ES2290830T3 - Servo valvula controlada por flotador. - Google Patents
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Abstract
Servo válvula (SV) controlada por flotador con un pistón diferencial (2) dispuesto de forma móvil en una carcasa de válvula (1) y que lleva el plato de la válvula (2.1), en uno de cuyos lados está dispuesta una cámara de presión (4) conectada con la entrada de la válvula (VE), que está conectada con la salida de la válvula (VA) a través de un asiento de válvula (3) colocado opuesto al plato de la válvula (2.1) y en cuyo otro lado está dispuesta una cámara de control (5), que está conectada a través de un taladro de descarga (5.1), que se puede cerrar por medio de un órgano de cierre (5.2), con la salida de la válvula (VA) o con la cámara exterior y a través de un canal de control con la cámara de presión (4), en la que el órgano de cierre (5.2) está conectado con un brazo de articulación (6) que se puede elevar a través del flotador (7) dispuesto en un depósito de reserva de agua debajo de la servo válvula (SV), de tal manera que durante la elevación del brazo de articulación (6) a una posición extrema predeterminada, el órgano de cierre (5.2) cierra el taladro de descarga (5.1), con lo que se forma en la cámara de control (5) una contra presión que aplica el plato de la válvula (2.1) sobre el asiento de la válvula (3), en la que en el flotador (7) guiado en una guía lineal (7.1 - 7.2) en dirección perpendicular a la superficie de agua en el depósito de reserva de agua, está dispuesto un brazo de apoyo (7.3) que se proyecta hacia arriba, que lleva en su extremo superior una superficie de tope (7.4), sobre la que descansa el extremo libre del brazo de articulación (6.1), caracterizada porque la superficie de tope (7.4) se eleva con relación a la dirección del movimiento del flotador y porque la guía lineal presenta una parte interior (7.1), que está guiada con juego predeterminado en una parte exterior (7.2), en la que la parte interior está conectada fijamente con el flotador (7) y con el brazo de apoyo (7.3) o con la carcasa de la válvula y la parte exterior está conectada fijamente con la carcasa de la válvula (1) o con el flotador y el brazo de apoyo y en la parte (7.2) conectada con la carcasa de la válvula está dispuesta una superficie inclinada (7.21), sobre la que se extiende, después de una trayectoria de movimiento predeterminada, una superficie o canto (7.11) de la parte (7.1) conectada con el flotador o con el brazo de apoyo, de tal manera que el brazo de apoyo (7.3) realiza un movimiento basculante alrededor de su eje horizontal, estando tomada la disposición de tal forma que, debido al movimiento basculante, al extremo libre del brazo de articulación (6.1) se mueve adicionalmente un trayecto predeterminado sobre la superficie de tope (7.4).
Description
Servo válvula controlada por flotador.
La invención se refiere a una servo válvula
controlada por flotador con las características del preámbulo de la
reivindicación 1 de la patente.
Se conocen servo válvulas controladas por
flotador de este tipo y se describen, por ejemplo, en el documento
US 20030079780. Se conocen a partir del documento DE 198 15 754A
otras servo válvulas controladas por flotador.
En tales servo válvulas controladas por flotador
se plantea el problema de que debido al proceso de regulación,
antes del cierre definitivo de la válvula, tiene lugar una
continuación por inercia lenta que pasa a goteo.
La invención tiene el cometido de configurar una
servo válvula controlada por flotador con las características del
preámbulo de la reivindicación 1 de la patente, de tal manera que el
proceso de cierre se lleva a cabo de una manera rápida y sin goteo
posterior.
La solución de este cometido se realiza de
acuerdo con la invención con las características de la parte de
caracterización de la reivindicación 1 de la patente, Los
desarrollos ventajosos de la invención se describen en las
reivindicaciones dependientes.
La idea básica de la invención consiste en
retrasar el proceso de cierre en su última fase, antes de que se
cierre el plato de la válvula, durante una subida definida del nivel
del agua en el depósito de reserva de agua y liberarlo solamente
cuando se alcanza una profundidad de inmersión del flotador, que es
necesaria para la generación de la presión de obturación necesaria,
de manera que se realiza un cierre repentino del plato de la
válvula. Esto se puede conseguir, como se muestra más adelante con
la ayuda de un ejemplo de realización, con las características de
la parte de caracterización de la reivindicación 1 de la patente y
de una manera especial adicionalmente con las características de
las reivindicaciones 2 a 4 de la patente. Este modo de
funcionamiento de un cierre rápido se puede apoyar a través de una
configuración especial del flotador, que se describe en las
reivindicaciones 7 a 9 de la patente.
Las reivindicaciones 10 y 11 de la patente
describen una forma de realización ventajosa de la válvula de
acuerdo con la invención, en la que se reduce la fuerza necesaria
para la activación del brazo de articulación.
Se ha mostrado que con la servo válvula
controlada por flotador de acuerdo con la invención se puede
conseguir un cierre rápido sin seguimiento por inercia.
A continuación se explica en detalle, con la
ayuda de los dibujos adjuntos, un ejemplo de realización de una
servo válvula controlada por flotador de acuerdo con la
invención.
En los dibujos:
La figura 1 muestra una servo válvula controlada
por flotador en vista lateral.
La figura 2 muestra una servo válvula según la
figura 1 en una vista lateral girada 90º.
La figura 3 muestra el varillaje de control de
la válvula según la figura 1 en representación ampliada,
parcialmente en sección.
La figura 4 muestra en sección la carcasa de la
servo válvula según las figuras 1 y 2 con la válvula cerrada.
La figura 5 muestra en sección la carcasa de la
servo válvula según las figuras 1 y 2 con la válvula abierta.
La figura 6 muestra en sección la carcasa de la
servo válvula según las figuras 1 y 2 con la válvula cerrada con un
plano de corte girado 90º.
La figura 7 muestra la carcasa de la servo
válvula en una representación similar a la figura 6 con la válvula
abierta con un plano de corte girado 90º.
En las figuras 1 y 2 se representa desde el
exterior la servo válvula SV, que posee una entrada de válvula VE y
una salida de válvula VA. Su función se controla a través de un
flotador 7, que está dispuesto en un depósito de reserva de agua no
representado en detalle debajo de la servo válvula SV. La función
más exacta de esta activación se describe más adelante. Como se
puede reconocer a partir de las figuras 4 a 7, la servo válvula SV
posee un pistón diferencial 2 dispuesto de forma móvil en una
carcasa de válvula 1, que lleva en su lado dirigido hacia un
asiento de válvula 43 un plato de válvula 2.1, que es parte de una
membrana 2.2, cuyo borde exterior está fijado con efecto de
obturación en la carcasa de la válvula 1. En el lado de la membrana
2.2 dirigido hacia el asiento de la válvula 3 se encuentra una
cámara de presión 4 conectada con la entrada de la válvula VE, que
está conectada a través del asiento de la válvula 3 con la salida de
la válvula VA. En el lado de la membrana 2.2 que estás alejado del
asiento de la válvula 3 está dispuesta una cámara de control 5 que
está conectada, por una parte, a través de un taladro de descarga
5.1 con la salida de la válvula VA y, por otra parte, a través de
un canal de control no visible en los dibujos con la cámara de
presión 4. El taladro de descarga 5.1 se puede cerrar por medio de
un órgano de cierre 5.2, que está conectado a través de una varilla
de activación 5.3 con un empujador de activación 5.4, que se apoya
en el lado superior de un brazo de articulación 6, que está
articulado con uno de sus extremos de la manera representada en la
figura 3 en la carcasa de la válvula 1 y cuyo extremo libre 6.1
está conectado a través de una varilla de control con el flotador
7, de tal manera que durante la subida del flotador, se eleva el
brazo de articulación 6 y en una posición final predeterminada
ejerce una fuerza sobre el órgano de cierre 5.2, de manera que éste
cierra el taladro de descarga 5.1, con lo que se forma una contra
presión que se aplica el plato de la válvula 2.1 sobre el asiento de
la válvula 3.
El modo de funcionamiento de la válvula
corresponde de esta manera al modo de funcionamiento de una servo
válvula controlada por flotador habitual. Las figuras 4 y 6 muestran
la servo válvula en el estado, en el que el plato de la válvula 2.1
se asienta sobre el asiento de la válvula 3 y de esta manera se
cierra la servo válvula. Esta posición cerrada se mantiene hasta
que el órgano de cierre 5.2 cierra el taladro de descarga 5.1 y de
esta manera tiene lugar una compensación de la presión entre la
cámara de control 5 y la cámara de presión 4 a través del canal de
control no representado. En virtud de las diferentes superficies de
actuación a ambos lados de la membrana 2.2, resulta una fuerza, que
mantiene el plato de la válvula 2.1 fijamente sobre el asiento de
la válvula 3. En el caso de que el nivel del agua en el depósito de
reserva de agua descienda, entonces baja el flotador 7 y se gira el
brazo de articulación 6 de tal manera que el órgano de cierre 5.2
se mueve a una posición, en la que el taladro de descarga 5.1 está
liberado. Esto conduce a una caída de la presión en la cámara de
control 5 y la presión del agua, que actúa sobre el lado de la
membrana 2.2 dirigido hacia el asiento de la válvula 3 desde la
entrada de la válvula VE, eleva el plato de la válvula 2.1 desde el
asiento de la válvula 3, de manera que el líquido circula hacia la
salida de la válvula VA. El nivel ascendente del agua en el
depósito de reserva de agua provoca que el flotador 7 se eleve hasta
que, debido al movimiento simultáneo del brazo de articulación 6,
el órgano de cierre 5.2 cierra de nuevo el taladro de descarga 5.1.
A continuación se cierra la servo válvula y se detiene el flujo de
agua.
A continuación se describe cómo se pueden
configurar el varillaje de control y otras partes de la disposición
general para que este proceso de cierre se lleve a cabo, por decirlo
así, de forma repentina y no se produzca ningún seguimiento por
inercia de la válvula.
A tal fin, el flotador 7 está guiado en una guía
lineal, que presenta una parte interior 7.1 conectada fijamente con
el flotador 7, que está guiada con juego predeterminado en una parte
exterior 7.2 configurada en forma de tubo, conectada fijamente con
la carcasa de la válvula. De este modo, la guía lineal está
configurada de tal forma que el movimiento del flotador 7 se
transmite sobre la parte interior 7.1 perpendicularmente a la
superficie del agua no representada en el depósito de reserva de
agua. En la parte interior 7.1 está dispuesto fijamente un brazo de
apoyo 7.3 que se proyecta hacia arriba, que lleva en su extremo
superior un chaflán de tope 7.4 que se eleva bajo un ángulo
predeterminado con respecto a la dirección del movimiento del
flotador 7, sobre cuyo chaflán se apoya el extremo libre del brazo
de articulación 6.1. Como se puede reconocer en la figura 3,
durante la subida del chaflán de tope 7.4, en virtud de la subida
del flotador 7, se gira el brazo de articulación 6 hacia arriba y
se desliza en este caso con el extremo libre del brazo de
articulación 6.1 sobre el chaflán de tope 7.4. Como se puede
reconocer igualmente a partir de la figura 3, el ángulo de subida
del chaflán de tope 7.4 se eleva en el extremo 7.41 de la
trayectoria del movimiento del extremo del brazo de articulación
6.1. El extremo del brazo de articulación 6.1 está provisto con una
superficie de tope 6.2 curvada convexa, de manera que se consigue
un deslizamiento ligero del extremo del brazo de articulación 6.1
en la zona delantera, configurada como trayectoria plana, del
chaflán de tope 7.4.
En la parte exterior 7.2 de la guía lineal está
dispuesta una superficie inclinada 7.21, sobre la que se extiende,
después de una trayectoria de movimiento predeterminada, una
superficie inclinada 7.11 en el extremo delantero de la parte
interior 7.1, de tal manera que la parte interior 7.1 realiza un
movimiento basculante alrededor de un eje horizontal, que se
transmite sobre el brazo de apoyo 7.3 y, por lo tanto, sobre el
chaflán de tope 7.4. Se ha tomado una disposición tal que debido a
este movimiento basculante, el extremo libre del brazo de
articulación 6.1 incide sobre la última parte 7.41 del chaflán de
tope con un ángulo ascendente creciente. De esta manera, se inhibe
el movimiento del brazo de articulación 6 hasta que la fuerza
generada por el flotador 7 es tan grande que se supera la
inhibición y el brazo de articulación 6 se mueve muy rápidamente de
nuevo hacia arriba, con lo que el órgano de cierre 5.2 se apoya muy
rápidamente sobre el taladro de descarga 5.1 y de esta manera
cierra la válvula de forma repentina.
Para elevar todavía la actuación de la fuerza en
la última fase del movimiento de cierre, el flotador 7 está
configurado de una manera especial, presentando al menos en una
dirección horizontal una sección transversal que se ensancha desde
abajo hacia arriba. Aquí es especialmente ventajosa una
configuración en forma de tronco de cono del flotador 7, como se
representa en las figuras 1 y 2. A través de esta configuración del
flotador se eleva la fuerza de sustentación en una medida
sobreproporcional a medida que se incrementa el nivel del agua. El
flotador 7 posee en su lado dirigido hacia una pared del depósito
adyacente no representada una superficie exterior 7.6, que se
extiende esencialmente paralela a esta pared del depósito, es decir,
que está, por decirlo así, cortada en este lugar, con lo que se
puede aprovechar mejor el espacio existente.
Para impedir durante la bajada del flotador una
caída de la parte interior 7.1 fuera de la parte exterior 7.2 de la
guía lineal, la parte interior está provista con una leva de tope
7.12, que encaja detrás de un saliente 7.22 de la parte exterior
7.2 durante el movimiento de bajada.
Además, se mejora todavía el modo de
funcionamiento de la válvula porque en el lado del pistón
diferencial 2, que está dirigido hacia el asiento de la válvula 3,
está dispuesto un cuerpo de regulación 2.3, que se sumerge en el
asiento de la válvula durante el cierre, con un contorno exterior
predeterminado configurado de forma convexa. El cuerpo de
regulación 2.3 posee en su contorno exterior un número
predeterminado de nervaduras de guía 2.4, guiadas en el asiento de
la válvula 3, y que se extienden radial y axialmente, con una
anchura predeterminada. A través de esta configuración del cuerpo
de regulación se consigue que se reduzca la fuerza necesaria para
el cierre de la válvula y se mejora el comportamiento de
regulación.
Claims (11)
1. Servo válvula (SV) controlada por flotador
con un pistón diferencial (2) dispuesto de forma móvil en una
carcasa de válvula (1) y que lleva el plato de la válvula (2.1), en
uno de cuyos lados está dispuesta una cámara de presión (4)
conectada con la entrada de la válvula (VE), que está conectada con
la salida de la válvula (VA) a través de un asiento de válvula (3)
colocado opuesto al plato de la válvula (2.1) y en cuyo otro lado
está dispuesta una cámara de control (5), que está conectada a
través de un taladro de descarga (5.1), que se puede cerrar por
medio de un órgano de cierre (5.2), con la salida de la válvula (VA)
o con la cámara exterior y a través de un canal de control con la
cámara de presión (4), en la que el órgano de cierre (5.2) está
conectado con un brazo de articulación (6) que se puede elevar a
través del flotador (7) dispuesto en un depósito de reserva de agua
debajo de la servo válvula (SV), de tal manera que durante la
elevación del brazo de articulación (6) a una posición extrema
predeterminada, el órgano de cierre (5.2) cierra el taladro de
descarga (5.1), con lo que se forma en la cámara de control (5) una
contra presión que aplica el plato de la válvula (2.1) sobre el
asiento de la válvula (3), en la que en el flotador (7) guiado en
una guía lineal (7.1 - 7.2) en dirección perpendicular a la
superficie de agua en el depósito de reserva de agua, está
dispuesto un brazo de apoyo (7.3) que se proyecta hacia arriba, que
lleva en su extremo superior una superficie de tope (7.4), sobre la
que descansa el extremo libre del brazo de articulación (6.1),
caracterizada porque la superficie de tope (7.4) se eleva
con relación a la dirección del movimiento del flotador y porque la
guía lineal presenta una parte interior (7.1), que está guiada con
juego predeterminado en una parte exterior (7.2), en la que la
parte interior está conectada fijamente con el flotador (7) y con el
brazo de apoyo (7.3) o con la carcasa de la válvula y la parte
exterior está conectada fijamente con la carcasa de la válvula (1)
o con el flotador y el brazo de apoyo y en la parte (7.2) conectada
con la carcasa de la válvula está dispuesta una superficie
inclinada (7.21), sobre la que se extiende, después de una
trayectoria de movimiento predeterminada, una superficie o canto
(7.11) de la parte (7.1) conectada con el flotador o con el brazo de
apoyo, de tal manera que el brazo de apoyo (7.3) realiza un
movimiento basculante alrededor de su eje horizontal, estando
tomada la disposición de tal forma que, debido al movimiento
basculante, al extremo libre del brazo de articulación (6.1) se
mueve adicionalmente un trayecto predeterminado sobre la superficie
de tope (7.4).
2. Servo válvula de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque la superficie de tope
(7.4) está configurada como superficie de tope plana, que se eleva
bajo un ángulo predeterminado con respecto a la dirección del
movimiento del flotador (7), en la que el ángulo de subida del
chaflán de tope se eleva al final (7.41) de la trayectoria del
movimiento del extremo del brazo de articulación (6.1).
3. Servo válvula de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque la superficie de tope
está configurada como superficie curvada cóncava con curvatura que
se eleva al final de la trayectoria del movimiento del extremo del
brazo de articulación.
4. Servo válvula de acuerdo con la
reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque la disposición de
la superficie de tope (7.4) y del brazo de articulación (6) es tal
que debido al movimiento basculante del brazo de apoyo (7.3), el
extremo libre del brazo de articulación (6.1) se apoya sobre la
parte de la superficie de tope (7.4) con ángulo de subida creciente
o bien con curvatura creciente.
5. Servo válvula de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el extremo libre
del brazo de articulación (6.1) está provisto con una superficie de
tope (6.2) curvada convexa.
6. Servo válvula de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la parte
interior (7.1) de la guía lineal presenta una leva de tope (7.12)
que impide una caída de la parte interior fuera de la parte
exterior (7.2).
7. Servo válvula de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el flotador (7)
presenta al menos en una dirección horizontal una sección
transversal que se ensancha desde abajo hacia arriba.
8. Servo válvula de acuerdo con la
reivindicación 7, caracterizada porque el flotador (7) está
configurado como tronco de cono que se ensancha desde abajo hacia
arriba.
9. Servo válvula de acuerdo con la
reivindicación 7 u 8, caracterizada porque el flotador está
cortado en su lado dirigido hacia una pared adyacente del depósito
en una dirección paralela a la pared del depósito.
10. Servo válvula de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque en el lado del
pistón diferencial (2), dirigido hacia el asiento de la válvula
(3), está dispuesto un cuerpo de regulación (2.3) que se sumerge en
el asiento de la válvula (3) durante el cierre, con un contorno
exterior predeterminado, configurado curvado convexo.
11. Servo válvula de acuerdo con la
reivindicación 10, caracterizada porque el cuerpo de
regulación (2.3) presenta en su lado exterior un número
predeterminado de nervaduras de guía (2.4) de anchura
predeterminada, guiadas en el asiento de la válvula (3) y que se
extienden radial y axialmente.
Applications Claiming Priority (2)
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