UNIDAD DE MANDO PARA EL ACCIONAMIENTO DE UNA VALVULA DE PRESION, PARTICULARMENTE DE UNA VALVULA DE PRESION DIFERENCIAL DE UNA CABINA DE AVION.

Unidad de mando (100) para el accionamiento de una válvula de presión,

particularmente para el accionamiento de una válvula de sobrepresión de una cabina de avión, con un cuerpo de ajuste (20) y un actuador (30) controlado por presión para el accionamiento del cuerpo de ajuste (20) en función de un valor límite de presión predeterminado, en donde el valor límite de presión se puede ajustar mediante un dispositivo de ajuste, caracterizado porque el dispositivo de ajuste comprende una primera unidad de ajuste (40) y una segunda unidad de ajuste (50), en donde mediante la primera unidad de ajuste (40) se puede ajustar el cuerpo de ajuste (20), y mediante la segunda unidad de ajuste (50) se puede ajustar el actuador (30)

Unidad de mando para el accionamiento de una válvula de presión, particularmente de una válvula de presión diferencial de una cabina de avión.

La presente invención se refiere a una unidad de mando para el accionamiento de una válvula de presión, particularmente de una válvula de sobrepresión de una cabina de avión. La unidad de mando comprende un cuerpo de ajuste y un actuador controlado por presión para el accionamiento del cuerpo de ajuste en función de un valor límite de presión predeterminado. El valor límite de presión se puede ajustar mediante un dispositivo de ajuste.

Del estado de la técnica se conocen diferentes tipos de unidades de mando y válvulas de presión.

El documento US 3,856,042 publica una unidad de mando para el accionamiento de una válvula de presión. La válvula se controla a través de un emisor de señal y un motor paso a paso, y regula la presión de gas de un gas procedente de una fuente de gas conducido a través de una conducción de gas, que debe de controlar un actuador. Como cuerpo de ajuste está prevista una válvula esférica que se puede desplazar hacia la izquierda en contra de un resorte, de tal forma que en función de la presión de gas existente en la cámara de presión, el gas que fluye a través de la conducción hacia la cámara de presión se puede evacuar desde allí a través del orificio de salida y de la conducción en dirección hacia el actuador. Un orificio, en cuyo interior se encuentran dispuestos un resorte y el cuerpo de ajuste, está fijado y obturado a una rosca mediante un obturador de protección. El obturador de protección sirve como contraapoyo para el resorte. La cámara de presión está limitada por un lado por la placa final en forma de una carcasa y por el otro lado por una membrana flexible. La membrana está dispuesta sobre una placa, pretensada mediante un resorte con una fuerza determinada. Un pivote se encuentra unido a la placa, que empuja el cuerpo de ajuste hacia la izquierda para un determinado valor límite de presión y deja libre el orificio. La fuerza ejercida por el resorte sobre la placa y el pivote y de este modo sobre el cuerpo de ajuste se puede ajustar mediante un mecanismo de ajuste.

El documento US 3,699,998 publica un regulador de presión con un cuerpo de válvula desplazable longitudinalmente, un primer resorte que proporciona una tensión inicial para situar el cuerpo de válvula en una posición abierta, y una membrana, fijada entre dos placas metálicas. La fuerza elástica del resorte se puede ajustar a través de la manija.

Para proteger una cabina de avión frente a una sobrecarga debida a la excesiva diferencia de presión entre la presión de la cabina y la presión del entorno, independientemente de sistemas electrónicos de regulación, se emplea habitualmente una válvula de seguridad con una unidad de mando en forma de un interruptor de presión mecánico-neumático. Un interruptor de presión tradicional de este tipo comprende una unidad de sensor y una unidad de conmutación. Para ello, la unidad de sensor dispone de un resorte de trabajo, un resorte de ajuste y una membrana rodante. La tensión inicial del resorte de ajuste se puede modificar en función del giro de un tornillo de ajuste. En cualquier caso, el intervalo de trabajo del interruptor de presión viene determinado por la tensión inicial del resorte de trabajo. Este resorte de trabajo se fija durante el ensamblaje de la unidad de mando, de tal forma que la tensión inicial, y con ello el intervalo de trabajo, quedan predefinidos de forma fija. El ensamblaje se realiza de tal forma que el resorte de ajuste actúa en contra del resorte de trabajo, con lo que el punto de conmutación del interruptor de presión se obtiene a partir de la suma de las dos fuerzas elásticas de tensión inicial de direcciones opuestas. Para lograr un disparo de la unidad de conmutación, a partir de un valor predeterminado de la contrapresión, se genera un empuje a través de la membrana rodante, sobre cuya superficie de actuación actúa una fuerza presión como consecuencia de la solicitación con la diferencia de presión, que actúa sobre un empujaválvulas de la unidad de mando y lleva de este modo a un cuerpo de válvula a su posición de apertura, por ejemplo.

En estas unidades de mando conocidas se ha mostrado como inconveniente el hecho de no poder seguir cumpliendo los cada vez mayores requisitos en lo que respecta a la precisión de conmutación y al comportamiento a largo plazo sobre la base de la conformación tradicional.

El objeto de la invención es el de proporcionar una unidad de mando para el accionamiento de una válvula de presión mediante la cual se logre una elevada precisión de conmutación y resistente a las influencias que actúan sobre ella en lo que respecta a su comportamiento a largo plazo.

Este objetivo se resuelve mediante una unidad de mando para el accionamiento de una válvula de presión del tipo mencionado en la introducción, cuyo dispositivo de ajuste comprende una primera unidad de ajuste y una segunda unidad de ajuste, en donde mediante la primera unidad de ajuste se puede ajustar el cuerpo de ajuste, y mediante la segunda unidad de ajuste se puede ajustar el actuador.

La unidad de mando de acuerdo con la invención se basa, entre otros, en la utilización de una de las unidades de ajuste para el ajuste grueso de, por ejemplo, el intervalo de presión de trabajo, la posición inicial del actuador o del cuerpo de ajuste o del valor límite de presión, y de otra unidad de ajuste diferente de la unidad de ajuste anteriormente mencionada para el ajuste fino de al menos uno de los parámetros anteriormente mencionados. En otras palabras, se propone un sistema de ajuste compuesto por al menos dos fases, en donde mediante al menos una primera fase se realiza un ajuste grueso y mediante al menos una segunda fase se realiza un ajuste fino de los parámetros deseados.

De este modo es posible emplear el cuerpo de ajuste como componente de una válvula, por ejemplo de una válvula de aguja, o emplearlo para la regulación del flujo de un medio de presión para el mando de una válvula conectada a continuación. La unidad de mando propuesta se denomina también interruptor de presión.

En una conformación preferida, las diferentes unidades de ajuste se encuentran dispuestas y ubicadas de tal forma que es posible una variación de la posición relativa del cuerpo de ajuste con respecto al actuador o viceversa y/o una variación de la fuerza de tensión inicial de al menos una de las unidades de resorte en conexión activa con una unidad de ajuste, el cuerpo de ajuste o el actuador.

La unidad de mando de acuerdo con la invención se emplea preferentemente para el mando de la caída de presión entre una cabina de avión y del entorno que la rodea. Básicamente, la unidad de mando se adecúa también de forma general para el mando de un dispositivo de accionamiento neumático.

Mediante una tensión inicial dirigida de las fuerzas entre el actuador y el cuerpo de ajuste se suprime la oscilación del sistema resorte/masa, lo que permite desplazar la frecuencia de resonancia a valores más altos, menos críticos. Estos efectos dan lugar a un comportamiento vibratorio mejorado, es decir, a una unidad de mando o interruptor de presión menos sensible con respecto a las vibraciones.

Otra ventaja se obtiene en lo que respecta a la estabilidad a largo plazo, al poder reducir estados inestables. De este modo se pueden evitar por ejemplo variaciones del punto de referencia mediante el giro de resortes o una elevación desigual de la caja del resorte. El comportamiento de rendimiento de la unidad de mando se puede definir básicamente a través de las propiedades del actuador, fundamentalmente cuando se utiliza una cápsula de presión (por ejemplo, NiBe2) como actuador. No es necesaria una combinación de resortes con una membrana rodante de goma. Además también se pueden evitar efectos de envejecimiento tales como, por ejemplo, el desgaste de los materiales.

También se puede lograr un comportamiento térmico mejorado. De este modo, mediante la conformación correspondiente de la geometría o de las dimensiones y una selección adecuada de los materiales se pueden dimensionar los componentes o elementos de la unidad de mando de tal forma que las variaciones resultantes de efectos externos, particularmente de efectos térmicos, se pueden anular o compensar mutuamente en su mayor medida. De este modo se puede obtener una unidad de mando menos sensible en su comportamiento térmico en comparación con formas de realización tradicionales. A este respecto, también se puede hablar de...

1. Unidad de mando (100) para el accionamiento de una válvula de presión, particularmente para el accionamiento de una válvula de sobrepresión de una cabina de avión, con un cuerpo de ajuste (20) y un actuador (30) controlado por presión para el accionamiento del cuerpo de ajuste (20) en función de un valor límite de presión predeterminado, en donde el valor límite de presión se puede ajustar mediante un dispositivo de ajuste, caracterizado porque el dispositivo de ajuste comprende una primera unidad de ajuste (40) y una segunda unidad de ajuste (50), en donde mediante la primera unidad de ajuste (40) se puede ajustar el cuerpo de ajuste (20), y mediante la segunda unidad de ajuste (50) se puede ajustar el actuador (30).

2. Unidad de mando (100) según la reivindicación 1, caracterizada porque la segunda unidad de ajuste (50) está destinada para el ajuste grueso del valor límite de presión y la primera unidad de ajuste (40) está destinada al ajuste fino del valor límite de presión.

3. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el actuador (30) comprende un cuerpo de membrana (32, 34) deformable en función de la presión, en donde el cuerpo de membrana comprende preferentemente un fuelle (32) o una cápsula de presión (34), particularmente de metal.

4. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la primera unidad de ajuste (40) o la segunda unidad de ajuste (50) presentan un elemento de ajuste (42, 52) ajustable, particularmente un elemento roscado giratorio, para modificar la distancia de separación entre el cuerpo de ajuste (20) y el actuador (30).

5. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones la 4, caracterizada porque la primera unidad de ajuste (40) comprende un primer soporte (42), alojado y posicionable de forma variable en una primera cámara (5) a través del cuerpo de ajuste (20) y/o la segunda unidad de ajuste (50) comprende un segundo soporte (52), alojado y posicionable de forma variable en una segunda cámara (10) a través del actuador (30).

6. Unidad de mando (100) según la reivindicación 5, caracterizada porque la segunda cámara (10) se puede solicitar con una presión de entorno a través de un primer canal (12) y el actuador (30) con la presión de cabina a través de un segundo canal (58), en donde preferentemente el segundo soporte (52) forma el segundo canal (58).

7. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque una unidad de resorte (60) está acoplada con el actuador (30) y/o con el cuerpo de ajuste (20).

8. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el cuerpo de ajuste (20) comprende un cuerpo de válvula (26) para la apertura o cierre de un conducto de unión (7), conectado particularmente con la primera cámara (5).

9. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por una carcasa (1), en donde la primera unidad de ajuste (40) y la segunda unidad de ajuste (50) están conformadas y dispuestas de forma accesible desde un lado (2) de la carcasa.

10. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque las dimensiones y los valores característicos de los materiales de los componentes individuales de la unidad de mando (100), particular del cuerpo de ajuste (20), del empujaválvulas (22), del actuador (30, 32, 34), de las unidades de ajuste (40, 50), de los soportes (42, 52), de la unidad de resorte (60) y/o de la carcasa (1) están previamente mutuamente sintonizados entre sí para la compensación de influencias de la temperatura.

11. Unidad de mando (100) según la reivindicación 10, caracterizada porque la primera sección (3) de carcasa, la segunda sección (4) de carcasa, el cuerpo de ajuste (20), el actuador (30), particularmente la cápsula de presión (34), al menos una de las unidades de ajuste (40, 50), al menos uno de los soportes (42, 52) y/o la unidad de resorte (60) comprenden como valor característico del material al menos un coeficiente de dilatación longitudinal, en donde los coeficientes de dilatación longitudinal de al menos dos de los componentes anteriormente mencionados están mutuamente sintonizados de forma dirigida entre sí para la compensación de influencias de la temperatura, y/o porque la primera sección (3) de carcasa, la segunda sección (4) de carcasa, el cuerpo de ajuste (20), el actuador (30), particularmente la cápsula de presión (34), al menos una de las unidades de ajuste (40, 50), al menos uno de los soportes (42, 52) y/o la unidad de resorte (60) comprenden como valor característico del material al menos un módulo de elasticidad, en donde los módulos de elasticidad de al menos dos de los componentes anteriormente mencionados están mutuamente sintonizados de forma dirigida entre sí para la compensación de influencias de la temperatura.

12. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque el actuador (30) presenta un intervalo de trabajo y una curva característica y se puede ajustar una compensación de temperatura sustancialmente constante dentro del intervalo de trabajo, en donde el actuador (30) comprende preferentemente una cápsula de presión (34), que presenta un intervalo de trabajo desde 300 mbar aproximadamente hasta 900 mbar aproximadamente, particularmente desde 500 mbar aproximadamente hasta 700 mbar aproximadamente, y la curva característica de la cápsula de presión (34) está dimensionada de tal forma que se puede ajustar una compensación de temperatura sustancialmente constante dentro del intervalo de trabajo.

13. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque el cuerpo de ajuste (20) y el actuador (30) se encuentran separados entre sí una distancia de separación (C) predeterminada en una primera posición, y en una segunda posición se encuentran en contacto para el accionamiento del cuerpo de ajuste (20).

14. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque el cuerpo de ajuste (20) y el actuador (30) se encuentran en contacto constante, preferentemente permanente durante el uso previsto de la unidad de mando (100), y/o porque el cuerpo de ajuste (20) se mantiene de forma constante, preferentemente permanente, en la segunda posición debido a la fuerza ejercida por la unidad de resorte (60).

15. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque el actuador (30) está provisto de una unidad de actuación, particularmente una placa de exploración (35), que se puede situar en contacto con el cuerpo de ajuste (20).