ES2256656T3 - Conjunto de botella de gas. - Google Patents

Abstract

Cabeza (12) de mando para un conjunto (10) de botella de gas que incluye un recipiente (11) para contener un gas presurizado, incluyendo la cabeza (12) de mando un elemento (36) de válvula que, en ausencia de cualquier demanda de gas, está colocada cerca de un asiento (15) de válvula, de manera que sólo permita, en uso, un flujo mínimo de gas desde el recipiente (11) hasta pasado el asiento (15) de válvula, y un accionador (38) móvil para alejar el elemento (36) de válvula del asiento (15) de válvula, para permitir así un mayor flujo de gas, pasado el asiento (15) de válvula, hasta una salida (17) para su uso, incluyendo el accionador (38) un émbolo (37) con el que es solidario el elemento (36) de válvula o al que el elemento (36) de válvula está fijado, caracterizada porque el accionador (38) incluye una parte (40) de pistón que es móvil en una cámara (41) de pistón en un sentido en respuesta a un resorte (42) accionador que actúa en un primer lado de la parte (40) de pistón, para alejar el elemento (36) de válvula del asiento (15) de válvula, y en un sentido opuesto en respuesta a una combinación de presión de gas, y un resorte (50) de retorno de válvula que está situado en la cámara (41) de pistón en un segundo lado opuesto de la parte (40) de pistón del resorte (42) accionador.

Description

Conjunto de botella de gas.

Esta invención se refiere a una cabeza de mando para un conjunto de botella de gas que incluye un recipiente para contener un gas presurizado tal como oxígeno.

La cabeza de mando de la técnica anterior según el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce, por ejemplo, del documento FR-A-2 123 892.

Se conoce un conjunto de botella de gas, en el que la cabeza de mando incluye un elemento de válvula, que en ausencia de cualquier demanda de gas, está colocada cerca de un asiento de válvula, de manera que sólo permita un flujo mínimo de gas desde el recipiente hasta pasado el asiento de válvula. En el caso de una demanda de gas, un accionador se mueve mediante un resorte de accionamiento para actuar sobre el elemento de válvula para hacer que el elemento de válvula se aleje del asiento de válvula, permitiendo así un mayor flujo de gas, pasado el asiento de válvula, hasta una salida para su uso.

Cuando no hay demanda de gas, el efecto del resorte de accionamiento se contrarresta por la presión del flujo mínimo de gas que actúa sobre un diafragma, y también un resorte de válvula que actúa sobre el elemento de válvula, para mantener el elemento de válvula cerca del asiento de válvula. Cuando hay una demanda de gas, la presión del gas sobre el diafragma se libera en una cantidad que depende de la demanda y el resorte accionador supera el efecto del resorte de válvula para alejar el elemento de válvula del asiento de válvula. Cuando la demanda cesa de nuevo, la presión del gas sobre el elemento de válvula y el efecto del resorte de válvula, actúan conjuntamente para mover el elemento de válvula de nuevo hacia el asiento de válvula hasta su posición cercana.

En un conjunto de este tipo, el resorte de válvula se proporciona en una trayectoria de flujo para el gas desde el recipiente que no es ideal, y también en virtud del uso de un diafragma sobre el que actúa la presión del gas para contrarrestar el muelle del accionador, el accionador puede fluctuar en respuesta a las fluctuaciones en la presión de demanda. Particularmente, como el elemento de válvula es una parte separada del accionador, los movimientos fluctuantes del accionador pueden dar como resultado la inestabilidad del elemento de válvula con respecto al asiento de válvula.

Otro problema con el uso de un diafragma con una parte elástica, de goma o similar, es la posible acumulación de electricidad estática cuando funciona el diafragma.

Según la invención, se proporciona una cabeza de mando para un conjunto de botella de gas, según la reivindicación 1.

Por tanto, utilizando la cabeza de mando de la invención, se superan o reducen los problemas del conjunto conocido de botella de gas. Al proporcionar un accionador con una parte de pistón sobre la que actúa la presión del gas, y un elemento de válvula solidario o fijado, se invalida la inestabilidad del elemento de válvula con respecto al asiento de válvula en respuesta de las fluctuaciones del gas de demanda. Además, la colocación de un resorte de retorno de válvula en la cámara de pistón, en lugar de en una trayectoria del flujo de gas hasta la salida, proporciona una ubicación más deseable y puesto que no se proporciona diafragma, no hay riesgo de acumulación electricidad estática.

En una realización, la cabeza de mando incluye un conducto principal que se comunica con el recipiente, y un conducto de salida que se comunica con la salida, comunicándose los conductos principal y de salida a través del asiento de válvula. Preferiblemente, el conducto de salida se comunica con la cámara de pistón en el segundo lado de la parte de pistón a través de un conducto u orifico restringido, de manera que la presión en el conducto de salida se comunica con el segundo lado del pistón.

Ahora se describirán las realizaciones de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista lateral en corte transversal a través de parte del conjunto de botella de gas que tiene una cabeza de mando según la invención;

la figura 1a es una vista ampliada de parte del conjunto de la figura 1 que muestra un elemento de válvula en una posición; y

la figura 1b es una vista similar a la de la figura 1a, pero que muestra el elemento de válvula en una posición alternativa.

En referencia a los dibujos, un conjunto 10 de botella de gas incluye un recipiente 11 para gas presurizado y una cabeza 12 de mando.

Tal como se conoce bien en la técnica, el recipiente 11 está hecho normalmente de metal y tiene una forma generalmente cilíndrica que puede contener gas a presiones de hasta digamos 1800 psi.

En este ejemplo, la cabeza 12 de mando es solidaria con el recipiente 11, pero puede separarse de y sujetarse al recipiente 11, según se requiera.

La cabeza 12 de mando incluye un conducto 14 principal que se comunica a través de un asiento 15 de válvula con un conducto 16 de salida que se extiende hasta una salida 17, en la que hay una válvula 19 de salida desviada por el resorte. En este ejemplo, la válvula 19 de salida se proporciona mediante una bola que se desvía por resorte en acoplamiento con un asiento de válvula. La salida 17 está adaptada para conectarse a un suministro, por ejemplo, a través de un manguito, por ejemplo a través de un acoplador de conexión rápida autoobturante, u otra unión, cuando la bola 19 se aleja de su asiento. Por tanto, el flujo de gas procedente del conjunto 10 de botella puede controlarse mediante un regulador de la respiración aguas abajo, por ejemplo, en el que el gas es oxígeno y el conjunto 10 es para proporcionar un suministro de gas respirable, por ejemplo en una situación de emergencia. Por ejemplo, el conjunto 10 puede proporcionarse para suministrar gas respirable en un avión en el caso de una despresurización de emergencia, una eyección del asiento del piloto (en cuyo caso, el conjunto 10 se proporcionaría en o sobre el asiento de eyección u otro mecanismo de eyección) o fallo o mal funcionamiento de otro sistema de suministro de gas respirable a bordo. Sin embargo, la invención puede aplicarse, naturalmente, a otros sistemas de gas según se desee.

El conducto 16 de salida en este ejemplo se extiende transversalmente al conducto 14 principal, con la salida 17 en un extremo. En un extremo opuesto del conducto 16 de salida, se proporciona una válvula 20 de descarga de presión baja, que mantiene la presión en el conducto 16 de salida por debajo de una presión umbral máxima, como es lo convencional.

La cabeza 12 de mando incluye además otras características convencionales, tales como un conducto 25 auxiliar que permite que un manómetro 26 indique la presión del gas en el recipiente 11, y que se proporcione una válvula 27 de sobrepresión de seguridad, que en el presente documento se muestra como de tipo de disco de ruptura, que evita el rebosamiento del recipiente 11 más allá de sus capacidades de diseño, y un conducto 29 de llenado que incluye una válvula 30 de carga de presión alta para permitir que se cargue el recipiente 11. Además, como es convencional, se proporciona un transductor 31 de presión que se comunica con el conducto 14 principal para permitir que se monitorice la presión del gas en el recipiente 11 a distancia y una señal de advertencia que debe emitirse en el caso de que la presión caiga por debajo de un umbral mínimo.

Según la invención, se proporciona un elemento 36 de válvula que puede acercarse y alejarse del asiento 15 de válvula para controlar el flujo de gas desde el recipiente 11 pasado el asiento 15 de válvula desde el conducto 14 principal hacia el conducto 16 de salida.

En este ejemplo, el elemento 36 de válvula se proporciona de manera solidaria con un émbolo 37 de un accionador 38, pero el elemento 36 de válvula podría ser un componente separado fijado al émbolo 37, si de desea. En cada caso, el movimiento del émbolo 37, tal como se describe más adelante en el presente documento, mueve positivamente el elemento 36 de válvula.

En la figura 1a, el elemento 36 de válvula se muestra en una posición cercana al asiento 15 de válvula hacia el que se mueve el elemento 36 de válvula cuando no hay demanda de gas; en la figura 1b, el elemento 36 de válvula se muestra alejada del asiento 15 de válvula en una posición a la que el elemento 36 de válvula se moverá normalmente cuando hay una demanda de gas.

El accionador 38 incluye una parte 40 de pistón que se aloja por deslizamiento en una cámara 41 de pistón de la cabeza 12 de mando. El émbolo 37 está fijado a o es solidario con la parte 40 del pistón, según se desee, de manera que la parte 40 del pistón, el émbolo 37 y el elemento 36 de válvula se muevan todos como uno. El émbolo 37 se extiende así desde la parte 40 del pistón en la cámara 41 de pistón, a través de una pared 39 extrema de la cámara 41 de pistón, a través del asiento 15 de válvula hasta el elemento 36 de válvula. Se proporciona un resorte 50 de retorno de válvula que es un resorte helicoidal, en la cámara 41 de pistón y está incluido en el émbolo 37 para actuar entre la pared 39 extrema y la parte 40 de pistón.

En un primer lado de la parte 40 de pistón, se proporciona un resorte 42 accionador que impulsa la parte 40 de pistón en un sentido en la cámara 41 de pistón para alejar el elemento 36 de válvula del asiento 15 de válvula hacia la posición mostrada en la figura 1b. El resorte 42 accionador en este ejemplo, es un resorte helicoidal incluido en un vástago 43 accionador. El vástago 43 accionador incluye en un extremo, una superficie 44 de mando que, en uso, se apoya contra la parte 40 del pistón para impulsar la parte 40 de pistón hacia la pared 39 extrema y en el extremo opuesto, el vástago 43 accionador tiene una superficie 45 de apoyo. En uso normal, la superficie 45 de apoyo es libre de moverse con el vástago 43 accionador. Sin embargo, se proporciona un mecanismo 48 de conmutación de conexión/desconexión que incluye un tope 47
móvil.

El tope 47, en este ejemplo, es una leva que, cuando el mecanismo 48 de conmutación se hace girar sobre la parte exterior de la cabeza 12 de mando, se acopla por debajo de la superficie 45 de apoyo para mover el vástago 43 accionador hasta un estado de desconexión en un sentido ascendente, tal como se observa en los dibujos, lejos del recipiente 11 y, por tanto, para aliviar el efecto del resorte 42 accionador para permitir que la parte 40 de pistón se mueva hacia arriba bajo la fuerza del resorte 50 de retorno, de manera que el elemento 36 de válvula se impulse hacia el acoplamiento estanco con el asiento 15 de válvula. El mecanismo 48 de conmutación se mueve hasta el estado de desconexión durante la carga del recipiente 11, por ejemplo, o si el conjunto 10 de botella se saca de su entorno, por ejemplo, con fines de mantenimiento.

El mecanismo 48 de conmutación se hace girar para llevar el tope 47 de leva hasta el estado de conexión mostrado en los dibujos para cebar el conjunto 10 listo para su uso, cuando el conjunto 10 está instalado, o en cualquier caso cuando es probable que haya una demanda de gas.

Cuando el conjunto 10 se ceba, cuando no hay demanda de gas, no habrá flujo de gas a lo largo del conducto 16 de salida hasta la salida 17. La presión del gas en el recipiente 11 actuará sobre el elemento 36 de válvula para mover el elemento 36 de válvula hacia la posición de la figura 1a cerca del asiento 15 de válvula, pero incluso con la ayuda del resorte 50 de retorno de válvula, el elemento 36 de válvula no estará en acoplamiento estanco con el asiento 15 de válvula debido al efecto del resorte 42 accionador. La presión del gas en el recipiente 11 se comunicará así al interior del conducto 16 de salida. Puede observarse que hay un pequeño orificio o conducto 49, que se extiende entre el conducto 16 de salida y la cámara 41 de pistón en el segundo lado de la parte 40 de pistón. Esta presión del conducto 16 de salida y el efecto del resorte 50 de retorno de válvula proporcionado en la cámara 41 de pistón en el segundo lado de la parte 40 de pistón mantendrán el elemento 36 de válvula en la posición de la figura 1a cerca del asiento 15 de válvula en oposición al resorte 42 accionador.

Sin embargo, cuando hay cualquier demanda de gas, por ejemplo, desde un regulador de respiración aguas abajo, el gas fluirá desde el conducto 16 de salida hasta la salida 17, dando como resultado un alivio de presión en el conducto 16 de salida. Dado que el resorte 42 accionador es más fuerte que el resorte 50 de retorno de válvula, el accionador 38 alejará así el elemento 36 de válvula positivamente del asiento 15 de válvula en una cantidad que depende de la reducción en presión en el conducto 16 de salida provocado por la demanda.

Por tanto, el gas puede fluir más libremente desde el recipiente 11, a través del conducto 14 principal hacia el interior del conducto 16 de salida según la demanda.

Si la demanda cesa de nuevo, la presión en el conducto 16 de salida aumentará de nuevo, de manera que el efecto combinado de esa presión comunicada al segundo lado de la parte 40 de pistón a través del orificio 49 y el efecto del resorte 50 de válvula, moverán el accionador 38 y, por tanto, el elemento 36 de válvula de nuevo hacia el asiento 15 de válvula, hasta que alcance de nuevo la posición ilustrada en la figura 1a.

Particularmente, cuando se pretende que el conjunto 10 se utilice en posiciones en las que no puede observarse el estado de conexión/desconexión del mecanismo 48 de conexión/desconexión, puede proporcionarse un microconmutador 60 para proporcionar una indicación a distancia del estado de conexión/desconexión. Por tanto, en la figura 1 se muestra un conector 61 eléctrico para tal microconmutador 60 que puede ser un conector común o separado de un conector 62 eléctrico proporcionado para el transductor 31 de presión cuando se proporciona.

Tal como se indica en las figuras, puede proporcionarse un filtro 70 en el conducto 14 principal para filtrar cualquier partícula arrastrada en el gas antes del suministro de gas. Esto es particularmente cuando el conjunto 10 es para suministrar gas respirable.

Pueden proporcionarse varias modificaciones sin apartarse del alcance de la invención. Por ejemplo, no es necesario que los conductos 14 principal y de salida 16 sean generalmente perpendiculares tal como se ilustra. El elemento 36 de válvula y el asiento 15 de válvula se muestran cada uno con configuración frustocónica, pero pueden ser de cualquier otra configuración deseada, siempre que el elemento 36 de válvula y el asiento 15 puedan controlar el flujo de gas pasado el asiento 15 de válvula, tal como se describe.

No es necesario que el accionador 38 sea de la configuración mostrada, sino que puede modificarse según se requiera, siempre que el accionador 38 incluya una parte 40 de pistón que se mueve en una cámara 41 de pistón en respuesta al resorte 42 accionador en un sentido y los esfuerzos combinados de la presión del gas y el resorte 50 de válvula en un sentido opuesto positivamente para mover el elemento 36 de válvula.

En la realización mostrada en los dibujos, para permitir un flujo mínimo de gas pasado el asiento 15 de válvula, el elemento 36 de válvula se coloca cerca, pero no en acoplamiento estanco, con el asiento 15 de válvula. En otro ejemplo, puede permitirse un flujo mínimo de gas pasado el asiento 15 de válvula cuando no hay demanda, a través de un pequeño orificio en el elemento 36 de válvula o de otra manera, aunque se prefiere la disposición mostrada ya que tal flujo puede detenerse conjuntamente cuando se requiere haciendo funcionar el tope 47, tal como se ha descrito anteriormente.

Tal como se muestra en los dibujos, el elemento 36 de válvula y el asiento 15 de válvula son cada uno generalmente de configuración frustocónica, pero en otro ejemplo, uno o ambos de estos puede ser de una configuración alternativa, mientras permitan medir el gas del recipiente 11, pasado el asiento 15 de válvula.

En la figura 1 puede observarse que hay una pequeña abertura 46 para el gas procedente de la cabeza 12 de mando que, en caso contrario, podría quedar atrapado en la cabeza 12 de mando y resistir el movimiento de la parte 40 de pistón contra el resorte 42 accionador.

En lugar de tal abertura 46, el extremo superior de la cabeza 12 de mando, tal como se observa en los dibujos podría estar abierto y/o podrían proporcionarse una o más de otra(s) abertura(s) de escape del gas.

Claims (6)

1. Cabeza (12) de mando para un conjunto (10) de botella de gas que incluye un recipiente (11) para contener un gas presurizado, incluyendo la cabeza (12) de mando un elemento (36) de válvula que, en ausencia de cualquier demanda de gas, está colocada cerca de un asiento (15) de válvula, de manera que sólo permita, en uso, un flujo mínimo de gas desde el recipiente (11) hasta pasado el asiento (15) de válvula, y un accionador (38) móvil para alejar el elemento (36) de válvula del asiento (15) de válvula, para permitir así un mayor flujo de gas, pasado el asiento (15) de válvula, hasta una salida (17) para su uso, incluyendo el accionador (38) un émbolo (37) con el que es solidario el elemento (36) de válvula o al que el elemento (36) de válvula está fijado, caracterizada porque el accionador (38) incluye una parte (40) de pistón que es móvil en una cámara (41) de pistón en un sentido en respuesta a un resorte (42) accionador que actúa en un primer lado de la parte (40) de pistón, para alejar el elemento (36) de válvula del asiento (15) de válvula, y en un sentido opuesto en respuesta a una combinación de presión de gas, y un resorte (50) de retorno de válvula que está situado en la cámara (41) de pistón en un segundo lado opuesto de la parte (40) de pistón del resorte (42) accionador.

2. Cabeza de mando según la reivindicación 1, caracterizada porque la cabeza (12) de mando incluye un conducto (14) principal que se comunica con el recipiente (11) y un conducto (16) de salida que se comunica con la salida (17), comunicándose los conductos (14, 16) principal y de salida través del asiento (15) de válvula.

3. Cabeza de mando según la reivindicación 2, caracterizada porque el conducto (17) de salida se comunica con la cámara (41) de pistón en el segundo lado de la parte (40) de pistón a través de un conducto (49) u orificio restringido, de manera que la presión en el conducto (16) de salida se comunica con el segundo lado del pistón (40).

4. Cabeza de mando según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento (36) de válvula es generalmente de configuración frustocónica.

5. Cabeza de mando según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el émbolo (37) se extiende desde la parte (40) de pistón en la cámara (41) de pistón, a través de una pared extrema de la cámara (41) de pistón, a través del asiento (15) de válvula, hasta el elemento (36) de válvula, y el resorte (50) de retorno de válvula es un resorte helicoidal incluido en el émbolo (37) y que actúa entre la pared extrema de la cámara (41) de pistón y la parte (40) de pistón.

6. Cabeza de mando según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque, para permitir un flujo mínimo del gas pasado el asiento (15) de válvula, el elemento (36) de válvula está situado cerca de, pero no en acoplamiento estanco con, el asiento de válvula.