ES2273064T3 - Valvula. - Google Patents

Abstract

Una válvula, que comprende un alojamiento que tiene una entrada y una salida, y un puerto de detección de presión, un pistón deslizable en una parte del alojamiento en respuesta a una diferencia entre una primera presión de fluido en el puerto de detección presión a un lado del pistón, y una segunda presión de fluido a la entrada y/o la salida por el otro lado del pistón, un miembro de válvula portado por el pistón y operable con el mismo para cerrar la entrada cuando dicha segunda presión de fluido es menor que un valor suficientemente mayor que la citada primera presión de fluido; en la que el miembro de válvula es móvil con respecto al pistón para facilitar el cierre de la entrada, en respuesta a un flujo de fluido desde el alojamiento hasta la entrada, habiéndose dispuesto medios de empuje para empujar el miembro de válvula con respecto al pistón para cerrar la entrada, cuando el pistón no está actuando para cerrar la entrada, y en la que se han previsto medios de interrupción manual para cerrar la válvula.

Description

Válvula.

Antecedentes de la invención

Esta invención se refiere a una válvula, en particular, aunque no exclusivamente, para su uso en relación con un compresor.

Los compresores de refrigeración y de acondicionamiento de aire, se basan con frecuencia en la diferencia de presión generada por el compresor, para proporcionar la diferencia de presión que se necesita para inyectar aceite en el compresor a efectos de lubricación, hermetización y enfriamiento. La presión en la entrada (o "succión") del compresor, viene impuesta por el rendimiento de refrigeración que se debe alcanzar con el tiempo. La presión de suministro a la salida, está impuesta por la capacidad del condensador del sistema de refrigeración para transferir calor al medio de enfriamiento del condensador. El medio puede ser el aire del ambiente, o puede ser un líquido tal como agua o una solución que contenga un anticongelante. El medio se enfría a su vez con el aire del ambiente o con una torre de enfriamiento.

A veces, a menos que se adopte alguna acción preventiva, la diferencia de presión entre el suministro y la succión puede ser demasiado baja como para inyectar aceite en el compresor. Esto puede ser el resultado tanto de una presión de succión alta, por ejemplo cuando la planta se pone en marcha después de haber estado interrumpida durante un período, como puede resultar de una presión de suministro baja. Lo último puede ocurrir de nuevo después de que la planta haya estado desconectada durante un período de tiempo, o puede presentarse cuando el medio de enfriamiento del condensador está a una temperatura muy baja. Ambas situaciones, presión de succión alta y presión de suministro baja, pueden estar presentes al mismo tiempo. En algunos casos, la condición se clarificaría si se permitiera a la planta seguir funcionando, pero esto no puede ser debido a la falta de inyección de aceite. En otros casos, el medio de enfriamiento podría estar tan frío que la condición se mantendría.

Para subsanar esta situación, resulta necesario adaptar medios para mantener la presión de suministro (según la "ve" el compresor y el sistema de aceite). Uno de tales medios consiste en una válvula de control de presión de suministro/succión, corriente abajo del suministro de compresor y del separador/depósito de aceite, pero corriente arriba del condensador; véase, por ejemplo, el documento WO 98/15788. Una válvula de ese tipo resulta costosa.

Los compresores de desplazamiento positivo que no tienen válvulas mecánicas de suministro (por ejemplo, los compresores de husillo y caracol), tienden a actuar como expansores y a girar hacia atrás cuando la fuerza impulsora es conmutada a desconexión hasta que se igualan las presiones en el evaporador y el condensador. Esta migración inversa de refrigeración en el sistema desde el lado de alta presión hasta el de baja, resulta indeseable, puesto que supone la rotación inversa del compresor, lo que puede causar daños mecánicos. Para evitar esto, una válvula de no retorno (conocida también como válvula de control), se acopla con frecuencia a la línea de suministro, corriente abajo del suministro del compresor y del separador/depósito de aceite, pero corriente arriba del condensador.

Sumario de la invención

Un objetivo de la invención consiste en proporcionar una válvula que cumpla las funciones tanto de control de presión de suministro-respecto-a-succión, como de válvula de no retorno.

En consecuencia, la invención proporciona una válvula que comprende un alojamiento que tiene una entrada y una salida, y un puerto de detección de presión, un pistón deslizable por una parte del alojamiento en respuesta a la diferencia de presión entre una primera presión de fluido en el puerto de detección de presión a un lado del pistón, y una segunda presión de fluido a la entrada y/o a la salida del otro lado del pistón, un miembro de válvula portado por el pistón y operable con el mismo para cerrar la entrada cuando dicha segunda presión de fluido es menor que un valor suficientemente más grande que la citada primera presión de fluido; en la que el miembro de válvula es móvil con respecto al pistón para facilitar el cierre de la entrada, en respuesta a un flujo de fluido desde el alojamiento hasta los medios de regulación de entrada que están dispuestos para empujar al miembro de válvula con respecto al pistón para cerrar la entrada, cuando el pistón no está actuando para cerrar la entrada, y en la que se han previsto medios de interrupción manual para cerrar la válvula.

De este modo, la detección de la diferencia de presión puede cumplir la función de control de presión de suministro-respecto-a-succión, y el movimiento del miembro de válvula con respecto al pistón puede proporcionar una función de no retorno de la válvula.

Medios de empuje del pistón pueden actuar de modo que empujen al pistón hacia una posición en la que el miembro de válvula cierra la entrada. Ésta es una forma útil de determinar la suficiencia de la diferencia entre la primera y la segunda presiones de fluido. Los medios de empuje pueden comprender uno o más resortes helicoidales.

El miembro de válvula puede estar formado con una superficie de entrada dispuesta para entrar en contacto con un asiento de válvula de la entrada, y con una superficie opuesta que se enfrenta al alojamiento. El miembro de válvula puede tener un vástago guiado deslizablemente por el interior de una parte del pistón. Medios de empuje del miembro de válvula, tal como un resorte helicoidal, pueden empujar al miembro de válvula de modo que cierre la entrada.

Si el área de la superficie opuesta del miembro de válvula es sustancialmente igual al área de una superficie del pistón que se enfrenta a la citada superficie opuesta, las fuerzas aplicadas a estas superficies por la presión de fluido tenderán a ser iguales, de tal modo que solamente tiene que ser tomada en consideración la fuerza aplicada a la superficie de entrada del miembro de válvula.

Se proporcionan medios de interrupción manual para el cierre de la válvula, por ejemplo a efectos de mantenimiento. Los medios de interrupción manual pueden comprender un husillo que tiene una porción proximal no redondeada, y una porción distal roscada. La porción distal puede estar encajada en un manguito roscado no giratorio, siendo el manguito deslizable a lo largo de la porción distal entre una posición normal en la que el pistón es móvil, y una posición de mantenimiento en la que el manguito retiene al pistón y al miembro de válvula en posición cerrada. Por ejemplo, en la posición de mantenimiento, un extremo distal del manguito puede hacer tope contra una superficie enfrentada del pistón.

Breve descripción de los dibujos

Con el fin de que la invención pueda ser comprendida más fácilmente, se va a describir ahora una realización particular de la misma, únicamente a título de ejemplo, con referencia a los dibujos que se acompañan, los cuales muestran una sección esquemática a través de una válvula de la invención, y en los que:

La Figura 1 muestra la válvula en la condición de mantenimiento;

La Figura 2 muestra la válvula en una condición operativa cerrada;

La Figura 3 muestra la válvula en una condición operativa parcialmente abierta;

La Figura 4 muestra la válvula en una condición operativa completamente abierta, y

La Figura 5 muestra la válvula en una condición de no retorno.

Descripción detallada de la invención

Los dibujos muestran una válvula que comprende un alojamiento 1 que tiene una cámara 2 abierta y un cilindro 3 que comunica con la misma. La cámara 2 de operación posee una entrada 4 y una salida 5. Un pistón 6, deslizable en el cilindro 3 con un ajuste apretado, se extiende por la cámara 2 de operación, y porta un miembro 7 de válvula que está dispuesto para cerrar la entrada 4.

En el extremo del cilindro que se muestra, en la parte superior de los dibujos, se ha previsto un puerto 8 para la detección de una presión de fluido. Cuando se utiliza la invención en un dispositivo de compresor, el puerto 8 puede estar conectado ventajosamente a un lado de succión del mismo.

Un extremo proximal del pistón 6 dispone de un receptáculo 9 cilíndrico en general, en el que se han montado dos resortes de pistón, tales como resortes 10, 11 de compresión helicoidales, uno dentro del otro. Los resortes 10, 11 de pistón hacen tope en la superficie interior del alojamiento por un extremo, y en la superficie opuesta del pistón por el otro extremo.

Un extremo distal del pistón 6 ha sido conformado con un orificio que recibe deslizantemente un vástago 12 del miembro 7 de válvula. El miembro de válvula posee un disco 13 de cierre sujeto al vástago 12 y dispuesto para cerrar la entrada por medio de un anillo 14 en "O". Un resorte 15 de miembro de válvula se encuentra montado en el lado exterior del extremo distal del pistón, entre el disco 13 de cierre y una superficie opuesta del pistón 6. En este ejemplo, el resorte 15 de miembro de válvula consiste en un resorte helicoidal de compresión que ejerce una fuerza significativamente más débil que cualquiera de los resortes 10, 11 de pistón.

Los medios de interrupción manual, situados en el extremo proximal del pistón 6, comprenden un husillo 16 encajado roscadamente con un manguito 17 deslizable. El extremo 18 proximal del husillo 16 no está redondeado, y se extiende desde el alojamiento. Una espiga 19, alojada en una parte del alojamiento, se extiende por una ranura 20 longitudinal del manguito.

La válvula puede tener, por ejemplo, su entrada 4 conectada a la alimentación de un compresor, y su salida 5 conectada al condensador de un sistema de refrigeración.

La Figura 1 muestra la válvula en la condición de mantenimiento cerrada, después de que el extremo 18 proximal del husillo haya sido girado, utilizando por ejemplo una llave de vaso. La espiga 19 impide que el manguito 17 gire, de modo que el encaje entre la rosca del husillo 16 y la del manguito 17, fuerza a este último a moverse descendentemente hasta la posición representada. El extremo distal del manguito 17 hace tope contra una superficie opuesta del pistón 6, manteniendo de ese modo el pistón en su posición más avanzada, es decir, en la parte inferior de su carrera según se ve. En esta posición, el miembro 7 de válvula se encuentra completamente cerrado y el resorte 15 de miembro de válvula está comprimido. No puede entrar nada de fluido por la entrada 4.

En la Figura 2, la válvula está en una condición operativa o automática cerrada, habiendo sido el husillo 16 girado completamente, por ejemplo en contra de las agujas del reloj, para elevar el manguito 17 y liberar el pistón 6. Sin embargo, la presión detectada en el puerto 8 es demasiado alta y/o la presión sobre la superficie externa del disco 13 de cierre es demasiado baja. Los resortes 10, 11 de pistón mantienen el pistón 6 en su posición más avanzada, de modo que el miembro 7 de válvula cierra la entrada 4.

La Figura 3 muestra la válvula en una posición operativa parcialmente abierta. Por ejemplo, la presión del condensador podría ser muy baja. Existe suficiente presión sobre la superficie externa del disco 13 de cierre, y sobre las superficies distales del pistón 6, para equilibrar la presión sobre la superficie interior del disco 13 de cierre, la presión en el puerto 8 (que actúa sobre la superficie proximal del pistón 6), y la fuerza de los resortes 10, 11 de pistón que están más comprimidos que en la Figura 2. El miembro 7 de válvula se abre unos pocos milímetros, y existe un flujo de fluido, por ejemplo gas, a través de la entrada 4, hacia la cámara 2 y hacia fuera de la salida 5. La presión de suministro aparente del compresor es más alta que la presión de salida de válvula (condensador), y la diferencia de presión entre el suministro aparente y la succión es suficiente para inyectar bastante aceite en el compresor.

La válvula tiene una acción moduladora, de apertura y cierre para mantener una diferencia de presión mínima predeterminada entre el suministro aparente y la succión.

La Figura 4 muestra la válvula en la condición operativa de totalmente abierta, en la que la diferencia de presión es alta a través del pistón 6, siendo la presión en la cámara significativamente más alta que la presión en el puerto 8. Los resortes 10, 11 están tan comprimidos como sea posible. El fluido circula desde la entrada 4 hasta la salida 5, con sólo una pequeña caída de presión.

La Figura 5 muestra una condición en la que el fluido está tendiendo a fluir a la inversa a través de la válvula. Por ejemplo, el compresor puede haber sido conmutado a corte recientemente, y existe todavía una gran diferencia de presión a través del pistón 6 que provoca que los resortes 10, 11 de pistón permanezcan comprimidos, con el pistón en su posición retraída. El resorte 15 de miembro de válvula "débil", y la fuerza del fluido en la cámara 2 que tiende a fluir hacia el disco 13, se combinan para expansionar el miembro 7 de válvula desde el pistón y cerrar la entrada 4, evitando de ese modo cualquier flujo inverso de fluido.

Por lo tanto, se podrá apreciar que la invención ha combinado elegantemente las funciones de una válvula de control de presión y de una válvula de no retorno en una única unidad. Adicionalmente, la válvula de la invención puede proporcionar también, en determinadas realizaciones, una interrupción manual a efectos de las operaciones de mantenimiento.

Una ventaja adicional de combinar las funciones de las dos o tres válvulas que anteriormente eran necesarias, consiste en que cada válvula provoca una caída de presión concomitante. De ese modo, el uso de la válvula de la invención mejora significativamente la caída total de presión entre la entrada y la salida.

Claims (9)

1. Una válvula, que comprende un alojamiento que tiene una entrada y una salida, y un puerto de detección de presión, un pistón deslizable en una parte del alojamiento en respuesta a una diferencia entre una primera presión de fluido en el puerto de detección presión a un lado del pistón, y una segunda presión de fluido a la entrada y/o la salida por el otro lado del pistón, un miembro de válvula portado por el pistón y operable con el mismo para cerrar la entrada cuando dicha segunda presión de fluido es menor que un valor suficientemente mayor que la citada primera presión de fluido; en la que el miembro de válvula es móvil con respecto al pistón para facilitar el cierre de la entrada, en respuesta a un flujo de fluido desde el alojamiento hasta la entrada, habiéndose dispuesto medios de empuje para empujar el miembro de válvula con respecto al pistón para cerrar la entrada, cuando el pistón no está actuando para cerrar la entrada, y en la que se han previsto medios de interrupción manual para cerrar la válvula.

2. Una válvula de acuerdo con la reivindicación 1, en la que los medios de empuje del pistón están dispuestos de modo que empujan el pistón hacia una posición en la que el miembro de válvula cierra la entrada.

3. Una válvula de acuerdo con la reivindicación 2, en la que los medios de empuje de pistón comprenden uno o más resortes helicoidales.

4. Una válvula de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, en la que el miembro de válvula se ha conformado con una superficie de entrada dispuesta de modo que entra en contacto con un asiento de válvula de la entrada y con una superficie opuesta que se enfrenta al alojamiento.

5. Una válvula de acuerdo con la reivindicación 4, en la que el área de la superficie opuesta del miembro de válvula es sustancialmente igual al área de una superficie del pistón que se enfrenta a dicha superficie opuesta.

6. Una válvula de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el miembro de válvula posee un vástago guiado deslizablemente por el interior de una parte del pistón.

7. Una válvula de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que los medios de empuje del miembro de válvula comprenden un resorte helicoidal.

8. Una válvula de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que los medios de interrupción manual comprenden un husillo que posee una porción proximal no redondeada y una porción distal roscada.

9. Una válvula de acuerdo con la reivindicación 8, en la que dicha porción distal está encajada con un manguito roscado no giratorio, siendo el manguito deslizable a lo largo de la porción distal entre una posición normal en la que el pistón es móvil, y una posición de mantenimiento en la que el manguito retiene al pistón y al miembro de válvula en posición cerrada.