VÁLVULA DE AGUJA PARA CONTROL DE FLUJO.

Procedimiento para conseguir control de flujo de fluido en un conjunto de válvula de aguja,

que comprende: disponer un conjunto (100) de válvula de aguja que comprende un motor (130), un cuerpo de válvula (120) roscado interiormente y un émbolo (210) roscado exteriormente acoplado por rosca con el cuerpo de válvula (120) roscado interiormente y siendo impulsado en rotación y en desplazamiento alternativo por el motor (130), incluyendo el cuerpo de válvula (120) una entrada de fluido (270), una salida de fluido (290) y una cámara de flujo (310) intermedia, incluyendo la cámara de flujo (310) una pared (312) de la cámara de flujo y una salida (320) de la cámara de flujo, incluyendo el émbolo (210) un elemento de aguja flexible (220) que se desplaza alternativamente dentro de la salida (320) de la cámara de flujo para proporcionar un control variable del flujo a través de la misma, incluyendo el elemento de aguja flexible (220) un cierre estanco de pestaña (260) que establece contacto con la pared (312) de la cámara de flujo durante el movimiento alternativo del émbolo (210) y elemento flexible de aguja (220) para proporcionar cierre estanco entre ambos, suministrar flujo de fluido a la entrada de fluido (270) del conjunto (100) de válvula de aguja, proporcionar control de flujo variable en el conjunto (100) de válvula de aguja mediante movimiento alternativo del elemento de aguja flexible (220) en la salida (320) de la cámara de flujos, establecer contacto con estanqueidad con la pared (312) de la cámara de flujo con el cierre estanco de pestaña (260) del elemento flexible de aguja (220) para impedir el flujo de fluido entre ambos

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2005/011229.

Solicitante: Chart SeQual Technologies Inc.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 160 Greentree Drive, Suite 101 City of Dover, County of Kent, DE 19904 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: WINTER,David,Phillip.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 4 de Abril de 2005.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F16K1/38 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16K VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO; DISPOSITIVOS PARA VENTILAR O AIREAR.F16K 1/00 Válvulas de cierre vertical, es decir, dispositivos obturadores cuyo elemento de cierre posee por lo menos una componente del movimiento de apertura o de cierre perpendicular a la superficie de obturación (dispositivos de obturación mediante diafragma F16K 7/00). › de forma cónica.
  • F16K31/04V

Clasificación PCT:

  • F16K1/00 F16K […] › Válvulas de cierre vertical, es decir, dispositivos obturadores cuyo elemento de cierre posee por lo menos una componente del movimiento de apertura o de cierre perpendicular a la superficie de obturación (dispositivos de obturación mediante diafragma F16K 7/00).
  • F16K15/00 F16K […] › Válvulas o charnelas de retención (válvulas especialmente adaptadas para globos inflables A63B 41/00).
  • F16K31/02 F16K […] › F16K 31/00 Medios de accionamiento; Dispositivos de retorno a la posición de reposo. › eléctricos; magnéticos.
  • F16K31/44 F16K 31/00 […] › Medios mecánicos de accionamiento.

Clasificación antigua:

  • F16K1/00 F16K […] › Válvulas de cierre vertical, es decir, dispositivos obturadores cuyo elemento de cierre posee por lo menos una componente del movimiento de apertura o de cierre perpendicular a la superficie de obturación (dispositivos de obturación mediante diafragma F16K 7/00).
  • F16K15/00 F16K […] › Válvulas o charnelas de retención (válvulas especialmente adaptadas para globos inflables A63B 41/00).
  • F16K31/02 F16K 31/00 […] › eléctricos; magnéticos.
  • F16K31/44 F16K 31/00 […] › Medios mecánicos de accionamiento.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania.

PDF original: ES-2370323_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Válvula de aguja para control de flujo El sector de la presente invención se refiere, en general, a válvulas de aguja para control de flujo de fluidos y, en particular, a una válvula de aguja para el control de flujo de producto en concentradores de oxígeno. El documento FR 2 511 113 da a conocer una válvula de aguja.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los concentradores de oxígeno son utilizados habitualmente en el mercado de productos médicos para el hogar para tratar pacientes con enfermedades pulmonares obstructivas crónicas. Debido a la amplia disponibilidad de estos concentradores de oxígeno en el mercado, el mercado para estos dispositivos presenta una elevada competitividad en cuanto a costes y se espera que sea todavía más competitivo en el futuro. Para continuar siendo competitivo en este mercado, es crítico el reducir los costes de fabricación asociados con cada uno de los componentes del sistema concentrador de oxígeno. La medición de flujo y el sistema de control es un aspecto del sistema concentrador general que puede presentar costes reducidos; no obstante, un sistema de flujo menos oneroso será viable solamente si proporciona suficiente exactitud y fiabilidad.

Los concentradores de oxígeno disponibles comercialmente utilizan en general una de dos tecnologías para controlar el flujo del gas producto. El más habitual es un rotámetro (medidor de flujo con una bola flotante) combinado con una válvula de aguja controlada manualmente. Los rotámetros pueden ser poco onerosos, pero para mantener exactitud están frecuentemente acoplados a un regulador de presión. Aún en el caso de estar combinados con el regulador, debido a las variaciones de presión de más abajo en el sentido de la corriente del rotámetro, estas combinaciones de válvula de aguja/rotámetro proporcionan una exactitud aproximada de 10% que es suficiente para la mayor parte de concentradores de oxígeno médico para el hogar. No obstante, una vez combinados con un regulador, este método de control no se podría considerar poco oneroso.

Otra tecnología común es la utilización de una placa de orificios en combinación con un regulador de presión. La placa de orificios contiene usualmente 10 o más orificios de precisión, cada uno de los cuales proporciona un flujo exacto cuando se facilita una presión exacta en el lado de la alimentación. El regulador es utilizado para proporcionar una presión fija en el lado de alimentación. La combinación placa de orificios/regulador funciona permitiendo que el usuario ajuste una esfera a un orificio específico para proporcionar un flujo específico de producto. Este método de control es en general más exacto que un rotámetro; no obstante, también es más oneroso y está sujeto a inexactitudes debido a las fluctuaciones de presión en la parte de más abajo en el sentido de la corriente.

Existe claramente la necesidad de un sistema de control de flujo de bajo coste y exacto para un concentrador de oxígeno. Un método para conseguir este objetivo utiliza cada vez más los sistemas acústicos comunes para medir concentración de oxígeno en los concentradores de oxígeno. Por un incremento despreciable del coste, estos sistemas acústicos pueden ser modificados para medir el flujo de oxígeno además de la concentración. Acoplando la medición de flujo con una válvula motorizada poco onerosa, tendría como resultado un sistema de control de flujo exacto y de bajo coste.

45 RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Para solucionar estos problemas y otros, un aspecto de la presente invención se relaciona con un método para facilitar control de flujo de fluido en un conjunto de válvula de aguja. El método comprende el disponer una válvula de aguja que comprende un motor, un cuerpo de válvula roscado interiormente y un émbolo roscado exteriormente 50 acoplado por rosca con el cuerpo de válvula roscado interiormente y siendo impulsado en rotación y alternativamente por el motor, incluyendo el cuerpo de la válvula una entrada de fluido, una salida de fluido y una cámara de flujo intermedia, incluyendo la cámara de flujo una pared de la cámara de flujo y una salida de la cámara de flujo, incluyendo el émbolo un elemento de aguja flexible que tiene un movimiento alternativo dentro de la salida de la cámara de flujo para proporcionar un control variable del flujo que pasa por la misma, incluyendo el elemento 55 de aguja flexible un cierre de pestaña que se acopla a la pared de la cámara de flujo durante el movimiento alternativo del émbolo y un elemento de aguja flexible para proporcionar cierre estanco entre dichos elementos; suministrando flujo de fluido a la entrada de fluido del conjunto de válvula de aguja; proporcionando control de flujo variable en el conjunto de válvula de aguja a través del movimiento alternativo del elemento de aguja flexible en la salida de la cámara de flujo y acoplándose con capacidad de flujo la pared de la cámara del flujo y el cierre estanco 60 de pestaña del elemento de aguja flexible para impedir el flujo de fluido entre ellos.

Otro aspecto de la invención se refiere a un conjunto de válvula de aguja para proporcionar control de flujo de fluido. El conjunto de válvula de aguja comprende un motor, un cuerpo de válvula roscado interiormente y un émbolo roscado exteriormente acoplado por rosca con el cuerpo de válvula roscado interiormente y accionado en rotación y 65 de forma alternativa por el motor, de manera que el cuerpo de válvula incluye una entrada de fluido, una salida da fluido y una cámara de flujo situada entre ellas, incluyendo la cámara de flujo una pared de la cámara de flujo y una salida de la cámara de flujo, incluyendo el émbolo un elemento de aguja flexible que se desplaza alternativamente dentro de la salida de la cámara de flujo para proporcionar un control variable del flujo que pasa por aquélla, incluyendo el elemento de aguja flexible un cierre estanco de pestaña que se puede acoplar con la pared de la cámara de flujo durante el movimiento alternativo del émbolo y un elemento de aguja flexible para proporcionar cierre estanco entre dichos elementos.

Otro aspecto de la invención se refiere a la naturaleza flexible del elastómero del elemento de aguja flexible de la válvula. Las características flexibles del material reducen la magnitud del par requerido para cerrar de forma estanca la válvula en comparación con la técnica anterior y la presión requerida en los componentes de la válvula a efectos de asegurar un cierre estanco completo.

Otro aspecto adicional de la invención se refiere a la capacidad de ajustar el flujo bajo efectos de presión variable de la parte de más abajo en el sentido de la corriente. La invención acoplada con elementos electrónicos de control y de medición posibilita que el dispositivo mantenga el flujo en el valor teórico con independencia de los efectos de la presión de más arriba o más abajo en el sentido de la corriente.

Otro aspecto de la invención es el pequeño número de piezas necesarias para el conjunto de la válvula de aguja. El menor número de piezas lleva a bajos costes de fabricación de la válvula, lo que es crítico para la aplicación.

Otros objetivos y ventajas quedarán evidentes para los técnicos de la materia después de estudiar los dibujos y la descripción detallada de las realizaciones preferentes que se adjuntan a continuación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una simple vista esquemática de una realización de un dispositivo para la separación de gas.

La figura 2 es una vista en perspectiva de una realización de un conjunto de válvula de aguja.

La figura 3 es una vista en sección parcial del conjunto de válvula de aguja de la figura 2.

La figura 4 es una vista en sección, a mayor escala, de una parte del conjunto de válvula de aguja de la figura 3.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES PREFERENTES

Con referencia a la figura 1 se describirá en primer lugar un dispositivo de separación de gas 10 construido de acuerdo con una realización de la invención, antes de describir una realización de un conjunto de válvula de aguja 100. El dispositivo 10 de separación de gas puede comprender un compresor 20, un Módulo de Adsorción Oscilante de Presión (PSA) o concentrador 30, un mecanismo de medición 40 y un mecanismo de control de flujo 50. En su utilización, un fluido de alimentación, tal como aire ambiente, puede ser introducido en el compresor 20 y suministrado a alta presión al módulo PSA 30. El módulo PSA... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para conseguir control de flujo de fluido en un conjunto de válvula de aguja, que comprende: disponer un conjunto (100) de válvula de aguja que comprende un motor (130), un cuerpo de válvula (120) roscado interiormente y un émbolo (210) roscado exteriormente acoplado por rosca con el cuerpo de válvula (120) roscado interiormente y siendo impulsado en rotación y en desplazamiento alternativo por el motor (130), incluyendo el cuerpo de válvula (120) una entrada de fluido (270), una salida de fluido (290) y una cámara de flujo (310) intermedia, incluyendo la cámara de flujo (310) una pared (312) de la cámara de flujo y una salida (320) de la cámara de flujo, incluyendo el émbolo (210) un elemento de aguja flexible (220) que se desplaza alternativamente dentro de la salida (320) de la cámara de flujo para proporcionar un control variable del flujo a través de la misma, incluyendo el elemento de aguja flexible (220) un cierre estanco de pestaña (260) que establece contacto con la pared (312) de la cámara de flujo durante el movimiento alternativo del émbolo (210) y elemento flexible de aguja (220) para proporcionar cierre estanco entre ambos, suministrar flujo de fluido a la entrada de fluido (270) del conjunto (100) de válvula de aguja, proporcionar control de flujo variable en el conjunto (100) de válvula de aguja mediante movimiento alternativo del elemento de aguja flexible (220) en la salida (320) de la cámara de flujos, establecer contacto con estanqueidad con la pared (312) de la cámara de flujo con el cierre estanco de pestaña (260) del elemento flexible de aguja (220) para impedir el flujo de fluido entre ambos. 2. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que el elemento (220) de aguja flexible es un elemento monopieza con el cierre estanco de pestaña (360) formado de manera integral con el mismo. 3. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que el motor (130) es un motor paso a paso que comprende, como mínimo, (24) pasos/revolución. 4. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que el motor (130) y el émbolo (210) incluyen respectivas ruedas dentadas (180, 200) y la relación de transmisión de la rueda dentada (200) del émbolo (210) con respecto a la rueda dentada (180) del motor (130) es, como mínimo, 1:1. 5. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que el motor (130) es un motor paso a paso y el motor (130) y el émbolo (210) incluyen respectivos engranajes. 6. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que el conjunto (100) de válvula de aguja forma parte de un mecanismo de control de flujo (50) de un dispositivo (10) de separación de gas para separar oxígeno gaseoso con respecto al aire, y el procedimiento comprende la separación de oxígeno gaseoso del aire utilizando el dispositivo (10) de separación de gas y controlar el flujo de producto en un mecanismo (50) de control de flujo, utilizando el conjunto de válvula de aguja (100). 7. Conjunto de válvula de aguja para conseguir control de flujo de fluido que comprende: un motor (130); un cuerpo de válvula (120) roscado interiormente; y un émbolo roscado exteriormente (210) acoplado por rosca con el cuerpo de válvula (120) roscado interiormente y accionado en rotación y en desplazamiento alternativo por el motor (130), en el que el cuerpo de válvula (120) que comprende una entrada de fluido (270), una salida de fluido (290) y una cámara de flujo intermedia (310), comprendiendo la cámara de flujo (310) una pared (312) de la cámara de flujo y una salida (320) de la cámara de flujo, incluyendo el émbolo (210) un elemento de aguja flexible (220) que tiene un desplazamiento alternativo dentro de la salida (320) de la cámara de flujo para conseguir un control de flujo variable por la misma, incluyendo el elemento de aguja flexible (220) un cierre estanco de pestaña (260) acoplable con la pared (312) de la cámara de flujo durante el movimiento alternativo del émbolo (210) y el elemento de aguja flexible (220) para proporcionar cierre estanco entre ambos elementos. 8. Conjunto de válvula de aguja, según la reivindicación 7, en el que el elemento de aguja flexible (220) es un elemento monopieza con el elemento de cierre estanco de pestaña (260) formado integralmente en aquél. 9. Conjunto de válvula de aguja, según la reivindicación 7, en el que el motor (130) es un motor paso a paso que comprende, como mínimo, 24 pasos/revolución. 6 E05733180 24-10-2011   10. Conjunto de válvula de aguja, según la reivindicación 7, en el que el motor (130) y el émbolo (210) comprenden respectivas ruedas dentadas (180, 200) y la relación de transmisión de la rueda dentada (200) del émbolo (210) con respecto a la rueda dentada (180) del motor (130) es, como mínimo, 1:1. 11. Conjunto de válvula de aguja, según la reivindicación 7, en el que el motor (130) es un motor paso a paso y el motor (130) y el émbolo (210) incluyen respectivas ruedas dentadas. 12. Conjunto de válvula de aguja, según la reivindicación 11, en el que el conjunto (100) de válvula de aguja forma parte de un mecanismo (50) de control de flujo de un dispositivo (10) de separación de gas para separar el oxígeno gaseoso con respecto al aire. 7 E05733180 24-10-2011   8 E05733180 24-10-2011   9 E05733180 24-10-2011   E05733180 24-10-2011

 

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