ES2332817T3 - Vavula disparadora. - Google Patents
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Abstract
Válvula para generar un flujo de fluido presurizado en respuesta a una orden, que comprende: un conducto de descarga (2) para descargar dicho fluido presurizado; un cuerpo de válvula (1) que rodea dicho conducto de descarga (2); una cámara (A) que conecta dicho conducto de descarga (2) con dicho cuerpo de válvula (1); una tapa (6) que recubre dicho conducto de descarga (2) y que forma dicha cámara (A); una membrana flexible (12) posicionada dentro de dicha cámara (A); caracterizada porque dicha tapa (6) comprende un orificio de acceso (9, 20) para cargar dicho cuerpo de válvula (1), fluyendo dicho fluido presurizado en dicha cámara (A) a través de dicho orificio de acceso (9, 20) a través de una serie de orificios (20) dispuestos radialmente, presionando sobre dicha membrana flexible (12), que está cerrando dicho conducto de descarga (2) y se flexiona en la proximidad de su borde exterior, para permitir que dicho fluido presurizado fluya en dicho cuerpo de válvula (1); y para mandar la descarga de dicho fluido presurizado; dicho conducto de descarga (2) comprende una rejilla (5), en la parte del mismo que comunica con dicha cámara (A); dicha membrana flexible (12) está fijada al centro de dicha rejilla (5).
Description
Válvula disparadora.
La presente invención se refiere a una válvula
disparadora o válvula de descarga rápida para la fluidificación de
material granular y pulverulento de acuerdo con la el preámbulo de
la reivindicación principal.
En el estado de la técnica, al preparar cementos
o aglomerados de distintos tipos, se emplean materiales granulares
o pulverulentos, alimentados desde tolvas o silos.
Estos materiales tienden, a menudo, a
experimentar una compactación y crear grumos sólidos o puentes que
obstaculizan o incluso impiden la salida del material.
Por lo general, estos grumos sólidos son
desintegrados y sus materiales constituyentes son fluidificados por
potentes chorros de aire o de otros gases o fluidos comprimidos con
el empleo de una técnica conocida por el nombre de
"disparar".
Esta técnica suministra de forma instantánea una
gran cantidad de fluido comprimido, por ejemplo aire o nitrógeno, a
elevada presión en la proximidad de estos grumos sólidos, para
producir ondas de impacto que los desintegran.
La cantidad de fluido introducida debe ser tal
como para dispersar totalmente su energía cinética en el material
presente en el silo o tolva.
Las válvulas disparadoras actuales comprenden un
elemento valvular, por lo general un pistón, que golpea con
violencia contra un elemento contraactivo, con el resultado de que
con el transcurso del tiempo sufre un desgaste con lo cual se
produce una reducción del sello.
Por ejemplo, la solicitud de patente nº
ITBG2001A0037, a nombre del solicitante de la presente, describe una
válvula disparadora que comprende partes intercambiables. Esta
patente incluye un pistón cavador que durante su movimiento golpea
con violencia contra una sección de descarga y una tapa de cierre.
El pistón metálico es voluminoso y hace que la válvula sea pesada y
costosa.
Además, hay que guiar el pistón en su movimiento
mientras al mismo tiempo se asegura un sellado lateral.
Se conocen válvulas que emplean membranas
flexibles, por ejemplo de la patente US nº 5.090.659 y el documento
EP 423 572. Estas válvulas están constreñidas en los lados de la
válvula, o comprenden medios para guiar la membrana durante sus
movimientos. El documento GB 2130183 da a conocer un sistema para
descargar materiales pulverulentos de contenedores.
Un objetivo de la presente invención, por lo
tanto, es proporcionar una válvula disparadora que permita superar
los inconvenientes citados anteriormente, siendo un objetivo
particular proporcionar una válvula disparadora ligera y de bajo
coste.
Otro objetivo es alcanzar un menor desgaste y,
por tanto, una mejora del sello en el transcurso del tiempo.
Dichos objetivos se alcanzan con una válvula
disparadora, cuyas características inventivas se definen en las
reivindicaciones adjuntas.
La invención se pondrá más claramente de
manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada de una
forma de realización preferida, proporcionada a título de ejemplo no
limitativo haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los
cuales:
la Figura 1 es una vista en sección longitudinal
a través de la válvula de acuerdo con la invención, estando el
elemento valvular elevado;
la Figura 2 muestra la válvula vista superior al
nivel de la tapa;
la Figura 3 muestra la válvula vista superior,
al nivel de la rejilla.
Haciendo referencia a las figuras adjuntas, se
puede ver que la válvula disparadora de la invención comprende un
cuerpo de válvula cilíndrico que contiene un conducto de salida 2,
que se abre por debajo del cuerpo de válvula 1 con un extremo 3
provisto de pestaña. El cuerpo de válvula 1 rodea periféricamente
todo el conducto de descarga 2. En un lado, el cuerpo de válvula 1
está conectado a un conducto acumulador 4, provisto también de
pestaña en su extremo, que sirve para conectar el cuerpo de válvula
a un receptor local de aire comprimido, no mostrado en aras de la
simplicidad. Una rejilla 5 está presente en el extremo superior del
conducto de descarga. Además de tener la configuración mostrada en
las figuras, la rejilla 5 puede adoptar también la forma de un aro
circular que soporta dos varillas posicionadas a lo largo de dos
diámetros del aro, para formar una cruz. Una tapa 6 cierra la
válvula por arriba y está fijara de manera segura al cuerpo de
válvula 1 mediante pernos 7. El sello entre el cuerpo de válvula y
la tapa viene proporcionado por la junta 8. La tapa 6 presenta un
orificio de acceso 9 y su superficie interior 10 es simétrica
axialmente y está configurada para proporcionar una punta central
que se extiende hacia el interior de la válvula y se degrada hacia
fuera con una inclinación gradualmente menor. La superficie
interior 10 de la tapa presenta un perfil substancialmente continuo
sin cambios repentinos de inclinación, estando redondeada la punta
11.
La distancia entre la superficie interior 10 de
la tapa 6 y la rejilla 5 por debajo de ella presenta su valor
mínimo en el centro correspondiente a la punta 11 y aumenta
gradualmente a medida que se aleja del centro.
El orificio de acceso 9 conduce a la cámara A a
través de una serie de orificios 20 dispuestos radialmente.
Por debajo de la tapa 6 y por encima de la
rejilla 5, está dispuesto un elemento valvular 12 formado a partir
de una membrana circular flexible pero robusta, por ejemplo hecha de
caucho, poliuretano, vitón, distintos elastómeros, o acero
armónico, con una dureza de entre 50 y 100 Shore.
Se representa en su posición levantada o abierta
por la referencia numérica 12a y en su posición cerrada por la
referencia numérica 12b.
Dicho elemento valvular 12 está presionado, y
por lo tanto constreñido, en su centro contra la rejilla 5 por la
punta 11 de la tapa 6. Se halla, por lo tanto, restringido
centralmente, mientras se halla libre para flexionar en su borde
exterior.
Cabe considerar una cámara A definida por el
área dentro de la cual el elemento valvular 12 puede mover, o sea,
entre la tapa 6 y el límite superior del cuerpo de válvula 1 y de la
rejilla 5 posicionada en el extremo del conducto de descarga 2
(elementos que se hallan alineados mutuamente de forma horizontal);
una cámara B definida por el conducto de descarga 2; y una cámara C
definida por el área entre el cuerpo de válvula 1 y el conducto de
descarga 2.
Cuando está en su posición horizontal 12b, dicho
elemento valvular 12 cierra el conducto de descarga 2, tal como
para separar la cámara B de la cámara C del cuerpo de válvula 1 que
la rodea.
Cuando está en su posición 12a junto a la
superficie 10, dicho elemento valvular 12 une la cámara B con la
cámara C a través de la cámara A.
Se puede ver la pestaña del cuerpo de válvula 1
en su exterior y la rejilla en su interior, formando ésta última o
bien una sola pieza con la pieza fundida o estando alojada en el
extremo superior del conducto de descarga 2.
La punta 11 presenta un tamaño tal como para
presionar el elemento valvular 12 en su centro contra la rejilla
5.
El funcionamiento de la válvula comprende dos
etapas: una etapa de carga y una etapa de descarga.
En la etapa de carga, el fluido presurizado
entra en la cámara A a través de los orificios de acceso 9 y 20
para presionar contra el elemento valvular 12 que, estando
constituido por una membrana flexible y descansando sobre la
rejilla 5, cierra el conducto de descarga 2 al flexionar en la
proximidad de su borde exterior como resultado de la presión del
fluido, para permitir el fluido entrante a pasar a la cámara C y a
continuación en el conducto
\hbox{acumulador 4.}
Alternativamente, se puede proporcionar un
pequeño orificio de paso en el elemento valvular 12 para conectar
las cámaras A y C cuando el elemento valvular está en la posición
12b.
Por este medio, el fluido entra en la cámara A y
fluye a través del conducto acumulador 4 a una vasija (no
representada) destinada a contener fluido a elevada presión, en una
cantidad suficiente para un disparo de descarga.
El fluido continúa fluyendo y acumulándose en la
vasija hasta que la presión iguala la del conducto principal de
suministro.
Al final de la etapa de carga, igualando la
presión interna del conducto acumulador 4 la presión de suministro,
el elemento valvular 12 adopta su posición de reposo plana 12b, para
adherir debidamente a la rejilla 5 y al borde exterior del conducto
2 por el efecto de la diferencia de presión entre la superficie
superior del elemento valvular 12 y su superficie inferior en
contacto con el conducto de descarga 2, en el que el aire
presurizado no está presente.
Cuando se requiere una descarga rápida de
fluido, se vacía la cámara A con una descarga rápida, o se aplica
un vacío. Esto se realiza aplicando un vacío a través de los
orificios de acceso 9 y 20, que comunican directamente con la
cámara A. Los orificios 9 y 20 están conectados normalmente a un
compresor que proporciona aire comprimido (por ejemplo,
aproximadamente a 10 bar) para cargar el receptor local y mantenerlo
cargado. Cuando se acciona la válvula, se aplica un vacío a este
circuito mediante medios conocidos. El borde del elemento valvular
12, de forma anular circular, es forzado hacia arriba por la
presión contra la superficie interior 10 de la tapa 6 a su posición
12a, por la anulación de la contrapresión ejercida en la cámara A,
para cerrar los orificios 20 y actuar como válvula
antirretorno.
Cuando la presión normal vuelve a través de los
orificios 9 y 20, el elemento valvular 12 vuelve a su posición 12b
para volver a cargar el receptor local conectado al conducto
acumulador 4 del cuerpo de válvula 1.
El desplazamiento del elemento valvular 12 a la
posición 12a es instantáneo, y estando el elemento valvular en esta
posición el fluido presurizado que llega del conducto acumulador 4
se vuelca en la cámara C, a continuación en la cámara A y
finalmente en la cámara B, desde donde es suministrado a través del
conducto de descarga 2 a la región en la cual se han formado los
sólidos aglomerados que se han de fluidificar.
El movimiento del elemento valvular 12 es
instantáneo, por tanto la descarga del fluido presurizado a través
del conducto de descarga 2 es capaz de original ondas de impacto
capaces de aplastar y fluidificar los aglomerados compactados.
De acuerdo con la presente invención, se obtiene
un aumento del régimen de apertura del conducto de descarga debido
al volumen reducido de la cámara directriz A, y debido a la ligereza
del elemento valvular 12 en comparación con los pistones de la
técnica conocida.
Puesto que el elemento valvular 12 consiste en
una membrana flexible y es de inercia insignificante, la válvula es
muy compacta, pesa poco, es de apertura rápida del elemento valvular
y exenta de los problemas de fricción encontrados generalmente en
un pistón pesado que desliza rápidamente dentro de un cilindro.
El elemento valvular 12 de membrana puede
fijarse en su centro, por ejemplo por un perno entre una rejilla
amovible y la punta interna.
Una característica ventajosa de la invención es
que al fijar el elemento valvular 12 por su centro, cuando se
levanta su borde se abre una gran sección transversal de paso para
la descarga rápida del fluido presurizado en el conducto de
descarga 2. Al mismo tiempo, el diámetro del elemento valvular 12, y
por lo tanto de la válvula, permanece pequeño.
Por ejemplo, si el elemento valvular 12
estuviera fijado a lo largo de su borde circular exterior, para
lograr la misma sección transversal de paso se necesitaría una
circunferencia mucho mayor, con el aumento consiguiente del tamaño
del elemento valvular 12 y de todo el cuerpo de válvula que, siendo
de metal, tendría un peso considerablemente mayor.
El elemento valvular 12 debe estar fijado en
algún punto de la válvula, y/o estar guiado durante su carrera, al
contrario podría verse desplazado de su asiento óptimo y quedar
posicionado de una manera que no le dejara realizar las operaciones
exigidas. Al fijarlo por su centro, se logran unas ventajas
considerables, como ya se ha indicado antes.
Otra característica ventajosa es que la rejilla
5 puede estar alojada simplemente en el cuerpo de válvula sin
realizarse de una sola pieza con el cuerpo de válvula o con el
conducto de descarga 2. Ello permite una construcción más sencilla
de la válvula.
Como alternativa a la fijación central del
elemento valvular 12, la fijación puede ser transversal a lo largo
de un diámetro del elemento valvular 12 y la tapa 6 en lugar de
presentar una punta central podría adoptar la forma de ala de
gaviota.
Claims (9)
1. Válvula para generar un flujo de fluido
presurizado en respuesta a una orden, que comprende:
un conducto de descarga (2) para descargar dicho
fluido presurizado;
un cuerpo de válvula (1) que rodea dicho
conducto de descarga (2);
una cámara (A) que conecta dicho conducto de
descarga (2) con dicho cuerpo de válvula (1);
una tapa (6) que recubre dicho conducto de
descarga (2) y que forma dicha cámara (A);
una membrana flexible (12) posicionada dentro de
dicha cámara (A);
caracterizada porque dicha tapa (6)
comprende un orificio de acceso (9, 20) para cargar dicho cuerpo de
válvula (1), fluyendo dicho fluido presurizado en dicha cámara (A)
a través de dicho orificio de acceso (9, 20) a través de una serie
de orificios (20) dispuestos radialmente, presionando sobre dicha
membrana flexible (12), que está cerrando dicho conducto de
descarga (2) y se flexiona en la proximidad de su borde exterior,
para permitir que dicho fluido presurizado fluya en dicho cuerpo de
válvula (1); y para mandar la descarga de dicho fluido presurizado;
dicho conducto de descarga (2) comprende una rejilla (5), en la
parte del mismo que comunica con dicha cámara (A); dicha membrana
flexible (12) está fijada al centro de dicha rejilla (5).
2. Válvula según la reivindicación 1,
caracterizada porque dicho cuerpo de válvula (1) se puede
conectar a un receptor local de dicho fluido presurizado.
3. Válvula según la reivindicación 1,
caracterizada porque dicho fluido presurizado es aire
comprimido.
4. Válvula según la reivindicación 1,
caracterizada porque dicha membrana flexible (12) está fijada
entre el centro de dicha rejilla (5) y una punta central de dicha
tapa (6) por medio de un perno; estando separada dicha rejilla (5)
de dicho cuerpo de válvula (1).
5. Válvula según la reivindicación 1,
caracterizada porque dicha tapa (6) presenta una superficie
interior provista de una punta central que sobresale en dicha
cámara (A) y retiene dicha membrana flexible (12) contra el centro
de dicha rejilla (5).
6. Válvula según la reivindicación 1,
caracterizada porque, cuando está en su posición de reposo,
dicha membrana flexible (12) cierra dicho conducto de descarga (2)
y permite que dicho fluido presurizado fluya de dicho orificio de
acceso (9, 20) a dicho cuerpo de válvula (1).
7. Válvula según la reivindicación 1,
caracterizada porque dicha membrana flexible (12), en
respuesta a dicha orden en forma de la presencia de un vacío a
través de dicho orificio de acceso (9, 20), hace que dicho cuerpo
de válvula (1) sea accesible a dicho conducto de descarga (2).
8. Válvula según la reivindicación 1,
caracterizada porque dicha membrana flexible (12) está fijada
a lo largo de un diámetro de dicha rejilla (5).
9. Válvula según la reivindicación 1,
caracterizada porque dicha membrana flexible (12) presenta
una dureza comprendida entre 50 y 100 Shore.
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