ES2207947T3 - Conjunto de valvulas para bomas de vibraciones. - Google Patents
Conjunto de valvulas para bomas de vibraciones.Info
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Abstract
La invención se refiere a un dispositivo aplicable a las bombas de vibraciones, que cumplen diversas funciones de cebado automático, de compensación de la presión negativa y de protección contra las sobrepresiones. Dicho dispositivo comprende un cuerpo (12) que contiene una válvula (18) de no-retorno, una válvula (26) que permite liberar el aire y compensar la presión negativa y una válvula (48) de seguridad que permite la evacuación de las sobrepresiones accidentales que se forman en el interior de un sistema como una caldera (62) controlada por la válvula (18). En partícula, la válvula (26), destinada a compensar la presión negativa, comprende un obturador 832) equipado con medio (40a-c) que favorecen la circulación de aire exterior en el sistema sometido a una presión negativa.
Description
Conjunto de válvulas para bombas de
vibraciones.
La presente invención se refiere a una válvula
capaz de realizar múltiples funciones y aplicable a sistemas que
están sometidos a grandes variaciones de presión, tales como
calderas, que están expuestas a frecuentes paradas con enfriamiento,
y constituye una mejora del dispositivo para el
auto-cebado, bajo condiciones de contrapresión, de
bombas de vibraciones, que está cubierta por el Modelo de Utilidad
Industrial Nº. 0.215.741 presentado con fecha 3/3/1989 a nombre de
los solicitantes de la presente solicitud.
El dispositivo anteriormente mencionado ha
resultado ser muy eficaz para el cebado de bombas de vibraciones
bajo condiciones de sobrepresión, pero ha sido incapaz de resolver
satisfactoriamente un nuevo problema que surge cuando las bombas de
vibraciones se utilizan para la alimentación de calderas de gran
tamaño, tal como la de generadores de vapor múltiples para
limpiadores de vapor y para planchas. En realidad, lo que sucede es
que cuando estas calderas, después de un ciclo de trabajo, se dejan
enfriar, la presión en el espacio cerrado presente por encima del
nivel de agua, que está previsto para almacenamiento de vapor, pasa
desde un valor sustancialmente más alto (en unas pocas barias) que
la presión atmosférica a un valor que es más bajo que la presión
atmosférica (es decir, este espacio está sujeto a una presión
negativa (es decir, vacío). Puesto que los aparatos que contienen
estas calderas suelen estar provistos de válvulas que impiden el
escape del vapor, excepto cuando ello se requiere por el propio
operador, resulta imposible extraer cualquier aire de compensación
desde el ambiente exterior. En consecuencia, si se proporciona una
caldera, en el circuito de alimentación, con un dispositivo de
auto-cebado de la bomba, según se describe en el
Modelo de Utilidad anteriormente mencionado, la presión negativa
dentro de la caldera extrae agua desde el circuito de alimentación
hidráulica hasta el punto donde llena completamente la caldera,
dando lugar a graves anomalías funcionales de la caldera durante su
uso posterior puesto que, en lugar de generar de inmediato vapor
seco, inicialmente la caldera emite mezclas de agua de vapor que
pueden ser nocivas o peligrosas.
Por lo tanto, es necesario utilizar una válvula
que funciona de modo que no solamente libere aire para un nuevo
cebado de la bomba, sino que también permita una admisión gradual de
aire a la caldera a alimentarse cuando esta última se enfría y está
sujeta a una presión negativa.
La presente invención está prevista para este
objetivo y consiste en un dispositivo que es aplicable a una bomba
de vibración, que alimenta una caldera y realiza las múltiples
funciones de auto-cebado de la bomba, equilibrando
una presión negativa en la caldera, cuando se enfría y protegiendo
la caldera contra la sobrepresión, que comprende:
- -
- una válvula de no retorno o de seguridad;
- -
- una válvula de liberación de aire dispuesta corriente arriba de la válvula de no retorno para realizar el auto-cebado de la bomba, permitiendo que circule aire durante el cebado de la bomba, pero impidiendo cualquier flujo de agua exterior cuando se haya cebado la bomba y esté llena de agua; y
- -
- un tubo de descarga que conecta la válvula de liberación de aire con el depósito de agua;
caracterizado porque:
- a)
- la válvula de liberación de aire tiene asociada en paralelo una válvula de seguridad, dispuesta corriente abajo de la válvula de no retorno, para descargar en el depósito de agua, a través del tubo de descarga, una determinada cantidad de agua y/o vapor desde la caldera, cuando la caldera está en condición de sobrepresión,
- b)
- la válvula de liberación de aire, que funciona también como un medio para permitir la entrada de aire en la caldera, que está constituida por un tapón, provisto de punta cónica que está situada frente a una cavidad exterior y una cavidad frente a la parte interior, estando el tapón coaxialmente alojado en una cavidad cilíndrica de dicha válvula, existiendo entre el tapón y la cavidad una separación que permite la circulación de aire desde el interior al exterior de la válvula y viceversa, pero deteniendo prácticamente cualquier flujo de agua cuando el agua debido al cebado de la bomba entra en la cavidad y empuja el tapón con la punta cónica contra la propia cavidad,
- c)
- el tubo de descarga termina por encima de la superficie del agua contenida en un depósito para agua de alimentación de reserva.
En una realización preferida, la válvula de
seguridad está constituida por una cavidad cilíndrica que está
provisto por un orificio estrecho que comunica con una zona
corriente abajo con respecto a la válvula de no retorno y está
cerrada por una bola empujada contra dicho orificio por un resorte
calibrado de acuerdo con la presión de seguridad.
En particular, la cavidad del tapón es cilíndrica
y coaxial con respecto al tapón, es decir, teniendo su eje orientado
hacia y alineado con el eje longitudinal del tapón y está provisto
de al menos una incisión que conecta la cavidad a la periferia del
tapón.
En una realización preferida, la cavidad
cilíndrica está provista de dos incisiones.
Todavía más preferentemente, la cavidad
cilíndrica está provista de tres incisiones.
Las características de la presente invención
serán definidas en particular en las reivindicaciones que
constituyen la parte concluyente de la memoria descriptiva.
Sin embargo, otras características y ventajas de
la misma se desprenden de la siguiente descripción detallada de una
realización preferida y no limitativa de la invención, con
referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- la Figura 1 ilustra una vista lateral en
sección transversal de una realización de la invención;
- la Figura 2 ilustra una vista en perspectiva de
un tapón presente en la válvula para liberar aire y compensar la
presión negativa del dispositivo según la invención;
- la Figura 3 ilustra una vista en sección
transversal a lo largo de la línea 3-3 de la Figura
2 y
- la Figura 4 ilustra un ejemplo de una posición
aplicación del dispositivo de acuerdo con la invención para una
caldera de gran tamaño para generar vapor para uso doméstico.
Con referencia a las Figuras 1 a 3, puede
observarse que un dispositivo 10 según la presente invención está
constituido por un cuerpo central 12 que presenta, conformadas en el
mismo, dos cavidades cilíndricas 14 y 16 que son coaxiales, pero
tienen diámetros diferentes. La cavidad cilíndrica 14, que tiene un
diámetro más pequeño, está directamente conectada a la salida de
descarga de una bomba (ilustrada a modo de ejemplo en la Figura 4),
mientras que la cavidad 16, que tiene un diámetro mayor, está
conectada a un tubo de descarga, por ejemplo, que conduce a una
caldera, como se ilustra en la Figura 4. Las dos cavidades
cilíndricas 14 y 16 están conectadas juntas por medio de una válvula
de no retorno 18. La válvula de no retorno 18 está constituida por
un tapón fungiforme 20, cuya parte inferior
semi-esférica se apoya contra un asiento formado en
el extremo superior de la cavidad cilíndrica 14 un diámetro más
pequeño. La parte inferior de la cavidad cilíndrica 16 con un
diámetro mayor tiene, dispuesto en su interior, un tope de válvula
de no retorno 22 contra cuya parte inferior se apoya un resorte 24
de la válvula 18, manteniendo dicho resorte el tapón fungiforme 20
presionado contra su asiento de soporte. La cavidad cilíndrica 14
que tiene un diámetro más pequeño se comunica con una válvula 26 que
está dispuesta transversalmente y está constituida por dos cavidades
cilíndricas 28 y 30 que tienen diámetros diferentes y están
conectadas en serie y la mayor 28 contiene un tapón 32 que se
desliza en su interior y en oposición a un resorte 34 que se apoya
contra la parte inferior de la cavidad mayor 28. El tapón 32 termina
en un extremo exterior en una punta cónica 36 y un extremo interior
en una cavidad 38 conectada exteriormente a tres incisiones 40a, 40b
y 40c. La cavidad cilíndrica 16 con el diámetro mayor se comunica
con una cavidad cilíndrica lateral 42 constituida por dos cavidades
cilíndricas 44 y 46 que tienen diferentes diámetros y están
conectadas en serie y la mayor 44 contiene una válvula de seguridad
48 formada por una bola 50 que se apoya presionada por un resorte 52
contra un orificio 54 que está en comunicación con la cavidad 16. La
cavidad cilíndrica más pequeña 46 actúa como una descarga para la
válvula de seguridad 48. Las dos cavidades cilíndricas 30 y 46 están
conformadas en un elemento de conexión único 56 que tiene que
conectarse a un tubo que se ilustra en la Figura 4.
Se considera ahora la Figura 4 que ilustra un
sistema 60 que comprende una caldera de gran tamaño 62 que se
alimenta con agua mediante una bomba de vibración 64 que dispone, en
su salida, del dispositivo 10 según la presente invención. La
caldera 62 es del tipo convencional provisto de un calentador de
resistencia 66 conectado a una red de alimentación eléctrica 68 por
medio de uno de los termostatos usuales, que permiten que la
temperatura del agua dentro de la caldera 62 se mantenga a un valor
estable. La bomba 64 está conectada también a la misma red de
alimentación eléctrica 68 por medio de un conmutador de presión o un
indicador de nivel del líquido, que son también usuales. La bomba 64
extrae agua, a través de un tubo 70, desde un depósito 72, que
contiene una alimentación de agua de reserva para la caldera 62, y
la transporta a la caldera 62 por medio de un tubo de descarga 74.
Además, un tubo 76 está también derivado del dispositivo 10 y se
acopla mediante una cubierta 78 con el elemento de conexión 56 que
puede observarse en la Figura 1 y recibe las salidas desde las
cavidades 30 y 46.
El funcionamiento de la presente invención puede
entenderse fácilmente con referencia a todas las figuras.
Si la bomba 64 está descebada, su activación
causa la expulsión, desde ella, del aire a una presión suficiente
para superar parcialmente la fuerza de resorte 34 en cuanto a
desplazar el tapón 32 alejándolo de la parte inferior de la cavidad
28 y permitir que se escape el aire desde la cavidad 30 al tubo 76,
cuya salida de descarga está situada dentro del depósito 72 por
encima de la superficie del agua allí contenida. Tan pronto como se
ceba la bomba, el agua alcanza la cavidad cilíndrica 14, pasando
luego a la cavidad 28 donde, debido a su viscosidad, tira del tapón
32 haciendo que supere la fuerza de resorte 34 hasta que su punta
cónica 36 cierre el orificio pasante de la cavidad 30 y de este
modo, la presión del agua sea capaz de elevarse hasta el punto en
que controle la superación de la fuerza sobre el tapón 20 de la
válvula de no retorno 18, debido, en particular, a la presión dentro
de la caldera, así como al resorte 24, que hace que el agua pase a
la caldera 62. Esta función es exactamente la misma que la realizada
por la invención de la técnica anterior descrita en el documento
anteriormente mencionado del Modelo de Utilidad Industrial nº
0.215.741. Si la caldera se enfría hasta el punto donde produce una
presión negativa en su zona superior 82, esta presión negativa
tiende a extraer agua desde el depósito 72, cuya agua se detiene a
un nivel 80 que es controlado por la posibilidad de entrada del aire
desde el tubo 76, que pasa alrededor del tapón 32, favorecido por la
presencia de la cavidad 38 y las incisiones 40a-40c.
El aire sigue penetrando en la caldera 62, según se indica por las
burbujas 84, acumulándose en la zona 82 hasta que la presión
negativa esté completamente compensada. En este punto, la presión
dentro de la caldera 62 está completamente en equilibrio con la
presión atmosférica.
La necesidad de disponer de agua dentro de la
caldera 62 es satisfecha por la bomba 64 que cierra la válvula de
compensación y de respiración 26, lo que permite la apertura de la
válvula de no retorno 18 y el flujo de agua hacia la caldera 62.
La invención prevé el uso de la válvula de
seguridad 48 que está instalada próxima a la válvula de liberación
26 y conectada al depósito 72 por medio del tubo de descarga 76 por
dos motivos:
en primer lugar, por una razón de ahorro de
espacio y relacionada con el coste, porque permite que la válvula de
seguridad 48 sea incorporada en el mismo dispositivo 10 sin tener
que instalar una válvula de seguridad en otro punto, lo que
implicaría espacio y trabajo adicionales;
en segundo lugar, porque cualquier vapor que se
libere debido a la válvula de seguridad es enfriado en la masa del
agua dentro del depósito 72, dando lugar a una reducción en su
temperatura y los peligros asociados.
Lo anterior constituye simplemente una
descripción detallada de una realización preferida de la presente
invención y pueden realizarse variaciones y soluciones equivalentes
por cualquier experto en la materia, a partir de la lectura de dicha
memoria descriptiva, estando dichas soluciones o variaciones
cubiertas por el alcance de las reivindicaciones siguientes.
Por ejemplo, el número de incisiones
40a-40c alrededor de la cavidad 38 puede ser menor o
mayor que el ilustrado en las Figuras 2 y 3. La válvula de seguridad
42 podría tener un tubo de descarga separado del tubo 76 que también
sirve a la válvula de liberación y compensación 26. Asimismo,
evidentemente la válvula de seguridad 42 en lugar de comprender una
bola 50 asentada en la cavidad 44, puede comprender también otro
elemento de cierre conocido, diferente de una bola, que esté
asentado en una cavidad correspondiente. Por último, es posible
utilizar, en lugar del depósito de agua de reserva 72, una conexión
a una red de suministro de agua, en cuyo caso se podría dispensar
también la presencia de la bomba 64 y el tubo 76 podría llevar a una
cámara de ventilación simple conectada a la atmósfera exterior.
Claims (5)
1. Dispositivo, que es aplicable a una bomba de
vibración (64), que alimenta una caldera (62) y realiza las
múltiples funciones de auto-cebado de la bomba (64),
que equilibra una presión negativa en la caldera (62), cuando se
enfría, y que protege a la caldera (62) contra la sobrepresión, que
comprende:
- -
- una válvula de no retorno o de seguridad (18);
- -
- una válvula de liberación de aire (26) dispuesta corriente arriba de la válvula de no retorno (18) para realizar el auto-cebado de la bomba (64), permitiendo que circule aire durante el cebado de la bomba (64), pero impidiendo cualquier flujo de agua exterior cuando se haya cebado la bomba (64) y esté llena de agua; y
- -
- un tubo de descarga (76) que conecta la válvula de liberación de aire (26) con el depósito de agua (72);
caracterizado porque:
a) la válvula de liberación de aire (26) tiene
asociada en paralelo una válvula de seguridad (48), dispuesta
corriente abajo de la válvula de no retorno (18), para descargar en
el depósito de agua (72), a través del tubo de descarga (76), una
determinada cantidad de agua y/o vapor desde la caldera (62), cuando
la caldera (62) está en condición de sobrepresión,
b) la válvula de liberación de aire (26), que
funciona también como un medio para permitir la entrada de aire en
la caldera (62), que está constituida por un tapón (32), provisto de
punta cónica que está situada frente a una cavidad exterior (30) y
una cavidad (38) frente a la parte interior, estando el tapón (32)
coaxialmente alojado en una cavidad cilíndrica (28) de dicha válvula
(26), existiendo entre el tapón (32) y la cavidad (28) una
separación que permite la circulación de aire desde el interior al
exterior de la válvula (26) y viceversa, pero deteniendo
prácticamente cualquier flujo de agua cuando el agua debido al
cebado de la bomba (64) penetre en la cavidad (28) y empuje el tapón
(32) con la punta cónica contra la propia cavidad (30), y
c) el tubo de descarga (76) termina por encima de
la superficie del agua contenida en un depósito (72) para agua de
alimentación de reserva.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la válvula de seguridad (48) está
formada por una cavidad cilíndrica (42) que está provista por un
orificio estrecho (54) que se comunica con una zona corriente abajo
con respecto a la válvula de no retorno (18) y está cerrado por una
bola (50) empujada contra dicho orificio (54) por un resorte (52)
calibrado según una presión de seguridad.
3. Dispositivo según las reivindicaciones 1 y 2,
caracterizado porque la cavidad (38) del tapón (32) es
cilíndrica y coaxial con respecto al tapón (32), es decir, que
presenta su eje orientado y alineado con el eje longitudinal del
tapón (32) y está provista de por lo menos una incisión (40a) que
conecta la cavidad (38) a la periferia del tapón (32).
4. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado porque la cavidad cilíndrica (38) está provista
de dos incisiones (40a, 40b).
5. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado porque la cavidad cilíndrica (38) está provista
de tres incisiones (40a, 40b, 40c).
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