Válvula para el llenado alternativo de dos cámaras de trabajo de un sistema de émbolo y cilindro de una bomba.

Válvula para el llenado alternativo con un fluido de dos cámaras (A, B) de trabajo de un sistema

(1, 2, 3) de émbolo y cilindro de una bomba con un fluido, poseyendo la válvula dos salidas (PA, PB) de la válvula hacia la bomba para la conexión con las cámaras (A, B) de trabajo de la bomba y un elemento (64) de mando de la válvula dispuesto de manera desplazable en una cámara (60, 61,76, 77) de la carcasa de la válvula y es accionado con movimiento de vaivén por un fluido entre dos posiciones finales, poseyendo el elemento (64) de mando de la válvula canales (67, 82, 83, 84) de mando, que cooperan con canales (51, 71, 98, 80, 81) de la carcasa dispuestos en la carcasa (60) de la válvula, comunicando la primera salida (PA) con los primeros canales (71, 80) de la carcasa y la segunda salida (PB) hacia la bomba de la válvula con otros canales (98, 81) de la carcasa y en la que en una zona central entre las dos posiciones finales las salidas (PA,, PB) de la válvula hacia la bomba comunican entre sí a través de canales (82, 83, 84) de mando del elemento (64) de mando de la válvula, caracterizada porque un émbolo (72), que divide la cámara en dos cámaras (75, 95) de trabajo hermetizadas entre sí desplaza el elemento (64) de mando de la válvula y porque el elemento (64) de mando de la válvula se aloja en una cavidad (72a) del émbolo (72) existiendo una unión cinemática de forma, en especial al menos en el sentido del desplazamiento del émbolo, entre el émbolo (72) y el elemento (64) de mando de la válvula.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/001359.

Solicitante: Promera GmbH & Co. Kg.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Kreuzstr. 41 97526 Sennfeld ALEMANIA.

Inventor/es: SCHUTZE, THOMAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO;... > MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO;... > Control de o medios de seguridad para máquinas,... > F04B49/03 (por medio de válvulas)

PDF original: ES-2525161_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Válvula para el llenado alternativo de dos cámaras de trabajo de un sistema de émbolo y cilindro de una bomba El presente invento se refiere a una válvula para el llenado alternativo con un fluido de dos cámaras de trabajo de un sistema de émbolo y cilindro de una bomba, poseyendo la válvulas dos salidas de válvula hacia la bomba para la conexión con las cámaras de trabajo de la bomba y un elemento de mando de la válvula dispuesto de manera desplazable en una cámara de la carcasa de la válvula y es accionado con movimiento de vaivén por un fluido entre dos posiciones finales, poseyendo el elemento de mando canales de mando, que cooperan con canales de la carcasa dispuestos en la carcasa de la válvula y comunicando la primera salida de la válvula hacia la bomba con los canales de la carcasa y la segunda salida de la válvula hacia la bomba con los canales de la carcasa.

Las válvulas del género indicado son necesarias por ejemplo para el llenado de las cámaras de trabajo de las bombas de membrana y también de las bombas de émbolo. La membrana limita en las bombas de membrana una cámara de impulsión en la que desembocan una tubería de entrada y una tubería de salida. En las tuberías de entrada y de salida se disponen generalmente válvulas de retroceso de tal modo, que, por medio del movimiento de vaivén de la membrana, el medio a impulsar pueda ser aspirado en primer lugar a través de la tubería de entrada en la cámara de impulsión y pueda ser expulsado de la cámara de impulsión a través de la tubería de salida.

Para que sea posible una impulsión continua se conectan en la mayoría de los casos dos bombas de membrana en paralelo, aspirando una de ellas el medio a impulsar y expulsando la otra al mismo tiempo de su cámara de impulsión el medio a transportar.

Además, se conocen bombas con doble membrana en las que las membranas, configuradas en la mayoría de los casos como membranas de platillo, son desplazadas por medio de un sistema de émbolo y cilindro común con un accionamiento eléctrico. En los recintos en los que se pueden producir gases 25 explosivos no se deben utilizar bombas eléctricas o es preciso tener en cuenta las estrictas normas de protección contra explosiones. En este caso se utilizan generalmente bombas neumáticas en las que un émbolo, acoplado mecánicamente con las membranas se desplaza por medio de aire a presión con movimiento de vaivén en un cilindro. El aire a presión se conmuta en este caso por medio de una válvula principal de tal modo, que las dos cámaras de trabajo sean llenadas alternativamente con aire a presión. Una bomba de esta clase es conocida a través del documento US 4, 818, 191. Las cámaras separadas por la cámara de impulsión de las membranas están unidas por medio de canales con el medio ambiente, de manera, que en el caso de una eventual fuga del medio a transportar el medio de impulsión puede salir de la bomba y no impide el movimiento de las membranas. El inconveniente de esta bomba es que las membranas están expuestas, debido a la elevada presión en la cámara de impulsión y a la presión del medioambiente reinante detrás de la membrana, a una presión diferencial grande, que conduce a un rápido desgaste de la membrana.

A través del documento WO2009/024619 se conoce otra bomba de doble membrana con accionamiento neumático. En esta bomba se inyecta el aire a presión, que acciona el émbolo, al mismo tiempo en la cámara detrás de la membrana. La membrana es sustentada al mismo tiempo con un platillo, pero que, sin embargo, sólo apoya plenamente en la membrana de manera sustentadora en un punto muerto. El inconveniente de esta bomba es que en el caso de un defecto de la membrana el medio a impulsar penetra en el sistema neumático y anula el funcionamiento de las válvulas y con ello de toda la bomba. La bomba sólo puede ser reparada después, si ello es posible, con un coste elevado.

A través del documento DE 32 06 242 se conoce una bomba de membrana con cámara doble sin émbolo 45 accionado. Con esta bomba de divulga una válvula principal en la que se utiliza como elemento de mando de la válvula un émbolo desplazado con movimiento de vaivén entre dos posiciones finales, poseyendo el émbolo como canales de mando ranuras corridas y taladros axiales. El inconveniente de esta bomba son las grandes cámaras, que después de alcanzar el punto muerto es preciso llenar con aire a presión, para que las membranas puedan ser desplazadas en el sentido contrario. Con ello se requiere mucho aire a presión, lo que incrementa los costes de funcionamiento de la bomba. Una bomba con una construcción análoga y con los mismos inconvenientes es conocida de través de los documentos CA 1172904, WO97/10902 y US 5, 368, 452. En la bomba conocida a través del documento WO2009/024619 también se necesita relativamente mucho aire a presión para el funcionamiento de la bomba. Además, estas bombas no trabajan con una elevación de la presión, de manera que la presión de impulsión se halla siempre por 55 debajo de la presión de alimentación.

A través del documento US3, 763, 891 se conoce una válvula de mando para el llenado alternativo con un fluido de dos cámaras de trabajo de un sistema de émbolo y cilindro de una bomba, poseyendo la válvula dos salidas de válvula hacia la bomba y un elemento de mando de la válvula dispuesto de manera desplazable en una cámara de una carcasa de la válvula y que puede ser desplazado con movimiento de vaivén entre dos posiciones finales. El elemento de mando de la válvula posee canales de mando, que cooperan con canales de la carcasa dispuestos en la carcasa de la válvula, comunicando la primera

salida de la bomba hacia la válvula con los primeros canales de la carcasa y la segunda salida de la bomba hacia la válvula con los canales de la carcasa. En una zona central entre las dos posiciones finales están conectadas entre sí las salidas por medio de los canales de mando del elemento de mando de la válvula.

A través del documento DE 25 03 277 A1 se conoce, además, un procedimiento para el movimiento de un émbolo sometido a la acción de aire con un vástago de embolo en el que, antes de cada movimiento de inversión del émbolo el aire a presión aplicado al émbolo es conducido a la cámara opuesta sin presión del cilindro hasta que se alcance aproximadamente el equilibrio de presión o el equilibrio de presión, después de lo que se somete en la cámara del cilindro a la acción plena del aire a presión el émbolo para el desplazamiento del émbolo hasta el tope, mientras que el aire residual sin presión escapa de la cámara opuesta del cilindro hacia la atmósfera.

A través del documento US 2005/0199302 A1 se conoce una válvula en la que un elemento de mando de la válvula es desplazado con movimiento de vaivén por medio de una barra, estando dispuesto a cada lado del elemento de mando de la válvula un émbolo con una junta corrida, formando los émbolos junto con la carcasa de la válvula cámaras de trabajo.

El objeto del presente invento es crear una válvula para una bomba con accionamiento alternativo con la que la bomba posea un grado de rendimiento bueno.

Este problema se soluciona según el invento con las características de las reivindicación 1. Las configuraciones ventajosas de la válvula según la reivindicación 1 se desprenden de las características de las reivindicaciones subordinadas.

El invento se basa en la idea de que la válvula comunica entre sí en una zona de transición central entre las posiciones finales del elemento de mando de la válvula las dos salidas de la válvula conectables con las cámaras de trabajo de la válvula a través del elemento de mando de la válvula.

Como ya se expuso más arriba, las bombas de esta clase poseen generalmente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Válvula para el llenado alternativo con un fluido de dos cámaras (A, B) de trabajo de un sistema (1, 2, 3) de émbolo y cilindro de una bomba con un fluido, poseyendo la válvula dos salidas (PA, PB) de la válvula hacia la bomba para la conexión con las cámaras (A, B) de trabajo de la bomba y un elemento

(64) de mando de la válvula dispuesto de manera desplazable en una cámara (60, 61, 76, 77) de la carcasa de la válvula y es accionado con movimiento de vaivén por un fluido entre dos posiciones finales, poseyendo el elemento (64) de mando de la válvula canales (67, 82, 83, 84) de mando, que cooperan con canales (51, 71, 98, 80, 81) de la carcasa dispuestos en la carcasa (60) de la válvula, comunicando la primera salida (PA) con los primeros canales (71, 80) de la carcasa y la segunda salida (PB) hacia la bomba de la válvula con otros canales (98, 81) de la carcasa y en la que en una zona central entre las dos posiciones finales las salidas (PA, , PB) de la válvula hacia la bomba comunican entre sí a través de canales (82, 83, 84) de mando del elemento (64) de mando de la válvula, caracterizada porque un émbolo (72) , que divide la cámara en dos cámaras (75, 95) de trabajo hermetizadas entre sí desplaza el elemento

(64) de mando de la válvula y porque el elemento (64) de mando de la válvula se aloja en una cavidad (72a) del émbolo (72) existiendo una unión cinemática de forma, en especial al menos en el sentido del desplazamiento del émbolo, entre el émbolo (72) y el elemento (64) de mando de la válvula.

2. Válvula según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento (64) de mando de la válvula es sometido con su superficie (64a) de asiento a presión de manera hermética contra una superficie (60a) de apoyo de la carcasa (60) , estando dispuestos en la superficie (64a) del elemento (64) de mando de la válvula orificios (67a, 83a, 84a) de los canales (67, 83, 84) de mando y en la superficie (60a) de apoyo de la carcasa (60) orificios de los canales (51, 80, 81) de la carcasa.

3. Válvula según la reivindicación 2, caracterizada porque al menos un elemento (74) de resorte apoya en el émbolo (72) y somete el elemento (64) mando de la válvula con presión con su superficie (64a) de asiento de manera hermética contra la superficie (60a) de apoyo de la carcasa (60) .

4. Válvula según la reivindicación 1, caracterizada porque el espacio de la cavidad (72a) se hermetiza con al menos una junta (73) con relación a las cámaras (75, 95) de trabajo.

5. Válvula según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque las superficies (60a, 64a) se configuran planas.

6. Válvula según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la válvula se configura como válvula de 5/2 vías o como válvula de 4/2 vías, poseyendo la carcasa (60) en la cámara (72a) un orificio (51a) de canal de un canal (51) de salida, un orificio (80a) de canal del canal (80) de unión con la conexión (PA) de la válvula, un orificio (81a) de canal de un canal (81) de unión con una conexión (PB) de la válvula así como dos orificios (93a) de canal de un canal (93, 47) de unión con una entrada (43, E2) de la válvula.

7. Válvula según la reivindicación 6, caracterizada porque el elemento (64) de mando de la válvula posee en la superficie (64a) de asiento al menos una, en especial dos, cavidad (67) , que se extiende en el sentido del movimiento del elemento (64) de mando de la válvula y que coopera con los orificios (51, 80a, 81a) de la carcasa (60) y porque adicionalmente se dispone en el elemento (64) de mando de la válvula un canal (82, 83, 84) de unión, que en una zona central en la que el elemento (64) de mando de la válvula se halla entre las posiciones finales, comunica entre sí los canales (80, 81) de unión, no estando unido en esta zona central el canal (51) de salida a través de al menos una cavidad (67) con uno de los canales (80, 81) de unión.

8. Válvula según la reivindicación 7, caracterizada porque en las fases de movimiento, que se hallan entre las posiciones finales y la zona central, uno de los dos canales (80, 81) de unión se halla en comunicación con el canal (51) de salida a través de la (s) cavidad (es) (67) , comunicando al mismo tiempo el otro canal (81, 80) de unión con el canal (93) de unión a través del espacio (72al, 72ar) liberado por el elemento (64) de mando de la válvula .

9. Válvula según la reivindicación 8, caracterizada porque el canal (93) de unión posee en las dos zonas frontales de la cavidad (72a) un orificio (93a) de entrada, en especial comunica las cavidades (72kl, 72kr) dispuestas por zonas en los lados frontales del émbolo (72) .

10. Válvula según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque en o junto a la válvula se dispone un dispositivo (45) de regulación de la presión, en especial con forma de una válvula proporcional y porque la válvula posee una entrada (43) de válvula para un fluido, en especial aire a presión, que es aportado al dispositivo (45) de regulación de la presión a través de un canal (44) , estando comunicada la salida del dispositivo (45) de regulación de la presión por medio de una tubería (47) de unión con el canal (93) de unión.

11. Válvula según la reivindicación 10, caracterizada porque en la carcasa (60) de la válvula se dispone al menos un canal de unión, que une la entrada (43) de la válvula con la entrada del dispositivo de

regulación de la presión, comunicando la salida del dispositivo de regulación de la presión con el canal (93) de unión.

12. Válvula según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el fluido, que desplaza al émbolo (72) posee una presión mayor que el fluido que penetra en la cámara (72a) a través de los 5 orificios (93a) del canal.

13. Válvula según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque únicamente un fluido somete a una fuerza y acciona el elemento (64) de mando de la válvula o el émbolo (72) de tal modo, que el elemento (64) de mando de la válvula o el émbolo (72) se desplace alternativamente con movimiento de vaivén entre sus posiciones finales.

14. Válvula según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la válvula es una válvula de 4/2 vías o una válvula de 5/2 vías, estando comunicas entre en las posiciones finales y en una zona central las dos salidas (PA, PB) de la bomba a través del elemento (64) de mando de la válvula.

15. Disposición de válvula con una válvula según una de las reivindicaciones precedentes para el llenado alternativo con un fluido de dos cámaras (A, B) de trabajo de un sistema (1, 2, 3) de émbolo y cilindro con un fluido, caracterizada porque la válvula (50) es conmutada por medio de válvulas (14) de conmutación, en especial con la forma de válvulas de 3/2 vías, accionadas por la bomba.

16. Disposición de válvula según la reivindicación 15, caracterizada porque por medio de estrangulamientos (66) , dispuestos en especial en las válvulas (14) de conmutación, se frena, respectivamente ralentiza el movimiento del elemento (64) de mando de la válvula durante la fase central del movimiento.