ES2278270T3 - Flotador para valvula de purga automatica y valvula con dicho flotador. - Google Patents
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Abstract
Un conjunto de válvula de sangrado automática para sistemas de recirculación de fluido, que comprende una tapa (10) que tiene medios de sangrado (11, 20, 21; 111; 120) para sangrar el aire presente en el sistema, comprendiendo los medios de sangrado (11, 20, 21; 111; 120) una válvula de sangrado (20; 120) y su elemento de actuación (21), y un flotador (30) movible en dirección axial (Y-Y), susceptible de flotar sobre la superficie libre del fluido y conectado a dichos medios de sangrado (11, 20, 21; 111; 120), de modo que abre y cierre los mismos, en que dicho flotador (30) tiene al menos un primer elemento (40; 140) y un segundo elemento (50; 150) que se extienden en la dirección axial (Y-Y) y capaces de interferir axialmente con dichos medios de sangrado (11, 20, 21; 111; 120) caracterizado porque dicha tapa (10) presenta internamente un escalón (14) con un conducto (12) que pasa a su través y que se extiende a lo largo de una dirección transversal (X-X) para permitir la inserción de la válvula de sangrado (20), estando impedido que el flotador (30) se llegue a soltar de la tapa (10), mediante la acción de interferencia del primer elemento (40; 140) con la válvula de sangrado (20).
Description
Flotador para válvula de purga automática y
válvula con dicho flotador.
El presente invento se refiere a un conjunto de
válvula automática con flotador, para sangrar sistemas de
recirculación de fluido.
Es conocido en el sector técnico de los sistemas
de recirculación de fluido, tales como los sistemas hidráulicos, en
particular los sistemas hidro/termo/sanitarios, que existe la
necesidad de proporcionar válvulas automáticas para sangrar el aire
que se acumula dentro de los citados sistemas; dichas válvulas están
montadas, en general, en los puntos más altos, o en puntos adecuados
dentro del sistema. Para ese fin, se han diseñado válvulas de
sangrado automáticas, que comprenden esencialmente una tapa superior
que tiene, asociada con la misma, una válvula de sangrado que se
abre/cierra mediante una palanca conectada a un flotador que se
mueve hacia arriba y hacia abajo con la superficie libre del fluido
presente dentro de una taza unida coaxialmente en forma obturada a
la tapa y conectada al sistema, estando a su vez determinado el
nivel de la citada superficie libre del fluido por la presencia de
una cantidad mayor o menor de aire en el sistema.
Puesto que, sin embargo, se requiere que dichas
válvulas, además de estar conectadas directamente al sistema, deben
ser susceptibles de ser alojadas, por ejemplo, en asientos
especiales previstos en las bombas de recirculación, se han
desarrollado formas constructivas sin la taza, cuya función es en
cambio realizada directamente por dichos asientos de válvula.
La eliminación de la taza, sin embargo, plantea
otro problema, consistente en el hecho de que el flotador no es ya
alojado dentro de un recipiente, y puede por lo tanto quedar suelto
y/o resultar dañado durante la manipulación y/o el transporte, con
el resultado de que la válvula, en su totalidad, quede
inutilizada.
Con objeto de resolver este problema, se han
desarrollado válvulas, por ejemplo la descrita en el documento IT
0.237.091, estando equipadas dichas válvulas con un elemento para
proteger el flotador, en forma de una cesta con una parte
transversal al fondo para conectar las citadas paredes de la
mencionada cesta.
Aunque realiza su función, esta cesta tiene, sin
embargo, el inconveniente de que consiste en una parte separada a
ser asociada con la tapa durante el montaje, con el consiguiente
aumento de los costes de producción y almacenamiento asociados;
además de esto, la cesta constituye, a su vez, una parte delicada,
expuesta a choques y roturas.
Otra técnica anterior, de acuerdo con el
preámbulo de la reivindicación independiente, se ha descrito en los
documentos US 5.950.659, EP 0 854 310 y WO 02/074571.
El problema técnico que se plantea es, por lo
tanto, el de diseñar un conjunto de válvula de sangrado con flotador
para sistemas de recirculación de fluido, en particular sistemas
hidráulicos, provisto de medios para soportar el flotador, que no
estén expuestos a choques y/o roturas, y que puedan al mismo tiempo
formar medios para guiar el flotador de modo que se evite la
desalineación de este último, con el consiguiente funcionamiento
defectuoso de la válvula.
En relación con este problema, otro requisito
más es el de que esos medios deberán ser de pequeñas dimensiones y
de fabricación fácil y económica.
Estos resultados se obtienen, de acuerdo con el
presente invento, mediante un conjunto de sangrado de aire
automático de acuerdo con la característica de la reivindicación
1.
Se pueden obtener otros detalles de la
descripción que sigue de un ejemplo no limitador de una realización
del presente invento, que se proporciona con referencia a los
dibujos que se acompañan, en los cuales:
- La Figura 1 representa una vista en
despiece ordenado de una válvula de acuerdo con el presente
invento;
- La Figura 2 representa una vista en
perspectiva de una válvula de acuerdo con el presente invento;
- La Figura 3a representa un corte
transversal a lo largo de un plano vertical de la válvula
representada en la Figura 2, con el flotador en la posición de
bajado;
- La Figura 3b representa un corte
transversal esquemático, similar al de la Figura 3a, con el flotador
en la posición de elevado;
- La Figura 4 representa un corte transversal
a lo largo del plano indicado por IV-IV en la Figura
3;
- La Figura 5 representa un corte transversal
esquemático a lo largo de un plano vertical de la válvula insertada
en su asiento y en la condición de obturada;
- La Figura 6a representa un corte
transversal parcial, similar al de la Figura 5, con la válvula en
la condición de sangrado;
- La Figura 6b representa otro corte
transversal esquemático a través de la válvula de acuerdo con la
Figura 5;
- La Figura 7a representa una vista en
perspectiva de una segunda realización de la válvula de acuerdo con
el presente invento;
- La Figura 7b representa un corte
transversal esquemático a lo largo de un plano vertical de la
válvula de acuerdo con la Figura 7a;
- La Figura 8 representa una vista en planta
por arriba de otro ejemplo de realización de una válvula de acuerdo
con el presente invento, con medios de sangrado manual;
- La Figura 9a representa un corte
transversal a lo largo del plano indicado por IX-IX
de la Figura 8, con sangrado manual, en la condición de reposo;
y
- La Figura 9b representa un corte
transversal a lo largo del plano indicado por IX-IX
en la Figura 8, con el sangrado manual activado.
Como se ha ilustrado, y con referencia a un
sistema de referencia cartesiano formado por un eje
transversal/
horizontal X-X, y un eje axial/vertical Y-Y, adoptado convencionalmente por razones de conveniencia para la descripción, la válvula de acuerdo con el presente invento consiste esencialmente en una tapa 10 conformada de modo que tiene: un conducto 11, sustancialmente paralelo al eje vertical y susceptible de ser cerrado mediante un obturador de cierre del tipo de tornillo 11a, y un conducto 12 que es sustancialmente horizontal (Figura 4), que pasa a través de tanto la tapa como 10 como de un escalón 14 con una superficie frontal interna 14a formada dentro de la tapa 12 y capaz de permitir la inserción de la válvula de sangrado 20.
horizontal X-X, y un eje axial/vertical Y-Y, adoptado convencionalmente por razones de conveniencia para la descripción, la válvula de acuerdo con el presente invento consiste esencialmente en una tapa 10 conformada de modo que tiene: un conducto 11, sustancialmente paralelo al eje vertical y susceptible de ser cerrado mediante un obturador de cierre del tipo de tornillo 11a, y un conducto 12 que es sustancialmente horizontal (Figura 4), que pasa a través de tanto la tapa como 10 como de un escalón 14 con una superficie frontal interna 14a formada dentro de la tapa 12 y capaz de permitir la inserción de la válvula de sangrado 20.
Los lados del escalón 14 paralelos a la
dirección transversal X-X están provistos de
superficies de apoyo 14b dispuestas a lados opuestos de la abertura
del conducto 12.
La tapa 10 está también provista internamente de
guías longitudinales 13, dispuestas paralelas a la citada superficie
frontal 14a y a una distancia adecuada de la misma, en la dirección
transversal, de modo que se forme una cavidad 15, cuya finalidad se
hará evidente en lo que sigue.
Dicha válvula 20 es del tipo usual, que puede
ser abierta/cerrada por medio de una palanca 21, uno primero de
cuyos extremos está unido al elemento de obturación 23 retenido
axialmente por un resorte 23a, y el otro de cuyos extremos está
conectado a un flotador 30 que es libre de desplazarse en ambos
sentidos longitudinalmente, entre las dos posiciones de final de
recorrido -superior e inferior- que están definidas respectivamente
por el límite de flotación superior en el agua (el flotador choca
con el interior de la tapa 10), y por medios de guiado y de
retención que se describen en lo que sigue.
Expuesto con mayor detalle, el flotador 30 tiene
dos elementos de puente, 40 y 50, que están dispuestos en una
posición sustancialmente alineada en la dirección transversal
X-X, y que se extienden, en el ejemplo preferido
ilustrado, con diferentes alturas en la dirección axial
Y-Y.
El primer elemento de puente 40 tiene pies
derechos 41, de sección transversal de forma sustancialmente de una
"T", cuya cabeza 41a es susceptible de ser dispuesta con sus
superficies internas apoyando contra las correspondientes
superficies de los pies derechos 13, y las superficies 14b del
escalón 14 en la tapa 10; el trazo vertical 41b de la "T" es en
cambio susceptible de ser insertado dentro de la cavidad 15 presente
entre las guías longitudinales 13 y la superficie frontal interna
14a del escalón 14.
En la realización preferida ilustrada, el
elemento transversal 42 del elemento de puente 40 tiene una anchura
correspondiente a la del trazo vertical de la "T", de modo que
pueda ser hecho pasar al interior de dicha cavidad 15 de la tapa 10
y facilitar el movimiento del flotador, sin quedarse pegado.
El segundo elemento de puente 50 tiene pies
derechos 51 y una pieza transversal 52, que son sustancialmente
lisos.
El montaje de la válvula se efectúa como
sigue:
- -
- se prepara la tapa 10;
- -
- se inserta axialmente el flotador 30 dentro de la misma, con los elemen4tos de puente 40 y 50 dirigidos hacia el interior de la tapa y con
- -
- la parte de cabeza 41a de los pies derechos 41 de la forma de T insertados en contacto con las respectivas superficies de los pies derechos 13 y la superficie 14b del escalón 14;
- -
- una vez que se haya alcanzado la posición de fin de recorrido en la dirección axial, el flotador 30 hace que la abertura de los elementos de puente 40 y 50 quede alineada con la abertura del conducto 12;
- -
- la inserción de la válvula 20 en la dirección transversal produce la inserción de una parte de válvula por debajo del elemento de puente 40 y el extremo de la palanca 21 por debajo del elemento de puente 50.
En una realización preferida, está contemplado,
además, que la tapa 10 tenga un borde anular 17 que se proyecte
hacia fuera y cuya superficie superior 17a y cuya superficie
inferior 17b sean, respectivamente, capaces de formar la superficie
de apoyo de los medios 70a, para obligar a la válvula hacia el
asiento 80 asociado, el cual se ha representado solo
esquemáticamente en las Figuras, y de un elemento de obturación 70b,
por ejemplo, un aro tórico.
Estos medios de obligar 70a son,
preferiblemente, del tipo de aplicación rápida, y consisten en una
horquilla elástica de forma de U, que puede ser insertada en rebajos
de localización especial 81 formados en la citada obturación 80 para
la válvula.
Como alternativa, se ha contemplado que el
sistema para la aplicación entre la tapa y el asiento pueda ser del
tipo de rosca hembra de tornillo. Durante la operación de la válvula
ilustrada en las Figuras 5, 6a y 6b:
- -
- en las condiciones normales de funcionamiento (Figura 5), el flotador 30 está elevado, siendo empujado por el agua;
- -
- como resultado, la palanca 21 es reclamada por el resorte 23a para que vaya a la posición de cierre de la válvula de sangrado;
- -
- si la cantidad de aire en el fluido aumenta, el flotador tiene a moverse hacia abajo (Figura 6a) en la dirección axial; y
- -
- el segundo elemento de puente 50 apoya (Figura 6a) contra el extremo de la palanca 21, produciendo la rotación de la misma en sentido a izquierdas, lo que da por resultado que se abra la válvulas;
- -
- durante su recorrido en la dirección axial, el flotador es guiado por las guías longitudinales 13, por las superficies 14a y 14b del escalón 14, y por los pies derechos 41 del primer elemento de puente 40;
- -
- se impide, sin embargo, que el flotador se suelte de la tapa 10, mediante la acción de interferencia de la pieza transversal 42 del primer elemento de puente 40 con la válvula 20, la cual impide que la misma se salga por completo en la dirección axial, haciendo contacto con la citada pieza transversal.
Se ha contemplado, además, que el elemento de
puente 40 pueda tener pies derechos 41, de una sección transversal
diferente, por ejemplo, de una sección transversal rectangular o
circular.
En las Figuras 7a y 7b se ha representado una
variante de la realización de una válvula con flotador de acuerdo
con el presente invento; en esta configuración, el sangrado 111,
111a de la válvula se realiza en una dirección paralela a la del
conducto 12 para insertar la válvula 120.
Además de eso, se ha contemplado que los
elementos que interfieren con la válvula 120 puedan consistir en un
elemento poligonal hueco 140, 150, soportado por un solo pie derecho
141, 151.
Dicho elemento poligonal puede ser cerrado, como
se ha ilustrado, o abierto, por ejemplo, en forma de gancho.
La citada acción de retención se obtiene, por lo
tanto, exclusivamente mediante elementos integrales con el flotador,
conjuntamente con medios funcionales de la válvula, sin necesidad de
otras partes adicionales diseñadas para ese fin.
Además de esto, se impide que el flotador gire
sobre sí mismo y(o que se incline, eliminándose con ello los
inconvenientes resultantes de que se pegue, con el consiguiente
funcionamiento defectuoso de la válvula de sangrado. En las Figuras
8, 9a, 9b, se ha representado otra realización de la válvula de
acuerdo con el presente invento, en la cual se contemplan también
medios 200 para sangrar manualmente el aire, que son útiles cuando
se llena el sistema, o bien en caso de funcionamiento defectuoso del
dispositivo automático controlado por el flotador 30.
Dichos medios 200 comprenden un obturador 210
que está formado por un vástago 211 y por una base 212. El vástago
211 está alojado dentro de un asiento abierto correspondiente 220,
capaz de conectar el interior de la tapa 10 con el ambiente del
exterior, mientras que la base 212 tiene una superficie tal como
para apoyar contra el borde interior de dicho asiento 220, con
objeto de producir el cierre del mismo, como se verá más claramente
en lo que sigue.
Un resorte 213 está dispuesto coaxialmente con
el vástago 211, siendo dicho resorte capaz de ejercer una acción de
empuje entre una superficie de apoyo del asiento 220 y una pieza de
cabeza 214 unida al vástago 211 en el lado opuesto a la base
212.
De este modo:
- -
- en la condición de reposo (Figura 9a), el resorte 213 empuja al obturador 210 hacia fuera, de modo que la base 212 apoye contra el borde interior del asiento 220, para así cerrarlo;
- -
- si se requiere (Figura 9b), es posible ejercer un empuje axial contra la pieza de cabeza 214, para así vencer la reacción del resorte 213 y producir el desplazamiento del obturador hacia el interior de la tapa, con objeto de conseguir que abra el asiento 220 y un empuje hacia abajo sobre la palanca 21, capaz de activar el sangrado de aire, el cual tiene lugar a lo largo del camino normal 11 y/o del propio asiento 210.
En una realización preferida, un elemento de
obturación 215, del tipo de aro tórico, está dispuesto entre la base
212 del obturador 200 y el borde interior del asiento 210.
Claims (25)
1. Un conjunto de válvula de sangrado
automática para sistemas de recirculación de fluido, que comprende
una tapa (10) que tiene medios de sangrado (11, 20, 21; 111; 120)
para sangrar el aire presente en el sistema, comprendiendo los
medios de sangrado (11, 20, 21; 111; 120) una válvula de sangrado
(20; 120) y su elemento de actuación (21), y un flotador (30)
movible en dirección axial (Y-Y), susceptible de
flotar sobre la superficie libre del fluido y conectado a dichos
medios de sangrado (11, 20, 21; 111; 120), de modo que abre y cierre
los mismos, en que dicho flotador (30) tiene al menos un primer
elemento (40; 140) y un segundo elemento (50; 150) que se extienden
en la dirección axial (Y-Y) y capaces de interferir
axialmente con dichos medios de sangrado (11, 20, 21; 111; 120)
caracterizado porque dicha tapa (10) presenta internamente un
escalón (14) con un conducto (12) que pasa a su través y que se
extiende a lo largo de una dirección transversal
(X-X) para permitir la inserción de la válvula de
sangrado (20), estando impedido que el flotador (30) se llegue a
soltar de la tapa (10), mediante la acción de interferencia del
primer elemento (40; 140) con la válvula de sangrado (20).
2. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho primer elemento
de interferencia (40; 140) y dicho segundo elemento de interferencia
(50; 150) están dispuestos en una posición de mutuamente alineados a
lo largo de la dirección transversal (X-X) y son
capaces de permitir la inserción dentro de los mismos, en la misma
dirección transversal (X-X) del elemento de
actuación (21) para abrir/cerrar la válvula.
3. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho primer elemento
de interferencia consiste en un elemento poligonal (140) que es
interiormente hueco y está soportado por un pie derecho (141) unido
al flotador (30).
4. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho primer elemento
de interferencia consiste en un elemento de puente (40).
5. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho primer elemento
(40; 140) tiene una altura mayor que la de dicho segundo elemento
(50; 150).
6. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho segundo elemento
de interferencia consiste en un elemento poligonal (150) que es
interiormente hueco y está soportado por un pie derecho (151) unido
al flotador (30).
7. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho segundo elemento
de interferencia (50) consiste en un elemento de puente.
8. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho escalón tiene
una superficie frontal interior (14a) que es normal a la dirección
transversal (X-X) y superficies (14b) que son
paralelas al plano formado por las direcciones transversal
(X-X) y axial (Y-Y), y dispuestas en
lados opuestos de la abertura del conducto (12) que aloja a la
válvula (20).
9. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 8, caracterizado porque la tapa (10) está
provista interiormente de guías axiales (13) dispuestas paralelas a
la citada superficie frontal (14a) del escalón (14) y a una
distancia adecuada de la misma en la dirección transversal, de modo
que formen una cavidad (15).
10. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque dicho primer elemento
de puente (40) tiene pies derechos (41) de sección transversal de
forma sustancialmente de T.
11. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque dicho primer elemento
de puente (40) tiene pies derechos (41) de sección transversal
sustancialmente rectangular.
12. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque dicho primer elemento
de puente (40) tiene pies derechos (41) de sección transversal
sustancialmente circular.
13. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque dicho primer elemento
de puente (40) tiene una pieza transversal (42) de una anchura en la
dirección transversal (X-X) ligeramente menor que la
anchura de dicha cavidad (15) dentro de la cual puede deslizar la
pieza transversal en la dirección axial (Y-Y).
14. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizado porque dicha pieza
transversal (42) del primer elemento de puente (40) es susceptible
de apoyar contra dicha válvula (20) durante su desplazamiento dentro
de la cavidad (15).
15. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 7, caracterizado porque la pieza transversal
(52) de dicho segundo elemento de puente (50) es capaz de interferir
con el elemento actuador (21) de la pieza de válvula (20) de modo
que abra esta última.
\newpage
16. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque dicha tapa (10) tiene
un borde anular (17) que se proyecta hacia fuera y cuya superficie
superior (17a) y cuya superficie inferior (17b) son,
respectivamente, susceptibles de formar la superficie de apoyo de
los medios (70a) para obligar a la válvula hacia el asiento asociado
(80) y a un elemento de obturación (70b).
17. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 16, caracterizado porque dichos medios (70a)
para obligar a la válvula hacia el asiento asociado (80), consisten
en una horquilla elástica de forma de U.
18. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 16, caracterizado porque dicho elemento de
obturación (70b) es del tipo de aro tórico.
19. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de
sangrado (11) son paralelos a la dirección axial
(Y-Y) de movimiento del flotador (30).
20. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de
sangrado (111) son paralelos a la dirección transversal
(X-X) de movimiento del flotador (30).
21. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque comprende medios (200)
para sangrar manualmente el aire.
22. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 21, caracterizado porque dichos medios de
sangrado manual (200) comprenden un obturador (210) formado por un
vástago (211) y una base (212), estando alojado dicho vástago (211)
en un asiento abierto correspondiente (220) capaz de conectar el
interior de la tapa (10) con el ambiente del exterior.
23. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 22, caracterizado porque dicha base (212)
tiene una superficie tal como para apoyar contra el borde interior
de dicho asiento (220) para así producir el cierre del mismo.
24. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizado porque hay dispuesto un
resorte (213) coaxialmente con el vástago (211) del obturador (210)
y que es capaz de ejercer una acción de empuje entre una superficie
de apoyo del asiento (220) y una pieza de cabeza (214) unida al
vástago (211) en el lado opuesto a la base (212).
25. Un conjunto de válvula de acuerdo con la
reivindicación 23, caracterizado porque hay dispuesto un
elemento de obturación (215) del tipo de aro tórico entre la base
(212) del obturador (200) y el borde interior del asiento (210).
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