ES2296101T3

ES2296101T3 - Valvula neumatica.

Info

Publication number: ES2296101T3
Application number: ES05255754T
Authority: ES
Inventors: Robert H. Neff; Eric P. Janssen; Lynn R. Long
Original assignee: MAC Valves Inc
Current assignee: MAC Valves Inc
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2025-09-16
Also published as: DK1643174T3; KR101116347B1; EP1643174B1; CA2521339C; DE602005003421D1; KR20060051872A; AU2005211550B2; DE602005003421T2; JP4981290B2; ZA200507763B; TWI277698B; PL1643174T3; MXPA05010462A; EP1643174A1; TW200615461A; AU2005211550A1; HK1088942A1; US7210501B2; CN1763384B; JP2006097900A

Abstract

Una válvula para controlar un fluido a presión que comprende: un cuerpo (12) de la válvula que incluye un orificio de entrada (28) de fluido, un orificio de salida (30) y un paso de flujo (34) en comunicación tanto con el orificio de entrada (28) como del orificio de salida (30), teniendo el cuerpo (12) de la válvula un punto de asentamiento (54) que define un primer sello anular, teniendo el primer sello anular, un primer diámetro (F); un medio de retenida (41) del primer extremo situado dentro del paso de flujo (34), teniendo el medio de retenida (41) del primer extremo un punto de contacto de estanqueidad (86) que define un segundo sello anular, teniendo el segundo sello anular un segundo diámetro (G), siendo el primer diámetro (F) mayor que el segundo diámetro (G). un miembro (38) de la válvula que tiene unos primero y segundo cabezales (42, 43) de la válvula que pueden situarse de manera deslizable por dentro del paso de flujo (34), teniendo el primer cabezal (42) de la válvula un primer diámetro (J) del cabezal que define una primera área (140) del cabezal y teniendo el segundo cabezal (43) de la válvula un segundo diámetro (V) del cabezal que define una segunda área (146) del cabezal más pequeña que la primera área (140) del cabezal; y un elemento de asentamiento (44) dispuesto sobre el miembro (38) de la válvula posicionable para apoyarse en el primer sello anular en una primera posición y para apoyarse en un segundo sello anular en una segunda posición; en la que el miembro (38) de la válvula es amovible desde la primera posición hasta la segunda posición mediante una fuerza motriz (X) aplicada en una primera dirección (A) y en la segunda posición el fluido a presión que actúa tanto sobre la primera área (140) del cabezal como sobre un área (148) del elemento de asentamiento (44) crea una fuerza de retorno neta (U) definida como una fuerza de fluido (M) menos una fuerza (T) que actúa sobre el área (148) del elemento de asentamiento operable para dirigir el miembro dela válvula en una segunda dirección (B) opuesta a la primera dirección (A) tras el cese de la fuerza motriz (X).

Description

Válvula neumática.

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general al campo de los montajes de válvulas neumáticas y, más concretamente, a una válvula neumática accionada directamente.

Antecedentes de la invención

En la técnica son bien conocidas las válvulas neumáticas activadas, o accionadas, directamente para controlar a su través el flujo de aire a presión. Las válvulas directamente accionadas pueden ser utilizadas solas o en conexión con por ejemplo, válvulas de carrete y reguladores que, a su vez, controlan el aire a presión hasta y desde diversos dispositivos accionados neumáticamente como por ejemplo embragues neumáticos, frenos neumáticos, dispositivos de selección o cualquier otro dispositivo o aplicación neumática que requiera un control preciso del aire de accionamiento. En estos entornos habitualmente se emplean conjuntos de válvula operados directamente de dos pasos, tres pasos, cuatro pasos, y cinco pasos. Dichas válvulas pueden incluir un cuerpo de la válvula que tenga un paso de flujo constituido dentro del cuerpo de la válvula. Un miembro de la válvula es soportado dentro del paso de flujo y puede desplazarse desde una posición a otra en respuesta directa a la fuerza operativa situada sobre el miembro de la válvula mediante un accionador. Una pluralidad de orificios se utilizan para conectar el ensamblaje de válvula a una presión de suministro del sistema así como a los distintos dispositivos activos que la válvula puede controlar. El accionador es típicamente un selenoide accionado de forma electromagnética que es energizado para desplazar el miembro de la válvula hasta una posición predeterminada dentro del paso de flujo. Un muelle de retorno se emplea a menudo para hacer retroceder al miembro de la válvula hasta una posición no energizada conocida. Válvulas de este tipo se emplean en una amplia variedad de entornos de fabricación donde se desean altos flujos y rápidos tiempos de
respuesta.

A medida que la tecnología de estas válvulas ha ido avanzado, se ha producido un incremento de la demanda de las válvulas diseñadas para entornos operativos con dimensiones físicas cada vez más reducidas. Así mismo, dichas válvulas deben ser capaces de operar con tiempos de ciclos muy rápidos. Sin embargo, en el pasado, determinadas barreras de diseño limitaron la extensión hasta la cual podría reducirse el tamaño del montaje de válvula incrementando al mismo tiempo su velocidad. Cuando el miembro de la válvula y el paso de flujo son reducidos por debajo de un tamaño predeterminado, el muelle de retorno puede tener un tamaño físico y una resistencia mecánica insuficientes para superar la inercia del miembro de la válvula. Así mismo, después de que el miembro de la válvula ha sido presionado en una dirección por el accionador, pueden acumularse fuerzas de fricción y de adherencia superficial en la interconexión de los sellos del miembro de la válvula y del paso de flujo. Estas fuerzas de fricción y de adherencia superficial relacionada pueden actuar para impedir el desplazamiento del miembro de la válvula en la dirección de retorno lo que reduce la velocidad de la válvula y, por consiguiente, incrementa el tiempo de respuesta de la válvula. Si el muelle de retorno es incapaz de suministrar una fuerza presionante suficiente para rápida o efectivamente desplazar el miembro de la válvula desde su posición energizada y devolverlo a la posición no energizada cuando la fuerza accionadora es suprimida, se pierde el control preciso del dispositivo activo. Para contrarrestar este inconveniente, han surgido diversas estrategias de diseño. Sin embargo, las estrategias de diseño que han sido propuestas en la técnica relacionada se resienten todas del inconveniente de que añaden mecanismos o equipo físico suplementarios o requieren un montaje a distancia de la válvula.

Por ejemplo, una estrategia de diseño propuesta en la técnica relacionada consiste en el empleo de accionadores electromagnéticos dobles para desplazar los miembros de la válvula en direcciones opuestas. Así, el muelle de retorno es sustituido por un accionador electromagnético, como por ejemplo un solenoide. Esta solución sin embargo, añade la complejidad y el coste de un segundo solenoide y sus piezas asociadas, y crea también otra frontera limitativa respecto del tamaño. También se han sugerido en la técnica relacionada accionadores electromagnéticos únicos que energizan en ambas direcciones. Sin embargo, estos accionadores electromagnéticos únicos requieren un accionador voluminoso de doble arrollamiento así como unas circuitería y controles electrónicos adicionales, y, por consiguiente, son típicamente montados en un emplazamiento remoto con respecto al dispositivo accionado neumáticamente que controlan. Las válvulas situadas a distancia contradicen el objetivo de proporcionar válvulas montadas en muy cercana proximidad a los dispositivos activos. Dichas válvulas deben estar interconectadas por medio de conductos u otros pasos de flujo, lo que requiere la instalación de equipos físicos y conducciones adicionales, y puede reducir la eficacia neumática e introducir pérdidas en línea dentro del sistema.

Se han desarrollado válvulas accionadas directamente que tienen unos accionadores de solenoide montados directamente, los cuales proporcionan una porción de flujo de derivación por medio de un orificio de derivación existente en el miembro de la válvula para contribuir a que el muelle de retorno supere las fuerzas friccionales y la adherencia superficial relacionada. Un ejemplo de dicha válvula se proporciona en la Solicitud de Patente estadounidense 10/150,291 titulada "Válvula neumática accionada directamente que tiene un retorno de asistencia de aire" ["DIRECTLY OPERATED PNEUMATIC VALVE HAVING AN AIR ASSIST RETURN"], cedida al cesionario de la presente invención, cuya divulgación se incorpora por referencia en la presente memoria. Este diseño de flujo de derivación es eficaz, pero requiere el complejo maquinado de los orificios de derivación lo que incrementa el coste de la válvula. Se necesita, por consiguiente, un diseño de válvula accionado directamente más simplificado. El documento US-A-4915134 de Toliusis et al. describe una válvula con unos primero y segundo puntos de asentamiento del mismo diámetro. El documento US-A-4298027 de Neff divulga un ejemplo adicional de una válvula accionada directamente.

Sumario de la invención

Así, vista desde un aspecto, la presente invención proporciona una válvula para controlar un fluido a presión que comprende:

un cuerpo de la válvula que incluye un orificio de entrada de fluido, un orificio de salida y un paso de flujo en comunicación tanto con el orificio de entrada como con el orificio de salida, teniendo el cuerpo de la válvula un punto de asentamiento que define un primer sello anular, teniendo el primer sello anular un primer diámetro;

un miembro de retenida de un primer extremo situado dentro del paso de flujo, teniendo el miembro de retenida del primer extremo un punto de contacto de estanqueidad que define un segundo sello anular, teniendo el segundo sello anular un segundo diámetro, siendo el primer diámetro mayor que el segundo diámetro;

teniendo el miembro de la válvula unos primero y segundo cabezales de la válvula que pueden situarse de forma deslizable dentro del paso de flujo, teniendo el primer cabezal de la válvula un primer diámetro del cabezal que define una primera área del cabezal y teniendo el segundo cabezal de la válvula un segundo diámetro del cabezal que define una segunda área del cabezal más pequeña que la primera área del cabezal; y

un elemento de asentamiento dispuesto sobre el miembro de la válvula que puede situarse para su apoyo en el primer sello anular en una primera posición y para su apoyo en el segundo sello anular en una segunda posición;

en la que el miembro de la válvula es amovible desde la primera posición a la segunda posición mediante una fuerza motriz aplicada en una primera dirección y actuando en la segunda posición el fluido a presión tanto sobre la primera área del cabezal como sobre la segunda área y un área del elemento de asentamiento crea una fuerza de retorno neta definida como fuerza de fluido menos una fuerza que actúa sobre el área del elemento de asentamiento operable para dirigir el miembro de la válvula en una segunda dirección opuesta a la primera dirección tras el cese de la fuerza motriz.

Vista desde un aspecto adicional, la presente invención suministra un procedimiento para controlar las funciones de un montaje de válvula accionada directamente, teniendo el montaje de válvula un accionador de la válvula directamente conectado al miembro de la válvula, un paso de flujo que se extiende axialmente por el interior del cuerpo de la válvula, un miembro de la válvula que incluye una primera porción de la válvula, teniendo el paso de flujo un primer diámetro de estanqueidad y un segundo diámetro de estanqueidad; comprendiendo el procedimiento las etapas de:

soportar de forma deslizante un miembro de la válvula dentro del paso de flujo en el que la primera porción de la válvula contacta con el accionador de la válvula;

generar una fuerza motriz con el accionador de la válvula para desplazar directamente el miembro de la válvula en una primera dirección; y

disponer el segundo diámetro de estanqueidad para que sea más pequeño que el primero diámetro de estanqueidad y que la primera porción de la válvula en el que una pluralidad de fuerzas que actúan sobre el miembro de la válvula determinan una fuerza de retorno neta operable para contribuir al desplazamiento del miembro de la válvula en una segunda dirección opuesta a la primera dirección tras la supresión de la fuerza motriz.

Una válvula neumática directamente accionadas que incorpora un retorno de asistencia diferencial de la presente invención proporciona un montaje de válvula directamente accionada que elimina los orificios del flujo de derivación. Más concretamente, el montaje de válvula directamente accionada incluye un cuerpo de la válvula que tiene un orificio de entrada de suministro de aire a presión en comunicación con una fuente de aire a presión, y al menos un orificio de cilindro. Un paso de flujo se extiende axialmente por el interior del cuerpo de la válvula y un miembro de la válvula es soportado de manera amovible por dentro del paso de flujo entre unas posiciones predeterminadas para dirigir de forma selectiva aire a presión desde el orificio de entrada a través del orificio del cilindro. Un accionador está montado en el cuerpo de la válvula para desplazar directamente el miembro de la válvula en una primera dirección. Un miembro presionante está dispuesto en posición opuesta desde el accionador y está situado entre el miembro de la válvula y el cuerpo de la válvula.

El miembro de la válvula incluye unos cabezales que tienen unos diámetros de cabezal diferentes que se asientan contra los asientos de la válvula dentro del paso de flujo los cuales también difieren en cuanto a diámetro. La presión del fluido que actúa sobre áreas diferentes, lo cual deriva de la diferencia entre los diámetros de los cabezales y de los asientos, proporciona diversos estados funcionales. Cuando el accionador de la válvula está desenergizado, las fuerzas de presión del fluido están equilibradas y el miembro presionante suministra la fuerza suficiente para retener el miembro de la válvula en posición cerrada. Cuando el accionador de la válvula es energizado y el miembro de la válvula se desplaza desde la posición cerrada, las fuerzas presionantes que actúan sobre áreas diferentes derivadas de los diferentes diámetros del miembro de la válvula producen un estado desequilibrado. Las fuerzas presionantes desequilibradas más la fuerza del dispositivo presionante comprimido crean una fuerza de retorno neta para desplazar operativamente el miembro de la válvula en una dirección opuesta al desplazamiento inducido por el accionador cuando el accionador está desenergizado.

El montaje de válvula accionada directamente de la presente invención tiene claras ventajas. La presión de aire que actúa sobre las áreas de asentamiento y los pasos de flujo con diámetros diferentes crea una diferencia en las fuerzas que actúan sobre el miembro de la válvula. En particular, la presión de aire que actúa en una dirección sobre el área de un cabezal del miembro de la válvula de diámetro mayor situado dentro de una primera área mayor de asentamiento de paso del flujo en combinación con la presión de aire que simultáneamente opera en una dirección opuesta sobre un cabezal del miembro de la válvula de diámetro más pequeño situado dentro de una segunda área de asentamiento del paso de flujo, contribuye a que el miembro presionante desplace operativamente el miembro de la válvula en una dirección opuesta al desplazamiento inducido por el accionador. La velocidad operativa de válvula de las válvulas neumáticas de la presente invención es aproximadamente igual a la de las válvulas que utilizan únicamente un muelle de retorno grande o a la de las válvulas que tienen un muelle de retorno más un orificio de derivación. Los montajes de válvula de la presente invención eliminan la necesidad de un flujo de aire de derivación y, por consiguiente, la complejidad y coste de unos orificios de derivación de asistencia de aire. La propia característica de retorno del miembro presionante más el desequilibrio de las fuerzas creado por la geometría de los cabezales del miembro de la válvula y de las áreas de asentamiento del paso de flujo desplazan rápida y eficientemente el miembro de la válvula lejos de su posición energizada una vez que el accionador es desenergizado. La característica de autorretorno de asistencia de aire proporciona la necesaria presión/fuerza para contribuir al desplazamiento de la válvula hasta la posición desenergizada.

El montaje de válvula accionada directamente de la presente invención ofrece ventajas respecto de los montaje de válvula convencionales cuando se reducen considerablemente de tamaño. Un montaje de válvula de la presente invención proporciona una rápida aceleración del miembro de la válvula cuando un miembro presionante por sí solo tiene un tamaño físico y una resistencia mecánica insuficientes para superar repetida, rápida y eficientemente la inercia del miembro de la válvula y/o superar las fuerzas de adherencia friccionales que actúan en el paso de flujo. Esto permite la construcción de unos montajes de válvula de accionamiento muy rápido en tamaños más pequeños que en los estándares convecionales y el uso de solenoides o accionadores de alto vatiaje.

Áreas adicionales de aplicabilidad de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la descripción detallada ofrecida en las líneas que siguen. Debe entenderse que la finalidad de la descripción detallada de los ejemplos específicos, aunque indicativos de la forma de realización preferente de la presente invención, es únicamente ilustrativa y no pretende limitar el ámbito de la invención.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención podrá comprenderse de forma más acabada a partir de la descripción detallada que sigue y de los dibujos que se acompañan, en los que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva de un montaje de válvula accionado directamente que incorpora un elemento de autorretorno de la presente invención;

la Figura 2 es una vista lateral en sección transversal parcial del montaje de válvula accionado directamente mostrado en la Figura 1;

la Figura 3 es una vista en sección transversal en despiece ordenado, parcial, tomada a partir de la Figura 2;

la Figura 4 es una vista lateral en sección transversal de la porción del cuerpo de la válvula accionada directamente sustancialmente mostrado en la Figura 2, que ilustra la posición del miembro de la válvula cuando el solenoide está desenergizado;

la Figura 5 es una vista lateral en sección transversal similar a la Figura 3, que ilustra el miembro de la válvula situado entre las posiciones energizada y desenergizada del solenoide;

la Figura 6 es una vista lateral en sección transversal de un cuerpo de válvula accionada directamente sustancialmente mostrado en la Figura 2, que ilustra la posición del miembro de la válvula cuando el solenoide está energizado;

la Figura 7 es una vista en alzado lateral, en sección transversal parcial, de otra forma de realización preferente de un montaje de válvula accionada directamente de la presente invención; y

la Figura 8 es un diagrama de las etapas del procedimiento para accionar un montaje de válvula accionada directamente que incorpora una asistencia diferencial de la presente invención.

Descripción detallada de las formas de realización preferentes

La descripción que sigue de las formas de realización preferentes es de carácter meramente ejemplar y de ninguna forma pretende limitar la invención, su aplicación, o usos.

Con referencia ahora a las figuras, en las que los mismos numerales se utilizan para designar la misma estructura en todos los dibujos, una forma de realización de un montaje de válvula accionada directamente de la presente invención se indica genéricamente con la referencia numeral 10 en la Figura 1. El montaje de válvula 10 incluye un cuerpo 12 de la válvula y un accionador electromagnético 14 montado sobre el cuerpo 12 de la válvula. El cuerpo 12 de la válvula tiene una configuración rectangular que define unas superficies superior e inferior 16, 18, respectivamente, un par de superficies laterales opuestas 20, 22 que se extienden entre las superficies superior e inferior 16 y 18, y unas superficies terminales 24, 26. En una forma de realización preferente, el accionador 14 es un montaje de solenoide montado sobre la superficie terminal 24 del cuerpo 12 de la válvula.

Con referencia ahora a las Figuras 2 y 3, el cuerpo 12 de la válvula incluye un orificio 28 de entrada de fluido a presión que comunica con una fuente de fluido a presión (no mostrada), como por ejemplo aire. El cuerpo 12 de la válvula incluye así mismo al menos un orificio de descarga que incluye en una forma de realización un orificio de salida 30 y un orificio de escape 32. Un calibre de la válvula o un paso de flujo 34 se extiende axialmente a través del cuerpo 12 de la válvula. En la forma de realización ilustrada en las Figuras 1 a 3, el montaje de válvula accionada directamente 10 es una válvula de tres pasos e incluye un orificio de entrada 28, un orificio de salida 30 y un orificio de escape 32 cada uno en comunicación de fluido con el paso de flujo 34. En esta forma de realización, cada uno de los orificios de entrada 28, orificio de salida 30 y orificio de escape 32 están conformados a través de la superficie superior 16 del cuerpo 12 de la válvula a modo de "colector". Sin embargo, los expertos en la materia apreciarán que pueden conformarse diferentes orificios a través de diferentes superficies del cuerpo 12 de la válvula. Estos orificios y pasos pueden estar divididos entre las superficies 16, 18, 20, y/o 22 sin apartarse del ámbito de la invención. El orificio de entrada 28, el orificio de salida 30 y el orificio de escape 32 pueden también ser roscados para acoplarse a cualquier mecanismo necesario para establecer una comunicación de fluido con otro componente que esté operativamente asociado con el montaje de válvula 10. Con este fin, el cuerpo 12 de la válvula está adaptado para ser montado sobre un colector, una subbase, o cualquier dispositivo entre una pluralidad de dispositivos accionados neumáticamente (no mostrados).

Como se muestra en las Figuras 2 y 3, el paso de flujo 34 se extiende completamente a través del cuerpo 12 de la válvula para proporcionar un par de extremos abiertos 36, 37. Un miembro 38 de la válvula es amovible de forma deslizable entre unas posiciones predeterminadas dentro del paso de flujo 34 para dirigir selectivamente aire a presión desde el orificio de entrada 38 pasando por el orificio de salida 30 y hasta el orificio de escape 32 como se describirá con mayor detalle más adelante. Un medio de retenida 40 del primer extremo y un miembro de retenida 41 del segundo extremo están situados dentro del paso de flujo 34 para recibir de forma deslizable el miembro 38 de la válvula.

En una forma de realización preferente, el miembro 38 de la válvula puede ser una barra que es soportada dentro del paso de flujo 34 para su desplazamiento en vaivén por su interior para controlar el flujo de fluido a través del cuerpo 12 de la válvula. En esta forma de realización, el miembro 38 de la válvula incluye así mismo unos cabezales opuestos de la válvula, que incluyen un primer cabezal 42 de la válvula y un segundo cabezal 43 de la válvula dispuestos a uno y otro lado del miembro 38 de la válvula. Un elemento de asentamiento 44 de la válvula está situado en una posición elevada 45 del miembro 38 de la válvula entre los cabezales opuestos 42, 44 de la válvula. La posición del miembro de asentamiento 44 de la válvula funciona para dirigir selectivamente ya sea un flujo de aire a presión desde el orificio de entrada 28 a través del paso de flujo 34 hasta el orificio de salida 30, ya sea para dirigir un fluido a presión desde el orificio de salida 30 hasta el orificio de escape 32. El medio de retenida 40 del primer extremo tiene un primer calibre 46, y el medio de retenida 41 del segundo extremo tiene un segundo calibre 47, respectivamente, que reciben el primer cabezal 42 de la válvula y el segundo cabezal 43 de la válvula, respectivamente, y permiten que el miembro 38 de la válvula se desplace por deslizamiento por el interior del cuerpo 12 de la válvula.

Unas porciones del primer calibre 46 y del segundo calibre 47 constituyen unas porciones del paso de flujo 34. Un miembro de estanqueidad 48, como por ejemplo una junta tórica, está situado entre el primer cabezal 42 de la válvula y un medio de retenida 40 del primer extremo para suministrar un cierre estanco a los fluidos entre los orificios de entrada 28 y el extremo abierto 36. No se requiere ningún miembro de estanqueidad similar entre el segundo cabezal 43 de la válvula y el segundo calibre 47 del medio de retenida 41 del segundo extremo.

En una forma de realización, el miembro 38 de la válvula de barra es preferentemente un inserto de aluminio sobremoldeado en la porción elevada 45 y unido con caucho para crear un elemento 44 de asentamiento de la válvula, y rectificado para adaptarse a las dimensiones específicas para constituir, por ejemplo, los primero y segundo cabezales 42, 43 de la válvula. Sin embargo, mediante la descripción que sigue, los expertos en la materia podrán apreciar que la presente invención no queda limitada de cualquier forma a su uso en conexión con una válvula de barra. Por el contrario, la presente invención puede emplearse en conexión con cualquier otra válvula accionada directamente, incluyendo, sin que ello suponga limitación, por ejemplo, válvulas de carrete, válvulas planas de barra de caucho, válvulas de charnela, válvulas piloto o montajes de válvula empleados en posición adyacente o a distancia del dispositivo accionado neumáticamente.

En la Figura 2 se muestra cada una de las posiciones energizada y desenergizada de solenoide del miembro 38 de la válvula. La posición energizada del solenoide es mostrada a la izquierda de un eje longitudinal 50 constituido a través del paso de flujo 34 y la posición desenergizada del solenoide se muestra a la derecha del eje longitudinal 50. Para alcanzar la posición energizada del solenoide, el miembro 38 de la válvula se desplaza en la dirección de la flecha "A" hasta que el elemento de asentamiento 44 encaja con un extremo terminal 52 del medio de retenida 41 del segundo extremo. En esta posición, se crea una trayectoria de flujo entre el orificio de entrada 28 y el orificio de salida 30 por medio del paso de flujo 34. El flujo desde el orificio de entrada 28 está bloqueado sin que pueda entrar en el orificio de escape 32 a causa del elemento de asentamiento 44 que encaja con el extremo terminal 52. Para volver a la posición desenergizada del solenoide, el miembro 38 de la válvula se desplaza en la dirección de la flecha "B" hasta que el elemento de asentamiento 44 encaja con un punto de asentamiento 54 creado en un extremo distal de una extensión anular 56 del cuerpo de la válvula que se extiende por el interior del paso de flujo 34. En la posición desenergizada se crea una vía de flujo entre el orificio de salida 30 y el orificio de descarga 32 más allá del extremo terminal 52 para permitir que el fluido a presión descargue a través del orificio de escape 32. En la posición desenergizada, el flujo desde el orificio de entrada 28 está bloqueado sin que pueda penetrar ya sea en el orificio de salida 38 o en el orificio de escape 32 a causa del elemento de asentamiento 44 que encaja con el punto de asentamiento 54.

Como se aprecia de forma óptima en la Figura 2, en un accionador 14 de la forma de realización preferente se encuentra un solenoide electromagnético dispuesto como montaje de solenoide que genéricamente incluye una carcasa 58 montada sobre la superficie terminal 24 del cuerpo 12 de la válvula. El accionador 14 proporciona un pasador de empuje 60 que contacta con el primer cabezal 42 de la válvula del miembro 38 de la válvula para dirigir el miembro 38 de la válvula en la dirección energizada de la flecha "A". La carcasa 58 incluye así mismo una placa de polaridad 62 situada adyacente a la superficie terminal 24, una tapa 64 situada en posición opuesta a la placa de polaridad 62, y casco 66 del solenoide. El casco 66 del solenoide soporta una espiral 68 de alambre conductor, convencionalmente enrollada alrededor de una bobina 70. El alambre conductor está conectado a una fuente de corriente eléctrica mediante uno o más pasadores de condución 72. Los pasadores de conducción 72 están conectados a uno o más contactos eléctricos 74 y al (los) alambre (s) (no mostrado (s)) que comunican con la fuente de corriente. La dirección de la fuerza electromagnética generada por la corriente a través de la espiral 68 puede controlarse mediante un circuito de control (no mostrado).

El pasador de empuje 60 se extiende de manera deslizable a través de una abertura existente en la placa de polaridad 62. La placa de polaridad 62 incluye así mismo una pieza de polaridad ferromagnética 76. El pasador de empuje 60 contacta con una armadura ferromagnética 78 dispuesta entre el caso 66 del solenoide y el tapón 64. La armadura 78 y el pasador de empuje 60 son amovibles hacia la pieza de polaridad 76 bajo la influencia de un flujo electromagnético generado por un impulso de la corriente que fluye a través de la bobina 68 en una dirección. Este flujo produce una fuerza motriz en una dirección "X" que impulsa el pasador de empuje 60 a desplazar el miembro 38 de la válvula en la dirección energizada "A" del solenoide.

Un desplazamiento total de la armadura 78 en la dirección de las flechas "C" puede ser controlado en parte utilizando un dispositivo de ajuste 80. En la forma de realización mostrada, el dispositivo de ajuste 80 está unido por rosca a la tapa 64, de forma que un extremo desplazable 82 contacta con un extremo distal 84 de la armadura 78 situado en posición opuesta respecto del pasador de empuje 60. Mediante el ajuste de la profundidad de encaje roscada del dispositivo de ajuste 80, se determina de antemano una distancia de desplazamiento total del pasador de empuje 60 y del miembro 38 de la válvula entre las posiciones desenergizada y energizada.

Aunque se ha descrito en la presente memoria un dispositivo concreto accionado de forma electromagnética, el accionador 14 empleado en el montaje de válvula de la presente invención puede ser de un tipo cualquiera utilizado en válvulas neumáticas. Debe así mismo apreciarse, que, aunque una forma de realización preferente del montaje de válvula neumática 10 de la presente invención se muestra como válvula de tres pasos, la presente invención puede ser incorporada alternativamente en forma de válvula de dos, cuatro pasos o disposición similar.

Como se aprecia de forma óptima en la Figura 3, cuando el miembro 38 de la válvula es dirigido por el pasador de empuje 60 hasta la posición energizada del solenoide, una vía de flujo "D" se suministra entre el punto de asentamiento 54 y el elemento de asentamiento 44. El desplazamiento del miembro 38 de la válvula continúa hasta que el elemento 44 de asentamiento encaja con un punto de contacto de estanqueidad 86 creado sobre el borde de estanqueidad 88 del extremo terminal 52. Es deseable para constituir el borde de estanqueidad 88 en un ángulo \Theta con una cara de encaje 90 del elemento de asentamiento 44, de forma que un punto anular de contacto se constituya para crear el sello de la válvula. Esto se muestra y describe en la Patente estadounidense No. 6,668,861 de Williams, concedida el 30 de Diciembre de 2003, transferida de la forma habitual al cesionario de la presente invención, cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia. En la posición energizada del solenoide, se impide que el fluido puentee el extremo terminal 52 entre un perímetro exterior 92 del extremo terminal 52 y una superficie perimetral elevada 94 del cuerpo 12 de la válvula por un primer miembro de estanqueidad 96. En una forma de realización preferente, el primer miembro de estanqueidad 96 es una junta tórica elastomérica. El primer miembro de estanqueidad 96 está retenido dentro de un surco de estanqueidad 98 creado dentro del extremo
terminal 52.

El miembro presionante 100 está situado dentro de una cavidad 101 constituida dentro del segundo cabezal 43 de la válvula y encaja tanto con una placa curva 102 creada dentro del segundo cabezal 43 de la válvula y una superficie 104 del medio de retenida 41 del segundo extremo. El miembro presionante 100 produce una fuerza presionante mostrada como flechas de fuerza "Z". La función del miembro presionante 100 se describirá con mayor detalle más adelante. En la forma de realización mostrada, el miembro presionante 100 es un muelle helicoidal; sin embargo, los expertos en la materia apreciarán que cualquier mecanismo presionante habitualmente conocido en la técnica es suficiente para proporcionar una fuerza en una dirección que sea apropiada para su uso en esta aplicación. Así mismo, los expertos en la materia apreciarán que, cabalmente debido a la pluralidad de miembros presionantes apropiados que pueden emplearse en este entorno, no es eficiente intentar un catálogo de todos ellos. Por el contrario, debe ser suficiente a los fines de la descripción e ilustración mencionar que el miembro presionante 100 aplica una fuerza vertical constante contra el miembro 38 de la válvula como se observa en las Figuras 2 a 5.

En la posición desenergizada del solenoide (parcialmente mostrada a la derecha del eje longitudinal 50 tal como se observa en la Figura 3) se crea una vía de flujo "E" entre el elemento de asentamiento 44 y el borde de estanqueidad 88. El medio de retenida 41 del segundo extremo tiene sustancialmente forma de copa e incluye una pluralidad de pasos 106 de cilindro definidos en un medio de retenida 41 del segundo extremo y separados radialmente entre sí. Los pasos 106 del cilindro proporcionan una comunicación de fluido entre el paso de flujo 34 y los orificios respectivos adyacentes, por ejemplo para permitir el flujo de fluido entre el orificio de salida 30, a través de la vía de flujo "E", hasta el orificio de escape 32. En la posición desenergizada del solenoide, se impide que el fluido se escape desde una conexión roscada 108 existente entre el medio de retenida 41 del segundo extremo y el cuerpo 12 de la válvula, así como entre un perímetro exterior 110 adyacente al extremo terminal 52 y a una superficie anular elevada 112 del cuerpo 12 de la válvula, mediante un segundo miembro de estanqueidad 114. De modo similar al primer miembro de estanqueidad 96, en una forma de realización preferente un segundo miembro de estanqueidad 114 es una junta tórica elastomérica. Un segundo miembro de estanqueidad 114 está retenido dentro de un segundo surco de estanqueidad 116 situado en el medio de retenida 41 del segundo extremo entre el surco de estanqueidad 98 y la conexión roscada 108.

La Figura 3 ilustra así mismo que el punto de asentamiento 54 constituye un primer sello anular que tiene un diámetro "F". El punto de contacto de estanqueidad 86 del borde de estanqueidad 88 constituye un segundo sello anular que tiene un diámetro "G". Así mismo, un segundo calibre 47 del medio de retenida 41 del segundo extremo tiene un extremo "H". El diámetro "G" es sustancialmente igual al diámetro "H". El diámetro "F" es mayor que ambos diámetros "G" y "H" por razones que se expondrán con mayor detalle más adelante.

Con referencia a ambas Figuras 3 y 4, con el fin de que el miembro 38 de la válvula se desplace desde la posición desenergizada del solenoide hasta la posición energizada del solenoide (o en la dirección inversa), el fluido de la cavidad 101 o de la segunda cavidad 117 adyacente al extremo abierto 36 puede ser desplazado. Con este fin, se dispone un paso 118 de igualación de la válvula (solo parcialmente mostrada en la Figura 3). Así mismo, se dispone un huelgo de separación 120 entre el segundo calibre 47 del medio de retenida 41 del segundo extremo y una superficie exterior cilíndrica 122 adyacente a un extremo distal 124 del segundo cabezal 43 de la válvula. El fluido es, por consiguiente, desplazado entre la cavidad 101 y, o bien el extremo abierto 36 o bien el orifico de escape 32 a través del paso de igualación 118 de la válvula y/o del huelgo de separación 120 para permitir que el miembro 38 de la válvula se desplace longitudinalmente por el interior del paso de flujo 34.

La Figura 4 muestra la posición desenergizada del solenoide del miembro 38 de la válvula en la que el accionador 14 está desenergizado. En esta posición, la vía de flujo "E" está abierta y una segunda cara de encaje 128 del elemento de asentamiento 44 está en contacto con el punto de asentamiento 54 de la extensión 56 del cuerpo de la válvula. La vía de flujo "E" entre el orificio de salida 30 y el orificio de escape 32 permanece abierta hasta que la armadura 78 es energizada. La vía de flujo "E" está abierta entre la cara de encaje 90 del elemento de asentamiento 44 y el punto de contacto de estanqueidad 86 del borde de estanqueidad 88. la vía de flujo "E" incluye también un rebajo 130 creado en posición adyacente al segundo cabezal 43 del miembro 38 de la válvula. Un rebajo 130 comunica con una pluralidad de pasos 106 del cilindro para completar una trayectoria de flujo de fluido. Para alcanzar la posición desenergizada del solenoide, el flujo existente en la segunda cavidad 117 se desplaza hacia el interior de la cavidad 101 por medio del paso 118 de igualación de la válvula cuando el miembro 38 de la válvula se desplaza en la dirección de la flecha "B". El fluido a presión existente en el orificio de entrada 28 está aislado tanto del orificio de salida 30 como del orificio de escape 32. Se impide que el fluido a presión existente en el orificio de entrada 28 se fugue hacia el interior de la segunda cavidad 117 debido al miembro de estanqueidad 48 de acuerdo con lo anteriormente expuesto.

Con referencia genérica a la Figura 5, en ella se muestra una posición intermedia del miembro 38 de la válvula. En la posición intermedia, la armadura 48 acaba de ser energizada haciendo que el pasador de empuje 60 empiece a reposicionar el miembro 38 de la válvula de forma que la segunda cara de encaje 128 del elemento de asentamiento 44 ya no contacta con el punto de asentamiento 54 de la extensión 56 del cuerpo de la válvula. Ambas vías de flujo "D" y "E" están abiertas. La cara de encaje 90 del elemento de asentamiento 44 ya no está en contacto con el punto de contacto de estanqueidad 86 del borde de estanqueidad 88. El fluido existente en la cavidad 101 se desplaza hacia el interior de la segunda cavidad 117 por medio del paso 118 de igualación de la válvula.

Con referencia a continuación a la Figura 6, en ella se muestra la posición energizada del solenoide del miembro 38 de la válvula. En esta posición, la vía de flujo "D" está abierta y la cara de encaje 90 del elemento de asentamiento 44 está en contacto con el punto de estanqueidad 86 del borde de estanqueidad 88, cerrando la vía de flujo "E". EL miembro presionante 100 es comprimido por la fuerza suministrada por la armadura 78 por medio del pasador de empuje 60. La vía de flujo "D" existente entre el orificio de entrada 28 y el orificio de salida 30 permanece abierta hasta que la armadura 78 es desenergizada. El fluido existente en la cavidad 101 se ha desplazado hasta la segunda cavidad 117 por medio del paso 118 de igualación de la válvula. El fluido a presión existente en el orificio de entrada 28 no puede fugarse hasta el interior de la segunda cavidad 117 a causa del miembro de estanqueidad 48 dispuesto dentro de un tercer surco de estanqueidad 132. El miembro de estanqueidad 48 constituye un sello entre una pared cilíndrica interior 134 que tiene un diámetro del calibre "J" del medio de retenida 40 del primer extremo y una pared exterior perimetral 136 del primer cabezal 42 de la válvula. El diámetro del calibre "J" es sustancialmente igual al diámetro "F" del punto de asentamiento 54.

La Figura 6 identifica también una característica ajustable del medio de retenida 41 del segundo extremo. Una profundidad "K" medida desde la superficie terminal 26 hasta el extremo terminal 52 del medio de retenida 41 del segundo extremo es controlada ajustando de forma incremental la conexión roscada 108. Mediante el control de la profundidad "K", se controla posición del borde de estanqueidad 68. Un desplazamiento 138 del elemento de asentamiento 44 del miembro 38 de la válvula entre el punto de asentamiento 54 y el punto de contacto de estanqueidad 88 es, de esta forma, controlado, lo cual puede utilizarse para variar el ritmo del ciclo de la válvula, el volumen de fluido total descargado desde el montaje de válvula 10, etc.

A continuación se describirá el funcionamiento del montaje de válvula 10 con referencia a las Figuras precedentes. Con referencia de nuevo a la Figura 4, el montaje de válvula 10 es inicialmente desenergizado, y el miembro 38 de la válvula es, por consiguiente, situado en la posición desenergizada. El fluido a presión existente en el orificio de entrada 38 actúa sobre un área 140 en una dirección ascendente de las flechas de fuerza "M" tal como se aprecia en la Figura 4. El área 140 es el área remanente del primer cabezal 42 de la válvula después de sustraer un diámetro "L" del miembro 38 de la válvula del diámetro "J" del primer cabezal 42 de la válvula (Área 140 = \pi (J - L)/2)^{2}). Simultáneamente, el fluido a presión existente en el orificio de entrada 28 actúa sobre un área efectiva 142 en una dirección descendente de las flechas de fuerza "N" tal como se aprecia en la Figura 4. El área 142 es el área remanente de la segunda cara de encaje 128 limitada en el punto de asentamiento 54 después de sustraer el diámetro L del miembro 38 de la válvula del diámetro "F" (Área 142 = \pi ((F - L)/2)^{2}). Debido a que los diámetros "J" y "F" son sustancialmente iguales, l área 140 iguala sustancialmente el área 142 y unas fuerzas equilibradas "M" = "N" están actuando sobre el miembro 38 de la válvula en esta posición. El miembro presionante 100 es por consiguiente necesario, suministrando una fuerza de compresión para mantener la segunda cara de encaje 128 en contacto con el punto de asentamiento 54 y creando un sello entre el orificio de entrada 28 y el orificio de salida 30 (así como con el orificio de escape 32).

Con referencia genérica a las Figuras 2 a 6, cuando la presión del fluido se equilibra a través del miembro 38 de la válvula en la posición desenergizada, la armadura 78 del accionador 14 tiene únicamente que superar la fuerza presionante "Z" del miembro presionante 100 y cualquier fuerza de fricción/adherencia del miembro de estanqueidad 48 para iniciar el desplazamiento del miembro 38 de la válvula. Cuando la armadura 38 es energizada, su fuerza "X" se incrementa hasta que es suficiente para superar la fuerza presionante "Z" y la fuerza de fricción/adherencia del miembro de estanqueidad 48. El miembro 38 de la válvula a continuación empieza a desplazarse. Como se muestra en la Figura 5, después de que el miembro 38 de la válvula se desplaza a una distancia suficiente para crear un huelgo (vía de flujo "D") entre la segunda cara de encaje 128 y el punto de asentamiento 54, el miembro 38 de la válvula ya no está "equilibrado por presión".

Tan pronto como se crea una vía de flujo "D", la presión del fluido comienza a incrementarse en el rebajo 130 y contra una superficie 144 del segundo cabezal 43 de la válvula. Un área 146 de la superficie 144 es el área remanente del segundo cabezal 43 de la válvula después de sustraer el diámetro "R" del miembro 38 de la válvula del diámetro "H" (Área 146 = \pi ((H - R)/2)^{2}). El huelgo de separación 120 entre el segundo cabezal 43 de la válvula y el segundo calibre 47 es ignorado para este calculo debido a su efecto mínimo sobre la diferencia de fuerza resultante. Un diámetro "V" del segundo cabezal 43 de la válvula es, por consiguiente, tratado a los fines del presente análisis como sustancialmente igual al diámetro "H". Una fuerza resultante "S" actúa sobre el área 146, la cual se dirige en dirección opuesta pero inferior a la fuerza "M", porque el diámetro "J" es mayor que los diámetros "H" o "V" (área 140 > área 146). Un desequilibrio de presión (Ss) se crea, por consiguiente, dirigido en dirección opuesta a partir de la fuerza "X" del solenoide. Sin embargo, debido a que el miembro 38 de la válvula está ya desplazándose en este momento y que la fuerza "X" del solenoide continúa incrementándose cuando la armadura 78 se aproxima a la pieza de polaridad 76, el miembro 38 de la válvula rápidamente se acelera.

En la posición intermedia mostrada en la Figura 5 tanto las vías de flujo "D" como "E" están abiertas. Las fuerzas de presión del fluido que actúan sobre el elemento de asentamiento 94 se supone que están sustancialmente equilibradas. Los efectos de presión diferenciales menores del flujo de fluido a través de los orificios de salida y de escape 30, 32 son ignorados.

Con referencia ahora tanto a las Figuras 3 como 6, cuando la cara de encaje 90 del elemento de asentamiento 44 contacta con el punto de contacto de estanqueidad 86, la fuerza "X" del solenoide y el momento del miembro 38 de la válvula comprimen la cara de encaje 90 contra el punto de contacto de estanqueidad 86 y contra una porción del borde de estanqueidad 88. Debido al huelgo del área de asentamiento suministrado por el ángulo \Theta (Figura 3), la presión actúa únicamente sobre una poción de la cara de encaje 90. En esta posición, se crea una fuerza neta o resultante "T" que se opone a la fuerza "M" del fluido. La fuerza "T" deriva de la presión que actúa sobre la cara de encaje 90 del elemento de asentamiento 44 sobre un área 148. El área 148 es el área remanente del elemento de asentamiento 44 limitado en la extensión del punto de contacto de estanqueidad 86 después de sustraer el diámetro "L" del miembro 38 de la válvula del diámetro "G" (Area 148 = \pi ((G - L ) /2)^{2}). Una fuerza de retorno neta "U" que tiende a producir el retorno del miembro 38 de la válvula en una dirección ascendente (fuerza "X" del solenoide opuesta) deriva de la diferencia existente entre la fuerza "M" y la fuerza "T" (U = (M - T)). Cuando una combinación de la resistencia compresora del borde de estanqueidad 88 en el punto de contacto de estanqueidad 86, de la fuerza presionante del miembro presionante 100 y de la fuerza de retorno neta "U" es igual a la fuerza "X" del solenoide el movimiento del miembro 38 de la válvula se detiene. Esto produce la posición energizada del montaje de válvula 10. La presión en el orificio de entrada 28 y en el orificio de salida 30 esa ahora bloqueada mediante el orificio de
descarga 32.

En este momento, existen tres fuerzas disponibles para hacer retornar rápidamente el miembro 38 de la válvula hasta la posición desenergizada. Primeramente, el miembro presionante 100 está comprimido, incrementando adicionalmente la fuerza presionante "Z". En segundo lugar, una fuerza comprensora "Y" es temporalmente generada cuando el elemento de asentamiento 44 resulta comprimido contra el punto de contacto de estanqueidad 86 y el borde de estanqueidad 88. En tercer lugar, la fuerza neta de retorno "U" actúa para hacer retornar el miembro 38 de la válvula en la dirección de retorno desenergizada de la flecha "B".

Cuando la armadura 78 es a continuación desenergizada, el miembro 38 de la válvula comienza a desplazarse rápidamente debido a las tres fuerzas señaladas. El miembro 38 de la válvula se detiene cuando la segunda cara de encaje 128 se apoya y resulta comprimida contra el punto de asentamiento 54. Debido a que el diámetro "F" y el diámetro "J" son iguales, queda restaurada la situación de presión equilibrada del miembro 38 de la válvula y el miembro 38 de la válvula deja de desplazarse cuando la resistencia compresora de la segunda cara de encaje 128 es igual a la fuerza presionante "Z" del miembro presionante 100. La presión en el orificio de salida 30 es a continuación disipada a través del orificio de escape 32 a través de la vía de flujo "E" o a través de un orificio de salida abierto 30.

La Figura 7 identifica otra forma de realización de la presente invención que tiene unas posiciones de los orificios que difieren de los mostrados en la Figura 2. La Figura 7 representa una configuración entre una pluralidad de configuraciones alternativas de orificios de válvula de la presente invención. En la Figura 7, un montaje de válvula 150 incluye un cuerpo 152 de la válvula que tiene un accionador 14 montado sobre él. Un orificio de salida 154 similar al orificio de salida 30 está situado hacia la izquierda de forma similar a la mostrada en la Figura 2. Un orificio de entrada 156 está situado a la derecha tal como se aprecia en la Figura 6, opuesto al orificio de entrada 28 mostrado en la Figura 2. Un orificio de escape 158 está dirigido hacia el espectador, tal como se observa en la Figura 7. El miembro 38 de la válvula no se muestra por razones de claridad.

Con referencia a la Figura 8, un procedimiento para accionar un montaje de válvula de la presente invención incluye las etapas de: soportar de manera deslizable un miembro de la válvula dentro de un paso de fluido que tiene un primer diámetro de estanqueidad en el que una primera porción de la válvula está en contacto con un accionador (160) de la válvula; generar una fuerza impulsora con el accionador de la válvula para desplazar directamente el miembro de la válvula en una primera dirección (162); proporcionar un segundo diámetro de estanqueidad que sea menor que el primer diámetro de estanqueidad y que la primera porción de la válvula en el que una pluralidad de fuerzas que actúan sobre el miembro de la válvula producen una fuerza de retorno neta operable para contribuir al desplazamiento del miembro de la válvula en una segunda dirección opuesta a la primera dirección tras la retirada de la fuerza motriz (164).

En una forma de realización preferente de la válvula de la presente invención, los materiales son los que se exponen a continuación: el cuerpo 12 de la válvula está construido con aluminio fundido en coquilla. El miembro 38 de la válvula es un metal, como por ejemplo aluminio. El medio de retenida 40 del primer extremo es un material polimérico de baja fricción, como por ejemplo DELRIN®. El medio de retenida 41 del segundo extremo pero que no consiste en un cierre de estanqueidad de deslizamiento, es un material de latón. El elemento de asentamiento 44 de la válvula es un material de caucho o tipo caucho, como por ejemplo el Buna-N con un durómetro de aproximadamente 80 a 90. El miembro presionante 100 es un acero para resortes. Estos materiales son únicamente ejemplares, ya que los materiales identificados no limitan la invención o sus usos.

El funcionamiento de la válvula de la presente invención se describe con referencia a la presión del fluido de entrada que actúa sobre el miembro de la válvula y sobre los diámetros de estanqueidad. Además de las fuerzas y de las trayectorias de flujo descritas en la presente memoria, una porción de la presión de entrada de la válvula puede también parcialmente disiparse a través de los orificios de salida y/o escape cuando el miembro de la válvula se vuelve a posicionar, y puede crearse una presión de retroceso menor. Las presiones de retroceso y/o las fuerzas del fluido existentes dentro de la cavidad 101 que actúan contra la placa curva 102, y que actúan externamente contra el extremo distal 124 cuando el fluido se transfiere a través del paso 118 de igualación de la válvula, son consideradas desdeñables.

Una válvula neumática directamente accionada que tiene un retorno de asistencia diferencial de la presente invención ofrece diversas ventajas. Un estado equilibrado de la presión del montaje de válvula existe cuando el accionador de la válvula está desenergizado. Esto significa que se requiere una menor fuerza por parte del accionador de la válvula para iniciar el desplazamiento del miembro de la válvula y que el miembro de la válvula pueda ser acelerado muy rápidamente. Cuando el accionador de la válvula es energizado y el miembro de la válvula está situado para permitir el fluido, aparece un estado de presión desequilibrado. El desequilibrio de la presión que actúa sobre áreas diferentes del miembro de la válvula se crea incorporando áreas de cabezal del miembro de la válvula diferentes que encajan con áreas de estanqueidad de áreas diferentes. La presión desequilibrada actúa para acelerar el miembro de la válvula más rápidamente cuando el accionador está desenergizado. Un montaje de válvula de la presente invención elimina la necesidad de un orificio de derivación de la válvula lo que reduce el coste de la válvula.

Claims

1. Una válvula para controlar un fluido a presión que comprende:

un cuerpo (12) de la válvula que incluye un orificio de entrada (28) de fluido, un orificio de salida (30) y un paso de flujo (34) en comunicación tanto con el orificio de entrada (28) como del orificio de salida (30), teniendo el cuerpo (12) de la válvula un punto de asentamiento (54) que define un primer sello anular, teniendo el primer sello anular, un primer diámetro (F);

un medio de retenida (41) del primer extremo situado dentro del paso de flujo (34), teniendo el medio de retenida (41) del primer extremo un punto de contacto de estanqueidad (86) que define un segundo sello anular, teniendo el segundo sello anular un segundo diámetro (G), siendo el primer diámetro (F) mayor que el segundo diámetro
(G).

un miembro (38) de la válvula que tiene unos primero y segundo cabezales (42, 43) de la válvula que pueden situarse de manera deslizable por dentro del paso de flujo (34), teniendo el primer cabezal (42) de la válvula un primer diámetro (J) del cabezal que define una primera área (140) del cabezal y teniendo el segundo cabezal (43) de la válvula un segundo diámetro (V) del cabezal que define una segunda área (146) del cabezal más pequeña que la primera área (140) del cabezal; y

un elemento de asentamiento (44) dispuesto sobre el miembro (38) de la válvula posicionable para apoyarse en el primer sello anular en una primera posición y para apoyarse en un segundo sello anular en una segunda posición;

en la que el miembro (38) de la válvula es amovible desde la primera posición hasta la segunda posición mediante una fuerza motriz (X) aplicada en una primera dirección (A) y en la segunda posición el fluido a presión que actúa tanto sobre la primera área (140) del cabezal como sobre un área (148) del elemento de asentamiento (44) crea una fuerza de retorno neta (U) definida como una fuerza de fluido (M) menos una fuerza (T) que actúa sobre el área (148) del elemento de asentamiento operable para dirigir el miembro de la válvula en una segunda dirección (B) opuesta a la primera dirección (A) tras el cese de la fuerza motriz (X).

2. Una válvula de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende así mismo un miembro presionante (100) que puede situarse entre el miembro (38) de la válvula y el miembro (12) de la válvula adaptado para presionar el miembro de la válvula en la segunda dirección y opuesta a la primera dirección.

3. Una válvula de acuerdo con la reivindicación 2 que comprende así mismo:

una fuerza presionante creada de manera operativa mediante el miembro presionante (100);

en la que una suma de la fuerza presionante y de la fuerza de retorno neta (U) es inferior a la fuerza motriz.

4. Una válvula de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en la que el cuerpo (12) de la válvula comprende así mismo un orificio de escape (32).

5. Una válvula de acuerdo con la reivindicación 4 que comprende una primera vía de flujo abierta entre el orificio de salida (30) y el orificio de escape (32) creada de manera operativa en la primera posición, en la que el orificio de entrada (28) está aislado tanto del orificio de salida como del orificio de escape.

6. Una válvula de acuerdo con las reivindicaciones 4 o 5 que comprende una segunda vía de flujo abierta entre el orificio de entrada (28) y el orificio de salida (30) en la segunda posición, en la que el orificio de escape (32) está aislado tanto del orificio de entrada como del orificio de salida.

7. Una válvula de acuerdo con cualquier reivindicación precedente que comprende así mismo un dispositivo de ajuste (80) operable para ajustar de forma incremental un desplazamiento del miembro (38) de la válvula entre la primera posición y la segunda posición.

8. Una válvula de acuerdo con cualquier reivindicación precedente que comprende así mismo:

un medio de retenida (40) del segundo extremo posicionable dentro del paso de flujo;

en la que tanto los medios de retenida del primero (41) y del segundo (40) extremos son operables para soportar de forma deslizable el miembro (38) de la válvula.

9. Una válvula de acuerdo con la reivindicación 8 en la que el miembro de retenida (41) del primer extremo comprende una conexión roscada adaptada para su unión de forma liberable con el medio de retenida del primer extremo con el cuerpo (12) de la válvula.

\newpage

10. Una válvula de acuerdo con las reivindicaciones 8 o 9 en la que el segundo diámetro está creado de manera operativa sobre el medio de retenida (41) del primer extremo y es posicionable dentro del paso de flujo (34) utilizando la conexión roscada.

11. Una válvula de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en la que el elemento de asentamiento (44) está situado entre los primero y segundo sellos anulares.

12. Una válvula de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en la que el primer sello anular comprende una extensión del cuerpo de la válvula anularmente extendida por dentro del paso de flujo (34).

13. Una válvula de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en la que el primer diámetro del cabezal es sustancialmente igual al primer diámetro.

14. Una válvula de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en la que el segundo diámetro del cabezal es sustancialmente igual al segundo diámetro.

15. Un procedimiento para controlar las funciones de un montaje de válvula accionada directamente, teniendo el montaje de válvula un accionador de la válvula conectado directamente a un cuerpo (12) de la válvula, un paso de flujo (34) que se extiende axialmente por el interior del cuerpo de la válvula, un miembro (38) de la válvula que incluye una primera porción de la válvula, teniendo el flujo de paso un primer diámetro de estanqueidad y un segundo diámetro de estanqueidad; comprendiendo el procedimiento:

soportar de manera deslizable el miembro de la válvula dentro del paso de flujo en el que la primera porción de la válvula contacta con el accionador de la válvula;

disponer el segundo diámetro de estanqueidad para que sea más pequeño que el primero diámetro de estanqueidad y que la primera porción de la válvula en el que una pluralidad de fuerzas que actúan sobre el miembro de la válvula determinan una fuerza de retorno neta operable para asistir en el desplazamiento del miembro de la válvula en una segunda dirección opuesta a la primera dirección tras la supresión de la fuerza motriz.

16. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 15 que comprende así mismo presionar el miembro (38) de la válvula en la segunda dirección.

17. Un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 15 o 16 que comprende así mismo sellar de manera deslizable el primer cabezal de la válvula dentro del paso de flujo.

18. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17 que comprende así mismo extender radialmente un miembro de estanqueidad desde el miembro de válvula (38) para situar el primer diámetro de estanqueidad.

19. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 18 que comprende así mismo situar el miembro de estanqueidad entre cada uno de los primero y segundo diámetros de estanqueidad en el que el contacto entre el miembro de estanqueidad y el primer diámetro de estanqueidad crea una primera posición del miembro (38) de la válvula y el contacto entre el miembro de estanqueidad y el segundo diámetro de estanqueidad crea una segunda posición del miembro de la válvula.

20. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19 que comprende así mismo crear un segundo cabezal de la válvula con un diámetro más pequeño que el primer cabezal de la válvula, de forma que se crea una fuerza diferencial entre los primero y segundo cabezales de la válvula mediante una presión que actúa sobre ambos cabezales de la válvula.

21. Una válvula de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 en la que el área (148) del elemento de asentamiento (44) es el área remanente del elemento de asentamiento (44) limitada en una extensión del punto de contacto de estanqueidad (86) después de sustraer, del segundo diámetro (G), un diámetro (L) del miembro de la válvula del miembro (38) de la válvula.