ES2355527T3 - Regulador de caudal volumétrico, especialmente para instalaciones de climatización y ventilación. - Google Patents
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Abstract
Regulador de caudal volumétrico, especialmente para instalaciones de climatización y ventilación, que comprende una compuerta de regulación (4) alojada en el interior de un canal de circulación (1) recorrido por un medio, capacitada para bascular alrededor de un eje de giro (3) orientado transversalmente a la dirección de flujo (flecha 2) y equipada con una superficie de llegada de flujo atacada por el caudal volumétrico, cuya compuerta está dividida por el eje de giro (3) en una zona parcial (4a) de la compuerta de regulación situada delante del eje de giro (3), visto en la dirección de circulación (flecha 2), es decir, situada por el lado de llegada del flujo, y una zona parcial (4b) de la compuerta de regulación situada detrás del eje de giro (3), visto en la dirección de flujo (flecha 2), es decir, situada por el lado de descarga del flujo, siendo basculable la compuerta de regulación (4) en contra de una fuerza de reposición desde una posición de apertura hasta una posición de cierre bajo la acción del medio circulante que ataca a la compuerta de regulación (4), y basculando nuevamente esta compuerta para volver a la posición de apertura por efecto de la fuerza de reposición al reducirse el caudal volumétrico del medio circulante, caracterizado porque la proporción de la zona parcial (4a) del lado de llegada de flujo de la compuerta de regulación en la superficie total de llegada de flujo de dicha compuerta de regulación (4) es mayor que la proporción de la zona parcial (4b) del lado de descarga de flujo de la compuerta de regulación en la superficie total de llegada de flujo de dicha compuerta de regulación (4), con lo que la proporción de la zona parcial (4a) del lado de llegada de flujo de la compuerta de regulación es de 55% a 58% de la superficie total de llegada de flujo de dicha compuerta de regulación (4).
Description
Regulador de caudal volumétrico, especialmente
para instalaciones de climatización y ventilación.
La invención concierne a un regulador de caudal
volumétrico, especialmente para instalaciones de climatización y
ventilación, que comprende una compuerta de regulación alojada en el
interior de un canal de circulación recorrido por un medio,
capacitada para bascular alrededor de un eje de giro orientado
transversalmente a la dirección de circulación y equipada con una
superficie de llegada de flujo atacada por el caudal volumétrico,
cuya compuerta está dividida por el eje de giro en una zona parcial
de compuerta de regulación que, vista en la dirección de
circulación, se encuentra delante del eje de giro, es decir, en el
lado de llegada del flujo, y una zona parcial de compuerta de
regulación que, visto en la dirección de circulación, se encuentra
detrás del eje de giro, es decir, en la zona de descarga del flujo,
pudiendo ser hecha bascular la compuerta de regulación en contra de
una fuerza de reposición para pasar de una posición de apertura a
una posición de cierre bajo la acción del medio circulante que
ataca a la compuerta de regulación, y basculando nuevamente dicha
compuerta para volver a la posición de apertura por efecto de la
fuerza de reposición al reducirse el caudal volumétrico del medio
circulante.
Se conocen por la práctica reguladores de caudal
volumétrico de esta clase en diferentes versiones. Estos trabajan
de forma mecánicamente automática, ya que el par de giro de la
compuerta de regulación originado por la circulación es compensado
por la fuerza de reposición, que es generada usualmente por un
muelle. Al variarse las condiciones de circulación se modifica
también la posición de basculación de la compuerta de regulación,
de modo que se regula así automáticamente el caudal volumétrico en
el canal de circulación. La fuerza de reposición puede ser
aplicada, por ejemplo, por un muelle que esté construido de modo que
la compuerta de regulación mantenga constante el caudal volumétrico
bajo presiones cambiantes dentro del canal.
Se manifiesta como desventaja el hecho de que
tales reguladores de caudal volumétrico no presentan la precisión
de regulación deseada en el intervalo de regulación de 25 a 50 Pa
(pascales) a consecuencia de tolerancias.
Por tanto, el problema de la invención consiste
en evitar las desventajas antes citadas e indicar un regulador de
caudal volumétrico que presente también, especialmente en intervalos
de regulación de 25 a 50 Pa (pascales), una precisión de regulación
suficientemente alta.
Este problema se resuelve por el hecho de que la
proporción de la zona parcial de la compuerta de regulación del
lado de llegada del flujo en la superficie completa de llegada de
flujo de la compuerta de regulación es más grande que la proporción
de la zona parcial de la compuerta de regulación del lado de
descarga del flujo en la superficie completa de llegada de flujo de
la compuerta de regulación, siendo la proporción de la zona parcial
de la compuerta de regulación del lado de llegada de flujo de 55% a
58% de la superficie completa de llegada de flujo de la compuerta
de regulación.
Dado que la zona parcial de la compuerta de
regulación del lado de llegada del flujo, situada delante del eje
de giro, visto en la dirección de circulación, es mayor que la zona
parcial de la compuerta de regulación del lado de descarga de
flujo, se ejerce así sobre la compuerta de regulación un par de
cierre más alto que en el caso de reguladores de caudal volumétrico
conocidos. Este par de cierre se opone a la fuerza de reposición.
Mediante la ejecución según la invención se mejora la característica
de regulación, ya que la compuerta de regulación, en el caso de
pequeñas variaciones en la presión del canal, opera más activamente
contra la fuerza de reposición del muelle y ofrece una posibilidad
adicional de mantener constancias de caudal volumétrico con
estrechas tolerancias, incluso en intervalos de 25 a 50 Pa
(pascales). Por tanto, la compuerta de regulación reacciona incluso
a bajos caudales volumétricos y alcanza así antes su posición de
regulación.
Esto rige también para caudales volumétricos
mayores que deban regularse. En efecto, para regular grandes
caudales volumétricos son necesarias grandes fuerzas de muelle a fin
de impedir un cierre prematuro de la compuerta de regulación. A
consecuencia de la división según la invención de las proporciones
de las zonas parciales de la superficie de la compuerta de
regulación, se oponen a la fuerza de reposición un mayor par de
cierre y, por tanto, una contrafuerza mayor.
Por supuesto, la zona parcial de la compuerta de
regulación del lado de llegada del flujo y la zona parcial de dicha
compuerta de regulación del lado de descarga del flujo pueden
presentar formas diferentes o bien configuraciones o contornos
diferentes. Son imaginables también rebajos dentro de una zona
parcial de la compuerta de regulación. Relevante es solamente el
que la proporción de la zona parcial de la compuerta de regulación
del lado de llegada del flujo sea más grande que la de la zona
parcial de la compuerta de regulación del lado de descarga del
flujo.
La sección transversal del canal de circulación
es arbitraria, estando adaptada la compuerta de regulación,
respecto de la configuración, a la sección transversal del canal de
circulación. En la posición de cierre no se cierra completamente el
canal de circulación para que, al disminuir el caudal volumétrico,
la compuerta de regulación pueda ser basculada nuevamente hacia la
posición de apertura por efecto de la fuerza de reposición.
Los materiales son arbitrarios. Así, por
ejemplo, el canal de circulación puede ser de metal o de plástico.
Lo mismo rige también para los demás componentes, como, por ejemplo,
la compuerta de regulación.
Por supuesto, pueden estar previstos, además,
unos componentes que amortigüen el movimiento de la compuerta de
regulación, como, por ejemplo, un fuelle o un cilindro. Asimismo, la
configuración y la disposición del componente que genera la fuerza
de reposición, tal como, por ejemplo, el muelle, son arbitrarias. El
componente que genera la fuerza de reposición puede estar previsto
también en el interior del canal de circulación o en la zona del
lado exterior. Por supuesto, el regulador de caudal volumétrico
puede estar configurado también como una unidad enchufable tipo
cajón y puede ser introducida así en un canal de circulación.
El eje de giro puede estar previsto en posición
descentrada, referido a la sección transversal del canal de
circulación, con una desviación de hasta un 20% respecto de la
posición central.
En una forma de realización preferida el eje de
giro puede estar previsto en posición descentrada, referido a la
sección transversal del canal de circulación, con una desviación de
preferiblemente 5 a 15% respecto de la posición central.
En lo que sigue se explican ejemplos de
realización de la invención representados en los dibujos.
Muestran:
La figura 1, una sección longitudinal a través
de un regulador de caudal volumétrico según la invención,
La figura 2, una sección longitudinal a través
de otra forma de realización de un regulador de caudal volumétrico
según la invención y
La figura 3, una sección longitudinal a través
de un regulador de caudal volumétrico según la invención configurado
como una unidad enchufable tipo cajón.
En todas las figuras se emplean símbolos de
referencia coincidentes para componentes iguales o equivalentes.
En las figuras se representan formas de
realización diferentes de reguladores de caudal volumétrico con una
compuerta de regulación 4 alojada en el interior de un canal de
circulación 5 recorrido por un medio y capaz de bascular alrededor
de un eje de giro 3 orientado transversalmente a la dirección de
circulación (flecha 2). Cada compuerta de regulación 4 presenta una
superficie de llegada de flujo total que mira en sentido contrario
a la dirección de circulación (flecha 2) y que es atacada por el
caudal volumétrico.
El eje de giro 3 divide la superficie completa
de llegada de flujo de la compuerta de regulación 4 en una zona
parcial 4a de dicha compuerta de regulación situada delante del eje
de giro 3, visto en la dirección de circulación (flecha 2), es
decir, situada por el lado de llegada del flujo, y una zona parcial
4b de la compuerta de regulación situada detrás del eje de giro 3,
visto en la dirección de circulación (flecha 2), es decir, situada
por el lado de descarga del flujo. Como puede deducirse de las
figuras, la zona parcial 4a de la compuerta de regulación del lado
de llegada del flujo es aquí más grande que la zona parcial 4b de
dicha compuerta de regulación del lado de descarga del flujo. El eje
de giro 3 está previsto aquí en una ubicación descentrada con
respecto a la posición central 5, referido a la sección transversal
del canal de circulación 1.
En el canal de circulación 1 está alojado un
disco de leva 7 que puede bascular alrededor de un punto de giro 6
y que puede ser inmovilizado con un mecanismo no representado para
fijarlo en posiciones de basculación diferentes. Para regular el
valor nominal se ha previsto una graduación de escala 8. Después de
soltar el mecanismo de fijación se pueden ajustar al valor nominal
correcto una aguja 9 prevista y, por tanto, la compuerta de
regulación 4.
En el disco de leva 7 está fijado un extremo de
un muelle laminar concebido como muelle 10. El otro extremo del
muelle 10 está unido articuladamente con la compuerta de regulación
4 a través de una barra de unión 11 o un cable de unión. La
compuerta de regulación 4 es basculable en la dirección de la flecha
12 desde una posición de apertura, bajo la acción de las fuerzas de
circulación del caudal volumétrico, en contra de la fuerza de
reposición generada por un muelle laminar 10.
En la figura 1 se representa con línea de trazos
la posición de la compuerta de regulación 4 y la barra de unión 11,
incluyendo el muelle 10, cuando la compuerta de regulación 4 se ha
movido ya un poco desde su posición de apertura en dirección a su
posición de cierre.
En la figura 2 la fuerza de reposición es
establecida por un muelle de tracción, un extremo del cual ataca en
la compuerta de regulación 4. El otro extremo ataca en un brazo de
palanca 13 que está unido con el canal de circulación 1 a través de
una fijación giratoria 14. El brazo de palanca 13 puede ser
desplazado en la dirección de la flecha 15 para regular el valor
nominal. Una graduación de escala 8 y una aguja 9 montada de manera
correspondiente en el brazo de palanca 13 permiten el ajuste
correcto del valor nominal.
El brazo de palanca 13 puede estar previsto en
el interior del canal de circulación 1. En la zona de la fijación
14 está previsto entonces un rebajo en el canal de circulación 1, de
modo que la fijación 14 puede ser regulada desde fuera del canal de
circulación 1 para variar el valor nominal.
Por supuesto, es posible también que el brazo de
palanca 13 esté dispuesto fuera del canal de circulación 1 para
lograr una sencilla regulación. El muelle 10 no ataca entonces
directamente en la zona parcial 4a de la compuerta de regulación
del lado de llegada del flujo. Por el contrario, en tal forma de
realización el eje de giro 3 se extiende hacia fuera del canal de
circulación 1 y presenta en un extremo, por ejemplo, un brazo de
palanca en el que ataca el muelle 10.
En la figura 3 el regulador de caudal
volumétrico está realizado en forma de una unidad enchufable tipo
cajón. Para que el regulador de caudal volumétrico pueda fijarse en
un tramo de canal 16 se han previsto en el lado exterior unos
garfios 17 configurados como mecanismo de fijación. Estos son de
construcción elástica, de modo que el regulador de caudal
volumétrico puede introducirse fácilmente en el tramo de canal 16 y
también puede extraerse nuevamente de éste con facilidad. Además,
está previsto como junta un labio de sellado 18 que mira en sentido
contrario a la dirección de circulación (flecha 2), de modo que se
encuentra sellada la rendija 19 de forma anular que queda entre el
regulador de caudal volumétrico y el tramo de canal 16.
En el lado de descarga de flujo de la compuerta
de regulación 4 se encuentra un tope 20 que limita la posición de
apertura de dicha compuerta de regulación 4. En el ejemplo de
realización representado el tope 4 está montado en forma giratoria
alrededor de un eje de giro 21, estando dispuesto el eje de giro 21
a poca distancia del eje de giro 3 de la compuerta de regulación 4
y en posición aproximadamente centrada, referido a la posición
central 5 del canal de circulación 1.
En el ejemplo de realización representado en la
figura 3 se genera también la fuerza de reposición por medio de un
mecanismo de reposición configurado como un muelle laminar 10. El
muelle laminar 10 está engatillado en un extremo por medio de una
pinza 22 contra el extremo del tope 20 que queda alejado del eje de
giro 21 de dicho tope 20. Para fijar la posición del tope 20 puede
estar prevista, por ejemplo, en posición terminal en al menos un
extremo del eje de giro 21 que atraviesa el canal de circulación 1
una rosca sobre la cual se atornilla un tornillo. Para variar
posteriormente la posición relativa del tope 20 es necesario
únicamente soltar el tornillo. Por supuesto, son imaginables otros
mecanismos de fijación.
Debido a la pequeña distancia entre el eje de
giro 21 del tope 20 y el eje de giro 3 de la compuerta de regulación
4 se varía tan sólo ligeramente la característica elástica del
muelle laminar 10 al variar la posición relativa del tope 20 por
giro del mismo. Por supuesto, es posible también que coincidan el
eje de giro 3 de la compuerta de regulación 4 y el eje de giro 21
del tope 20, de modo que se mantenga casi inalterada la
característica elástica al variar la posición relativa del tope
20.
Para amortiguar la compuerta de regulación 4 a
consecuencia de repentinas fluctuaciones del caudal volumétrico
dentro del canal de circulación 1 se ha dispuesto un fuelle 23 en el
lado de descarga del flujo de la compuerta de regulación 4. El
fuelle 23 presenta una abertura de entrada 24 que, en la zona del
lado de llegada del flujo, está prevista en la zona parcial 4b del
lado de descarga de flujo de la compuerta de regulación 4.
Claims (3)
1. Regulador de caudal volumétrico,
especialmente para instalaciones de climatización y ventilación, que
comprende una compuerta de regulación (4) alojada en el interior de
un canal de circulación (1) recorrido por un medio, capacitada para
bascular alrededor de un eje de giro (3) orientado transversalmente
a la dirección de flujo (flecha 2) y equipada con una superficie de
llegada de flujo atacada por el caudal volumétrico, cuya compuerta
está dividida por el eje de giro (3) en una zona parcial (4a) de la
compuerta de regulación situada delante del eje de giro (3), visto
en la dirección de circulación (flecha 2), es decir, situada por el
lado de llegada del flujo, y una zona parcial (4b) de la compuerta
de regulación situada detrás del eje de giro (3), visto en la
dirección de flujo (flecha 2), es decir, situada por el lado de
descarga del flujo, siendo basculable la compuerta de regulación
(4) en contra de una fuerza de reposición desde una posición de
apertura hasta una posición de cierre bajo la acción del medio
circulante que ataca a la compuerta de regulación (4), y basculando
nuevamente esta compuerta para volver a la posición de apertura por
efecto de la fuerza de reposición al reducirse el caudal
volumétrico del medio circulante, caracterizado porque la
proporción de la zona parcial (4a) del lado de llegada de flujo de
la compuerta de regulación en la superficie total de llegada de
flujo de dicha compuerta de regulación (4) es mayor que la
proporción de la zona parcial (4b) del lado de descarga de flujo de
la compuerta de regulación en la superficie total de llegada de
flujo de dicha compuerta de regulación (4), con lo que la
proporción de la zona parcial (4a) del lado de llegada de flujo de
la compuerta de regulación es de 55% a 58% de la superficie total
de llegada de flujo de dicha compuerta de regulación (4).
2. Regulador de caudal volumétrico según la
reivindicación anterior, caracterizado porque el eje de giro
(3) está previsto en una posición descentrada, referido a la sección
transversal del canal de circulación (1), con una desviación de
hasta un 20% respecto de la posición central (5).
3. Regulador de caudal volumétrico según la
reivindicación anterior, caracterizado porque el eje de giro
(3) está previsto en una posición descentrada, referido a la sección
transversal del canal de circulación (1), con una desviación de
preferiblemente 5 a 15% respecto de la posición central (5).
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