ES2290994T3 - Valvula magnetica multiple para una instalacion de calefaccion y/o refrigeracion regulada por liquido. - Google Patents
Valvula magnetica multiple para una instalacion de calefaccion y/o refrigeracion regulada por liquido. Download PDFInfo
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Abstract
Válvula magnética para una instalación de calefacción y/o refrigeración regulada por líquido, - en donde la válvula magnética (10) presenta una carcasa de válvula (16) con varias unidades de válvula (12, 14), - en donde cada unidad de válvula (12, 14) presenta una cámara de válvula (40, 42), un canal de descarga (20, 22), una cámara de retorno (28, 30) y un canal de derivación (24, 26) entre la cámara de válvula (40, 42) y la cámara de retorno (28, 30), - en donde cada unidad de válvula (12, 14) presenta un elemento de válvula (32, 34) conectado electro-magnéticamente y elementos de válvula de derivación (36, 38), que están fijados junto con un inducido (86, 88) sobre una varilla elevadora (52, 54), - en donde el elemento de válvula (32, 34) respectivo establece la unión entre la cámara de válvula (40, 42) y el canal de descarga (20, 22) y bloquea en una posición de conmutación por la que circula corriente, mientras que el elemento de válvula de derivación (36, 38) respectivo, - en una posición de conmutación sin corriente, bloquea la unión entre el canal de derivación (24, 26) y la cámara de retorno (28, 30) dependiendo de la corriente de alimentación, - y en la posición de conmutación por la que circula corriente establece la unión entre el canal de derivación (24, 26) y la cámara de retorno (28, 30), - en donde las cámaras de válvula (40, 42) de las unidades de válvula (12, 14) están unidas entre sí y presentan un canal de afluencia (18) común, - y en donde las cámaras de retorno (28, 30) de las unidades de válvula (12, 14) presentan un canal de retorno (98) común.
Description
Válvula magnética múltiple para una instalación
de calefacción y/o refrigeración regulada por líquido.
La invención se basa en una válvula magnética
para una instalación de calefacción y/o refrigeración regulada por
líquido.
Del documento EP 0 653 990 B1 se conoce una
válvula magnética con una unidad de válvula. Se utiliza en especial
en el caso de intercambiadores de calor regulados por líquido para
instalaciones de calefacción y/o aire acondicionado en vehículos de
motor. Puede activarse en dependencia de temperaturas en la
instalación de calefacción y/o aire acondicionado o sincronizada en
una cabina de pasajeros, en donde mediante la sección transversal de
tiempo media se determina fundamentalmente la circulación necesaria
para la calefacción. La sección transversal de tiempo se determina
mediante la integral de tiempo de la sección transversal de abertura
eficaz. Mediante la presión de líquido en un canal de afluencia y/o
un muelle de válvula se abre un elemento de válvula de la válvula
magnética hacia un canal de descarga y mediante una bobina magnética
de la válvula magnética, por la que circula corriente, se cierra
por medio de que actúa sobre un inducido unido a una varilla
elevadora.
Sobre la varilla elevadora alargada más allá del
elemento de válvula se asienta además un elemento de válvula de
derivación, que control un canal de derivación dispuesto entre el
canal de afluencia y un canal de retorno. El elemento de válvula y
el elemento de válvula de derivación están sintonizados entre sí y
respecto a un muelle de válvula de tal modo, que el caudal hacia el
canal de descarga se mantiene constante con independencia de un
volumen de alimentación mayor de una bomba. Por ello la sección
transversal de tiempo sólo tiene que regularse en dependencia de la
temperatura y no en dependencia del caudal de la bomba. El caudal de
la bomba, que normalmente es accionado por un motor de combustión
interna, se modifica precisamente con su número de revoluciones de
accionamiento, es decir con el número de revoluciones del motor de
combustión interna.
La invención se refiere a una válvula magnética
para una instalación de calefacción y/o refrigeración regulada por
líquido según las particularidades de la reivindicación 1. La
válvula magnética presenta una carcasa de válvula con varias
unidades de válvula, que pueden activarse por separado y están
asociadas a diferentes intercambiadores de calor de calefacción.
Por medio de esto pueden regularse con medios sencillos varios
circuitos de calefacción para diferentes puntos de un vehículo, por
ejemplo para el lado del conductor y el lado del copiloto, de forma
separada e independiente unos de otros.
En estado sin corriente de las unidades de
válvula se mantiene constante el caudal hacia los canales de
descarga con independencia de una corriente de afluencia mayor
desde la bomba. Aquí es conveniente que los diámetros efectivos de
los asientos de válvula, de los elementos de válvula y de los
elementos de válvula de derivación y la fuerza de sus muelles de
válvula estén sintonizados entre sí de tal modo, que el caudal en
estado sin corriente sea el mismo en todas las unidades de válvula
y también se mantenga después en el caso de las unidades de válvula
sin corriente, cuando por unidades de válvula aisladas circule
corriente. De este modo se evita que la presión en el sistema
aumente en el caso de las válvulas cerradas y que se produzcan picos
de presión. Si los muelles de válvula se diseñan de tal modo que
los elementos de válvula de derivación sólo se abran hacia los
intercambiadores de calor con una circulación prefijada, por ejemplo
con 1.600 litros por hora, en esta región del caudal de la bomba no
se produce ninguna pérdida de potencia calefactora, ya que toda la
alimentación a las unidades de válvula se transmite a los
intercambiadores de calor de calefacción.
Según una configuración de la invención las
unidades de válvula se disponen en una carcasa de válvula común.
Puede prescindirse de conductos de unión exteriores entre las
unidades de válvula. Además de esto se reduce la complejidad para
las conexiones mediante canales de unión y canales de derivación
internos y el aumento de presión se hace bastante menor, de tal
modo que pueden usarse circuitos magnéticos menores. Por medio de
esto se reducen los costes, el consumo de material, el volumen
constructivo y el peso.
El canal de retorno de la válvula magnética
puede reunirse convenientemente con el conducto de retorno del
intercambiador de calor de calefacción en la propia válvula
magnética, por medio de que el canal de retorno presenta una
conexión correspondiente. Si a causa de circunstancias locales en el
vehículo el conducto de retorno pudiera tenderse en un recorrido
más corto o adecuado, el canal de retorno se conecta por fuera de
la válvula magnética en un punto adecuado en el conducto de
retorno.
Asimismo es conveniente prever para una o todas
las unidades de válvula cámaras de válvula separadas con asientos
de válvula intercambiables. De este modo la válvula magnética puede
adaptarse con una complejidad reducida para diferentes casos
aplicativos, por medio de que se intercambien las cámaras de válvula
y los asientos de válvula. Los asientos de válvula se fabrican
ventajosamente con un elastómero. Mediante la elasticidad y la
característica de amortiguación del material se reducen ruidos de
cierre y desgaste en los elementos de válvula.
Se obtienen ventajas adicionales de la siguiente
descripción del dibujo. En el dibujo se han representado ejemplos
de ejecución de la invención. La descripción y las reivindicaciones
contienen numerosas particularidades combinadas. El técnico
contemplará las particularidades convenientemente también
aisladamente y las reunirá en otras combinaciones adecuadas.
Aquí muestran:
la figura 1 una sección transversal a través de
una válvula magnética conforme a la invención con dos unidades de
válvula, y
la figura 2 un corte de forma correspondiente a
la línea II-II en la figura 1, en el que se ha
representado una varilla elevadora de la unidad de válvula en una
posición intermedia,
la figura 3 un esquema de instalación y
la figura 4 una variante de la figura 3.
La válvula magnética 10 según las figuras 1 y 2
está dispuesta en un conducto de avance 106 entre un motor de
combustión interna 106 y unos intercambiadores de calor de
calefacción 108, 110. Posee dos unidades de válvula 12, 14 que
están insertadas en una carcasa de válvula 16. La carcasa de válvula
16 tiene un canal de afluencia 18 común para las dos unidades de
válvula 12, 14, que está unido a una bomba 118 accionada por el
motor de combustión interna 116. Asimismo presenta dos canales de
descarga 20, 22 que están unidos a diferentes intercambiadores de
calor de calefacción 108, 110. Estos están asociados normalmente a
diferentes puntos en el vehículo, por ejemplo al lado del conductor
y al lado del copiloto.
Las unidades de válvula 12 y 14 tienen la misma
estructura. Tienen una bobina magnética 74, 76 con un cuerpo de
bobina 82, 84 y un núcleo magnético 78, 80. La bobina magnética 74,
76 está alojada en una cubeta magnética 70, 72 que está fijada a la
carcasa de válvula 16 a través de una pared de apoyo 68. En la
bobina magnética 74, 76 es guiado un inducido 86, 88 de forma
desplazable axialmente en un casquillo de guiado 94, 96. Una tapa
102, 104 cierra el casquillo de guiado 94, 96, de tal modo que entre
la tapa 102, 104, el casquillo de guiado 94, 96 y el inducido 86,
88 se forma una cámara de inducido 90, 92, en la que se sumerge más
o menos el inducido 86, 88 según la posición de conmutación. El
circuito magnético se forma a través del núcleo magnético 78 u 80,
el inducido 86 u 88, el casquillo de guiado 94 ó 96, la cubeta
magnética 70 ó 72 y la pared de apoyo 68.
El inducido 86, 88 está fijado a una varilla
elevadora 52, 54, por ejemplo soldado. La varilla elevadora 52, 54
discurre a través del núcleo magnético 78, 80 y de la pared de apoyo
68 hasta la carcasa de válvula 16 y, a través de una cámara de
válvula 40, 42, hasta una cámara de retorno 28, 30. Sobre la pared
de apoyo 68 está dispuesta hacia la carcasa de válvula 16 una junta
de membrana 60, 62, que hace contacto con la varilla elevadora 52,
54.
La cámara de válvula 40, 42 está insertada como
pieza constructiva aparte en la carcasa de válvula 16 y presenta en
sus extremos asientos de válvula 44, 48 y 46, 50 que,
convenientemente, están fabricados igualmente como piezas
constructivas aparte y con un elastómero.
Por medio de esto la cámara de válvula 40, 42
puede intercambiarse fácilmente con los asientos de válvula 44, 48
ó 46, 50 y adaptarse al caso aplicativo respectivo. Entre la cámara
de válvula 40, 42 y la pared de apoyo 68 está prevista una pieza
distanciadora 64, 66, en la que desemboca el canal de descarga 20,
22.
Hacia el canal de descarga 20, 22 se asienta
sobre la varilla elevadora 52, 54 un elemento de válvula 32, 34,
que coopera con el asiento de válvula 44, 48. Además de esto sobre
el extremo de la varilla elevadora 52, 54 vuelto hacia la cámara de
retorno 28, 30 se asienta un elemento de válvula de derivación 36,
38, que coopera con el asiento de válvula 46, 50 y control un canal
de derivación 24, 26. El canal de afluencia 18 común para las dos
unidades de válvula 12 y 14 discurre entre las cámaras de válvula 40
y 42 y corta éstas entre los asientos de válvula 44, 48 y 46, 50 en
una región suficiente de su perímetro. De este modo se establece la
unión entre las dos cámaras de válvula 40 y 42.
Los elementos de válvula 32 y 34 con sus
asientos de válvula 44 y 48 correspondientes así como los elementos
de válvula de derivación 36 y 38 con sus asientos de válvula 46 y 50
correspondientes están sintonizado entre sí junto con los muelles
de válvula 56 y 58 correspondientes, de tal modo que en estado sin
corriente de las bobinas magnéticas 74 y 76 los elementos de
válvula 32, 34 están abiertos y dividen uniformemente entre los
canales de descarga 20 y 22 la corriente volumétrica disponible,
alimentada pro la bomba 118. Si la corriente volumétrica aumenta
más allá de una medida prefijada, se abren los elementos de válvula
de derivación 36 y 38 en contra de la fuerza de los muelles de
válvula 56 y 58 correspondientes. Por medio de esto circula la
corriente volumétrica sobrante, a través de los canales de
derivación 24, 26 y las cámaras de retorno 28 y 30, en el canal de
retorno 98. El canal de retorno 98 posee una conexión 100 de un
conducto de unión a los intercambiadores de calor de calefacción
108, 110. La conexión 100 está dispuesta convenientemente desplazada
con respecto al canal de retorno 98, que establece la unión con la
bomba 118, para conseguir un cruce suficiente de unión en la pared
separadora entre las cámaras de retorno 28 y 30 en el caso de
secciones transversales de canal pequeñas.
La figura 2 muestra el elemento de válvula 32 de
la unidad de válvula 12 en una posición intermedia, en la que se
alcanza el caudal prefijado y se mantiene constante. La
representación en la figura 2 difiere de la representación en la
figura 1, en que el elemento de válvula 32 está completamente
abierto y el elemento de válvula de derivación 34 cerrado.
El caudal de las unidades de válvula 12, 14
aisladas puede ser influenciado dependiendo de la temperatura, por
medio de que las bobinas magnéticas 74 ó 76 se activan
sincronizadas, individual o conjuntamente. Si se excita una bobina
magnética 74 ó 76, es atraído el inducido 86 u 88 correspondiente en
contra de la fuerza del muelle de válvula 56 ó 58 correspondiente,
por el núcleo magnético 78 u 80, y se cierra el elemento de válvula
32 ó 34 correspondiente, mientras que se abre el elemento de válvula
de derivación 36 ó 38 correspondiente.
La figura 1 muestra la unidad de válvula 14 en
un estado de la bobina magnética 76 por el que circula corriente.
Por el contrario, la bobina magnética 74 de la unidad de válvula 12
no tiene corriente, en donde el caudal prefijado todavía no se ha
superado, de tal modo que el elemento de válvula 32 está abierto y
el elemento de válvula de derivación 36 cerrado.
En el caso del ejemplo de ejecución según las
figuras 1 a 3, el conducto de retorno 112 es guiado desde los
intercambiadores de calor de calefacción 108, 110 a través de la
válvula magnética 10, y precisamente a través de la conexión 100 y
del canal de retorno 98. Con ello puede ser conveniente que la
válvula magnética 10 sirva de unión entre conductos de retorno 122
y 124 guiados por separado, por medio de que los conductos de
retorno 122, 124 están unidos al canal de retorno 98 a través de
canales en la válvula magnética 10. Según la disposición espacial
de los intercambiadores de calor de calefacción 108, 110, de la
válvula magnética 10 y del motor de combustión interna 116 puede
ser conveniente que el conducto de retorno 112 no sea guiado desde
los intercambiadores de calor de calefacción 108, 110 a través de
la válvula magnética 10, sino que un conducto de retorno 114 se
tiende en un recorrido más corto o favorable hasta el motor de
combustión interna 116 y se conecta a su sistema de refrigeración
(figura 4). En este caso puede eliminarse la conexión 100 y el canal
de retorno 98 se conecta en un punto adecuado 120 del vehículo a un
conductor de retorno, que conduce desde los intercambiadores de
calor de calefacción 108, 110 hasta el motor de combustión interna
116.
Claims (7)
1. Válvula magnética para una instalación de
calefacción y/o refrigeración regulada por líquido,
- en donde la válvula magnética (10) presenta
una carcasa de válvula (16) con varias unidades de válvula (12,
14),
- en donde cada unidad de válvula (12, 14)
presenta una cámara de válvula (40, 42), un canal de descarga (20,
22), una cámara de retorno (28, 30) y un canal de derivación (24,
26) entre la cámara de válvula (40, 42) y la cámara de retorno (28,
30),
- en donde cada unidad de válvula (12, 14)
presenta un elemento de válvula (32, 34) conectado
electro-magnéticamente y elementos de válvula de
derivación (36, 38), que están fijados junto con un inducido (86,
88) sobre una varilla elevadora (52, 54),
- en donde el elemento de válvula (32, 34)
respectivo establece la unión entre la cámara de válvula (40, 42) y
el canal de descarga (20, 22) y bloquea en una posición de
conmutación por la que circula corriente, mientras que el elemento
de válvula de derivación (36, 38) respectivo,
- en una posición de conmutación sin corriente,
bloquea la unión entre el canal de derivación (24, 26) y la cámara
de retorno (28, 30) dependiendo de la corriente de alimentación,
- y en la posición de conmutación por la que
circula corriente establece la unión entre el canal de derivación
(24, 26) y la cámara de retorno (28, 30),
- en donde las cámaras de válvula (40, 42) de
las unidades de válvula (12, 14) están unidas entre sí y presentan
un canal de afluencia (18) común,
- y en donde las cámaras de retorno (28, 30) de
las unidades de válvula (12, 14) presentan un canal de retorno (98)
común.
2. Válvula magnética (10) según la
reivindicación 1, caracterizada porque la cámara de válvula
(40, 42) puede insertarse en la unidad de válvula (12, 14), y
presenta con respecto al canal de descarga (20, 22) y al canal de
retorno (98) común en cada caso un asiento de válvula (44, 46; 48,
50), que coopera con el elemento de válvula (32, 34) o el elemento
de válvula de derivación (36, 38).
3. Válvula magnética (10) según la
reivindicación 2, caracterizada porque los asientos de
válvula (44, 46) están fabricados con un elastómero.
4. Válvula magnética (10) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los
diámetros efectivos de los asientos de válvula (44, 46; 48, 50), de
los elementos de válvula (32, 34) y de los elementos de válvula de
derivación (36, 38) y la fuerza de muelles de válvula (56, 58) que
actúan sobre los elementos de válvula (32, 34, 36, 38) están
sintonizados entre sí de tal modo, que el caudal hacia los canales
de descarga (20, 22) en las unidades de válvula (12, 14) sin
corriente es el mismo en todas las unidades de válvula (12, 14),
con independencia del volumen de alimentación momentáneo de una
bomba (118) y porque este caudal también se mantiene después en el
caso de las unidades de válvula (12) sin corriente, cuando por otra
unidad de válvula (14) circula corriente.
5. Válvula magnética (10) según la
reivindicación 4, caracterizada porque los muelles de válvula
(56, 58) están diseñados de tal modo que los elementos de válvula
de derivación (36, 38) de las unidades de válvula (12) sin
corriente no se abren hasta que se alcanza un volumen de
alimentación prefijado de la bomba (118).
6. Válvula magnética (10) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque a través de
un conducto de retorno (112) está conectado al menos un
intercambiador de calor de calefacción (108, 110) a una conexión
(100) de la válvula magnética (10).
7. Válvula magnética (10) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque desde los
intercambiadores de calor de calefacción son guiados por separado
conductos de retorno (122, 124) hasta la válvula magnética (10), y
están unidos al canal de retorno (98) a través de canales dentro de
la válvula magnética (10).
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