ES2247821T3 - Dispositivo para controlar el nivel de presion. - Google Patents
Dispositivo para controlar el nivel de presion.Info
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Abstract
Dispositivo para controlar el nivel de presión con un alojamiento (10) que presenta una parte (18) superior de alojamiento y una parte (50) inferior de alojamiento, en el que el alojamiento (10) está dotado de al menos un empalme (62) de admisión y al menos un empalme (64) de escape para un fluido, así como de una primera membrana (14) que separa un primer espacio (44) interior del alojamiento, que puede solicitarse con el fluido bajo presión, de un segundo espacio (46) interior del alojamiento (10), además de una unidad (12) de conexión configurada en el alojamiento (10) y que sobresale hacia el interior del alojamiento, que está conectada con la primera membrana (14), pudiendo conectarse el al menos un empalme (62) de admisión con el al menos un empalme (64) de escape mediante una válvula (54) de retención integrada en la parte (50) inferior del alojamiento y conectada con el primer espacio (44) interior del alojamiento, caracterizado porque la válvula (54) de retención presenta una segunda membrana (56) con una abertura (58) central y un medio (60) de retención que fija la segunda membrana (56).
Description
Dispositivo para controlar el nivel de
presión.
La invención se refiere a un dispositivo para
controlar el nivel de presión según el preámbulo de la
reivindicación principal.
Los dispositivos de este tipo para controlar el
nivel de presión se aplican normalmente en el campo hidráulico o
neumático donde se emplean, por ejemplo, en unidades de control y
conexión. También se utilizan especialmente en el campo del
automóvil para controlar la presión de los neumáticos, en sistemas
de frenado y de inyección, en el cierre de puertas, así como en la
adaptación de los asientos.
Los componentes estructurales fundamentales de
los dispositivos conocidos para el control del nivel de presión son
interruptores de presión que junto con válvulas de retención
posibilitan el control de la presión. Los interruptores de presión
están concebidos de tal manera que, mediante sobrepresión o
depresión en una membrana conectada con una unidad de conexión,
pueden conectar determinadas funciones en función de la presión. El
elemento de ajuste que se conecta se desplaza en este caso, según la
sobrepresión o depresión, en direcciones contrapuestas y conecta
diferentes contactos eléctricos.
Para un mero control del nivel de presión no es
necesaria la conexión en función de la sobrepresión o la depresión,
es decir, es totalmente suficiente que se conecte solamente un
contacto eléctrico. Por tanto, el empleo de interruptores de presión
convencionales trae consigo un gasto de material
innecesariamente
alto.
alto.
Además, en los interruptores de presión
convencionales, las válvulas de retención no forman explícitamente
parte del interruptor, sino que se disponen de manera independiente
en un componente estructural que está conectado con los
interruptores, por ejemplo, en una placa base o en un bloque de
control.
Por el documento US 4.754.732 se conoce un sensor
para controlar el estado del aceite en un colector de aceite de un
motor de combustión interna que está diseñado como interruptor de
presión con una válvula integrada. A través de medios de conexión a
modo de tubos flexibles, el colector del aceite de un motor de
combustión interna está conectado con el canal de admisión del
dispositivo sensor. En el caso de un nivel de aceite suficiente en
el colector del aceite, los medios de conexión se sumergen en el
aceite hasta que el canal de admisión del dispositivo sensor se
cierra de forma estanca frente al aire del entorno. Si el nivel de
aceite en el colector del aceite cae por debajo de un nivel
predeterminado, entonces el extremo del medio de conexión por el
lado del colector de aceite se solicita de manera cíclica con
impulsos de presión neumáticos debido al movimiento giratorio del
cigüeñal del motor de combustión interna. Estos impulsos de presión
se conducen al alojamiento del dispositivo sensor mediante los
medios de conexión, el canal de admisión y una válvula.
En el espacio interior del dispositivo sensor se
encuentra una membrana de conexión que divide el espacio interior
del dispositivo en dos espacios parciales, una zona de excitación,
así como una zona de referencia y conexión. El espacio interior del
dispositivo sensor está fundamentalmente cerrado de forma estanca
con respecto al canal de admisión del dispositivo sensor mediante
una válvula de retención. En el ciclo de los golpes de presión
intermitentes, se bombea ahora aire a través del canal de admisión y
mediante la válvula hacia el espacio interior del alojamiento del
dispositivo sensor. Así, el espacio parcial del espacio interior del
alojamiento que sirve para activar la membrana se solicita con
presión de manera sucesiva. Si la presión en el espacio parcial de
excitación sobrepasa los condiciones de presión en el espacio
parcial de referencia del alojamiento, entonces se eleva la membrana
de separación entre los dos espacios parciales del alojamiento del
sensor, y se acciona además un elemento de conexión en la zona de
referencia o de conexión que genera una señal eléctrica que, por
ejemplo, puede utilizarse para activar una lámpara de advertencia
que informa a un usuario potencial sobre el nivel de aceite que ha
descendido en el colector de aceite.
El dispositivo del documento US 4.754.732
muestra, por tanto, un interruptor de presión que se activa cuando
el nivel de aceite en un colector de aceite de un motor de
combustión interna desciende por debajo de un valor límite
regulable.
El documento DE 4 342 587 da a conocer además una
disposición con una válvula de retención y un interruptor de
presión. El alojamiento del interruptor de presión está atornillado
en un orificio roscado de un tornillo de ajuste de la válvula de
retención. El interruptor de presión presenta un alojamiento de dos
piezas y una membrana que divide el alojamiento en dos espacios.
Por el documento
US-A-4.247.260 se conoce una
instalación de alimentación de agua de presión regulada en la que se
dispone un acumulador de presión entre un conducto de alimentación y
un conducto de extracción que conduce al consumidor. Entre el
conducto de alimentación conectado con una bomba de alimentación y
el acumulador de presión está prevista una membrana que controla un
interruptor de presión que conecta o desconecta la bomba de
alimentación. Para conseguir una forma de realización compacta de
las cuñas de instalación de esta instalación de alimentación de agua
se propone en el documento
US-A-4.247.260 disponer la membrana
directamente en la corriente de transporte del agua y dotarla de una
abertura de paso. El tamaño de la abertura de paso se mide en este
caso con referencia a la potencia de transporte de la bomba, de
manera que se origina una diferencia de presión en ella. Además, en
el lado de la membrana dirigido al acumulador de presión se dispone
una válvula de retención por la abertura de paso, de tal manera que
la membrana por sí misma forma el asiento para la válvula de
retención. Sobre la superficie de la membrana se dispone además la
desembocadura de un conducto que conduce al interruptor de presión.
La separación de la desembocadura del conducto respecto a la
superficie de la membrana se elige en este caso de manera que la
membrana, al desviarse como consecuencia de una diferencia de
presión, esté en contacto con la desembocadura del conducto y lo
cierre. Las instalaciones de alimentación de agua con presión
regulada del tipo descrito se utilizan para proporcionar propiedades
que no están conectadas a ninguna red pública de suministro de
agua.
El campo de aplicación de los dispositivos
convenciones para el control del nivel de presión está muy limitado
dado que las funciones generales deseadas sólo pueden realizarse
junto con componentes especiales adicionales. Además, esto exige un
gasto relativamente alto de costes y de material que además
dificulta adicionalmente el montaje del interruptor empleado para el
control del nivel de presión.
El dispositivo según la invención con las
características de la reivindicación independiente tiene la ventaja
de que los interruptores de presión convencionales, con una
reducción simultánea de los componentes estructurales y en
consecuencia también de las etapas de montaje, obtienen una función
adicional que les posibilita, independientemente de un componente
estructural especial, controlar y mantener un determinado nivel de
presión. Esto se hace posible a través de la integración de la
válvula de retención que está conectada con el espacio interior del
alojamiento en la parte inferior del alojamiento.
Además se consigue una forma estructural muy
compacta gracias a la realización del alojamiento en dos partes, con
una parte superior del alojamiento y una parte inferior del
alojamiento.
Gracias a las características expuestas en las
reivindicaciones dependientes son posibles perfeccionamientos
ventajosos del dispositivo según la invención según la
reivindicación principal.
La válvula de retención integrada en la parte
inferior del alojamiento presenta una segunda membrana con una
abertura central y un medio de retención que fija la segunda
membrana. Además, la válvula está conectada con al menos un empalme
de admisión, así como un empalme de escape en cada caso. Con esto se
consigue que el interruptor de presión empleado para un problema
especial se utilice de manera universal y pueda emplearse para el
control del nivel de presión también en otros campos técnicos.
Cuando la segunda membrana se mantiene en su zona
de los bordes, a través del medio de retención, en un reborde en el
interior de la parte inferior del alojamiento, ésta se fija con
respecto a su posición en la parte inferior del alojamiento y no
puede modificar su posición allí tampoco bajo la acción de la
presión. Si además se compone de un material elástico, entonces bajo
la acción de una presión sólo se deformará su zona central. En el
estado no deformado su zona central está colocada sobre una
superficie de estanqueidad que está conformada en un asiento de
estanqueidad formado en el interior de la parte inferior del
alojamiento.
Para que esta disposición de válvulas pueda
actuar como válvula de retención, la segunda membrana separa el
espacio interior del alojamiento que puede solicitarse con un fluido
bajo presión en tres espacios parciales diferentes. De esta manera
se origina una estructura extremadamente compacta que permite
disponer de la función de retención y control en un pequeño espacio
contiguo y aprovechando los mismos componentes.
En este caso, el primer espacio parcial se limita
fundamentalmente a través de la primera membrana y la segunda
membrana, el segundo espacio parcial, a través de una pared exterior
que aloja el empalme de admisión y la superficie exterior del
asiento de estanqueidad junto con la segunda membrana, y el tercer
espacio parcial, a través de la superficie interior del asiento de
estanqueidad junto con la segunda membrana.
Con esto se impide que la sobrepresión se escape
del primer y del tercer espacio parcial al segundo espacio parcial.
Sin embargo, al mismo tiempo se posibilita que la sobrepresión del
segundo espacio parcial pueda llegar al primer y tercer espacio
parcial. Por tanto, se realiza la función de retención clásica.
En el dibujo se muestra un ejemplo de realización
de un dispositivo según la invención y se explica más detalladamente
en la siguiente descripción.
La figura 1 muestra una sección a través del
ejemplo de realización y la figura 2 muestra una representación
ampliada de la zona I de la figura 1.
El ejemplo de realización mostrado en la figura 1
de un dispositivo según la invención para controlar el nivel de
presión se compone de un alojamiento 10 y una unidad 12 de conexión
configurada en el alojamiento 10 y que sobresale en el interior del
alojamiento, que está conectada en su extremo que se encuentra en el
interior del alojamiento con una primera membrana 14. La conexión de
la primera membrana 14 con el perno 13 se produce mediante un tapón
16 que sobresale en una perforación 17 en el extremo correspondiente
del perno 13, y allí se encastra. En el extremo del perno 13 que
sobresale de la parte 18 superior del alojamiento está atornillado
un elemento 22 de ajuste en otra perforación 20. Con un collar 24
que rodea al elemento 22 de ajuste, dos chapas 26 de contacto
dispuestas una encima de la otra con una separación pueden
desplazarse mediante el desplazamiento axial del perno 13 y, por
tanto, también del elemento 22 de ajuste. Por consiguiente, las dos
chapas 26 de contacto pueden presionarse una sobre la otra en los
extremos 28 dirigidos al elemento 22 de ajuste y producir un
contacto eléctrico. Los otros dos extremos 30 de las chapas 26 de
contacto sirven como conexiones eléctricas para las máquinas
eléctricas que van a conectarse, por ejemplo, bombas. Las chapas 26
de contacto se coloca en un soporte 32 de contacto que está
conectado formando una sola pieza con la parte 18 superior del
alojamiento.
El perno 13 está conducido de manera móvil
axialmente en una abertura 34 central de la parte 18 superior del
alojamiento, realizando su desplazamiento hacia fuera del
alojamiento 10 en contra de la fuerza de un muelle 36. El muelle 36
está colocado con uno de sus extremos sobre una superficie 38 en el
interior de la parte 18 superior del alojamiento y con su otro
extremo, sobre una superficie 40 de un collar 42 que rodea al perno
13.
La primera membrana 14 separa todo el espacio
interior del alojamiento en un primer espacio 44 interior del
alojamiento, que puede solicitarse con un fluido bajo presión, de un
segundo espacio 46 interior sin presión para esto, y está sujeta con
su borde 48 exterior entre la parte 18 superior del alojamiento y
una parte 50 inferior del alojamiento. Una zona 52 central de la
primera membrana 14 se sujeta por el tapón 16.
En la parte 50 inferior del alojamiento está
integrada una válvula 54 de retención que se compone de una segunda
membrana 56 con una abertura 58 central y un medio 60 de retención
que fija la segunda membrana 56, y está conectada con al menos un
empalme 62 de admisión, así como un empalme 64 de escape.
En la figura 2 se muestra ampliada la zona de la
figura 1 indicada con I, empleándose para las mismas piezas los
mismos números de referencia. Todos los números de referencia que
superan el número de referencia 64 se emplean solamente en la figura
2 por razones de claridad, y en lo sucesivo solamente se hace
referencia a la figura 2.
La segunda membrana 56 se sujeta en su zona 66 de
los bordes en un reborde 68 en el interior de la parte 50 inferior
del alojamiento a través del medio 60 de retención que se apoya en
la parte 50 inferior del alojamiento, encastrado. En su zona 70
central, la membrana se coloca en estado no deformado sobre una
superficie 72 de estanqueidad que está formada por el lado frontal
conjuntamente con un asiento 74 de estanqueidad formado en el
interior de la parte 50 inferior del alojamiento.
La segunda membrana 56 está dispuesta de tal
manera que separa la primera zona 44 interior del alojamiento que
puede solicitarse bajo presión con un fluido en tres espacios 76,
78, 80 parciales diferentes.
En este caso, el primer espacio 76 parcial se
limita fundamentalmente a través de la primera membrana 14 y la
segunda membrana 56, el segundo espacio 78 parcial, a través de las
superficies interiores de una pared 79 que aloja el empalme 62 de
admisión y la superficie interior del asiento 74 de estanqueidad,
así como, el tercer espacio 80 parcial, a través de la superficie
interior del asiento 74 de estanqueidad que pasa a través en el
empalme 64 de escape.
El funcionamiento del dispositivo según la
invención para controlar el nivel de presión con la válvula de
retención integrada en la parte 50 inferior del alojamiento se
explica mediante las dos figuras 1 y 2 de la siguiente manera:
cuando el segundo espacio 78 parcial se solicita con presión
mediante el empalme 62 de admisión, entonces la zona 70 central de
la segunda 56 membrana se eleva, con lo que se produce una conexión
con el tercer espacio 80 parcial. Además, a través de la abertura 58
central de la segunda membrana 56 existe una conexión con el primer
espacio 76 parcial. Por consiguiente, puede establecerse una presión
en gran parte uniforme en los tres espacios 76, 78, 80 parciales, la
cual asciende continuamente con la bomba conectada hasta un valor
p_{1}. Este valor p_{1} se determina fundamentalmente por el
muelle 36 y la elasticidad de la primera membrana 14, que se deforma
debido a la presión que se establece y desplaza así al perno 13
junto con el elemento 22 de ajuste hacia fuera del alojamiento en
contra de la fuerza del muelle 36 en dirección axial. Con ello, el
contacto eléctrico de las chapas 26 de contacto se abre al alcanzar
el valor p_{1} de presión.
Si en los extremos 30 de las chapas 26 contacto
está conectada la bomba con ayuda de la cual se establece la presión
en los tres espacios 76, 78, 80 parciales, entonces se desconecta
esta bomba y se impide una formación de presión adicional con p >
p_{1}.
Con la desconexión de la bomba se ventila el
segundo espacio 78 parcial o se conecta sin presión, y la zona 70
central de la segunda membrana 56 tensada previamente se coloca
espontáneamente sobre el asiento 72 de estanqueidad. Con ello se
bloquea la conexión entre el segundo espacio 78 parcial y el tercer
espacio 80 parcial en aproximadamente el valor de presión p_{1},
estando todavía abierto el contacto eléctrico. De esta manera se
impide un descenso de presión adicional con p<p_{1} en los dos
espacios 76 y 80 parciales a través del segundo espacio 78 parcial
porque surte efecto la función clásica de una válvula de retención.
Por tanto, en el caso ideal se ajusta una presión p_{1}
relativamente constante temporalmente en el primer espacio 76
parcial y en el tercer espacio 80 parcial que es independiente del
descenso de presión a la presión normal en el segundo espacio 78
parcial condicionado por la ventilación.
Si la presión en el primer espacio 76 parcial y
el tercer espacio 80 parcial conectado con éste, que se aparta del
caso ideal debido a fugas o también por consumidores conectados,
desciende a un valor de p<p_{1}, entonces a esto está unido
también un descenso del elemento 22 de ajuste. Este elemento 22 de
ajuste puede ajustarse de tal manera que, al alcanzar un determinado
valor de presión p_{2}<p_{1}, los contactos eléctricos de las
chapas 26 de contacto se cierran de nuevo. La bomba comienza
nuevamente a solicitar con presión el segundo espacio 78 parcial y
el mecanismo que se acaba de describir comienza desde el principio.
De esta manera, el nivel de presión en un consumidor conectado en el
empalme 64 de escape puede controlarse y mantenerse constante en un
intervalo de presión p_{1}> p > p_{2} que puede
determinarse previamente.
Por regla general la dinámica y la histéresis
inherentes al sistema se ocupa de que p_{1} sea mayor que p_{2}
o que las chapas 26 de contacto no se cierren ya antes del descenso
de la segunda membrana 56 al asiento 72 de estanqueidad y conecten
con ello la bomba 22. Esto llevaría concretamente a una
sincronización no deseada y a un comportamiento de regulación
inaceptable. Sin embargo, puede ser práctico que mediante tiempos de
seguimiento de la bomba encauzados y regulados electrónicamente se
admitan elevaciones excesivas de la presión que aumenten el
intervalo de presión p_{1}> p > p_{2} y se ocupen de que
las chapas 26 de contacto se abran ampliamente de manera
correspondiente. Esta medida excluye totalmente la sincronización no
deseada.
Claims (11)
1. Dispositivo para controlar el nivel de presión
con un alojamiento (10) que presenta una parte (18) superior de
alojamiento y una parte (50) inferior de alojamiento, en el que el
alojamiento (10) está dotado de al menos un empalme (62) de admisión
y al menos un empalme (64) de escape para un fluido, así como de una
primera membrana (14) que separa un primer espacio (44) interior del
alojamiento, que puede solicitarse con el fluido bajo presión, de un
segundo espacio (46) interior del alojamiento (10), además de una
unidad (12) de conexión configurada en el alojamiento (10) y que
sobresale hacia el interior del alojamiento, que está conectada con
la primera membrana (14), pudiendo conectarse el al menos un empalme
(62) de admisión con el al menos un empalme (64) de escape mediante
una válvula (54) de retención integrada en la parte (50) inferior
del alojamiento y conectada con el primer espacio (44) interior del
alojamiento, caracterizado porque la válvula (54) de
retención presenta una segunda membrana (56) con una abertura (58)
central y un medio (60) de retención que fija la segunda membrana
(56).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la válvula (54) de retención separa el
primer espacio (44) interior del alojamiento en un primer espacio
(76) parcial, un segundo espacio (78) parcial y un tercer espacio
(80) parcial.
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque la abertura (58) central de la segunda
membrana (56) produce una conexión entre el primer espacio (76)
parcial y el tercer espacio (80) parcial.
4. Dispositivo según la reivindicación 2 o 3,
caracterizado porque el primer espacio (76) parcial está
limitado fundamentalmente por la primera membrana (14), así como por
la válvula (54) de retención.
5. Dispositivo según la reivindicación 2 o 3,
caracterizado porque el segundo espacio (78) parcial está
conectado con el empalme (62) de admisión.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
2 a 5, caracterizado porque el tercer espacio (80) parcial
está conectado con el empalme (64) de escape.
7. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la segunda membrana (56) de la válvula
(54) de retención está fijada mediante un medio (60) de retención
que se apoya en el alojamiento (10).
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque la segunda membrana (56) de la válvula
(54) de retención se sujeta en su zona (66) de los bordes a través
del medio (60) de retención en un reborde (68) en el interior de la
parte (50) inferior del alojamiento.
9. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la válvula (54) de retención se forma
fundamentalmente por la segunda membrana (56) y un asiento (74) de
estanqueidad.
10. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la segunda membrana (56) en el estado no
deformado está colocada en una zona central sobre una superficie
(72) de estanqueidad que está formada integralmente con el asiento
(74) de estanqueidad.
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque el tercer espacio (80) parcial a través
de la abertura (58) central de la segunda membrana (56) está
conectado permanentemente con el primer espacio (76) parcial, pero
con el segundo espacio (78) parcial solamente está conectado cuando
la segunda membrana (56) está elevada de la superficie (72) de
estanqueidad del asiento (74) de estanqueidad.
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| DE19843347 | 1998-09-22 | ||
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