Dispositivo de válvula, concebido concretamente para un regulador de respiración (100) para buzos,

que consta de: -una cámara de entrada (111) que se puede conectar con una fuente de gas a presión superatmosférica (Pentrada); -una cámara de salida (112) a una presión regulada (Psalida); -un asiento (114) dispuesto para conformar una junta estanca entre dicha cámara de entrada y dicha cámara de salida, que incluye un conducto pasante (115a) que interconecta dicha cámara de entrada con dicha cámara de salida; y - un elemento de válvula 114 dispuesto de forma móvil en dicho asiento y adaptado para abrir y cerrar dicho conducto, estando sometido dicho elemento de válvula a fuerzas que incluyen las fuerzas de dichas presiones superatmosférica y regulada; y - un elemento servocontrolado (116, 117, 118) adaptado para regular dicho elemento de válvula, caracterizado por estar sometido a fuerzas que incluyen fuerzas de dichas presiones superatmosférica y regulada; y - en que dicho asiento es móvil en función de la incidencia de dicha presión superatmosférica y de dicha presión regulada; y - en que dicho elemento servocontrolado ejerce en dicho elemento de válvula una fuerza que depende de la posición de dicho asiento móvil, de modo que dicha actuación, influenciada por variación de fuerzas, de dicho elemento de válvula por dicha presión superatmosférica quede compensada por una correspondiente fuerza variante de dicho elemento servocontrolado

Dispositivo de válvula y regulador de respiración que comprende dicho dispositivo.

Sector de la invención

La presente invención se refiere a los dispositivos de válvula y, más específicamente, a los dispositivos de válvula equilibrados que se utilizan para controlar el flujo de gas respirable a presión hasta los reguladores de respiración. La invención se refiere además a dicho regulador de respiración.

Descripción del sector de la técnica

Los equipos de bucear incluyen un elemento denominado "regulador de respiración", conectado con una o más botellas de inmersión o su equivalente técnico y que sirve para ajustar la presión de la botella a una presión regulada a un nivel predeterminado. A este fin el regulador de respiración se dota de un dispositivo de válvula. La Figura 1 ilustra de forma esquemática uno de dichos dispositivos de válvula construidos de acuerdo con la tecnología actual. Tal y como se explicará más adelante, la válvula incluye una parte de entrada 11, a la presión de la botella P_entrada, y una parte de salida 12, a la presión regulada P_salida. Un cuerpo de válvula cónico 14 es móvil en un asiento 15. La parte de la salida 12 queda delimitada por un diafragma o una membrana flexible 16, conectado con un muelle 17 que ejerce una fuerza de muelle F_muelle en el diafragma 16. De este modo, una parte del diafragma 16 está sometida a las fuerzas de la presión regulada P_salida mientras la otra parte del diafragma está sometida a fuerzas de la presión ambiental P_ambiente. La fuerza del muelle, junto por ejemplo con las fuerzas ejercidas por el diafragma 16, actúa/n en una varilla 18, conectada con el cuerpo de la válvula y que ejerce, por tanto, una fuerza F_varilla en dicho cuerpo.

La válvula ya conocida actúa del siguiente modo. El desplazamiento del cuerpo de la válvula 14 está determinado por las fuerzas a las que queda sometido. Dichas fuerzas incluyen (tal como se muestra en la figura) una fuerza dirigida hacia arriba F_entrada, determinada por la presión de la botella. A dicha fuerza se oponen esencialmente las fuerzas que actúan hacia abajo F_salida, que constan generalmente del efecto de la presión reglada P_salida en el cuerpo de la válvula y de la fuerza de la varilla F_varilla. Cuando un buzo que tiene una boquilla conectada con la parte de salida inhala, provocando de este modo una reducción en la presión regulada, se reduce la presión en el diafragma 1 y a continuación el diafragma ejerce una fuerza mayor en la varilla 18. A continuación aumenta la fuerza F_varilla y, en el caso de una válvula en funcionamiento, el cuerpo de la válvula se desplazará hacia abajo, permitiendo de este modo que el gas de la botella entre por el asiento 15 hasta que la presión regulada haya aumentado hasta un punto en que el cuerpo de la válvula se vuelva a la posición indicada en la Figura 1.

Un problema que se presenta en dichos dispositivos de válvula actuales es que el desplazamiento del cuerpo de la válvula queda en función de la presión de la botella, que en caso de una botella llena puede ser equivalente a una presión superatmosférica de aproximadamente 300 barios, y puede descender a casi 0 barios durante su uso. Esto significa, a su vez, que variará la característica de la válvula, junto con la presión regulada.

Han sido propuestas varias soluciones para resolver este problema y en la Figura 2 se ilustra un ejemplo de ellas. La válvula indicada en la Figura 2 se corresponde con la válvula mostrada en la Figura 1 en muchos aspectos, aunque en este último caso el cuerpo homogéneo de la válvula 14 se ha sustituido por un cuerpo de válvula 14' que incluye un conducto pasante 14a'. Dicho conducto conecta la salida 12 con un espacio 19, que se cierra herméticamente contra la entrada 11 mediante una junta tórica 20. Por consiguiente, dichas fuerzas F_entrada que actúan en el cuerpo de la válvula desde la parte interior carecen esencialmente de componentes axiales, proporcionando de este modo una válvula equilibrada que facilita una presión regulada generalmente independiente de P_entrada. Otra solución en la que se emplea una junta tórica se divulga en la EP 0 807 571.

Sin embargo, el uso de un cuerpo de válvula de este diseño acarrea la desventaja de que la superficie de cierre entre el cuerpo de la válvula y el asiento tiende a la larga a permitir fugas, por distintas razones. El acople entre el orificio y el cono del cuerpo de la válvula debe ser perfecto - no se pueden tolerar irregularidades. Después de haberse utilizado mucho tiempo, el cono sufre desperfectos, en forma de rayas y surcos en el reborde que define el orificio y el cono, los cuales facilitan las fugas por la junta. Además, el cuerpo de la válvula debe ser recto, lo que significa que el cuerpo se ha de orientar con la máxima precisión. La junta tórica puede empezar a permitir fugas a causa de la abrasión y otros tipos de desgaste, impidiendo de este modo el efecto deseado de equilibrio y sellado.

Al utilizar un cuerpo esférico de estanqueidad se evitan dichas desventajas asociadas con el uso de un cuerpo de válvula cónico. Un cuerpo esférico es autodirigido, evitando de este modo la necesidad de la orientación precisa que requiere un cuerpo de válvula cónico.

Se divulgan en la US 4971108 un cuerpo de válvula cónico guiado y un cuerpo de estanqueidad semiesférico.

Es evidente, sin embargo, que la solución de equilibrio ilustrada en la Figura 2 no se puede aplicar cuando un cuerpo esférico se utiliza como medio de cerrar las válvulas.

Resumen de la invención

Constituye un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo de válvula generalmente equilibrado, es decir, un dispositivo de válvula con el cual la presión de la parte de la salida se mantiene esencialmente constante a pesar de la presión en la parte de la entrada.

La invención se basa en la constatación de que el equilibrado del dispositivo de válvula se puede lograr haciendo que el asiento en el que descansa el elemento que cierra la válvula se desplazca por el efecto de la presión en tanto la parte de la entrada como en la parte de salida de dicha válvula.

De acuerdo con la invención, se proporciona un dispositivo de válvula de la forma definida en la Reivindicación 1.

De acuerdo con la invención, se proporciona además un regulador de respiración que incluye dicho dispositivo de válvula.

El dispositivo de válvula y el regulador de respiración según la invención proporcionan una característica de válvula esencialmente constante, a la vez que facilitan una solución mecánicamente sencilla.

En una realización especialmente preferente, se utiliza como elemento de cierre de la válvula un cuerpo esférico, o bola. El elemento de cierre de la válvula es, por tanto, autodirigido de forma ventajosa.

Otras realizaciones preferentes se definen en las Reivindicaciones dependientes.

Breve descripción de las figuras

A continuación se describirá la invención de forma más detallada como ejemplo, y además en relación con figuras que se acompañan, en las cuales:

La Figura 1 es una ilustración esquemática de un dispositivo de válvula no equilibrado según la técnica anterior;

La Figura 2 es una ilustración esquemática de un dispositivo de válvula equilibrado según la técnica anterior;

La Figura 3 es una ilustración esquemática de un dispositivo de válvula de acuerdo con la invención;

La Figura 4 ilustra un regulador de respiración que incluye un dispositivo de válvula según la invención, estando cerrada dicha válvula cuando prevalece una elevada presión en la parte de la entrada;

La Figura 5 muestra el regulador de respiración de la Figura 4 con la válvula abierta;

La Figura 6 muestra el regulador de respiración de la Figura 4 con la válvula cerrada, al prevalecer una baja presión en la parte de la entrada y

La Figura 7 muestra el regulador de la Figura 6 con la válvula abierta.

Descripción de la realización preferente

A continuación se describirá una realización preferente de un dispositivo de válvula y un regulador de respiración según la invención, con respecto a la Figura 3 en primer lugar. Ha de constar que las direcciones mencionadas...

1. Dispositivo de válvula, concebido concretamente para un regulador de respiración (100) para buzos, que consta de:

- una cámara de entrada (111) que se puede conectar con una fuente de gas a presión superatmosférica (P_entrada);

- una cámara de salida (112) a una presión regulada (P_salida);

- un asiento (114) dispuesto para conformar una junta estanca entre dicha cámara de entrada y dicha cámara de salida, que incluye un conducto pasante (115a) que interconecta dicha cámara de entrada con dicha cámara de salida; y

- un elemento de válvula (114) dispuesto de forma móvil en dicho asiento y adaptado para abrir y cerrar dicho conducto, estando sometido dicho elemento de válvula a fuerzas que incluyen las fuerzas de dichas presiones superatmosférica y regulada; y

- un elemento servocontrolado (116, 117, 118) adaptado para regular dicho elemento de válvula,

- por que dicho asiento es móvil en función de la incidencia de dicha presión superatmosférica y de dicha presión regulada; y

- por que dicho elemento servocontrolado ejerce en dicho elemento de válvula una fuerza que depende de la posición de dicho asiento móvil, de modo que dicha actuación, influenciada por variación de fuerzas, de dicho elemento de válvula por dicha presión superatmosférica quede compensada por una correspondiente fuerza variante de dicho elemento servocontrolado.

2. Dispositivo de válvula de acuerdo con La Reivindicación 1, en que dicho elemento de válvula (114) es una bola.

3. Dispositivo de válvula de acuerdo con La Reivindicación 1, en que dicho elemento de válvula (114) es un cuerpo de válvula cónico.

4. Dispositivo de válvula de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-3, en que dicho elemento servocontrolado incluye:

- un diafragma flexible (116) en el que puede incidir dicha presión regulada (P_salida); y

- una varilla (118) conectada con dicho diafragma;

- en el que dicha varilla ejerce en dicho elemento de válvula en el asiento una fuerza en función de la diferencia entre una presión ambiental (P_ambiente); y dicha presión del regulador (P_salida);

5. Dispositivo de válvula de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-4, en que el asiento (115) es de metal.

6. Dispositivo de válvula de acuerdo con la Reivindicación 5, en el que una superficie de reborde de dicho conducto (115a) que funciona como superficie colindante en dicho asiento (115) contra dicho cuerpo de cierre de válvula (114) está revestida de un material de plástico.

7. Dispositivo de válvula de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-6, en que el que la función del muelle (119) queda sustituida por un asiento de soporte fijo, en el que la flexión hacia el exterior o la compresión del material del asiento sustituyen la función del muelle (119).

8. Dispositivo de válvula de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-7, compuesto por un muelle (119) en conexión con dicho asiento.

9. Dispositivo de válvula de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-8, en el que el cuerpo de cierre de la válvula (114) consta de plástico o metal.

10. Regulador de respiración (100) dotado de un alojamiento (101, 102) y que incluye un dispositivo de válvula de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones anteriores.