ES2237901T3 - Valvula de derivacion, en particular para maquinas de lavado a presion. - Google Patents

Abstract

Válvula de derivación funcional, en particular para máquinas de lavado a presión, del tipo que comprende un alojamiento externo (1) que define una cámara (2) provista de una sección de entrada (3), una sección de salida (4) y una sección de descarga (5), medios (6) para interrumpir la sección de descarga (5) o la sección de salida (4), los cuales están situados dentro de la cámara (2) que comprenden un pistón (9) que se desliza dentro de la cámara (2) entre dos porciones (2a y 2b) de la misma, y actuado de manera alternativa por una diferencia de presión y por medios elásticos (7) y provisto de medios (8) para la comunicación entre la sección de entrada (3) y la sección de salida (4), caracterizada por el hecho que dicho pistón (9) está provisto de un primer canal interno (12) que se comunica con la sección de entrada (3), y aberturas (13) provistas en la superficie lateral.

Description

Válvula de derivación, en particular para máquinas de lavado a presión.

La presente invención se refiere a una válvula de derivación, en particular para máquinas de lavado a presión.

Las máquinas de lavado a presión normalmente se utilizan para lavar usando agua a alta presión, donde la presión de impulsión alcanza un valor del orden de 100 Bares o inclusive mayor, y se pueden usar tanto a temperatura ambiente como en condiciones de alta temperatura.

Una máquina de lavado a presión está conectada a una pistola de lavado generalmente alimentada por una bomba volumétrica de pistón proyectada para entregar un caudal de fluido constante. Esto da origen a algunos problemas; en primer lugar la presión de ejercicio se debe regular y, puesto que se mide en el orificio de salida de la máquina, depende de las pérdidas de carga hidrostática en el circuito fluido-dinámico presentes entre el orificio de salida de suministro de la bomba y el ambiente; en segundo lugar, cuando la pistola de suministro está cerrada, es necesario descargar el flujo, manteniendo la presión de impulsión de la bomba lo más baja posible para reducir el consumo de energía y el desgaste de la misma.

Los problemas listados arriba normalmente se pueden resolver introduciendo, después de la bomba, una válvula que regula la presión de lavado, descargando una parte del caudal, con la cual provocar la derivación de todo el caudal cuando la pistola está cerrada o en el caso que dentro del sistema se tenga una presión superior a una presión de umbral. El agua desviada se la lleva al sistema de alimentación de la bomba.

Tal como se ha mencionado arriba, dicha válvula realiza al mismo tiempo y de la misma manera las funciones de descarga y seguridad: ni bien la presión después de la válvula supera un valor umbral, se deriva el caudal, quedando aisladas entre sí, respectivamente, las zonas después y antes de la válvula.

El problema principal que las máquinas mencionadas arriba tienen es el considerable grado de rigidez al cual se somete el tubo de goma como consecuencia de la alta presión presente en su interior cuando la pistola está cerrada. Esto limita considerablemente la facilidad de manejo del tubo de goma y, por consiguiente, de la pistola de lavado.

En las máquinas convencionales, incluso después de haber detenido la bomba, existe una alta presión dentro del circuito que se puede descargar abriendo la pistola. Si esta última operación no se lleva a cabo y en esta situación se desmonta cualquier unión del circuito, entonces se tendrá una violenta descompresión con chorros y un peligroso efecto sacudida de los eventuales tubos de goma desconectados.

Si después del uso se deja el circuito bajo presión, a lo largo del tiempo esto provoca un deterioro del tubo de goma y de la pistola, en particular en el caso de exposición al sol.

Teniendo en cuenta la alta presión presente, el funcionamiento de la pistola provoca una gran fuerza de reacción debido al flujo de agua. Normalmente se tiene una repentina entrega de caudal al momento de la apertura debido a que la presión es incluso mayor que la presión de ejercicio; esto provoca una reacción violenta de la pistola que puede determinar una peligrosa pérdida de control por parte del operador, en particular con las presiones más elevadas.

Asimismo, puesto que el caudal se descarga ni bien la presión después de la válvula supera un valor de umbral, el conducto de derivación está permanentemente abierto y, por ende, está muy sometido a desgaste por la abrasión provocada por el fluido que sale.

Para tratar de resolver esos problemas, la patente de invención GB 2.082.733 exhibe una válvula de derivación actuada por descarga donde se mantiene un flujo piloto en una salida de la línea de descarga hacia la válvula de control por descarga. Este dispositivo es muy complejo, y no permite una completo cierre del tubo de descarga, porque en la condición de descarga está admitida la salida libre y continua de un relativamente pequeño flujo piloto.

Además, la patente de invención US 4.385.640 exhibe un descargador hidráulico donde se crea una presión diferencial entre un portillo de entrada y el orificio de descarga de presión, mediante un pistón que actúa sobre un obturador de la válvula de derivación. Este dispositivo genera una alta caída de presión diferencial entre el portillo de entrada, y el orificio de descarga de presión cuando está en funcionamiento; y también la traslación de la válvula de derivación contra el asiento cónico de la válvula podría provocar el desgaste, por abrasión, de ambos, y podría limitar la duración y la eficiencia de la válvula.

El objetivo de la presente invención es el de eliminar las desventajas mencionadas con anterioridad proporcionando una válvula de derivación en particular para máquinas de lavado a presión, que permita que el caudal de la bomba sea descargado a través de la derivación cuando la pistola está cerrada, permitiendo al mismo tiempo bajos valores de presión en todo el circuito de suministro.

Otra ventaja de la presente invención está dada por el hecho que, bajando la presión dentro del tubo cuando la pistola está cerrada, la facilidad de manejo se ve aumentada considerablemente incluso con respecto a la condición en la cual la pistola está abierta.

Asimismo, mediante la presente invención es posible impedir problemas o daños que podrían afectar al tubo de goma y, en el caso de desensamblado accidental, incluso eventuales heridas al usuario.

Aplicando la presente invención, el funcionamiento de la pistola exige un limitado esfuerzo por parte del operador, puesto que la presión que se debe superar en este caso es limitada. Este hecho, aparte de brindar mejoras durante el uso, protege los mecanismos de activación de la pistola. En efecto, durante la etapa transitoria cuando se abre el obturador de la pistola, hay una presión limitada, un limitado caudal y, por ende, un limitado desgaste abrasivo del mecanismo, que es sumamente indeseado durante esta etapa.

Aparte de lo indicado arriba, la presente invención brinda un suministro suave del caudal al comienzo de cada ciclo de suministro, debido a su etapa transitoria de funcionamiento, lo cual impide una violenta reacción de la pistola y una posible pérdida de control por parte del operador.

La invención, combinada con la válvula normalmente presente en el sistema, impide que esta última abra continuamente el conducto de derivación. Esto limita el desgaste, por abrasión, del flujo de salida y aumenta la duración y la eficiencia de la válvula conocida como válvula de seguridad.

Por consiguiente, esto da como resultado una máquina de lavado a presión que es más simple, más fiable y más segura para usar.

Dichos objetivos se logran en su totalidad mediante la válvula de derivación en particular para máquinas de lavado a presión, de acuerdo a la presente invención, que está caracterizada por el contenido de las reivindicaciones que están más adelante y en particular por el hecho que comprende medios para interrumpir la sección de descarga o la sección de salida, que están situados dentro de la cámara y actuados de manera alternativa por una diferencia de presión y por medios elásticos y provistos de medios para la comunicación entre la sección de entrada y la sección de salida que funcionan durante la descarga del caudal a través de la sección de descarga.

Esas y otras características se pondrán aún más de manifiesto a partir de la descripción que sigue de una realización preferida, ilustrada a título puramente ejemplificador y no limitativo, mediante las láminas de dibujos anexas, en las cuales:

- la figura 1 muestra un diagrama de una máquina de lavado a presión que comprende una válvula de derivación según la presente invención;

- la figura 2 muestra una vista en corte transversal de esta válvula de derivación funcional durante la derivación del caudal;

- la figura 3 muestra una vista en corte transversal de la misma válvula con el caudal pasando a través de la misma durante el uso normal;

- la figura 4 muestra una vista en corte transversal de la válvula durante una etapa de transición, es decir durante el paso de la posición de la figura 2 a la posición de la figura 3.

Con referencia a las figuras, el numeral 20 denota en su totalidad una máquina de lavado a presión que comprende en particular una bomba volumétrica (21) del tipo conocido, una válvula de seguridad o de presión máxima (22) también del tipo conocido, una válvula de derivación funcional (23) según la invención, un tubo flexible (24) y una conocida pistola de suministro (25).

El numeral 1 denota un alojamiento externo de la válvula de derivación (23), en particular para máquinas de lavado a presión.

El antes mencionado alojamiento externo substancialmente tiene una extensión cilíndrica y define una cámara (2) a través de la cual pasa un caudal de fluido, en particular agua, y la cual está provista de una sección de entrada (3), una sección de salida (4) y una sección de descarga de derivación (5) funcional.

La sección de salida (4) se compone de un elemento (15) para cerrar dicha válvula, que está introducido y fijado al alojamiento externo (1) por medio de una conexión roscada (18). Otras conexiones roscadas (19a, 19b y 19c) permiten la inserción de la válvula dentro del sistema de una máquina de lavado a presión y en particular permiten la conexión, respectivamente, de la sección de entrada (3), de la sección de salida (4) y de la sección de descarga (5).

La cámara (2) está provista en su interior de medios (6) para interrumpir la sección de descarga (5) o la sección de salida (4). Esos medios de interrupción (6) están provistos de medios (8) para la comunicación entre la sección de entrada (3) y la sección de salida (4).

En particular los medios de interrupción (6) comprenden un pistón (9), que se desliza dentro de la cámara (2) entre dos porciones (2a y 2b) con diferentes diámetros, y entre una primera superficie de contacto (10) y una segunda superficie de contacto (11).

La primera superficie de contacto (10) está constituida por el extremo de la cámara (2) en la cercanía de la sección de entrada (3), mientras que la segunda superficie de contacto (11) está formada en el elemento de cierre (15) de dicha válvula.

El pistón (9) está provisto de un primer canal interno (12) que se comunica con la sección de entrada (3).

La superficie lateral del pistón (9) está provista de algunas aberturas (13) que conectan el primer canal interno (12) a la sección de descarga (5) o a la porción (2b) de la cámara (2), dependiendo de la posición del pistón (9).

Los medios de comunicación (8) comprenden un segundo canal interno (14) con una restringida sección transversal formada en la superficie final del pistón (9) y es tal como para conectar el primer canal interno (12) con la porción (2b) de la cámara (2), de suerte de establecer la comunicación entre la sección de entrada (3) y la sección de salida (4).

Formado como un canal u orificio central (14), los medios de comunicación (8) se pueden obtener, de acuerdo con una variante no mostrada, por ejemplo en la forma de una disposición de acoplamiento loco del pistón (9) y del alojamiento externo (1), obtenida dejando una mayor cantidad de juego o permitiendo una mayor tolerancia constructiva durante el acoplamiento de las dos partes.

El numeral 17 indica un resorte de compresión que forma parte de los medios elásticos (7) y que está introducido entre la superficie final del pistón (9) y el elemento de cierre (15) de dicha válvula.

Exhibido como un resorte (17), los medios elásticos (7), según una variante de ejecución, pueden incluso no estar presente dentro de la válvula (1), siendo reemplazados por la elasticidad de las paredes de la tubería flexible (24) que provoca un reflujo transitorio del fluido al momento del cierre de la pistola (25), este flujo de retorno provocando un desplazamiento del pistón a la posición de derivación, tal como se puede apreciar en la figura 2.

El elemento de cierre (15) también está provisto de ojales (16) que se comunican con la sección de salida (4).

La válvula descrita arriba está colocada en una máquina de lavado a presión (20), después de la bomba volumétrica (21) y de la válvula de seguridad (22) que ya forman parte del circuito de la misma máquina, y antes de la pistola externa (25), tal como se puede apreciar en la figura 1.

Por lo que concierne al funcionamiento de la válvula de derivación mencionada arriba, con respecto a las figuras, se ilustran tres secuencias de funcionamiento de dicha válvula.

La posición ilustrada en la figura 2 muestra la válvula durante la derivación del caudal con la pistola cerrada.

El primer canal interno (12) se comunica con la sección de entrada (3) y con la sección de descarga (5), a través de las aberturas (13).

El agua se descarga sin que encuentre alta resistencia fluido-dinámica y, por ende, con limitadas pero predefinidas pérdidas de carga hidrostática, de suerte que la presión dentro del circuito se mantiene baja.

Puesto que el caudal de descarga a través de la sección de salida (4), y, por lo tanto, a través de los medios de comunicación (8), es cero, la presión entre la porción (2a) y la porción (2b) prácticamente es igual y equilibrada.

Cualquier diferencia de presión que pueda existir entre la porción (2a) y la porción (2b) de la cámara (2) se elimina debido a la presencia del segundo canal interno (14) presente en el extremo del pistón (9). Cuando se elimina el flujo a través del segundo canal interno (14), también se eliminan las pérdidas de carga hidrostática y la diferencia de presión antes y después del pistón (9). La posición mostrada en la figura 1, cuando la pistola está cerrada, es estable porque el pistón (9) se mantiene presionado contra la primera superficie de contacto (10) por medio del resorte de compresión (17).

Cuando se abre la pistola, el segundo canal interno (14), que tiene una restringida sección transversal y a título indicativo un diámetro (\diameter) de un valor del orden de 1 mm, es atravesado por un caudal insuficiente para alimentar al sistema aguas abajo y la presión después del pistón (9) disminuye temporáneamente, mientras que antes del pistón permanece un limitado valor de presión.

Está previsto que la fuerza producida sobre el pistón (9) por la presión antes del mismo pistón (cámara 2a) supere la fuerza del resorte de compresión (17) y las fuerzas por fricción: esto también se obtiene reduciendo adecuadamente el diámetro (\diameter) del canal (14) que en general no debe superar el valor de 1 mm.

El resultado antes mencionado también se obtiene aumentando, de ser necesario, el valor de la presión dentro de la cámara (2a) por medio de la introducción de una pérdida aleatoria de carga hidrostática como, por ejemplo, una limitada reducción de la sección transversal (no mostrada en las figuras) del conducto de descarga (5).

Luego, el pistón (9) se mueve a lo largo de la cámara (2) y cierra la sección de descarga (5).

La figura 4 muestra la etapa de transición del pistón (9) cuando este último pasa entre la posición mostrada en la figura 2 y la posición mostrada en la figura 3.

La figura 3 muestra la posición de normal uso de la válvula de derivación descrita arriba, es decir cuando el caudal de agua fluye de la sección de entrada (3) a la sección de salida (4), mientras la sección de descarga (5) está cerrada por dichas paredes laterales del pistón (9).

Cuando pasa de la posición mostrada en la figura 2 a la posición mostrada en la figura 3, la presión aumenta hasta el valor de ejercicio, el cual se puede regular por medio de la válvula de seguridad (22) del tipo conocido y colocada en una etapa anterior.

En esta posición, las aberturas (13) quedan descubiertas dentro de la cámara cilíndrica (2b) que ha sido prevista con un diámetro mayor que el de la cámara (2a), permitiendo así que el caudal de ejercicio pase a la boca de salida (4) a través de los ojales u orificios (16).

Debido a la contorsión y naturaleza aleatoria del recorrido dentro del pistón (9), el fluido que pasa a través del mismo es sometido a una caída de presión que produce una fuerza sobre dicho pistón de una magnitud que depende del valor de la real caída de presión. Esta fuerza es mayor que la fuerza del resorte (17) y mantiene el pistón (9) estable contra la segunda superficie de contacto (11), permitiendo que el fluido pase a través de las aberturas u ojales de salida (16) y de la sección de salida (4).

Cuando se vuelve a cerrar la pistola, el caudal en la boca de suministro de la válvula pasa a ser cero, por consiguiente también se anulan las pérdidas de carga hidrostática y la fuerza hidráulica que actúa sobre el pistón (9), sobre el cual, por lo tanto, actúa sólo la fuerza del resorte (17).

Por consiguiente, el pistón vuelve a asumir la posición mostrada en la figura 2 donde el caudal del fluido se desvía totalmente a través de la sección de descarga (5).

La invención descrita arriba no reemplaza la válvula de seguridad y regulación (22) ya introducida en el circuito de una máquina de lavado a presión del tipo conocido. El objetivo de la presente invención es el de reemplazar la válvula mencionada con anterioridad sólo con respecto a la función de derivación funcionando cuando la pistola está cerrada. A tal efecto, se pueden variar la forma, la disposición y el tipo de componentes, sin por ello apartarse del alcance de protección de la presente patente de invención.

Ilustrada en el ejemplo expuesto como una válvula de derivación funcional (23), la cual está ideada separada de la válvula de seguridad (22), la invención puede ser realizada, según otra variante, ejecutando dichas válvulas (22 y 23) en un único cuerpo, quedando separadas las dos funciones y estructuras constructivas según se ha descrito arriba.

Claims (9)

1. Válvula de derivación funcional, en particular para máquinas de lavado a presión, del tipo que comprende un alojamiento externo (1) que define una cámara (2) provista de una sección de entrada (3), una sección de salida (4) y una sección de descarga (5), medios (6) para interrumpir la sección de descarga (5) o la sección de salida (4), los cuales están situados dentro de la cámara (2) que comprenden un pistón (9) que se desliza dentro de la cámara (2) entre dos porciones (2a y 2b) de la misma, y actuado de manera alternativa por una diferencia de presión y por medios elásticos (7) y provisto de medios (8) para la comunicación entre la sección de entrada (3) y la sección de salida (4), caracterizada por el hecho que dicho pistón (9) está provisto de un primer canal interno (12) que se comunica con la sección de entrada (3), y aberturas (13) provistas en la superficie lateral.

2. Válvula según la reivindicación 1, donde los medios de interrupción (6) actúan entre una primera superficie de contacto (10) y una segunda superficie de contacto (11).

3. Válvula según la precedente reivindicación 1, caracterizada por el hecho que las dos porciones (2a y 2b) de la cámara (2) están formadas con diferentes diámetros.

4. Válvula según la reivindicación 1, donde los medios de comunicación (8) comprenden un segundo canal interno (14) formado en la superficie final del pistón (9) para conectar la sección de entrada (3) y la sección de salida (4).

5. Válvula según la precedente reivindicación 4, donde el segundo canal interno (14) tiene una sección transversal con dimensiones reducidas, siendo su diámetro del orden de 1 mm.

6. Válvula según la reivindicación 1, donde los medios (8) que conectan la sección de entrada (3) y la sección de salida (4) comprenden una abertura pasante obtenida mediante una disposición de acoplamiento loco del pistón (9) y del alojamiento externo (1).

7. Válvula según la reivindicación 2, donde la segunda superficie de contacto (11) está formada en un elemento de cierre (15) de dicha válvula, provisto de aberturas u ojales (16) que se comunican con la sección de salida (4).

8. Válvula según la reivindicación 1, donde los medios elásticos (7) comprenden un resorte de compresión (17) introducido entre la superficie final del pistón (9) y un elemento de cierre (15) de dicha válvula.

9. Máquina de lavado a presión (20), del tipo que comprende una bomba volumétrica (21) y una válvula de seguridad (22), caracterizada por el hecho que comprende, después de la mencionada válvula de seguridad, una válvula de derivación (23) funcional de acuerdo con una cualquiera de las precedentes reivindicaciones.