ES2313220T3 - Valvula termostatica de mezclado. - Google Patents
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Abstract
Válvula termosensible de mezclado compuesta por: Un alojamiento de válvula (2) con una entrada para fluidos calientes (3), una entrada para fluidos fríos (4), una cámara de mezclado de fluidos (5) para la recepción de fluidos desde la entrada de fluidos calientes y la entrada de fluidos fríos, y una salida de fluidos (6) desde la que sale el fluido de la cámara de mezclado (5), Un cuerpo de válvula (7) accionado por muelle compuesto por un cono de válvula (8) y un elemento de control termosensible (9) que responde a la temperatura en la cámara de mezclado (5) por medio de un pistón (10) acoplado a dicho elemento (9) de manera que puede deslizarse, y un actuador (11) para prefijar la temperatura de fluido deseada en la cámara de mezclado definiendo una posición de tope (12) para el pistón (10). En el que el cuerpo de válvula (7) se adapta para ser movido por el pistón (10) en respuesta a la temperatura prefijada durante un modo de funcionamiento normal, Caracterizada porque el actuador (11) está compuesto por un medio (13) para la anulación de la operación del pistón (10) moviendo el cuerpo de válvula (7) sin tener en consideración la temperatura en la cámara de mezclado (5) durante un modo de anulación, en el que dicho medio está compuesto por un émbolo (13) adaptado para actuar sobre una superficie del cuerpo de válvula (7).
Description
Válvula termostática de mezclado.
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La presente invención se refiere a una válvula
termostática de mezclado compuesta por un alojamiento de válvula
con una entrada para fluidos calientes, una entrada para fluidos
fríos, una cámara de mezclado de fluidos para la recepción de
fluidos desde la entrada de fluidos calientes y la entrada de
fluidos fríos, y una salida de fluidos desde la que sale el fluido
de la cámara de mezclado, un cuerpo de válvula accionado por muelle
compuesto por un cono de válvula y un elemento de control
termosensible que responde a la temperatura en la cámara de
mezclado por medio de un pistón acoplado a dicho elemento de manera
que puede deslizarse, y un actuador para prefijar la temperatura de
fluido deseada en la cámara de mezclado definiendo una posición de
tope para el pistón, en la que el cuerpo de válvula se adapta para
que pueda ser movido por el pistón en respuesta a la temperatura
prefijada durante un modo de funcionamiento normal.
Las válvulas termostáticas de mezclado se
utilizan en el control de, por ejemplo, la temperatura del agua en
los sistemas de calefacción.
Las válvulas termostáticas de mezclado son bien
conocidas. Una válvula de mezclado de este tipo incluye un actuador
con un tornillo de ajuste, que se gira para prefijar el valor de la
temperatura del fluido de salida. Un elemento válvula es controlado
mediante un elemento sensible a la temperatura para regular la
temperatura según la temperatura prefijada.
En algunas aplicaciones es necesario o deseable
poder anular o evitar la temperatura prefijada, por ejemplo por
motivos de seguridad para cerrar la entrada de agua caliente y abrir
la entrada de agua fría ante un riesgo de sobrecalentamiento. En el
documento US 5 123 503 se ha definido una válvula sensible al calor
de anulación manual. Otro ejemplo es la descarga de agua caliente,
con una entrada de agua fría cerrada y una entrada de agua caliente
abierta, para eliminar bacterias de legionella o para calentar las
cañerías a baja temperatura cuando hay un riesgo de congelación. En
la actualidad estas operaciones de anulación se realizan por medio
de una válvula adicional, conectada en serie o en paralelo a la
válvula de mezclado, tal y como se muestra en las figuras 4a y 5a,
respectivamente.
Es un objeto de la invención obtener una válvula
termostática de mezclado fiable con medios de anulación que
simplifiquen y abaraten la instalación. Este objetivo se alcanza por
medio de una válvula de mezclado del tipo indicado a modo de
introducción, que se caracteriza porque el actuador presenta unos
medios para anular el funcionamiento del pistón moviendo el cuerpo
de válvula sin tener en consideración la temperatura en la cámara
de mezclado durante un modo de anulación, estando dichos medios
compuestos por un émbolo adaptado para actuar sobre una superficie
del cuerpo de válvula, afectando o sin afectar al pistón.
El actuador cuenta con un tornillo de ajuste
para prefijar la temperatura deseada. Preferentemente el émbolo se
inserta en un paso central en el tornillo de ajuste y de manera que
puede deslizarse en el mismo junto con un manguito constituyendo la
parte del elemento de control termosensible en el que puede
deslizarse el pistón, y preferentemente el émbolo se dispone de tal
manera que pueda actuar sobre una superficie de contacto del
manguito durante el modo de anulación, pero también es posible que
pueda actuar sobre otra parte del cuerpo de válvula.
Una forma preferente de definir dicha posición
de tope para el pistón es finalizando con un paso escalonado,
formando un hombro con una sección de mayor diámetro en el extremo
que mira hacia el cuerpo de válvula que presenta un diámetro que se
corresponde con el diámetro del manguito y con una sección de menor
diámetro en el extremo opuesto que presenta un diámetro que se
corresponde con el diámetro del émbolo. El émbolo en este caso se
encuentra en el extremo que mira hacia el manguito formado como una
horquilla con los brazos de horquilla que se extienden más allá del
hombro en la sección de mayor diámetro, y en la horquilla hay
insertado un elemento deslizante transversal, en el que el elemento
deslizante presenta un diámetro que se corresponde con la sección de
mayor diámetro y por tanto descansa contra el hombro.
El actuador está compuesto por un elemento de
empuje para empujar el émbolo durante el modo de funcionamiento
normal, en el que dicho medio se adapta para liberar el émbolo en el
modo de anulación. El medio de empuje preferentemente es un
solenoide (electroimán), pero también puede ser, por ejemplo, un
motor.
A modo de ejemplo, se describirán unas formas de
realización preferentes de la invención con relación a los dibujos
adjuntos:
La figura 1 es un corte transversal que muestra
una válvula termostática de mezclado según la invención en un modo
de funcionamiento normal.
La figura 2 es un corte transversal que muestra
la válvula de mezclado de la figura 1 en un modo de anulación.
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La figura 3 es un corte transversal que muestra
una segunda forma de realización de la válvula termostática de
mezclado según la invención.
La figura 4a es un dibujo esquemático que
muestra un ejemplo de un sistema de cañerías con una válvula de
cierre de seguridad conectada en serie a una válvula de mezclado de
la técnica anterior.
La figura 4b es un dibujo esquemático que
muestra una válvula de mezclado según la invención que sustituye a
las dos válvulas de la figura 4a.
La figura 5a es un dibujo esquemático que
muestra un ejemplo de un sistema de cañerías con una válvula de
descarga caliente conectada en paralelo a una válvula de mezclado de
la técnica anterior.
La figura 5b es una dibujo esquemático que
muestra una válvula de mezclado según la invención que sustituye a
las dos válvulas de la figura 5a.
La válvula termostática de mezclado 1 según la
presente invención, mostrada en las figuras 1 y 2, está compuesta
por un alojamiento de válvula 2 con una entrada de agua caliente 3,
una entrada de agua fría 4 y una cámara de mezclado 5 para la
recepción de agua desde las entradas de agua caliente y agua fría.
El agua mezclada sale de la cámara de mezclado a través de una
salida de agua mezclada 6.
La temperatura de fluido deseada es prefijada
por medio de un actuador 11 que se muestra esquemáticamente. El
actuador 11 prefija la temperatura enroscando (atando) o
desenroscando (soltando) un pasador o tornillo de ajuste 14
insertado en la parte superior del alojamiento de válvula 2.
En la cámara se mezclado 5 se dispone un cuerpo
de válvula 7 que está compuesto por un cono de válvula 8 y un
elemento de control termosensible 9 que responde a la temperatura en
la cámara de mezclado por medio de un pistón 10 que puede deslizase
en un manguito 16 formado integralmente con dicho elemento. La
posición del tornillo de ajuste 14 define una posición de tope para
el pistón 10 y se corresponde con la temperatura de fluido deseada
en la cámara de mezclado.
El elemento de control termosensible 9 se
dispone en la cámara de mezclado 5 para afectar al cono de válvula
8 según la temperatura prefijada bajo un modo de funcionamiento
normal. El cono de válvula 8 puede moverse continuamente entre un
primer asiento 19 con entrada de agua caliente cerrada y entrada de
agua fría abierta y un segundo asiento 20 con entrada de agua fría
cerrada y entrada de agua caliente abierta. El elemento de control
termosensible 9 y el cono de válvula 8 puede moverse a la vez en la
cámara de mezclado, inmovilizados uno con respecto del otro.
El elemento de control termosensible 9 cuenta
con un elemento de cera alojado en una carcasa 21 y que responde a
la temperatura del agua en la cámara de mezclado 5 expandiéndose con
la subida la temperatura o contrayéndose con la bajada de la
temperatura. Cuando se expande, el pistón 10 es empujado hacia
arriba en el manguito 16, moviendo el cono de válvula 8 hacia abajo
contra la acción de un muelle 22 dispuesto alrededor del cono de
válvula 8 entre el primer asiento y el segundo asiento. Esto provoca
el cierre de la entrada de agua caliente y la apertura de la
entrada de agua fría. Cuando se contrae, el cuerpo de válvula 7 es
empujado hacia arriba por la acción de dicho muelle 22, presionando
en el pistón 10 en el manguito 16.
El actuador 11 está compuesto por un émbolo 13
para anular la función del pistón 10 moviendo el cuerpo de válvula
7 sin tener en consideración la temperatura en la cámara de mezclado
durante un modo de anulación y en el caso mostrado en la figura 2
se cierra la entrada de fluido caliente y se abre la entrada de
fluido frío.
El émbolo 13 se adapta para actuar sobre una
superficie de contacto 16a del maguito 16 durante el modo de
anulación sin afectar al pistón 10.
El émbolo 13 se inserta en un paso central 15 en
el tornillo de ajuste 14 y puede deslizarse en el mismo junto con
el manguito 16. El paso 15 es escalonado, formando un hombro 15a con
una sección de mayor diámetro en el extremo que mira hacia el
cuerpo de válvula 7 y una sección de menor diámetro en el extremo
opuesto. El diámetro de la sección de mayor diámetro se corresponde
con el diámetro del manguito 16 y el diámetro de la sección de
menor diámetro se corresponde con el diámetro del émbolo 13.
El émbolo 13 se encuentra en el extremo que mira
hacia el manguito 16 formado como una horquilla 13a con los brazos
de horquilla que se extienden más allá del hombro 15a en la sección
de mayor diámetro. Un elemento deslizante transversal 17, insertado
en la horquilla 13a, presenta un diámetro que se corresponde con la
sección de mayor diámetro y por tanto descansa contra el hombro 15a
definiendo la posición de tope para el pistón 10.
En un modo de funcionamiento normal, mostrado en
la figura 1, el elemento deslizante transversal 17 se apoya sobre
el hombro 15a y el pistón 10 se apoya a su vez sobre el elemento
deslizante transversal 17. Cuando se enrosca el tornillo de ajuste
el hombro 15a con el elemento deslizante transversal 17 se mueve
hacia abajo desplazando el punto de regulación para la válvula.
En modo de anulación el actuador 11 actúa sobre
el émbolo 13 para evitar el punto de regulación prefijado. En el
modo de anulación mostrado en la figura 2 el émbolo 13 con su
horquilla 13a se desliza más allá del elemento deslizante
transversal 17 y actúa directamente sobre la superficie de contacto
sobre el manguito 16, empujando el elemento de control
termosensible 9 y por tanto el cono de válvula 8 hacia abajo,
abriendo completamente la entrada de agua fría y cerrando
completamente la entrada de agua caliente. Dependiendo del objetivo
del modo de anulación puede hacerse que la válvula, por supuesto con
otra construcción, abra la entrada de agua caliente y, por el
contrario, cierre la entrada de agua fría. Por ejemplo, en un
sistema de calefacción de suelo es necesario contar con un modo de
seguridad para el caso de un fallo en el suministro de energía o
para el caso en el que haya riesgo de sobrecalentamiento. En este
modo el actuador 11 anula la temperatura prefijada y por medio del
émbolo 13 empuja el cuerpo de válvula 9 con el cono de válvula 8
hasta una posición en la que abre la entrada de agua fría y, por el
contrario, cierra la entrada de agua caliente. Podría conseguirse
esto con la misma construcción de válvula cambiando las ubicaciones
de las entradas de agua caliente y agua fría.
En un sistema de cañerías de agua en el que haya
una necesidad de eliminar bacterias de legionella o cuando hay un
riesgo de congelación del agua se hace que el actuador 11 por medio
del émbolo 13 abra la entrada de agua caliente y, por el contrario,
cierre la entrada de agua fría.
El actuador 11 cuenta con un medio de empuje,
por ejemplo, un solenoide (electroimán), un motor eléctrico o una
válvula para empujar el émbolo 13 durante el modo de funcionamiento
normal, en el que dicho medio se adapta para liberar el émbolo 13
en el modo de anulación. El émbolo 13 también podría liberarse por
medio de una señal eléctrica.
El émbolo 13 podría activarse automáticamente
por medio de un temporizador, o bajo una condición prefijada, por
ejemplo, un fallo en el suministro de energía o una temperatura
predeterminada, o manualmente.
Con la válvula de mezclado según la invención
también es posible agregar funciones de regulación adicionales con
sensores externamente dispuestos que hagan que la válvula reaccione
con mayor rapidez a importantes variaciones de temperatura en el
fluido de entrada o de salida, creando un segundo lazo de control.
La temperatura del fluido de salida se controla en primer lugar
mediante el elemento de control termosensible y en segundo lugar,
en el caso de que el elemento de control termosensible no sea capaz
de ajustar la temperatura a un nivel adecuado, desplazando el punto
de regulación.
Esto, por ejemplo, se realiza con un motor
conectado al tornillo de ajuste para ajustar el punto de regulación
según señales de los sensores de temperatura. En otra forma de
realización, mostrada en la figura 3, el punto de ajuste puede
desplazarse por medio de un émbolo 113. En este caso el extremo del
émbolo 113 define la posición de tope para el pistón 10. Esta
válvula 100 no cuenta con un tornillo de ajuste, de otra manera el
cuerpo de válvula funciona en el alojamiento de válvula de la misma
manera que la válvula en las figuras 1 y 2. Las partes similares
tienen por tanto los mismos números de referencia.
Con un sensor adicional que detecta la
temperatura del exterior, el actuador puede compensar la posición
del tornillo de juste durante un periodo con, por ejemplo, una
temperatura exterior superior a la normal, es decir, puede agregar
una función de calibración al actuador.
La válvula termostática de mezclado ha sido
descrita con relación a una forma de realización preferente. Esto
no pretende limitar la invención y es obvio que un experto en la
materia puede realizar modificaciones dentro del alcance de la
invención según se reivindica. Podrían utilizarse diversos tipos de
medios de ajuste, elementos de control termosensibles y
actuadores.
\vskip1.000000\baselineskip
\bullet US 5123503 A
Claims (8)
1. Válvula termosensible de mezclado compuesta
por:
- Un alojamiento de válvula (2) con una entrada para fluidos calientes (3), una entrada para fluidos fríos (4), una cámara de mezclado de fluidos (5) para la recepción de fluidos desde la entrada de fluidos calientes y la entrada de fluidos fríos, y una salida de fluidos (6) desde la que sale el fluido de la cámara de mezclado (5),
- Un cuerpo de válvula (7) accionado por muelle compuesto por un cono de válvula (8) y un elemento de control termosensible (9) que responde a la temperatura en la cámara de mezclado (5) por medio de un pistón (10) acoplado a dicho elemento (9) de manera que puede deslizarse, y un actuador (11) para prefijar la temperatura de fluido deseada en la cámara de mezclado definiendo una posición de tope (12) para el pistón (10).
En el que el cuerpo de válvula (7) se adapta
para ser movido por el pistón (10) en respuesta a la temperatura
prefijada durante un modo de funcionamiento normal,
Caracterizada porque el actuador (11)
está compuesto por un medio (13) para la anulación de la operación
del pistón (10) moviendo el cuerpo de válvula (7) sin tener en
consideración la temperatura en la cámara de mezclado (5) durante
un modo de anulación, en el que dicho medio está compuesto por un
émbolo (13) adaptado para actuar sobre una superficie del cuerpo de
válvula (7).
2. Válvula termostática de mezclado según la
reivindicación 1, en la que el émbolo (13) se adapta para actuar
sobre el cuerpo de válvula (7) sin afectar al pistón (10).
3. Válvula termostática de mezclado según la
reivindicación 2, en la que el actuador (11) cuenta con un tornillo
de ajuste (14) para prefijar la temperatura deseada, en el que el
émbolo (13) se inserta en un paso central (15) en el tornillo de
ajuste (14) y puede deslizarse en el mismo junto con el manguito
(16) constituyendo la parte del elemento de control termosensible
(9) en el que el pistón (10) puede deslizarse, y
En el que el émbolo (13) se dispone para actuar
sobre una superficie de contacto (16a) del manguito (16) durante el
modo de anulación.
4. Válvula termostática de mezclado según la
reivindicación 3, en la que el paso (15) es escalonado, formando un
hombro (15a) con una sección de mayor diámetro en el extremo que
mira hacia el cuerpo de válvula que presenta un diámetro que se
corresponde con el diámetro del manguito (16) y con una sección de
menor diámetro en el extremo opuesto que presenta un diámetro que
se corresponde con el diámetro del émbolo (13).
En el que el émbolo (13) en el extremo que mira
hacia el manguito (16) está formado como una horquilla (13a) con
los brazos de horquilla que se extienden más allá del hombro (15a)
en la sección de mayor diámetro (15'), y
En el que un elemento deslizante transversal
(17), insertado en la horquilla (13a), presenta un diámetro que se
corresponde con la sección de mayor diámetro y por tanto descansa
contra el hombro (15a) definiendo dicha posición de tope (12) para
el pistón.
5. Válvula termostática de mezclado según una de
las reivindicaciones 1 a 4, en la que el actuador (11) cuenta con
un medio de empuje (18) para empujar el émbolo (13) durante el modo
de funcionamiento normal, en el que dicho medio se adapta para
liberar el émbolo (13) en el modo de anulación.
6. Válvula termostática de mezclado según la
reivindicación 5, en la que el medio de empuje es un solenoide
(electroimán) (18).
7. Válvula termostática de mezclado según las
reivindicaciones 3 a 6, en la que el actuador cuenta con unos
medios para desplazar la posición de tope (12) para el pistón (10)
durante el modo de funcionamiento normal por medio del tornillo de
ajuste (14).
8. Válvula termostática de mezclado según la
reivindicación 1, en la que el actuador cuenta con unos medios para
desplazar la posición de tope (12) para el pistón (10) durante el
modo de funcionamiento normal por medio del émbolo (13).
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