectivamente, de la unidad de
maleta. La unidad de maleta tiene puertos de recarga a través de los
cuales el depósito de fluido nuevo se puede rellenar con fluido
nuevo y recargar con gas inerte presurizado, el depósito de fluido
de desecho se puede vaciar de fluido de desecho y ponerse al vacío,
y el depósito de aire comprimido se puede rellenar con aire
comprimido. Un Venturi operado por aire del depósito de aire
comprimido permite que el usuario introduzca vacío adicional en el
depósito de fluido de desecho. Estos componentes están instalados
en un alojamiento de la unidad de maleta. La unidad de recarga de
la maleta constittuye una estación en la que s puede acoplar la
parte de maleta, y tiene un colector de acoplamiento de puertos de
recarga con varios puertos de transferencia que se pueden acoplar a
los puertos de recarga de dicha unidad de maleta. Un ordenador
controla la secuencia de recarga en la que la operación de las
válvulas controla el flujo de los fluidos a través de los puertos
de transferencia desde las fuentes de aire comprimido, gas inerte,
vacío y contenedor de fluido de desecho recogido de la unidad de
maleta.
La figura 1 es una vista desde arriba
parcialmente cortada de los cilindros coaxiales, del sistema de
cambio de fluido de la invención, en forma de sistema de cambio de
aceite del tipo hágalo usted mismo para automóviles.
La figura 2 es una vista cortada de los cilindros
coaxiales del sistema de cambio de aceite del tipo hágalo usted
mismo de la invención de la figura 1.
La figura 3 es una vista cortada del sistema de
cambio de aceite del tipo hágalo usted mismo, que muestra los
cilindros coaxiales, la tubería, el Venturi, los puertos y la
válvula de cuatro pasos.
La figura 4 es una vista desde arriba de la parte
de maleta del sistema de cambio de aceite del tipo hágalo usted
mismo, con su tapa quitada para descubrir la parte visible para el
consumidor que usa el sistema.
La figura 5 es una vista desde arriba de la
válvula de cuatro pasos del sistema de cambio de aceite del tipo
hágalo usted mismo, en su posición neutra, con las válvulas, tanto
la de fluido de desecho como la de fluido nuevo, cerradas.
La figura 6 es una vista desde arriba de la
unidad de válvula de cuatro pasos de la figura 5, en su posición de
aspiración del aceite de desecho hacia el depósito de aceite de
desecho.
La figura 7 es una vista desde arriba de la
unidad de válvula de cuatro pasos de la figura 5, en su posición de
suministro de aceite nuevo del depósito de aceite nuevo.
La figura 8 es una vista desde arriba de la
unidad de válvula de cuatro pasos de la figura 5, en su posición
posterior a la de aspiración del aceite de desecho y previa a la de
suministro de aceite nuevo.
La figura 9 es una vista desde arriba que muestra
la parte de maleta del sistema que se está colocando en una unidad
de recarga de la invención.
La figura 10 es una vista frontal de un panel de
control de la unidad de recarga.
Haciendo referencia en primer lugar a la figura
9, el sistema de cambio de fluido de la invención 10, tiene dos
partes principales -una parte de maleta 12 y una parte de recarga
14. En adelante, el sistema se va a designar a veces ``sistema de
cambio de aceite del tipo hágalo usted mismo'', por una de sus
aplicaciones principales. Sin embargo, el sistema se puede usar para
cambiar una amplia variedad de fluidos para maquinaria, vehículos y
aviones. La parte de maleta 12 es la parte que el usuario puede
alquilar con pago a la devolución, en una casa de suministro de
repuestos de automóvil, tienda de descuento u otro establecimiento
de venta al por menor. La parte de maleta 12, cuando se alquila,
debe estar completamente cargada con aceite de motor nuevo, gas
nitrógeno, aire comprimido, y debe tener su depósito de aceite de
desecho vacío para recibir el aceite de desecho recogido por el
usuario de un vehículo. El usuario final puede usar en ese caso la
parte de maleta 12 para realizar un cambio de aceite y de filtro en
el vehículo como se va a describir seguidamente. Al terminar el
cambio de aceite, el usuario debe devolver la maleta 12 llena de
aceite de desecho en el lugar del alquiler para el cobro a la
devolución, y la parte de maleta 12 se puede recargar en la parte de
recarga 14 y quedar lista para su reutilización inmediata por otros
clientes. Una vez descrito el sistema 10 en términos generales, a
continuación se van a describir los diferentes componentes, partes
y la operación del sistema con mayor detalle.
La parte de maleta 12 de la invención tiene
numerosos componentes. Su ensamblaje de depósitos 16 que se muestra
en las figuras 1 a 3, comprende tres depósitos coaxiales 18, 20 y
22 con paredes laterales 24, 26 y 28 y extremos inferiores cerrados
30, 32 y 34. Los tres depósitos 18, 20 y 22 están colocados uno
dentro del otro con sus paredes laterales 24, 26 y 28 y extremos
inferiores 30, 32 y 34 alejados entre sí para permitir el flujo de
fluido. Las partes superiores abiertas de los tres depósitos están
unidas de forma hermética al aire a una parte final 36. Por ejemplo,
en el caso de depósitos de poco peso 18, 20 y 22 y una parte
sellante metálica 36 (o placa), los depósitos pueden estar soldados
a la parte final de acero en sus partes extremas superiores,
soldando primero el depósito interior 18, seguido por en depósito
intermedio 20, y después el depósito exterior 22. Alternativamente,
los depósitos pueden estar roscados y/o unidos con adhesivos a la
parte sellante 36. Para conformar los depósitos 18, 20 y 22 y la
parte final 36, se pueden usar otros materiales, como el aluminio,
o plásticos de alta resistencia. En una realización del ensamblaje
de depósitos 16, para cambios de aceite de hasta 5,68 litros (seis
cuartos) de aceite, los volúmenes de los depósitos coaxiales 18, 20
y 22 pueden ser los siguientes, pero pueden tener también otras
dimensiones.
Como ejemplo de dimensiones de los depósitos que
funciona bien, los depósitos coaxiales 18, 20, y 20 pueden tener las
siguientes dimensiones. Depósito de aire comprimido 18, longitud
44,5 cm; diámetro 15,25 cm, 7,57 litros; depósito de fluido nuevo
20, longitud 53,35 cm, diámetro 20,30 cm, 8,33 litros; y depósito
de fluido de desecho 22, longitud 60 cm, diámetro 25,4 cm, 8,33
litros.
El depósito interior 18 se usa para almacenar
aire comprimido (en adelante ``depósito de aire comprimido 18''). El
depósito intermedio 20 se usa para almacenar aceite nuevo (en
adelante ``depósito de aceite nuevo 20''), y el depósito exterior
22 se usa para almacenar el aceite de desecho que se va a recoger
del vehículo (en adelante ``depósito de aceite de desecho 22''). La
placa final 36 tiene cinco puertos 38, 40, 42, 44 y 46 que pasan a
su través. El puerto 38 se usa para tener acceso al depósito de
desecho 22 para no solo eliminar el vacío cuando se está recargando
el sistema y preparándolo para su uso, sino también para introducir
vacío en él cuando lo necesite el usuario (es decir, cuando se
pierde el vacío por aspiración de exceso de aire). El puerto 40 del
depósito de aceite nuevo 20 se usa para cargarlo con gas inerte,
como el nitrógeno con el fin de impulsar el aceite nuevo fuera del
depósito de aceite nuevo 20. El puerto 42 se abre dentro del
depósito de aire comprimido 18, y se usa para cargarlo con aire
comprimido. El aire comprimido se usa para operar un dispositivo
generador de vacío, que se puede usar para introducir vacío
adicional en el depósito de aceite de desecho 22 según se necesite
durante el uso de la parte de maleta 12 del sistema 10 por el
usuario del mismo. El puerto 44 permite el acceso al depósito de
aceite nuevo 20 y se usa para introducir y extraer aceite nuevo en /
del depósito de aceite nuevo 20 (introducir cuando el depósito de
aceite nuevo se está recargando, y extraer cuando el depósito de
aceite nuevo se está descargando en un vehículo). El puerto 46
permite el acceso al depósito de aceite usado 22 y se usa para
introducir y extraer aceite usado del depósito de aceite usado 22
(extraer cuando el depósito de aceite usado 22 se está vaciando
durante el proceso de recarga, e introducir cuando se está
recogiendo aceite usado del vehículo hacia el interior del depósito
de aceite usado 22).
Haciendo referencia a las figuras 3 y 4, se
muestra la parte de maleta 12 abierta del sistema 10. Contiene el
ensamblaje de depósitos 16, la tubería (conducciones) desde los
puertos 38, 40, 42, 44 y 46 del ensamblaje de depósitos 16, un
ensamblaje de vacío Venturi 52, un regulador de aire 54 para la
parte de vacío Venturi 52, un ensamblaje de válvula de cuatro pasos
56, cinco puertos 58, 60, 62, 64 y 66 de acceso para recarga, un
ensamblaje 68 de manguera para aceite usado/nuevo, todo ello
contenido en una caja 70. Los puertos 58, 60, 62, 64 y 66 de acceso
para recarga, preferiblemente están conectados juntos en una
configuración de colector, y permanecen cerrados hasta que se abren
para su conexión con el accesorio de acoplamiento de la unidad de
recarga 14. La figura 3 muestra la caja 70 completamente abierta y
con una cubierta de acceso 72 (véase la figura 4) retirada para
mostrar los diferentes componentes. La figura 4 muestra la parte de
maleta 12 con la cubierta de acceso 72 puesta, aunque, en cualquier
caso, la caja se abre para su uso por el usuario.
Haciendo referencia de nuevo a la figura 3, la
conducción 74 está conectada al puerto 38. En una bifurcación 76 se
divide en una conducción de vacío 78 y una conducción de ventilación
80. La conducción de ventilación 80 conecta con el puerto de acceso
de recarga 58 (el puerto 58 de acceso de recarga para ventilación
del aceite de desecho). La conducción de vacío 78 se conecta no
obstante a una válvula de bloqueo 82, a través de la cual puede
pasar el aire, solo cuando está presurizado. La válvula de bloqueo
82 está conectada a un Venturi 84 por una conducción fuente de
vacío 86. Conectada al puerto 42 (que se abre en el interior del
depósito de aire comprimido 18) está la conducción de aire
comprimido 92. La conducción de aire comprimido 92 conecta con el
regulador de aire comprimido 54, para reducir la presión del aire
comprimido de 689,48 a 1034,21 kPa (100 a 150 libras / pie^{2})
almacenado en el depósito de aire comprimido 18 hasta una presión
inferior de alrededor de 482,63 kPa (70 libras / pie^{2}). Otra
conducción 94 lleva el aire presurizado regulado hasta la válvula
de botón 88. Cuando la válvula de botón 88 se abre presionando un
botón de activación 90, el aire presurizado puede salir para fluir
hacia el Venturi 84 y hacia un piloto sobre la válvula de bloqueo
82, abriéndola con ello hacia el Venturi 84, que introduce vacío en
la conducción de vacío 86, a través de la ahora abierta válvula de
bloqueo 82 y en la conducción de vacío 78 y hacia la conducción de
vacío 74 para restablecer el vacío en el depósito de aceite de
desecho 22. Cuando el botón 90 de la válvula de botón 88 no está
activado, el aire comprimido ni puede fluir a través del Venturi 84,
ni se puede introducir vacío adicional en el depósito de aceite de
desecho 22 a través de la válvula de bloqueo 82. Un ramal 96 de la
conducción de aire comprimido 92 conecta con el puerto 60 de acceso
para recarga de aire comprimido.
Una conducción de recarga de aceite mediante
nitrógeno 98 conecta con el puerto 40 que comunica con el depósito
de aceite nuevo 20. La conducción de recarga mediante nitrógeno 98
conecta con el puerto 62 de acceso para la recarga de nitrógeno, y
se usa para rellenar el depósito de aceite nuevo 20 con nitrógeno
durante el proceso de recarga. Una conducción 100 de suministro de
aceite nuevo conecta el puerto 44 y la válvula de aceite nuevo 102
de la válvula de cuatro pasos 56, y tiene también una conducción de
derivación 104 que conecta con el puerto 66 de recarga de aceite
nuevo. Una conducción 106 de recogida de aceite de desecho conecta
el puerto 46 y la válvula 108 de la válvula de cuatro pasos 56, y
tiene también una conducción de derivación 110 que conecta con el
puerto 64 de recarga de aceite de desecho.
El inventor ha observado que un depósito de
aceite de desecho 22 con un volumen interior de alrededor de 8,331
litros (2,2 galones) funciona bien para aspirar hasta alrededor de
5,681 litros (seis cuartos de galón) o menos de aceite de motor de
desecho.
La unidad de válvula de cuatro pasos 56 está
diseñada de manera tal que hay que retirar primero el aceite de
desecho para que se pueda suministrar aceite nuevo, y sus funciones
se describen haciendo referencia a las figuras 5 a 8. La unidad de
válvula de cuatro pasos 56 comprende una válvula de bola 108 para
aceite de desecho con una maneta de control 120 para controlar el
flujo de aceite de desecho, yy una válvula de bola 102 par aceite
nuevo con una maneta de control 124 para controlar el flujo de
aceite nuevo. La válvula 108 para el control del aceite de desecho
y la válvula 102 para el control del aceite nuevo están situadas
contiguas entre sí. La válvula 108 para el control del aceite de
desecho tiene una conexión de entrada 126 de aceite de desecho, y
una conexión de salida 128 que está conectada a la conducción 106
de recogida de aceite de desecho. La válvula de control 102 para el
aceite nuevo tiene una conexión de entrada 130 de aceite nuevo, que
está conectada con la conducción de suministro 100 de aceite nuevo,
y con una conexión de salida 132 de aceite nuevo. La conexión de
entrada 126 de aceite de desecho y la conexión de salida 132 de
aceite nuevo están interconectadas en una bifurcación 134 de aceite
nuevo/de desecho de la unidad de válvula de cuatro pasos 56, a la
que está conectada el ensamblaje de manguera 68 de aceite
usado/nuevo. Las manetas de control 120 y 124 tiene cada una parte
de detención 136 situada en la misma, que en conjunción con un
limitador 138 de aceite de desecho y un limitador 140 de aceite
nuevo situados en la unidad de válvula de cuatro pasos 56 limitan el
grado de giro de las manetas de control 120 y 124, y con ello el
grado de apertura y cierre de sus válvulas de control 108 y 102. El
limitador 138 de aceite de desecho está dimensionado y conformado
para permitir que la maneta de control 120 gire alrededor de un
cuarto de vuelta, mientras que, el limitador 140 de aceite nuevo
está dimensionado y conformado para permitir que la maneta de
control 124 gire alrededor de un cuarto de vuelta.
La válvula de control 108 de aceite de desecho y
la válvula de control 102 de aceite nuevo tienen discos limitadores
de giro 142 and 144, respectivamente, fijos en sus manetas 120 y
124. Los discos limitadores 142 y 144 son de forma genaralmente
circular, y tienen partes melladas 146 y 148 en forma de media
luna. Las válvulas 108 y 102 están separadas entre sí de forma tal
que una parte del perímetro de la parte circular de un disco
limitador 142 o 144 puede pasar cerca de las partes melladas 146 o
148 en forma de media luna. A continuación se va a explicar cómo
funcionan estos discos limitadores 142 y 144 para determinar
exactamente el orden de apertura de las válvulas 108 y 102, haciendo
referencia a las figuras 5 a 8.
Haciendo referencia a la figura 5, se muestra la
válvula de cuatro pasos 56 con la válvula 108 de aceite de desecho
y la válvula 102 de aceite nuevo cerradas. En esta posición, la
parte 150 del perímetro del disco 142 limitador de aceite de
desecho está montada sobre la parte mellada 148 en forma de media
luna contigua del disco limitador 144 de aceite nuevo. De esta
manera se previene que la maneta 124 de la válvula de aceite nuevo
se mueva de su posición cerrada, y ni el aceite de desecho fluye a
través de la válvula 108 de fluido de desecho hacia el depósito de
fluido de desecho 22, ni el aceite nuevo fluye fuera del depósito
20 de aceite nuevo a través de la válvula 102 de aceite nuevo.
Esta es la posición de la unidad de válvula de cuatro pasos 56
cuando la recibe el usuario final del detallista.
La figura 6 muestra la válvula de cuatro pasos 56
con la válvula 108 de aceite de desecho abierta, con la maneta 120
de la válvula de aceite de desecho girada un cuarto de vuelta en el
sentido de giro de las agujas del reloj a partir de su posición
cerrada mostrada en la figura 5 hasta una posición abierta. En esta
posición, la parte del perímetro 152 del disco limitador de aceite
de desecho 142 está montada sobre la parte mellada 148 en forma de
media luna del disco 144 limitador contiguo de aceite nuevo, y
sigue impidiendo que se abra la válvula 102 de aceite nuevo. Después
de que el ensamblaje de manguera de aceite se pone en contacto
fluido con el vehículo (de la manera que se describe más adelante),
la maneta 120 de la válvula de aceite de desecho se opera como se
describió anteriormente para aspirar el aceite de desecho de la
bandeja de recogida de aceite de desecho de un vehículo.
La figura 7 muestra la válvula de cuatro pasos 56
con la válvula 108 de aceite de desecho cerrada girando su maneta
120 de la válvula de aceite de desecho un cuarto de vuelta
adicional a partir de su posición abierta de la figura 6, hasta su
posición cerrada de la figura 7. En esta posición, el limitador 136
de la maneta de la válvula de aceite de desecho choca con el
limitador 138 de la válvula, previniendo con ello que la válvula
108 de aceite de desecho vuelva a girar en el sentido de las agujas
del reloj. Si hay que sustituir el filtro de aceite (no se
muestra), es en este momento cuando el usuario debe sustituirlo por
uno nuevo. A continuación, se puede poner el filtro de aceite
antiguo en un compartimento estanco de filtros de aceite 118 en la
parte de maleta 72 (véase la figura 4). En la posición mostrada en
la figura 7, la parte mellada 146 en forma de media luna del disco
limitador de aceite de desecho 142 está muy próxima al perímetro 154
del disco limitador 144 de aceite nuevo, y le permite girar, por
primera vez, en el sentido de giro de las agujas del reloj un
cuarto de vuelta, para llevar su parte de perímetro 154 hacia el
espacio de la parte mellada 146 en forma de media luna de la maneta
120 de la válvula de aceite de desecho. Esto pone la válvula 102 de
aceite nuevo en su posición abierta, y el aceite nuevo puede fluir
desde el depósito de aceite nuevo 20, por la conexión de entrada 130
del aceite nuevo, por la válvula 102 de aceite nuevo, por la
conexión de salida 132, por la bifurcación de fluido 134, y por la
manguera conectada al motor del vehículo.
Después de suministrar al motor del vehículo la
cantidad deseada de aceite nuevo, se cierra la válvula 102 de
aceite nuevo girándola un ccuarto de vuelta en el sentido
contrario al de las agujas del reloj, como se muestra mejor en la
figura 8, de forma que las partes melladas 146 y 148 en forma de
media luna quedan enfrentadas entre sí.
Haciendo referencia de nuevo a la figura 4, la
parte de maleta tiene una parte de bolsillo 118 para guardar el
filtro de aceite usado. A este fin, se puede proveer una bolsa
estanca sellable fácilmente (no se muestra) dentro de la cual se
puede poner el filtro de aceite de forma que el derrame del aceite
del filtro no empape el interior de la maleta 12. La maneta 124 de
la válvula de aceite nuevo y la válvula 120 de aceite de desecho
operan como se describió anteriormente. Un panel de instrucciones
180 describe la operación del dispositivo. El ensamblaje 68 de
manguera de aceite usado / nuevo es accesible para el usuario y
tiene una válvula 182 en su extremo libre 184. La válvula se puede
fijar o bien a un tubo de aspiración de varilla de nivel flexible
que está diseñada para su introducción en la abertura de la varilla
de nivel de aceite para eliminar el aceite que queda en la parte
inferior del cárter del vehículo, o puede drenar directamente la
bandeja de drenaje de aceite del usuario.
El sistema, una vez conectado al vehículo para
tener acceso al sistema de lubricación del vehículo, se puede operar
girando la válvula de cuatro pasos 56 en la secuencia adecuada para
primero evacuar el aceite de desecho del vehículo, sustituir el
filtro de aceite por un filtro nuevo, y rellenar el cárter vacío
con aceite nuevo. Durante el proceso de eliminación del aceite de
desecho del motor del vehículo, a veces puede entrar aire, dando
lugar a una pérdida de vacío en el depósito de aceite de desecho,
antes de que se haya eliminado todo el aceite de desecho. El
depósito de aire comprimido 18 almacena suficiente aire comprimido
para operar el Venturi 84 generador de vacío que, cuando se activa
mediante el botón pulsador 90 se introduce vacío en el contenedor de
aceite de desecho 22, dos o tres veces en una sola carga de aire
comprimido. En los casos en los que se usa una aspiración a través
del tubo de varilla de nivel, se puede usar también para evacuar
aceite de la parte inferior del filtro de aceite antes de ponerlo en
la bolsa estanca dentro del compartimento 118 de la parte de maleta
12.
Después de que el sistema del tipo hágalo usted
mismo ha terminado el cambio de aceite, se desconecta la manguera 68
de aspiración de aceite usado / nuevo del vehículo y se vuelve a
poner en la maleta 12, junto con el filtro de aceite antiguo. A
continuación se cierra la maleta 12 y se devuelve al minorista para
el cobro a la devolución. A continuación se puede preparar la maleta
12 para su reutilización por otro usuario retirando el filtro de
aceite antiguo de su compartimento 118 y poniéndola en una unidad de
recarga 14, como se muestra mejor en la figura 9. La unidad de
recarga 14 está diseñada de manera tal que la unidad de maleta 12
se puede deslizar entre una posición no conectada, mostrada con
trazo continuo, y un aposición de recarga, mostrada con trazo
discontinuo. La unidad de recarga 14 tiene un colector 190 que tiene
adaptadores de acoplamiento 192, 194, 196, 198 y 200 que se pueden
acoplar de forma hermética a los puertos de recarga 58, 60, 62, 64
y 66, respectivamente, y los abre. Los adaptadores 192, 194, 198 y
200 tiene cada uno una válvula activada por solenoide 202, 204, 208
y 210. En el caso del adaptador 196, este se desvía hacia dos
válvulas activadas por solenoide 205 y 206. Las válvulas 202, 204,
205, 206, 208 y 210 están conectadas a una unidad de ordenador 212,
que controla la secuencia de recarga automática. La válvula 202 está
conectada a una conducción 214 de ventilación / vacío de aceite
usado, que se usa para ventilar un vacío en el depósito de aceite
de desecho 22 mientras se drena del mismo el aceite de desecho. La
válvula 204 está conectada a una conducción 216 de presión de aire,
que se usa para meter aire comprimido en el depósito de aire
comprimido 18. La válvula 205 está conectada a una conducción de
ventilación 217 para permitir que el aire ventile el depósito de
fluido nuevo 22 cuando se está llenando con fluido nuevo. Mientras
que la conducción de ventilación 217 y la válvula 205 son
absolutamente innecesarias, ayudan a un relleno más rápido
reduciendo la presión inversa. La válvula 206 está conectada a la
conducción 218 de nitrógeno comprimido, que se usa para poner el
aceite nuevo bajo presión de nitrógeno. La válvula 205 se cierra
cuando la válvula 206 se abre. Esta presión del gas nitrógeno provee
la fuerza motriz para mover el aceite nuevo fuera del depósito de
aceite nuevo 20 hacia el vehículo. La válvula 208 conecta con otra
conducción de vacío 220, que se usa para aspirar el aceite de
desecho fuera del contenedor de aceite de desecho 22. Durante la
aspiración del aceite de desecho fuera del contenedor, la
conducción 214 de ventilación del aceite usado y la válvula 202
permanecen abiertas. Durante el proceso de introducción de vacío en
el depósito 22 de aceite de desecho ahora vacío, la conducción 214
de aceite usado y la válvula 202 pueden permanecer cerradas. La
válvula 210 está conectada a la conducción 222 de relleno de aceite
nuevo, y se usa para recargar el depósito de aceite nuevo 20.
La unidad de ordenador de recarga 212 permite al
trabajador seleccionar la preparación de la unidad de maleta 12 para
suministrar 2,84, 3,79, 4,73 o 5,69 litros (3, 4, 5 o 6 cuartos) de
aceite nuevo, pulsando los botones de selección 224. Los botones de
progreso iluminados 226 indican al trabajador el progreso de la
secuencia de recarga. Cuando la unidad de maleta 12 ha terminado la
recarga y está lista para su reutilización, se emite una señal
audible o visible y la unidad se puede reutilizar inmediatamente.
La unidad de ordenador de recarga puede activar las válvulas 202,
204, 205, 206, 208, y 210 y el suministro de aire y nitrógeno
comprimidos, aceite nuevo, vacío para evacuar el fluido de desecho y
para introducir vacío en el depósito de fluido de desecho 18 en la
secuencia adecuada, en un proceso completamente automático. La parte
de maleta se puede preparar para su reutilización muy
rápidamente.
Una de las ventajas de este sistema de cambio de
aceite del tipo hágalo usted mismo es que puede estar disponible a
un coste que no es significativamente superior al precio de compra
de los contenedores de aceite de 0,95 litros (un cuarto de galón),
pero menos costoso que el coste de un cambio de aceite en una
estación de servicio o en una instalación de cambio de aceite
rápido. Otra ventaja es la limpieza y la sencillez del sistema, que
puede prevenir el derrame de aceite nuevo o usado o el vertido de
aceite de desecho, que es un problema habitual pero grave con los
cambios de aceite actuales del tipo hágalo usted mismo. Otra
ventaja más que ofrece el sistema es que, dado que se trata de un
sistema integrado de recogida de aceite usado y de suministro de
aceite nuevo, desaparece el problema del vertido y eliminación de
aceite de desecho por el usuario final.
Aunque el sistema se ha descrito en relación con
la realización de un cambio de aceite de motor o de un vehículo a
motor del tipo hágalo usted mismo, el sistema se puede emplear para
realizar cambios de aceite y cambios de otros fluidos, es decir,
fluidos hidráulicos, refrigerantes u otros productos químicos en
máquinas, por ejemplo equipos de minería de una mina, en aviones en
la pista, o en la maquinaria de una factoría, como prensas de
imprenta, así como en otros usos.
Los dibujos y la descripción anterior no se
pretende que representen la única forma de la invención en cuanto a
los detalles de esta construcción y forma de operación. En efecto,
debe resultar evidente para los expertos en la técnica que se
pueden hacer modificaciones y variaciones sin salir del espíritu y
alcance de las reivindicaciones. Aunque se han empleado términos
específicos, solo se incluyen en sentido genérico y descriptivo y
no con fines limitativos, quedando el alcance de la invención
delimitado en las siguientes reivindicaciones.
Claims (9)
1. Un sistema (10) de cambio de fluido para
cambiar un fluido en un dispositivo que utiliza el fluido que
comprende:
una disposición de depósitos (16), una pluralidad
de puertos de recarga (58, 60, 62,64, 66) conectados a la
disposición de depósitos (16); una manguera (68) para la evacuación
de fluido usado de, y el suministro de fluido nuevo al, dispositivo
que utiliza el fluido; un medio de válvula de control (56) conectado
por tubos a la disposición de depósitos (16); y un tubo Venturi
(84);
teniendo la disposición de depósitos (16) un
depósito (22) de fluido usado adaptado para almacenar fluido a baja
presión; un depósito (20) de fluido nuevo adaptado para almacenar
fluido nuevo y un gas comprimido;
estando conectada la pluralidad de puertos de
recarga (58, 60, 62, 64, 66) con la tubería de recarga (80, 96, 98,
104, 110) a dicha disposición de depósitos a través de los
cuales;
- (a)
- dicho depósito (20) de fluido nuevo se rellena con fluido nuevo y se recarga con gas presurizado;
- (b)
- dicho depósito (22) de fluido usado se vacía de fluido usado y se pone bajo vacío; teniendo dicha pluralidad de puertos válvulas para controlar la introducción y extracción de fluido y aire a su través; estando el medio (56) de válvula de control conectado por tubos (100, 106) a dicho depósito (20) de fluido nuevo, a dicho depósito (22) de fluido usado, y a dicha manguera (68), estando adaptado dicho medio (56) de válvula de control para permitir que un usuario, selectivamente,
- (d)
- abra el tubo (106) entre dicho depósito (22) de fluido de desecho y dicha manguera (68) para permitir que el fluido de desecho sea evacuado del dispositivo que utiliza el fluido; y
- (b)
- abra un tubo (100) entre dicho depósito (20) de fluido nuevo y dicha manguera (68) para permitir que el fluido nuevo sea suministrado al dispositivo que utiliza el fluido;
el tubo Venturi (84) está conectado a dicho
depósito (22) de fluido de desecho, y que se puede operar mediante
un medio de válvula (88) para permitir que un usuario introduzca
vacío en dicho depósito (22) de fluido de desecho;
caracterizado porque la disposición de
depósitos comprende también un depósito (18) de aire comprimido que
se puede rellenar con aire comprimido por medio de un puerto de
recarga (60) y del medio (56) de válvula de control y de la tubería
correspondiente (92) y al que está conectado el tubo Venturi
(84);
y porque la disposición de depósitos (16), dicha
pluralidad de puertos (58, 60, 62, 64, 66) y tubería (80, 96,
98,104,110), dicho medio de válvula de control (56), y dicho tubo
Venturi (84) están todos contenidos en una parte de alojamiento
(70) para constituir una unidad portátil (12).
2. Un sistema como el reivindicado en la
reivindicación 1, en el que dicho depósito de fluido de desecho
(22), dicho depósito de fluido nuevo (20), y dicho depósito de aire
comprimido (18) están situados coaxialmente uno dentro del otro.
3. El sistema como el reivindicado en la
reivindicación 1 o reivindicación 2, en el que dicha manguera (68)
para la evacuación de fluido usado y el suministro de fluido nuevo
está conectada a un tubo flexible.
4. Un sistema como el reivindicado en cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además una válvula de
conexión (180) para conectar a dicha manguera (68) y acoplar a un
dispositivo que utiliza el fluido que está experimentando un cambio
de fluido.
5. Un sistema como el reivindicado en cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho medio de válvula de
control (56) comprende una válvula de fluido de desecho (108) y una
válvula de fluido nuevo (102), estando situadas dichas dos válvulas
(102, 108) contiguamente y teniendo cada una, una placa de disco
circular (144, 142) unida a la misma y estando generalmente en el
mismo plano, teniendo cada una de dichas placas de disco circulares
(144, 142) una parte indentada en forma de media luna (150, 146), de
forma tal que la posición de dichas placas de disco circulares no
permita que las dos válvulas contiguas se abran simultáneamente, y
requiriendo dichas placas de disco circulares (144, 142) que dicho
fluido de desecho esté conectado y seguidamente desconectarse, antes
de que dicho fluido nuevo se pueda conectar y, seguidamente,
desconectarse para, de esta forma, controlar la secuencia de
recogida de fluido de desecho de un dispositivo que utiliza el
fluido y de suministro de fluido nuevo a dicho dispositivo.
6. Un sistema como el reivindicado en cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además una válvula de
bloqueo (82) para prevenir la pérdida de aire comprimido de dicho
depósito de aire comprimido (18).
7. Un sistema como el reivindicado en cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho gas comprimido es un
gas inerte seleccionado del grupo constituido por nitrógeno, dióxido
de carbono y helio.
8. Un sistema como el reivindicado en cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además una estación de
recarga (14) en la que se puede enganchar la unidad portátil (12),
comprendiendo dicha estación de recarga (14):
un colector (109) de acoplamiento de puertos de
recarga que tiene un número de puertos de transferencia que son
acoplables a dichos puertos de recarga (58, 60, 62, 64, 66) de
dicha unidad portátil (12) y cuando están acoplados de este modo se
abren dichas válvulas de dichos puertos de recarga;
una pluralidad de válvulas (202, 204, 205, 206,
208, 210) para controlar el flujo de fluido a través de dicha
pluralidad de puertos de transferencia (192, 194, 196, 198, 200);
y
fuentes de aire comprimido, gas inerte, vacío y
fluido nuevo, y un contenedor para el fluido usado recogido de
dicha unidad portátil (12).
9. Un sistema como el reivindicado en la
reivindicación 8, en el que dicha estación de recarga (14) comprende
además un ordenador (212) que controla una secuencia de recarga de
dicha unidad portátil (12) durante la cual el fluido usado es
evacuado del depósito de fluido usado (22) y dicho depósito se pone
al vacío, dicho depósito de aire comprimido (18) se rellena con
aire comprimido, y dicho depósito de fluido nuevo (20) se rellena
con fluido nuevo y se presuriza con gas inerte para poner a punto
dicha unidad portátil (12) para su reutilización.
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