Una válvula (2A) de control de flujo de aire, que incluye: un cuerpo (10A) de válvula que tiene una cavidad interna (38) de aire,

una entrada (34) de aire y una salida (36) de aire en comunicación de flujo con la cavidad interna (38) de aire; una tapa (14A) de válvula afianzada al cuerpo (10A) de la válvula; un asiento (40) de válvula situado dentro de la cavidad interna (38) de aire, el asiento (40) de válvula se encuentra en el extremo distal de un pedestal tubular erguido (42) que se forma alrededor de la salida (36) de aire; la cavidad interna (38) de aire está configurada con el fin de definir un espacio anular de aire alrededor del pedestal (42) con el que la entrada (34) de aire está en comunicación de flujo; un diafragma flexible (55) generalmente plano montado por encima del asiento (40) de la válvula, el diafragma (55) soporta un miembro (20) de cierre de válvula que se adapta para acoplarse al asiento (40) de la válvula para cerrar y abrir la válvula (2) de control de aire, respectivamente, en respuesta a las presiones de aire respectivas en lados opuestos del diafragma (55), el diafragma (55) se encuentra a una altura por encima del borde más superior (47) de la entrada (34) de aire; unos medios de control de válvula para hacer que el diafragma (55) se mueva acercándose y alejándose del asiento (40) de la válvula para cerrar y abrir la válvula (2A) de control de flujo de aire, respectivamente; la válvula de control de flujo de aire se caracteriza porque los ejes de la entrada (34) de aire y la salida (36) de aire están alineados sustancialmente a 90º entre sí, porque el asiento (40) de la válvula se alinea coaxial con la salida (36) de aire, porque, con la válvula (2A) de control de flujo de aire orientada con el eje horizontal de la entrada (34) de aire y la salida (36) de aire mirando hacia abajo, el asiento (40) de la válvula se encuentra a una altura igual o inferior al borde más superior (47) de la entrada (34) de aire, y porque la tapa (14A) de la válvula se afianza al cuerpo (12) de la válvula mediante una conexión roscada, la válvula (2A) incluye por lo menos una ranura axial (120) a través de la rosca de la tapa (14A) de la válvula y/o el cuerpo (10A) de la válvula con lo cual la presión de gas dentro de la válvula puede expulsarse a medida que se retira la tapa (14A) de válvula

Válvula para controlar el flujo de aire.

Ámbito de la invención

Esta invención se refiere a una válvula de control de flujo de aire accionada por diafragma del tipo normalmente utilizado en la industria de colectores de polvo. La válvula de la invención será adecuada para su uso en esa industria, pero se debe entender que la válvula de la invención también se puede utilizar en otras aplicaciones.

Antecedentes de la invención

Las válvulas de control de flujo de aire utilizadas en la industria de recolección de polvo tienen una serie de restricciones de diseño razonablemente específicas que deben cumplir con el fin de funcionar con eficacia. Por ejemplo, normalmente las válvulas tienen entradas y salidas dispuestas a 90º entre sí, las válvulas normalmente se controlan electrónicamente, y las tuberías de suministro y la salida que conducen hacia y desde la válvula son normalmente de 20 mm, 25 mm o 45 mm de diámetro.

Normalmente, estas válvulas tienen un miembro de cierre de válvula montado en un diafragma y mediante el control de la presión en los lados opuestos del diafragma la válvula puede abrirse o cerrarse. El suministro de aire a presión proporciona la presión necesaria para el control de la válvula y se proporciona una disposición de purga para el suministro de aire a presión a los lados opuestos del diafragma.

Dado que estos aspectos de las válvulas son bien conocidos, no necesitan ser descritos en esta memoria con mayor detalle.

Hay importantes características de comportamiento que dichas válvulas deben cumplir con el fin de ser competitivas en la industria. Por ejemplo, las válvulas deben abrirse rápidamente y debe haber una mínima caída de presión a través de la válvula cuando la válvula está abierta. Además, las válvulas deben ser relativamente fáciles de fabricar, ensamblar e instalar, y el mantenimiento de las válvulas debe ser posible sin quitar el cuerpo de la válvula del equipo sobre el que se ha instalado.

La patente de EE.UU. 2.686.651 describe una válvula para su uso en el sistema de frenos con aire a presión de una combinación de vehículo tractor-remolque. La válvula incorpora un cuerpo que tiene una entrada y una salida, con un asiento de válvula situado en el cuerpo entre la entrada y la salida. Un diafragma se extiende por el cuerpo y tiene una parte de obturación que se puede acoplar con el asiento de la válvula. El cuerpo lleva una manivela de funcionamiento que se conecta al diafragma y que se puede mover para controlar la posición de la pieza de obturación, y en particular puede mover la pieza de obturación hasta el acoplamiento o sin acoplamiento con el asiento de la válvula.

La patente de EE.UU. 4.971.287 describe una válvula de diafragma para el uso en un sistema de lavado con agua, la válvula tiene un cuerpo de válvula con una entrada y una salida, y un asiento de válvula entre la entrada y la salida. Un diafragma se extiende por el cuerpo y tiene una pieza de obturación que se puede acoplar al asiento de la válvula, la pieza de obturación es movible hasta el acoplamiento y fuera del acoplamiento con el asiento de la válvula en respuesta a las presiones respectivas en los lados opuestos del diafragma. La válvula incorpora unos medios de control de válvula que controlan las presiones respectivas en los lados opuestos del diafragma, y por lo tanto controlan la posición de la pieza de obturación en relación con el asiento de la válvula.

La solicitud de patente francesa 2299581 describe una válvula para controlar el flujo de un fluido. Algunas de las realizaciones descritas incorporan un diafragma que extiende el cuerpo.

La solicitud de patente internacional WO 98/08150 describe una válvula de diafragma (la posición del diafragma, y por lo tanto el estado abierto/cerrado de la válvula, es controlado por las presiones respectivas en ambos lados del diafragma). La válvula de diafragma controla un flujo de aire, y las presiones de aire respectivas a ambos lados del diafragma controlan el estado abierto/cerrado de la válvula, de modo que el aire es a la vez el fluido controlado y de control. Este documento se considera como el documento más cercano a la técnica anterior de la invención, y las características que son compartidas con la presente invención se recogen en el preámbulo de la reivindicación 1.

Resumen de la invención

De acuerdo con la invención, se proporciona una válvula de control de flujo de aire, que incluye: una válvula de control de flujo de aire, que incluye:

un cuerpo de válvula que tiene una cavidad interna de aire y una entrada de aire y una salida de aire en comunicación de flujo con la cámara interna de aire;

una tapa de válvula afianzada al cuerpo de la válvula;

un asiento de válvula situado dentro de la cavidad interna de aire, el asiento de válvula se encuentra en el extremo distal de un pedestal tubular erguido que se forma alrededor de la salida de aire;

la cavidad interna de aire está configurada con el fin de definir un espacio anular de aire alrededor del pedestal con el que la entrada de aire está en comunicación de flujo;

un diafragma flexible generalmente plano montado por encima del asiento de la válvula, el diafragma soporta un miembro de cierre de válvula que se adapta para acoplarse al asiento de la válvula para cerrar y abrir la válvula de control de aire, respectivamente, en respuesta a las presiones de aire respectivas a ambos lados del diafragma, el diafragma se encuentra a una altura por encima del borde más superior de la entrada de aire;

unos medios de control de válvula para hacer que el diafragma se mueva acercándose y alejándose del asiento de la válvula para cerrar y abrir la válvula de control de flujo de aire, respectivamente;

la válvula de control de flujo de aire se caracteriza porque los ejes de la entrada de aire y la salida de aire están alineados sustancialmente a 90º entre sí,

porque el asiento de la válvula se alinea coaxial con la salida de aire,

porque, con la válvula de control de flujo de aire orientada con el eje horizontal de la entrada de aire y la salida de aire mirando hacia abajo, el asiento de la válvula se encuentra a una altura igual o inferior al borde más superior de la entrada de aire,

y porque la tapa de la válvula se afianza al cuerpo de la válvula mediante una conexión roscada, la válvula incluye por lo menos una ranura axial a través de la rosca de la tapa de la válvula y/o el cuerpo de la válvula con lo cual la presión de gas dentro de la válvula puede expulsarse a medida que la tapa de la válvula se retira.

Preferiblemente el borde más superior del asiento de válvula se encuentra a una distancia que es aproximadamente un tercio del diámetro de la entrada por encima de la línea central de la entrada.

Preferentemente, el cuerpo de la válvula tiene una parte de cuenco en la que se encuentran la entrada y salida, y los medios de control de válvula se encuentran en la tapa de la válvula, el diafragma se mantiene cautivo en su posición entre la tapa de la válvula y la parte de cuenco cuando la tapa de la válvula se enrosca operativa en la parte de cuenco. La rosca en la parte de cuenco es preferiblemente de configuración hembra y la rosca en la tapa de la válvula es preferentemente de configuración macho.

Una característica adicional de la invención permite que el área en sección transversal del espacio anular o el área de cuenco con respecto al área del asiento de la válvula estén en el intervalo de 2,5:1 a 4,5:1, y preferiblemente en el intervalo de 3,2:1 a 3,6:1.

El diámetro interno del asiento de la válvula es preferiblemente mayor que el diámetro interno de la salida, y la pared interna del pedestal tubular preferentemente se estrecha convergente desde el asiento de la válvula hacia la salida.

La entrada y salida pueden tener cualquier disposición de conexión adecuada para la conexión de conductos de flujo de aire a la válvula. En una disposición la entrada y salida tienen ambas un receptáculo roscado internamente adaptado cada uno para recibir un conducto tubular respectivo roscado externamente.

El diafragma puede tener un orificio de purga (tal como el orificio de purga 26 de las figuras 1 y 7A) adaptado a través suyo para alimentar aire a presión desde el espacio anular a la zona por encima del diafragma. Opcionalmente,... [Seguir leyendo]

1. Una válvula (2A) de control de flujo de aire, que incluye:

un cuerpo (10A) de válvula que tiene una cavidad interna (38) de aire, una entrada (34) de aire y una salida (36) de aire en comunicación de flujo con la cavidad interna (38) de aire;

una tapa (14A) de válvula afianzada al cuerpo (10A) de la válvula;

un asiento (40) de válvula situado dentro de la cavidad interna (38) de aire, el asiento (40) de válvula se encuentra en el extremo distal de un pedestal tubular erguido (42) que se forma alrededor de la salida (36) de aire;

la cavidad interna (38) de aire está configurada con el fin de definir un espacio anular de aire alrededor del pedestal (42) con el que la entrada (34) de aire está en comunicación de flujo;

un diafragma flexible (55) generalmente plano montado por encima del asiento (40) de la válvula, el diafragma (55) soporta un miembro (20) de cierre de válvula que se adapta para acoplarse al asiento (40) de la válvula para cerrar y abrir la válvula (2) de control de aire, respectivamente, en respuesta a las presiones de aire respectivas en lados opuestos del diafragma (55), el diafragma (55) se encuentra a una altura por encima del borde más superior (47) de la entrada (34) de aire;

unos medios de control de válvula para hacer que el diafragma (55) se mueva acercándose y alejándose del asiento (40) de la válvula para cerrar y abrir la válvula (2A) de control de flujo de aire, respectivamente;

la válvula de control de flujo de aire se caracteriza porque los ejes de la entrada (34) de aire y la salida (36) de aire están alineados sustancialmente a 90º entre sí,

porque el asiento (40) de la válvula se alinea coaxial con la salida (36) de aire,

porque, con la válvula (2A) de control de flujo de aire orientada con el eje horizontal de la entrada (34) de aire y la salida (36) de aire mirando hacia abajo, el asiento (40) de la válvula se encuentra a una altura igual o inferior al borde más superior (47) de la entrada (34) de aire,

y porque la tapa (14A) de la válvula se afianza al cuerpo (12) de la válvula mediante una conexión roscada, la válvula (2A) incluye por lo menos una ranura axial (120) a través de la rosca de la tapa (14A) de la válvula y/o el cuerpo (10A) de la válvula con lo cual la presión de gas dentro de la válvula puede expulsarse a medida que se retira la tapa (14A) de válvula.

2. Una válvula (2A) de control de flujo de aire según la reivindicación 1, en la que dicho cuerpo (10A) de la válvula tiene una parte de cuenco (12) en el que se encuentran dicha entrada (34) y dicha salida (36), y en el que dichos medios de control de válvula se encuentran en dicha tapa (14A) de válvula.

3. Una válvula (2A) de control de flujo de aire según la reivindicación 2, en la que dicho diafragma (16) se mantiene retenido en su posición entre dicha tapa (14A) de válvula y dicha parte de cuenco (12) cuando dicha tapa (14A) de válvula se enrosca operativa en la parte de cuenco (12).

4. Una válvula (2A) de control de flujo de aire según la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en la que las roscas (48A, 50A) en dicha parte de cuenco (12) son de configuración hembra, y las roscas (48A, 50A) en dicha tapa (14A) de válvula son de configuración macho.

5. Una válvula (2A) de control de flujo de aire según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en la que el área en sección transversal de dicho espacio anular de la parte de cuenco (12) en relación con dicha zona del asiento (40) de la válvula se encuentra en el intervalo de 2,5:1 a 4,5:1.

6. Una válvula (2A) de control de flujo de aire según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en la que el área en sección transversal de dicho espacio anular de la parte de cuenco (12) en relación con dicha zona del asiento (40) de la válvula se encuentra en el intervalo de 3,2:1 a 3,6:1.

7. Una válvula (2A) de control de flujo de aire según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el diámetro interno de dicho asiento (40) de válvula es mayor que el diámetro interno de dicha salida (36).

8. Una válvula (2A) de control de flujo de aire según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que las paredes internas de dicho pedestal tubular (42) se estrechan de manera convergente desde dicho asiento (40) de la válvula hacia dicha salida (36).

9. Una válvula (2A) de control de flujo de aire según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que dicha entrada (34) y dicha salida (36) tienen una disposición de conexión adecuada para la conexión de conductos de flujo de aire a dicha válvula (2).

10. Una válvula (2A) de control de flujo de aire según la reivindicación 9, en la que dicha entrada (34) y dicha salida (36) tienen ambas algo de lo siguiente: un receptáculo roscado internamente adaptado para recibir un conducto respectivo roscado externamente; y un miembro tubular roscado externamente para recibir un conducto respectivo roscado internamente; o un reborde unido adaptado para ser unido a un reborde en un conducto.

11. Una válvula (2A) de control de flujo de aire según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que dicho diafragma (16) tiene un orificio de purga a través suyo adaptado para alimentar de aire a presión desde dicha cavidad interna (38) a un volumen por encima de dicho diafragma (16).

12. Una válvula (2A) de control de flujo de aire según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en la que dicho diafragma (16) se carga por resorte para el acoplamiento con dicho asiento (40) de válvula.