ES2280882T3 - Valvula magnetica doble. - Google Patents

Abstract

Válvula (D) magnética doble con dos elementos (V) de válvula dispuestos uno junto a otro que pueden accionarse en la dirección de cierre en contra de una fuerza elástica (6) mediante un imán (M) común por medio de un elemento (G) de transmisión de fuerza en forma de T conducido en una guía de deslizamiento (3) con un vástago (4), caracterizada porque entre la guía de deslizamiento (3) y el vástago (4) está previsto un juego (X) de seguridad radial, de modo que el elemento de transmisión de fuerza puede colocarse en una posición inclinada en la guía (3) de deslizamiento, y porque en el lado de la guía de deslizamiento (3) alejado de los elementos (V) de válvula está prevista una articulación (K) basculante entre el vástago (4) del elemento (G) de transmisión de fuerza y el inducido (B) o un empujador (2) de inducido conducido de forma móvil del imán (M).

Description

Válvula magnética doble.

La invención se refiere a una válvula magnética doble del tipo indicado en el preámbulo de la reivindicación 1.

Este tipo de válvulas magnéticas dobles conocidas por la práctica se conciben, por ejemplo, como módulos adicionales de válvula que se introducen en un cuerpo que contiene vías de corriente en orificios de alojamiento que conducen a las vías de corriente, por ejemplo, para controlar determinadas funciones de la válvula mediante los dos elementos de válvula. Dado que el imán común tiene que accionar los dos elementos de válvula en el sentido de cierre contra los asientos de la válvula y dado que, debido a las inevitables tolerancias de fabricación, las carreras de accionamiento hasta las posiciones de cierre o las fuerzas contrarias de los elementos de válvula pueden ser diferentes, el ajuste deslizante del elemento de transmisión de fuerza en la guía de deslizamiento se selecciona de forma tan estrecha como sea posible para que la guía de deslizamiento pueda descartar en gran medida una colocación inclinada del elemento de transmisión de la fuerza. Por tanto, las posiciones de cierre y las fuerzas de cierre no se definen dado el caso de forma fiable dado que, debido a las inevitables tolerancias de fabricación o montaje, en los asientos de válvula un elemento de cierre no puede alcanzar de forma fiable su posición de cierre estanco cuando el elemento de transmisión de fuerza, debido a su estrecho ajuste de deslizamiento, sólo solicita correctamente el elemento de válvula dispuesto primero.

Del documento EP1036965A se conoce configurar el elemento de transmisión de fuerza como brazo de báscula móvil, no obstante, para ajustar los elementos de válvula en el sentido de apertura, pudiendo colocarse éste de forma inclinada bajo la fuerza de un imán común en función de cuál de los elementos de válvula deba abrirse con mayor dificultad. Una superficie de contrafuerte estacionaria para el brazo de báscula lleva también a la posición de apertura al otro elemento de válvula mediante el brazo de báscula.

También son interesantes los documentos EP0527393A, US2708561A, DE1085736B.

La invención se basa en el objetivo de crear una válvula magnética doble del tipo indicado al principio con una seguridad funcional mejorada y una estructura sencilla, en especial, una válvula magnética doble que presente un imán de carrera corta para ajustar los dos elementos de válvula en sus posiciones de cierre.

El objetivo planteado se alcanza con las características de la reivindicación 1.

En combinación, el juego radial de seguridad entre el vástago del elemento de transmisión de fuerza y la guía de deslizamiento y el de la articulación basculante que transmite la fuerza magnética conducen de forma sorprendente a una larga vida útil con un funcionamiento sin fallos de la válvula magnética doble. Incluso si los elementos de válvula, como consecuencia de las tolerancias en la dirección del movimiento del inducido, debieran tener diferentes posiciones de cierre, la fuerza magnética generada por el imán se distribuye en los dos elementos de válvula de tal manera que cada uno de los elementos de válvula adquiere su posición de cierre de forma segura y también se dispone y se cierra herméticamente con la fuerza de cierre necesaria. El elemento de transmisión puede colocarse un poco inclinado debido al juego de seguridad en la guía de deslizamiento. En caso de una posición inclinada, el punto de transmisión de fuerza para la fuerza magnética en la articulación basculante se desplaza, dado el caso, de una posición en principio central incluso hacia el lado en el que se dispone el elemento de válvula que se coloca antes, aunque una medida menor que la anchura de las superficies de la articulación basculante. Con esto, el elemento de válvula que ha de colocarse posteriormente también se lleva de forma fiable a su posición de cierre y tampoco en la articulación basculante se genera ninguna fuerza transversal digna de mención a partir de la fuerza magnética que pudiera retener al elemento de transmisión de fuerza en la guía de deslizamiento.

De forma conveniente, la articulación basculante presenta en el inducido o en un empujador del inducido conducido axialmente y en el vástago una primera y una segunda superficies de contacto que directa o indirectamente entran en contacto unas con otras formando una pareja geométrica especial. Esta pareja puede ser una de las siguientes: plana/convexa o cóncava/cóncava o convexo/cóncava o convexa/convexa, presentando la superficie convexa o cóncava en cada caso al menos una curvatura de arco en el plano en el que se disponen uno junto al otro los dos elementos de válvula. Con esto se obtiene durante la transmisión de la fuerza la movilidad necesaria para colocar los dos elementos de válvula y el efecto deseable de que el punto de transmisión de fuerza entre las superficies se aleje poco del centro.

La curvatura de arco cóncava o convexa puede ser una curvatura de arco de círculo y, en concreto, la parte de una superficie cilíndrica con el eje del cilindro perpendicular al plano de los elementos de válvula, o parte de una superficie esférica con el centro de la esfera en el eje del inducido, del empujador del inducido y/o del vástago. La configuración de estas superficies se realiza con una técnica de fabricación sencilla.

En la pareja cóncavo/convexa, las curvaturas de arco pueden ser iguales o la curvatura convexa puede ser más intensa que la curvatura cóncava. Con esto no se produce ninguna transmisión superficial de fuerzas, sino una transmisión de fuerzas con un contacto puntual o lineal, lo cual, sin embargo, es ventajoso para la movilidad en la articulación basculante.

De forma alternativa, en la articulación basculante también pueden estar previstas una primera y una segunda superficies de contacto planas, siendo una superficie de contacto claramente menor que la otra y, por ejemplo, se forma en una prolongación céntrica. Esto da como resultado una movilidad similar a una articulación esférica sin emigración lateral demasiado intensa del punto de transmisión de fuerza.

En una segunda forma de realización conveniente, en la articulación esférica está dispuesta una esfera de articulación entre las superficies de contacto que favorece la movilidad en la articulación basculante, también en caso de que el elemento de transmisión de fuerza se coloque de forma inclinada.

En caso de usar una esfera de articulación son convenientes las siguientes parejas geométricas de la primera y la segunda superficies de contacto: plana/plana o plana/cóncava o plana/convexa o cóncava/cóncava o cóncava/convexa o convexa/convexa.

Para poder colocar de forma segura la esfera de articulación es conveniente prever en al menos una superficie de contacto un asiento de esfera céntrico en una depresión con un diámetro menor que el diámetro de la esfera. Los posibles movimientos tienen lugar entonces entre la otra superficie de contacto y la esfera de articulación.

La primera y la segunda superficie de contacto pueden estar dimensionadas con diferentes tamaños.

La guía de deslizamiento está configurada de forma conveniente como al menos un casquillo de cojinete de deslizamiento que se asienta en un orificio de alojamiento de la parte de núcleo estacionaria del imán. El elemento de transmisión de fuerza se conduce con el vástago, por ejemplo, cilíndrico, en el casquillo del cojinete de deslizamiento, estando previsto el juego de seguridad entre el vástago y el casquillo de cojinete de deslizamiento.

Este juego de seguridad puede suponer aproximadamente el 2% del diámetro interior de la guía de deslizamiento. Esto tiene como resultado un ajuste de deslizamiento relativamente suelto que, sin embargo, es conveniente para una válvula magnética doble en la que un imán ajusta los dos elementos de válvula en las posiciones de cierre mediante la articulación basculante.

Finalmente, se alcanza un concepto estructuralmente sencillo de un módulo adicional de válvula si cada uno de los elementos de válvula se dispone en un manguito suplementario por encima del cual está previsto un manguito con rosca en el que se conduce un empujador de accionamiento para el elemento de válvula. El elemento de transmisión de fuerza se dispone enfrentado al manguito con rosca con una separación que se dimensiona, mediante un saliente del empujador de accionamiento por encima del manguito con rosca, con un tamaño tal que, al alcanzar las posiciones de cierre de los elementos de válvula, entre el elemento de transmisión de fuerza y los manguitos con rosca quede un espacio intermedio y el elemento de transmisión de fuerza no haga tope en una superficie estacionaria.

Mediante los dibujos se explican formas de realización del objeto de la invención. Muestran:

la fig. 1 un corte longitudinal parcial de una válvula magnética doble (dos válvulas distribuidoras 2/2) con imán excitado,

la fig. 1A un corte longitudinal parcial de otra válvula magnética doble (dos válvulas distribuidoras 3/2), con imán excitado, y;

las figs. 2 a 18 diferentes variantes de una articulación basculante para la válvula magnética doble, ilustrando las figuras 2, 6 y 7 la articulación basculante mostrada en las figuras 1 y 1A.

La figura 1 muestra una válvula D magnética doble, por ejemplo, un obús de válvula doble para el montaje en orificios de alojamiento unidos con canales de corriente de un bloque 15 de válvula hidráulico en el que dos elementos V de válvula dispuestos uno junto a otro en un plano (en la figura 1, en el plano del dibujo) tienen que cumplir determinadas funciones de válvula. Los dos elementos V de válvula se accionan mediante un imán M común, en este caso un imán de carrera corta, para ajustarse en contra de la fuerza elástica de las posiciones de abertura en sus posiciones de cierre mostradas en el asiento 14 y sujetarse con determinadas fuerzas de cierre.

El imán contiene un inducido B y un empujador 2 de inducido que puede desplazarse en una parte 1 de núcleo estacionaria que solicita un elemento G de transmisión de fuerza con la fuerza magnética para accionar los dos elementos V de válvula. El elemento G de transmisión de fuerza está configurado en forma de T y está conducido de forma que puede desplazarse con un vástago en una guía de deslizamiento 3 en la parte 1 de núcleo estacionaria. El vástago 4 está unido de forma unitaria con una pieza 5 transversal.

Los elementos V de válvula son elementos de válvula de asiento que están conducidos en cada caso de forma que pueden desplazarse cerrados herméticamente en un manguito 10 suplementario, y asientos 14 enfrentados. Los manguitos 10 suplementarios se montan cerrados herméticamente en orificios del bloque 15 con los elementos V de válvula, solicitándose los elementos V de válvula por resortes 6 dispuestos en canales 7 de corriente en la dirección de elevación desde los asientos 14. Por encima de los manguitos 10 suplementarios se aplican manguitos 9 con rosca que fijan los manguitos 10 suplementarios en las posiciones de montaje. En los manguitos 9 suplementarios están conducidos cerrados herméticamente empujadores 11 de accionamiento para los elementos V de válvula. Cada empujador 11 de accionamiento sobresale del lado superior del manguito 9 con rosca y actúa conjuntamente con la pieza 5 transversal del elemento G de transmisión de fuerza. El saliente del empujador 11 de accionamiento se elige de tal manera que incluso con el imán excitado y los elementos V de válvula sujetos en los asientos 14 (posiciones de cierre), el lado inferior de la parte 5 transversal del elemento G de transmisión de fuerza tiene una separación 13 respecto a los lados superiores de los manguitos 9 con rosca y no hace tope. El imán M puede estar colocado también en el bloque 15 mediante un anillo 12 intermedio con un cierre 8 hermético. La guía 3 de deslizamiento es, al menos, un casquillo de cojinete de deslizamiento para el vástago 4.

De forma alternativa, el inducido B podría actuar directamente en el elemento G de transmisión de fuerza.

La válvula D magnética doble de la figura 1A tiene, como los dos elementos V de válvula, también elementos de válvula de asiento, cada uno de los cuales actúa conjuntamente de forma alterna con un asiento superior y uno inferior (dos funciones de válvula distribuidora 3/2). Las posiciones de cierre superiores se ajustan mediante los resortes 6, las inferiores, por el contrario, mediante el único imán M.

En cada forma de realización está previsto entre el inducido B o el empujador 2 del inducido y el vástago 4 una articulación K basculante por encima de la guía 3 de deslizamiento, el cual puede estar configurado en detalle como muestran las figuras 2-18.

La figura 2 es una vista seccionada en detalle en relación con la figura 1 o la figura 1A para resaltar la interacción entre el empujador 2 del inducido y el vástago 4 del elemento G de transmisión de fuerza en la articulación K basculante. El vástago 4 presenta en esta forma de realización una superficie de contacto curvada de forma convexa en el plano del dibujo, es decir, el plano definido por los ejes de los dos elementos V de válvula en la figura 1 y 1A. La superficie de contacto es, por ejemplo, parte de una superficie cilíndrica con un eje Y del cilindro perpendicular al plano de los dos elementos V de válvula o forma parte de una superficie esférica (centro Y de la esfera). El empujador 2 de inducido tiene una superficie F contrapuesta plana que se dispone perpendicular al eje del empujador. El vástago 4 está alojado con un juego X de seguridad axial en la guía 3 de deslizamiento. El juego x de seguridad es, por ejemplo, aproximadamente el 2% del diámetro interior de la guía 3 de deslizamiento. En el caso de un diámetro interior de aproximadamente 5 mm el juego de seguridad total es de aproximadamente 0,1 mm.

La superficie F contrapuesta entra en contacto, para la transferencia de la fuerza F magnética, con la superficie A de contacto, de manera que se forma la articulación K basculante. En cuanto el vástago 4 está coaxial al empujador 2 del inducido, la fuerza magnética se transmite de forma céntrica mediante la articulación K basculante. La superficie A de contacto es, por ejemplo, mayor que la superficie F contrapuesta. Las dos superficies podrían ser también de igual tamaño.

En la figura 3, la superficie A de contacto está curvada de forma convexa (superficie cilíndrica o superficie esférica) y la superficie F contrapuesta también está curvada en el mismo sentido, es decir, de forma cóncava (cilíndrica o esférica), dado el caso, con un radio de curvatura mayor que la superficie A de contacto.

En la figura 4, la superficie A de contacto está curvada de forma cóncava (cilíndrica o esférica), mientras que la superficie F contrapuesta está curvada de forma convexa (cilíndrica o esférica).

En la figura 5, tanto la superficie A de contacto como también la superficie F contrapuesta están curvadas de forma convexa (de forma esférica o cilíndrica), es decir, convexas en sentido contrario.

No es necesario que toda la superficie F contrapuesta o toda la superficie A de contacto estén curvadas de forma convexa o cóncava. Dado que el juego X de seguridad es relativamente pequeño en relación con la longitud del vástago 4, el elemento G de transmisión de fuerza puede colocarse de todos modos de forma inclinada sólo en una medida limitada, de manera que sería suficiente con modelar de forma convexa o cóncava sólo una zona central de la superficie A de contacto y/o de la superficie F contrapuesta en cada caso.

Las figuras 6 y 7 ilustran lo que sucede en caso de que el elemento V de válvula izquierdo en las figuras 1 y 1A presente una resistencia mayor o adquiera antes su posición de cierre que el otro elemento V de válvula. El vástago 4 se abate con su eje Z en relación con el eje Z' de movimiento fijado por el empujador 2 del inducido en el sentido horario y, concretamente, en la medida del juego X de seguridad. Esto provoca que (figura 6) el punto de contacto para la transferencia de la fuerza magnética en la articulación K basculante se traslade de la posición céntrica de la figura 2 un poco hacia la izquierda y, como consecuencia, la fuerza magnética se transmita de forma algo descentrada, o (figura 7) la superficie A de contacto se deslice hacia la derecha en la superficie F contrapuesta cuando el vástago 4 se abate y la fuerza magnética se transmite entonces nuevamente de forma en gran medida centrada. Con esto, (figuras 6 y 7) se evita una retención o enganche del vástago 4 en la guía 3 de deslizamiento. Los dos elementos V de válvula se llevan de forma fiable a sus posiciones de cierre incluso si los asientos de válvula debieran disponerse a diferentes alturas.

Si se desexcita el imán M, entonces los resortes 7 presionan los elementos de válvula a sus posiciones de abertura y, mediante el empujador de accionamiento, también el elemento G de transmisión de fuerza, el empujador 2 de inducido y finalmente el inducido B nuevamente a la posición de partida. En este caso el elemento G de transmisión de fuerza se orienta nuevamente de forma automática en la articulación K basculante.

En la figura 8, la articulación K basculante se forma mediante la superficie F contrapuesta plana en el empujador 2 de inducido y mediante una superficie A' de contacto contrapuesta a ésta y claramente menor, por ejemplo, plana, que está formada céntrica en una prolongación D modelada de forma centrada del vástago 4. En la posición basculada mostrada del vástago 4, el punto de transmisión de la fuerza magnética sólo se desplaza muy poco hacia un lado. La prolongación D también podría estar formada a la inversa en el empujador 2 del inducido.

En las figuras 9 a 18 está colocada en la articulación basculante una esfera G articulada entre la superficie A de contacto y la superficie F contrapuesta, pudiendo estar configuradas las superficies formando las siguientes parejas geométricas: plana/plana en la figura 9; plana/convexa en la figura 10; plana/cóncava en la figura 11; plana/plana con una o dos depresiones S de asiento de esfera céntricas en las figuras 12 y 18; convexa/convexa en la figura 13; cóncava/convexa en la figura 14; plana/convexa o plana/cóncava con una depresión S de asiento de esfera céntrica en la figura 15 o la figura 17; y cóncava/cóncava en la figura 16.

El diámetro de la esfera G articulada se corresponde aproximadamente con el diámetro del empujador 2 del inducido y/o del vástago. La esfera G articulada también podría ser algo menor y estar colocada de forma fija hundida y/o calafateada y/o introducida a presión en el vástago 4 o en el empujador 2 del inducido y formar así una superficie convexa similar a la de la figura 2.

Claims (13)

1. Válvula (D) magnética doble con dos elementos (V) de válvula dispuestos uno junto a otro que pueden accionarse en la dirección de cierre en contra de una fuerza elástica (6) mediante un imán (M) común por medio de un elemento (G) de transmisión de fuerza en forma de T conducido en una guía de deslizamiento (3) con un vástago (4), caracterizada porque entre la guía de deslizamiento (3) y el vástago (4) está previsto un juego (X) de seguridad radial, de modo que el elemento de transmisión de fuerza puede colocarse en una posición inclinada en la guía (3) de deslizamiento, y porque en el lado de la guía de deslizamiento (3) alejado de los elementos (V) de válvula está prevista una articulación (K) basculante entre el vástago (4) del elemento (G) de transmisión de fuerza y el inducido (B) o un empujador (2) de inducido conducido de forma móvil del imán (M).

2. Válvula magnética doble según la reivindicación 1, caracterizada porque la articulación (K) basculante comprende en el inducido (B) o en el empujador (2) del inducido y en el vástago (4) una primera y una segunda superficies (A, F) de contacto que entran en contacto entre sí directa o indirectamente formando una de las siguientes parejas geométricas: plana/convexa o cóncava/cóncava o convexa/cóncava o convexa/convexa, presentando la superficie (A, F) de contacto convexa o cóncava en cada caso al menos una curvatura en el plano en el que se encuentran uno junto a otro los dos elementos (V) de válvula.

3. Válvula magnética doble según la reivindicación 2, caracterizada porque la curvatura cóncava o convexa es una curvatura de arco de círculo cuyo centro de curvatura (Y) se encuentra en el eje del inducido (B) o del empujador (2) del inducido y/o del vástago (4), preferiblemente una parte de una superficie de cilindro con el eje (Y) del cilindro perpendicular al plano de los elementos (V) de válvula.

4. Válvula magnética doble según la reivindicación 2, caracterizada porque la superficie (A, F) de contacto cóncava o convexa en cada caso forma parte de una superficie esférica con el centro (Y) en el eje del inducido (B) o del empujador (2) del inducido y/o del vástago (4).

5. Válvula magnética doble según la reivindicación 2, caracterizada porque en la pareja geométrica cóncava/convexa las curvaturas del arco son iguales, o la curvatura convexa del arco es más intensa que la curvatura cóncava del arco.

6. Válvula magnética doble según la reivindicación 1, caracterizada porque la articulación (K) basculante está formada por una superficie (F) de contacto plana en el vástago (4) o en el inducido (B) o en el empujador (2) del inducido y una superficie (A') de contacto también plana con un diámetro menor que el de la superficie (F) contrapuesta en una prolongación (D) centrada del otro componente respectivo del inducido (B) o del empujador (2) del inducido o del vástago (4).

7. Válvula magnética doble según la reivindicación 2, caracterizada porque en la articulación (K) basculante entre la superficie de contacto y la superficie (A, F) contrapuesta está dispuesta una esfera (G) de articulación.

8. Válvula magnética doble según la reivindicación 7, caracterizada porque las superficies (A, F) de contacto que encierran entre sí la esfera (G) de articulación están configuradas con una de las siguientes parejas geométricas: plana/plana o plana/cóncava o plana/convexa o cóncava/cóncava o cóncava/convexa o convexa/convexa.

9. Válvula magnética doble según la reivindicación 8, caracterizada porque al menos una superficie (A, F) de contacto configurada de forma plana presenta una depresión (S) céntrica para el asiento de la esfera con un diámetro menor que el diámetro de la esfera.

10. Válvula magnética doble según al menos una de las reivindicaciones 2-9, caracterizada porque las superficies (A', A, F) de contacto son de diferente tamaño.

11. Válvula magnética doble según la reivindicación 1, caracterizada porque la guía (3) de deslizamiento es al menos un casquillo de cojinete de deslizamiento que se asienta en un orificio de alojamiento de una parte (1) estacionaria del núcleo del imán (M), porque el elemento (G) de transmisión de fuerza atraviesa con un vástago (4) cilíndrico el casquillo de cojinete de deslizamiento, y porque el juego (X) de seguridad está formado entre el vástago (4) y el casquillo de cojinete de deslizamiento.

12. Válvula magnética doble según la reivindicación 1, caracterizada porque el juego (X) de seguridad es aproximadamente el 2% del diámetro interior de la guía (3) de deslizamiento.

13. Válvula magnética doble según la reivindicación 1, caracterizada porque cada elemento (V) de válvula está dispuesto en un manguito (10) suplementario, porque por encima del manguito (10) suplementario está previsto un manguito (9) con rosca en el que está conducido un empujador (11) de accionamiento, porque el elemento (G) de transmisión de fuerza del manguito (9) con rosca esta dispuesto enfrentado con una separación (13), y porque el empujador (11) de accionamiento sobresale del manguito (9) con rosca una medida tal, que con el imán (M) excitado y alcanzada la posición de cierre del elemento (V) de válvula, queda un espacio intermedio entre el elemento (G) de transmisión de fuerza y el manguito con rosca.