Inventos patentados en España.

Inventos patentados en España.

Inventos patentados en España en los últimos 80 años. Clasificación Internacional de Patentes CIP 2013.

VALVULA DE CONTROL DE FLUJO PARA SISTEMAS DE REFRIGERACION.

Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen:

Una válvula de control de flujo que comprende:

un cuerpo de válvula (12) que define una sección de entrada de fluido

(16), una sección de salida de fluido (18), y una puerta de conexión (20) que interconecta las secciones de entrada y de salida, y

un mecanismo de válvula que comprende:

un actuador, y

una unidad de válvula (40) conectada funcionalmente al actuador para ser movida por medio de éste a lo largo de un eje longitudinal que se extiende a través de un centro de la puerta de conexión (20) y que incluye una superficie de cierre de puerta (99), siendo la unidad de válvula (40) móvil a lo largo del eje entre una posición delantera de cierre de puerta y una posición trasera de cierre de puerta, incluyendo la unidad de válvula (40) extremos frontal y posterior en cada lado de superficie de cierre de puerta (99) interconectados por un conducto de equilibrado de presión,

caracterizado por una parte frontal del conducto de equilibrado de presión que comprende al menos una ranura (110) formada en una superficie extrema frontal de la unidad de válvula (40) y que se extiende a través de ella en una dirección transversal a la del eje longitudinal desde el eje hasta una periferia de la unidad de válvula (40), extendiéndose la ranura (110) a lo largo del eje longitudinal desde la superficie extrema frontal hasta una situación al menos a mitad del recorrido desde la parte más delantera de la superficie extrema frontal hasta la superficie de cierre de puerta (99).

Solicitante: DANFOSS A/S.

Nacionalidad solicitante: Dinamarca.

Dirección: DANFOSS A/S10010710604 01 801 260,6430 NORDBORG.

Inventor/es: JOHNSEN,HANS,CHRISTIAN, HOLST,JØRGEN, KLOPPENBORG-SKRUMSAGER,MIKKEL.

Fecha de Publicación de la Concesión: 1 de Julio de 2010.

Fecha Concesión Europea: 3 de Marzo de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes: F16K1/52 (..Dispositivos para la regulación adicional del consumo), F16K1/10 (...en las cuales el husillo está inclinado con relación a la dirección general del flujo), F16K39/02C.

Clasificación PCT: F25B41/04 (.Disposición de las válvulas en sí (válvulas F 16 K)), F16K39/02 (.en el caso de válvulas que se alzan).

Clasificación antigua: F25B41/04 (.Disposición de las válvulas en sí (válvulas F 16 K)), F16K39/02 (.en el caso de válvulas que se alzan).

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VALVULA DE CONTROL DE FLUJO PARA SISTEMAS DE REFRIGERACION.
Descripción:

Válvula de control de flujo para sistemas de refrigeración.

Fundamentos del invento

El presente invento se refiere a una válvula de control de flujo, especialmente para el uso en sistemas de refrigeración para controlar el flujo de refrigerante.

Un sistema de refrigeración incluye típicamente un compresor, un condensador, un evaporador, y una válvula de control de flujo que dosifica el flujo de refrigerante al evaporador y convierte el líquido refrigerante en una mezcla de líquido y vapor. La válvula de control de flujo está posicionada aguas arriba del evaporador, donde funciona como una válvula de expansión para convertir el refrigerante líquido sub-enfriado, a alta presión, en una mezcla de líquido y vapor a baja temperatura, a baja presión. También, una válvula de control de flujo podría estar posicionada aguas abajo del evaporador (es decir, entre el evaporador y el compresor), donde funciona como una válvula de succión para regular la presión de evaporación en el evaporador.

La válvula de control de flujo comprende típicamente conductos de entrada y salida interconectados por una puerta de conexión que está bordeada por un asiento de válvula. Un elemento de válvula está dispuesto para ser movido hacia y distanciándose del asiento de válvula por un actuador, tal como un solenoide eléctrico o un motor paso a paso.

Cuando una válvula de control de flujo semejante se usa en un sistema de refrigeración, habrá una diferencia de presión de una parte a otra del elemento de válvula, la cual creará una fuerza resultante a ser superada por el actuador. Cuanto mayor sea la fuerza, más fuerte tiene que ser el actuador. Puesto que los costes del actuador en general aumentan con la potencia en aumento, es conveniente mantener baja la fuerza a ser superada por el actuador para reducir los costes del actuador. Una manera de reducir la fuerza está dada a conocer en el documento US 3,700,209. Sin embargo, la válvula dada a conocer requiere una considerable precisión durante la fabricación.

Otro aspecto de usar una válvula de control de flujo semejante se presenta cuando se usa como válvula de succión en un sistema de refrigeración, porque el tamaño de la puerta de conexión debe ser suficientemente grande para suministrar un abundante flujo a través de ella durante condiciones de caídas a baja presión. Debido a su tamaño relativamente grande, es difícil mantener un flujo medido con precisión a través de la puerta de conexión cuando la válvula está abierta sólo ligeramente. Por ejemplo, durante periodos de altas demandas de refrigeración, la válvula de succión debería estar abierta sólo ligeramente (por ejemplo a 2,5-3,5% de la apertura máxima). Bajo estas condiciones, una ligera inexactitud en el valor de apertura de válvula puede producir un cambio relativamente grande en el flujo de fluido. Conseguir un flujo preciso se hace aún más difícil si el actuador es un motor paso a paso que puede posicionar el elemento de válvula en sólo un limitado número de posiciones. En el caso de que el compresor esté siendo accionado por un motor de combustión interna, un caudal de flujo que sea demasiado bajo o incluso terminado puede causar que el motor de combustión interna se ahogue.

Un problema diferente puede encontrarse cuando un sistema de refrigeración es transportado desde un fabricante a un cliente, puesto que puede haber refrigerante en una parte del circuito de refrigerante situada entre la válvula de expansión o válvula de succión y otra válvula. Si el sistema fuera expuesto a temperaturas suficientemente altas, la presión del refrigerante podría aumentar hasta un grado tal que una de las válvulas o la canalización podría romper- se.

Por ello, un objeto del invento es conseguir un buen equilibrado del elemento de válvula de una manera favorable para la fabricación.

Otro objeto del invento es proporcionar una válvula de control de flujo capaz de proporcionar un flujo bajo medido con precisión.

Todavía otro objeto es proporcionar una válvula de control de flujo semejante que sea accionada por un motor paso a paso.

Aún otro objeto es proporcionar una válvula de control de flujo semejante que pueda funcionar como una válvula de expansión o una válvula de succión en un sistema de refrigeración.

Otro objeto es proporcionar una válvula de control de flujo que pueda eliminar altas presiones generadas por altas temperaturas afrontadas por el sistema, por ejemplo cuando está siendo transportado o almacenado.

Sumario del invento

Al menos algunos de los objetos del presente invento se consiguen mediante una válvula de control de flujo según la reivindicación 1 que comprende un cuerpo de válvula y un mecanismo de válvula. El cuerpo de válvula define una sección de entrada de fluido, una sección de salida de fluido, y una puerta de conexión que interconecta las secciones de entrada y de salida.

El mecanismo de válvula comprende un actuador y una unidad de válvula conectada funcionalmente al actuador para ser movida por medio de éste a lo largo de un eje longitudinal que se extiende a través de un centro de la puerta de conexión e incluye una superficie de cierre de la puerta. La unidad de válvula es móvil a lo largo del eje entre una posición delantera de cierre de puerta y una posición trasera de apertura de puerta. La unidad de válvula incluye extremos frontal y posterior interconectados por un conducto de equilibrado de presión. Una parte delantera del conducto de equilibrado de presión comprende una ranura formada en una superficie extrema delantera de la unidad de válvula y que se extiende a través de ella en una dirección transversal a la del eje longitudinal desde el eje hasta una periferia de la unidad de válvula. La ranura se extiende a lo largo del eje longitudinal desde la superficie extrema frontal hasta una situación al menos a mitad del recorrido desde la parte más delantera de la superficie extrema frontal hasta la superficie de cierre de la puerta.

La unidad de válvula incluye preferentemente un elemento de válvula que incluye un conducto de purga que se extiende a través de él para comunicar la sección de entrada de fluido con la sección de salida de fluido. El tapón de purga está conectado funcionalmente al actuador y es móvil por medio de éste con relación al elemento de válvula para abrir el conducto de purga con el elemento de válvula en una posición de cierre de puerta.

Preferentemente, el tapón de purga está montado en el elemento de válvula y dispuesto para transmitir los movimientos de apertura de puerta y cierre de puerta desde el actuador al elemento de válvula. El tapón de cierre está dispuesto para ser abierto en una fase inicial del movimiento de apertura de puerta anterior a la transmisión del movimiento de apertura de puerta al elemento de válvula.

Breve descripción de los dibujos

Los objetos y ventajas del invento resultarán evidentes después de la siguiente descripción detallada de realizaciones preferidas del mismo en relación con los dibujos adjuntos en los cuales número iguales designan elementos iguales.

La Figura 1 es una vista en sección longitudinal tomada a través de una válvula de control de flujo según el presente invento.

La Figura 2 es una vista parcial aumentada de la Figura 1, con un elemento de válvula en un estado cerrado, y con un conducto de purga en un estado abierto.

La Figura 3 es una vista en sección longitudinal en despiece a través de una unidad de válvula de la válvula de control de flujo.

La Figura 4 es una vista en sección longitudinal a través de la unidad de válvula, con un conducto de purga mostrado en un estado cerrado en el lado izquierdo de la Figura, y abierto en el lado derecho de la Figura.

La Figura 5 es una frontal en perspectiva del mecanismo de la válvula de control de flujo, parcialmente roto y separado para mostrar el extremo frontal de la unidad de válvula.

La Figura 6 es una vista lateral en alzado de una unidad de válvula modificada.

La Figura 7 es una vista extrema frontal de la unidad de válvula de la Figura 6.

La Figura 8 es una vista frontal en perspectiva de la unidad de válvula de la Figura 6.

Descripción de las realizaciones preferidas

En la Figura 1 está representada una válvula de control de flujo 10 que incluye un cuerpo de válvula 12, y un mecanismo de válvula 14 conectado a éste para controlar el flujo de fluido a través del cuerpo de válvula. La válvula de control de flujo 10 es idealmente, pero no exclusivamente, adecuada para el uso en un sistema de refrigeración en el cual puede ser empleada como una válvula de expansión dispuesta aguas arriba de un evaporador para controlar el suministro de refrigerante líquido a la evaporación, o como una válvula de succión dispuesta aguas abajo del evaporador para controlar la presión de evaporación en el operador.

En ese respecto, el cuerpo de válvula forma un par de secciones de control de flujo 16, 18, cada una de las cuales puede servir como una sección de entrada de flujo o una sección de salida de flujo. Por ejemplo, cuando la válvula de control de flujo 10 funciona como una válvula de expansión, la sección de flujo 16 constituiría una sección de entrada de flujo y la sección de flujo 18 constituiría una sección de salida de flujo. A la inversa, si la válvula de control de flujo tuviera que ser empleada como una válvula de succión, la sección de flujo 18 constituiría una sección de entrada de flujo y la sección de flujo 16 constituiría una sección de salida de flujo. Las secciones de flujo 16, 18 están alineadas a lo largo de una línea central CL, y cada una de las secciones de flujo 16, 18 está acoplada a un conducto respectivo 16a, 18a.

Con referencia a la Figura 2, puede observarse que el cuerpo de válvula 12 incluye una puerta de conexión 20 que comunica las secciones de flujo 16, 18 una con otra. La puerta de conexión 20 está bordeada por un asiento de válvula 22. El cuerpo de válvula 12 también forma una abertura de mirilla 24 y un espacio de válvula 26.

El mecanismo de válvula 14 comprende una unidad de válvula 40 y un mecanismo actuador 42 para desplazar la unidad de válvula.

El mecanismo actuador 42 está asegurado al cuerpo de válvula 12 por medio de una camisa de cierre 44 que incluye un manguito de guía 46 roscado exteriormente y una cabeza 48 roscada interiormente. El manguito 46 está asegurado a rosca dentro del espacio de válvula 26 del cuerpo de válvula 12 para formar una cámara 50 bordeada por una superficie de guía cilíndrica 52 del manguito de guía 46. La superficie de guía cilíndrica define un eje longitudinal L que pasa a través del centro de la puerta de conexión y forma un ángulo oblicuo a con la línea central CL.

Montada a rosca en la cabeza 48 está una parte inferior 60 de una caja de motor 62 del mecanismo actuador. Una parte superior 64 de la caja está conectada a rosca a la parte inferior 60 de la caja para formar con ella un compartimiento en el que está montado un actuador, comprendiendo el actuador preferentemente un motor eléctrico paso a paso 70. El motor paso a paso 70 incluye un eje de salida 72 que tiene dientes de engrane que engranan con los dientes de engrane de un engranaje de piñón 74. El engranaje de piñón 74 también incluye dientes que engranan con un engranaje de husillo 76 en el cual está fijado el extremo superior de un husillo de accionamiento 78 roscado exteriormente. El husillo de accionamiento 78 está conectado a la unidad de válvula 40 y puede girar mediante el motor paso a paso 70 sobre un eje de rotación que coincide con el eje longitudinal L de la cámara 50, para deslizar la unidad de válvula 40 selectivamente en una dirección hacia adelante de cierre de puerta hacia la puerta de conexión 20 o en una dirección hacia atrás de apertura de puerta alejándose de la puerta de conexión 20.

La unidad de válvula 40 incluye un elemento de válvula 90 semejante a un pistón que comprende una parte frontal 92, una parte posterior 94, y una parte intermedia 96 acoplada junta desmontable (véase la Figura 3). La parte intermedia incluye un agujero pasante que se extiende axialmente a través de ella, incluyendo el agujero pasante partes primera, segunda, y tercera 96a, 96b, 96c. La primera parte de agujero 96a está roscada interiormente y recibe una parte roscada exteriormente 92a de la parte frontal 92. La tercera parte de agujero 96c está roscada interiormente y recibe una parte roscada exteriormente 94a de la parte posterior 94. La segunda parte de agujero 96b es de sección transversal menor que la tercera parte de agujero 96c, de manera que se forma un resalte 96d enfrentado hacia atrás que rodea la segunda parte de agujero 96b.

En sándwich entre las partes frontal e intermedia 92, 96 están un disco de cierre 98 y un cierre de junta tórica 100 (véase la Figura 2). Una superficie enfrentada hacia delante 99 del disco de cierre constituye una superficie de cierre adaptada para el acoplamiento de obturación del asiento de válvula 22.

Formado entre las partes posterior e intermedia 94, 96 está un espacio de cierre en el que están dispuestos un elemento de cierre anular 102 y una junta tórica elástica anular 104. La junta tórica 104 carga elásticamente el elemento de cierre radialmente hacia fuera contra la superficie de guía 52 del manguito de guía 46.

Formados en un extremo frontal o denominado parte cónica de la parte frontal 92 están un rebaje central 109 y una ranura 110 que se extiende diametralmente a través de la parte frontal 92, es decir, en una dirección transversal al eje longitudinal, como puede verse en las Figuras 2 y 5. La ranura se extiende por una distancia en la dirección del eje L, terminando próxima a la superficie de cierre del disco de cierre 98. La ranura 110 comunica con un taladro central 112 que se extiende axialmente a través de la parte frontal y que incluye una parte agrandada 112a que comunica con el agujero pasante 96a-c que se extiende a través de la parte intermedia 96. Preferentemente, la ranura 110 se extiende desde el extremo frontal del elemento de válvula a lo largo del eje hasta una situación al menos a mitad del recorrido desde la parte más delantera del elemento de válvula hasta la superficie de cierre 99.

El rebaje 109 está formado para recibir una herramienta giratoria, tal como una llave Allen, para poder hacer girar la parte frontal 92 del elemento de válvula 90.

Como se ha indicado anteriormente, durante periodos de altas cargas de enfriamiento cuando el conjunto de válvula se emplea como una válvula de succión (es decir, cuando las secciones de flujo de fluido 18, 16 constituyen secciones de flujo de entrada y salida, respectivamente, el elemento de válvula debería cerrar la puerta de conexión 20 excepto para admitir un pequeño flujo de refrigerante desde la sección de entrada 18 hasta la sección de salida 16. De acuerdo con el presente invento, esto se realiza de una manera controlable con precisión mediante la previsión de al menos un conducto de purga que pueda ser cerrado que se extiende a través de el elemento de válvula desde la sección de entrada 18 hasta la sección de salida 16. Están representados dos conductos de purga, cada uno de los cuales incluye un canal de purga 120, un extremo (extremo de salida) 120a que se abre en un lado de la parte intermedia 96 y que comunica con la sección de flujo de entrada 16, y un extremo opuesto 120b (extremo de entrada) que se abre en el resalte 96d de la parte intermedia 96 enfrentado hacia atrás. Así, cada conducto de purga está formado secuencialmente por el respectivo canal de purga 120, la tercera parte de agujero 96c de la parte intermedia, la segunda parte de agujero 96b de la parte intermedia, los taladros 112, 112a de la parte frontal 92, y la ranura 110 de la parte frontal 92.

La unidad de válvula 40 incluye además un tapón de purga para abrir y cerrar selectivamente los conductos de purga. El tapón de purga está preferentemente en forma de un pistón de purga hueco 130 montado en el elemento de válvula 90 para el movimiento axial limitado con relación a éste a lo largo del eje L. El pistón de purga 130 incluye una cabeza frontal 132 montada en la tercera parte de agujero 96c de la parte intermedia y dispuesta axialmente entre el escalón 96d de la parte intermedia 96 y el extremo frontal 94b de la parte posterior 94. La cabeza 132 incluye una cara de cierre 133 enfrentada hacia delante. La distancia entre el escalón 96d y el extremo frontal 94b es más larga que la longitud de la cabeza frontal 132, permitiendo al pistón de purga 130 un movimiento alternativo axial con relación al elemento de válvula 90 entre topes frontal y posterior definidos por el resalte 96d y el extremo frontal 94b de la tercera parte, respectivamente.

Un muelle helicoidal de compresión 140 está montado frente al pistón de purga 130. Un extremo frontal del muelle 140 carga contra un escalón 92b del elemento de válvula 90, y un extremo posterior del muelle está dispuesto en un rebaje 142 formado en la cabeza 132 del pistón de purga 130. Así, el muelle actúa entre el elemento de válvula 90 y el pistón de purga 130 para cargar elásticamente el pistón de purga axialmente hacia atrás, alejándolo del resalte 96d, por una razón a ser explicada.

El pistón de purga incluye además un manguito posterior 134 que tiene un agujero 135 roscado interiormente que recibe al husillo de accionamiento 78 del mecanismo actuador, roscado exteriormente. El manguito posterior 134 está montado deslizante en un casquillo 146 montado en la parte inferior 60 de la caja del motor (véase la Figura 2). Al girar el husillo de accionamiento 78 en un sentido, es decir, un sentido de cierre de puerta, el pistón de purga 130 se desplaza axialmente hacia delante, con lo cual una fuerza axialmente hacia delante es transmitida desde el pistón de purga al elemento de válvula 90 por medio del muelle 140 para desplazar el elemento de válvula 90 hacia delante hacia la puerta de conexión 20. Cuando el disco de cierre 98 entra en contacto con el asiento de válvula 22, la rotación continuada del husillo de accionamiento 78 en el sentido de cierre de puerta hace que el pistón de purga 130 se mueva hacia delante con relación al elemento de válvula 90, hasta que la cara de cierre frontal 133 de la cabeza 132 del pistón de purga hace tope con el resalte 96d para cerrar los conductos de purga. Así, no puede pasar ningún fluido entre las secciones de flujo 14, 18.

En el caso de que se desee una ligera pero medida cantidad de flujo de fluido, por ejemplo, durante la condición de carga alta cuando el mecanismo de válvula está funcionando como una válvula de succión, el actuador puede ser accionado para hacer girar el husillo de accionamiento en un sentido de apertura de puerta, es decir, en un sentido que desplaza el pistón de purga axialmente hacia atrás con relación al elemento de válvula 90, hasta que la cabeza del pistón de purga 130 entra en contacto con el tope posterior 94b. Los conductos de purga son abiertos con ello, permitiendo a un ligero pero medido flujo de fluido pasar a través del conjunto de válvula. En este estado, el muelle 140 funciona para presionar firmemente la cabeza del pistón de purga contra el tope para impedir la "vibración" del pistón de purga como de otro modo podría ser permitido por el "juego" axial existente entre los hilos de rosca del husillo 78 y el pistón de purga 130. Se apreciará que cualquier elemento elástico adecuado podría usarse para realizar la función del muelle.

El pistón de purga se mueve hasta un estado totalmente abierto en respuesta a un número predeterminado de "pasos" incrementales del motor paso a paso. Según el pistón de purga abre, la cara de cierre 133 del pistón de purga 130 despega del escalón 96d, haciendo de ese modo a la parte de agujero 96c formar una sección de puente 14 6 del conducto de purga, que aumenta progresivamente (Figura 4) y que interconecta las secciones aguas arriba y aguas abajo del conducto de purga, es decir, la parte 96c del conducto de purga es conectada con los extremos de entrada 120b de los canales de purga 120.

Se apreciará que durante las etapas iniciales del movimiento de apertura del tapón de purga, la sección de puente 146 será suficientemente pequeña para imponer una restricción al flujo de purga. Es decir, el caudal de flujo a través del conducto de purga está siendo determinado por el tapón de purga. No obstante, una vez que el tapón de purga pasa una posición umbral, la sección de puente 146 será suficientemente grande de manera que no impone ninguna restricción al flujo de purga, por lo que el caudal de flujo de purga está determinado por la configuración del propio conducto de purga. Por lo tanto, está asegurado que accionando el motor paso a paso un número de pasos suficiente para mover el tapón de purga hasta más allá de la posición umbral, resultará un flujo de purga medido con precisión predeterminado por el diseño del conducto de purga.

La subsiguiente rotación del husillo de accionamiento 78 en el sentido de apertura de puerta hace al pistón de purga desplazarse hacia atrás y presionar contra el tope posterior para tirar del elemento de válvula 90 hacia atrás para separar el disco de cierre 98 del asiento de válvula 22 si se desea abrir la puerta.

Para cerrar totalmente la puerta de conexión, el husillo de accionamiento es hecho girar en el sentido de cierre de puerta, con lo cual el pistón de purga 130 se mueve hacia delante y entra en contacto con el resalte 96d para cerrar los conductos de purga y luego, a medida que el husillo de accionamiento continúa siendo hecho girar, empuja el elemento de válvula 90 hacia delante hasta que el disco de cierre 98 entra en contacto con el asiento de válvula 22.

Se apreciará que cuando el elemento de válvula está en un estado de cierre de puerta, es conveniente que las fuerzas que actúan contra los extremos frontal y posterior del elemento de válvula estén equilibradas tanto como sea posible a fin de minimizar las fuerzas que actúan sobre el accionamiento de tornillo entre el motor paso a paso y la unidad de válvula 40. El equilibrado puede obtenerse comunicando la presión de fluido que actúa en el extremo frontal de la unidad de válvula con el extremo posterior de la unidad de válvula, y haciendo las áreas superficiales de los extremos frontal y posterior de la unidad de válvula de magnitudes en general iguales.

En el presente invento, la comunicación de presión entre los extremos frontal y posterior de la unidad de válvula se obtiene por la presencia de un conducto de equilibrado que comunica el extremo frontal con el extremo posterior. Ese conducto de equilibrado está formado por la ranura 110, los taladros 112, 112a, la segunda parte de agujero 96b, el taladro central 135 del manguito posterior 134 de la válvula de purga, y un agujero lateral 150 formado en el manguito posterior 134, el cual agujero lateral se abre dentro de la cámara 50 por detrás del elemento de válvula 90. Así, una parte del conducto de equilibrado es común al conducto de purga. Además, a medida que el elemento de válvula se mueve hacia la posición de apertura de puerta, cada lado lateral 156 de la ranura (véase la Figura 3) se pone en comunicación con una región de presiones de fluido progresivamente reducidas, es decir, un gradiente de presión, y un valor medio de ese gradiente de presión se transmite al extremo posterior del elemento de válvula a través del conducto de equilibrado. Así se reduce la presión que actúa contra el extremo posterior del elemento de válvula, lo que sirve para al menos parcialmente compensar la reducción en la fuerza hacia atrás que está siendo aplicada por el fluido contra el extremo frontal del elemento de válvula. Esto tiende a producir un equilibrado dinámico del elemento de válvula según éste abre y cierra. Esa tendencia hacia el equilibrado dinámico es similar a lo que ocurre en una válvula dada a conocer en la Patente U.S. Nº. 3,700,209, cuya válvula tiene una serie de agujeros laterales en el frente de la válvula para comunicar el conducto de equilibrado con un gradiente de presión a medida que se mueve la válvula. Sin embargo, una ranura 110 es más fácil de producir que una serie de agujeros y no requiere la precisión de fabricación especificada en la Patente U.S. 3,700,209.

La ranura 110 se muestra como extendiéndose completamente a través del diámetro del elemento de válvula. Alternativamente, la ranura podría extenderse a través sólo de una mitad del diámetro, es decir, desde el eje central hasta la periferia exterior del elemento de válvula, o podría haber una serie de tales ranuras que no estuvieran alineadas diametralmente una con otra.

En las Figuras 6-8 está mostrada una unidad de válvula 40' que es idéntica a la unidad de válvula 40, excepto en que hay una ranura adicional 110a formada en ella en ángulo recto con la ranura 110. Se apreciará que cualquier modelo adecuado de ranuras podría construirse en el elemento de válvula.

Una característica opcional de la válvula implica prever un miembro anular 160 similar a una arandela en el extremo frontal del pistón de purga 130 (véase la Figura 3). El miembro 160 similar a una arandela está construido de un material elastomérico muy flexible, tal como neopreno. Cuando un miembro semejante 160 está previsto en el pistón de purga 130, que podría estar construido de PBT (polibutileno tereftalato), el controlador que regula el funcionamiento del motor 70 es puesto de manera que una presión aplicada al pistón de purga cuando está en una posición de cierre de puerta no sea tan grande como para impedir una flexión del miembro 160 bajo muy alta presión. La importancia de esta característica se verifica por ejemplo en caso de que el mecanismo de válvula 10 esté dispuesto como una válvula de expansión o una válvula de succión en un sistema de refrigeración que está siendo transportado o almacenado mientras está cargado con un refrigerante. Si ese sistema estuviera expuesto a altas temperaturas, el refrigerante atrapado entre el mecanismo de válvula 10 y otra válvula en el sistema de refrigeración podría expandirse y crear presiones muy altas que pueden dañar el sistema. Sin embargo, si el pistón de purga 130 estuviera provisto del miembro flexible 160, ese miembro podría ser hecho flexar por el fluido altamente presurizado para permitir que el aumento de presión sea eliminado a través del conducto de purga. El miembro 160 no sería tan flexible como para poderse abrir por las presiones de fluido encontradas durante el funcionamiento normal.

Se apreciará que el mecanismo de válvula según el presente invento permite que un flujo pequeño pero medido tenga lugar a través de la válvula si es necesario.

También, el aumento de presión en un sistema de refrigeración almacenado o transportado puede ser eliminado. Adicionalmente, puede preverse de una manera simplificada un elemento de válvula que presenta un grado de equilibrado dinámico.

Aunque el presente invento se ha descrito en relación con una realización preferida del mismo, se apreciará por los expertos en la técnica que pueden efectuarse adiciones, modificaciones, sustituciones y supresiones no descritas específicamente, sin apartarse del alcance del invento según se define en las reivindicaciones adjuntas.




Reivindicaciones:

1. Una válvula de control de flujo que comprende:

un cuerpo de válvula (12) que define una sección de entrada de fluido (16), una sección de salida de fluido (18), y una puerta de conexión (20) que interconecta las secciones de entrada y de salida, y

un mecanismo de válvula que comprende:

un actuador, y
una unidad de válvula (40) conectada funcionalmente al actuador para ser movida por medio de éste a lo largo de un eje longitudinal que se extiende a través de un centro de la puerta de conexión (20) y que incluye una superficie de cierre de puerta (99), siendo la unidad de válvula (40) móvil a lo largo del eje entre una posición delantera de cierre de puerta y una posición trasera de cierre de puerta, incluyendo la unidad de válvula (40) extremos frontal y posterior en cada lado de superficie de cierre de puerta (99) interconectados por un conducto de equilibrado de presión,
caracterizado por una parte frontal del conducto de equilibrado de presión que comprende al menos una ranura (110) formada en una superficie extrema frontal de la unidad de válvula (40) y que se extiende a través de ella en una dirección transversal a la del eje longitudinal desde el eje hasta una periferia de la unidad de válvula (40), extendiéndose la ranura (110) a lo largo del eje longitudinal desde la superficie extrema frontal hasta una situación al menos a mitad del recorrido desde la parte más delantera de la superficie extrema frontal hasta la superficie de cierre de puerta (99).

2. La válvula de control de flujo según la reivindicación 1, en la cual la ranura (110) se extiende por completo diametralmente a través de la superficie extrema frontal de la unidad de válvula (40).

3. Una válvula de control de flujo según la reivindicación 1, en la cual la unidad de válvula (40) incluye:

un elemento de válvula (90) que incluye un conducto de purga que se extiende a través de él para comunicar la sección de entrada de fluido (16) con la sección de salida de fluido (18), y
un tapón de purga conectado funcionalmente al actuador y móvil por medio de éste con relación al elemento de válvula (90) para abrir el conducto de purga con el elemento de válvula (90) en una posición de puerta cerrada.

4. La válvula de control de flujo según la reivindicación 3, en la cual el tapón de purga está montado en el elemento de válvula (90) y dispuesto para transmitir los movimientos de apertura de puerta y cierre de puerta desde el actuador al elemento de válvula (90).

5. La válvula de control de flujo según la reivindicación 4, en la cual el tapón de purga está dispuesto para ser abierto en una fase inicial del movimiento de apertura de puerta anterior a la transmisión del movimiento de apertura de puerta al elemento de válvula (90).

6. La válvula de control de flujo según la reivindicación 5, en la cual el elemento de válvula (90) comprende un pistón de válvula móvil a lo largo del eje longitudinal que se extiende a través de la puerta de conexión (20), y el tapón de purga comprende un pistón de purga (130) móvil a lo largo del eje por una distancia limitada con relación al pistón de válvula.

7. La válvula de control de flujo según la reivindicación 6, en la cual el actuador comprende un motor eléctrico paso a paso (70) y un husillo roscado (78) accionado por medio de éste, estando el husillo (78) conectado directamente al pistón de purga (130), siendo el pistón de purga (130) móvil a lo largo del eje entre topes del pistón de válvula espaciados axialmente.

8. La válvula de control de flujo según la reivindicación 7, en la cual el mecanismo de unidad de válvula incluye además un elemento elástico (140) dispuesto para presionar el tapón de purga contra uno de los topes cuando el conducto de purga está en un estado abierto.

9. La válvula de control de flujo según la reivindicación 8, en la cual el elemento elástico (140) comprende un muelle helicoidal que tiene un eje central que coincide con el eje longitudinal, incluyendo el muelle helicoidal extremos opuestos que cargan contra el pistón de válvula y el tapón de purga, respectivamente.

10. La válvula de control de flujo según la reivindicación 3, en la cual las secciones de entrada y de salida de fluido están alineadas a lo largo de una línea central común, y el elemento de válvula (90) está dispuesto para moverse a lo largo del eje longitudinal que pasa a través del centro de la puerta de conexión (20), estando orientado el eje en un ángulo oblicuo con relación a la línea central, mirando un extremo de cierre de puerta del elemento de válvula (90) hacia una de las secciones de entrada y de salida (16, 18) durante el movimiento del mismo a lo largo del eje longitudinal, extendiéndose el conducto de equilibrado a través de la unidad de válvula (40) para igualar presiones en el extremo de cierre de puerta y en el extremo opuesto del elemento de válvula (90).

11. La válvula de control de flujo según la reivindicación 10, en la cual una de las secciones de entrada y de salida (16, 18) hacia la cual mira el extremo de cierre de puerta es la sección de salida (18).

12. La válvula de control de flujo según la reivindicación 11, en la cual una parte del conducto de equilibrado coincide con una parte del conducto de purga.

13. La válvula de control de flujo según la reivindicación 3, en la cual la ranura (110) se extiende por completo diametralmente a través del extremo de cierre de puerta del elemento de válvula (90).

14. La válvula de control de flujo según la reivindicación 3, en la cual el tapón de purga está conectado funcionalmente al actuador para ser abierto por medio de éste pasada una posición umbral en la cual el tapón de purga no restringe el flujo de fluido de purga a través del conducto de purga.






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