BOMBA DOSIFICADORA ACCIONADA POR FLUIDO Y SISTEMA PARA DISPENSAR FLUIDOS QUE INCLUYE DICHA BOMBA.

Bomba dosificadora accionada por fluido, para controlar el flujo de cantidades relativas de uno o dos fluidos,

que comprende: un motor accionado por fluido (10) configurado para convertir el flujo de fluido en trabajo mecánico, comprendiendo el motor (10) una primera cámara (112), una segunda cámara (110), un pistón (104) que separa la primera cámara (112) y la segunda cámara (110), estando configurado el pistón (104) del motor para desplazarse en vaivén, y estando un árbol (106) acoplado funcionalmente al pistón (104) del motor; un conjunto de válvulas (114) configurado para controlar selectivamente el flujo de fluido a la primera cámara (112) y a la segunda cámara (110), comprendiendo el conjunto de válvulas (114) una carcasa, una parte (207) del árbol (106) configurada para acoplar funcionalmente el conjunto de válvulas (114) al motor (10), un carrete de válvulas de primera etapa (210) configurado para desplazarse en vaivén dentro de la carcasa de válvula en respuesta al flujo de fluido en el conjunto de válvulas (114) y al movimiento de la parte de árbol (207), y un carrete de válvulas de segunda etapa (206) configurado para desplazarse en vaivén dentro de la carcasa de válvula en respuesta al flujo de fluido en el conjunto de válvulas (114) y al movimiento del carrete de válvulas de primera etapa (210); y una bomba de fluidos (20) acoplada funcionalmente al motor (10) y al conjunto de válvulas (114) a través del árbol (106), comprendiendo la bomba (20) una carcasa (120) y un pistón de bomba (130) configurado para desplazarse en vaivén dentro de la carcasa (120) de la bomba, estando el árbol (106) acoplado funcionalmente al pistón de bomba (130), caracterizada porque la carcasa de válvula, el árbol (106), la parte de árbol (207), el carrete de válvulas de primera etapa (210) y el carrete de válvulas de segunda etapa (206) forman una relación de encaje y son concéntricos unos respecto a los otros, siendo desplazados el carrete de válvulas de primera etapa (210) y el carrete de válvulas de segunda etapa (206) por un fluido de alimentación que entra en el conjunto de válvulas (114) para controlar selectivamente el flujo de fluido en la primera cámara (112) y en la segunda cámara (110) del motor (10) de modo que el pistón (104) del motor se mueve en vaivén, causando de este modo el desplazamiento en vaivén del árbol (106) para mover el pistón de la bomba (130)

Bomba dosificadora accionada por fluido y sistema para dispensar fluidos que incluye dicha bomba.

Solicitudes relacionadas La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud provisional US nº 60/831.792, presentada el 19 de julio 2006 según 35 U.S.C. apartado 119 (e) , cuya exposición se incorpora a la presente memoria como referencia.

Campo de la invención La presente descripción se refiere a dispositivos motores hidráulicos configurados para convertir una parte de la energía del flujo de fluido en movimiento alternativo, y, más particularmente, a los dispositivos que incluyen un motor accionado por fluido asociado funcionalmente a una bomba de fluidos. Además, la presente exposición se refiere a los circuitos fluidos configurados para dosificar y/o dispensar dos o más fluidos.

Antecedentes Las bombas de fluidos pueden ser accionadas por motores eléctricos. Las bombas de fluidos accionadas por motores eléctricos pueden adolecer de una serie de inconvenientes. Por ejemplo, en algunas aplicaciones, las bombas de fluidos accionadas por motores eléctricos pueden ser indeseables por razones de seguridad. Por ejemplo, al bombear disolventes, ácidos, aceites, y/o líquidos inflamables, puede ser inconveniente, o incluso peligroso, emplear motores eléctricos de alto voltaje o de gran intensidad para accionar las bombas. Además, las bombas de fluidos accionadas por motores eléctricos pueden no arrancar fácilmente de un estado atascado y/o pueden parar en un estado atascado. En algunas aplicaciones puede ser deseable proporcionar un flujo intermitente de fluido, lo que requiere la iniciación y detención cíclicas del flujo de fluido. Como resultado, las bombas de fluidos accionadas por motores eléctricos pueden no proporcionar prestaciones satisfactorias.

Una alternativa a accionar las bombas con motores eléctricos es utilizar motores hidráulicos para accionar las bombas. Los motores hidráulicos existentes, sin embargo, pueden adolecer de una serie de inconvenientes potenciales. Por ejemplo, los motores hidráulicos pueden incluir bocas de válvula que limitan el flujo de fluido a través del motor de una manera que dé lugar a una caída de presión y/o a turbulencias a través del motor accionado por fluido. Como resultado, cuando un fluido motor está saturado con un gas, por ejemplo, cuando el fluido es un agua gaseosa saturada con gas, una caída de presión y turbulencia excesivas a través de un motor accionado por fluido puede hacer que el CO2 salga de la solución en forma de burbujas, lo que afecta adversamente la precisión de una bomba dosificadora accionada por fluido usada para bombear y/o dosificar agua gaseosa y un producto a mezclar, tal como un jarabe. Además, algunos motores hidráulicos pueden experimentar fugas internas de la válvula en el motor mientras se cambia entre las posiciones operativas, lo que puede afectar adversamente la precisión de la dosificación de los fluidos. Se describe un motor accionado por fluido existente, por ejemplo, en el documento WO 90/12197 A, donde el dispositivo valvular está provisto de una sola corredera movida en vaivén por una barra piloto entre sus posiciones terminales.

Los sistemas dispensadores de fluidos existentes incluyen dispensadores de bebidas de tipo posmezcla. El diseño existente de dispensadores de bebidas de tipo posmezcla para dispensar bebidas de tipo posmezcla de máquinas dispensadoras tales como, por ejemplo, COCA COLA® y PEPSI®, se encuentra ahora relativamente estandarizado alrededor del mundo. Las bebidas de tipo posmezcla de máquina dispensadora pueden incluir a menudo un jarabe y un componente acuoso que se mezclan a medida que los fluidos caen en un recipiente de servir. En el caso de las bebidas que usan, por ejemplo, el agua gaseosa, como componente, la relación del jarabe al agua puede ser aproximadamente de 1 a 5. En algunos dispensadores de bebida de tipo posmezcla, una válvula dispensadora proporciona una función dosificadora y la función de abrir/cerrar para los componentes de jarabe y agua. Dichos dispensadores de bebida de tipo posmezcla requieren comúnmente la calibración y ajustes periódicos ya que la dosificación viene proporcionada por orificios que emplean compensación de presión.

En algunos dispensadores existentes, el jarabe presurizado se suministra a una válvula dispensadora por una bomba de diafragma accionada por gas desde una bolsa de jarabe flexible a presión ambiente contenida en una carcasa de cartón. Un gas para transportar el jarabe bajo presión se proporciona típicamente de un depósito de CO2 presurizado. Las carcasas de jarabe, las tuberías, los mandos, y una bomba se denominan colectivamente sistema de "bolsa-en-carcasa" (BIB) , y la bomba se denomina comúnmente bomba de bolsa-en-carcasa (BIB) . En algunos sistemas dispensadores, la bomba BIB puede extraer de varias bolsas de jarabe y bombear el jarabe a varias válvulas dispensadoras. En algunos dispensadores existentes, el agua se puede suministrar a una válvula dispensadora bajo presión. Si el fluido (por ejemplo, una bebida) no está gasificado, se puede proporcionar la presión del agua o bien por la presión del conducto de agua doméstica existente o, si es demasiado baja, por una bomba reforzadora de la presión del agua. Si el fluido, (por ejemplo, una bebida) está gasificado, se puede proporcionar la presión para el agua gasificada por una bomba gasificadora y la presión del conducto del CO2.

Un deseo de la presente exposición puede ser proporcionar un dispositivo que convierta un primer flujo de fluido y/o presión en movimiento mecánico por medio de un motor accionado por fluido y convertir el movimiento mecánico en un flujo de fluido y presión por medio de una bomba de fluidos.

Otro deseo de la presente exposición puede ser proporcionar un motor accionado por fluido, en el cual la energía para la actuación de la válvula de primera etapa viene suministrada por el desplazamiento de un pistón.

Todavía otro deseo de la presente exposición puede ser proporcionar un motor accionado por fluido, en el cual la energía para la actuación de la válvula de segunda etapa viene suministrada por el flujo y la presión de un primer 10 fluido motor, que es controlado por medio de una válvula de primera etapa.

Todavía otro deseo de la presente exposición puede ser proporcionar un motor accionado por fluido, en el cual la energía para la actuación de la válvula viene suministrada por una diferencial de presión a través del motor accionado por fluido y/o a través de una bomba de presurización asociada a un primer fluido.

Otro deseo adicional de la presente exposición puede ser proporcionar un motor accionado por fluido, en el cual la actuación de la válvula es habilitada por la proximidad de un pistón a un extremo de una cámara de pistón, en la cual un árbol accionado por el pistón entra en contacto con una primera etapa de válvula configurada para accionar una segunda etapa de válvula, con lo cual se permite el desplazamiento de una válvula de vías múltiples.

Un deseo además de la presente exposición puede ser proporcionar una válvula de vías múltiples provista de elementos concéntricos.

Otro deseo de la presente exposición puede ser proporcionar un elemento de válvula de vías múltiples, que puede 25 impedir el pinzamiento de juntas tóricas durante el funcionamiento.

Todavía un deseo más de la presente exposición puede ser proporcionar un dispositivo configurado para parar y/o arrancar de nuevo en respuesta al flujo de un primer fluido y/o presión.

Otro deseo de la presente exposición puede ser proporcionar un dispositivo configurado para parar y/o arrancar de nuevo en respuesta al flujo de un segundo fluido y/o presión.

Todavía otro deseo adicional de la presente exposición puede ser proporcionar un motor accionado por fluido configurado para parar y/o arrancar de nuevo en respuesta al flujo de fluido y/o presión de entrada.

Todavía un deseo más de la presente exposición puede ser proporcionar un motor accionado por fluido configurado para parar y/o arrancar de nuevo en respuesta a la presión del árbol.

Un deseo adicional de la presente exposición puede ser proporcionar una dosificación volumétrica exacta de dos o 40 más fluidos.

Un deseo más de la presente exposición puede ser proporcionar una bomba dosificadora impulsada por motor accionado por fluido que tenga un ratio fijo.

45 Todavía un deseo más de la presente exposición... [Seguir leyendo]

1. Bomba dosificadora accionada por fluido, para controlar el flujo de cantidades relativas de uno o dos fluidos, que comprende:

un motor accionado por fluido (10) configurado para convertir el flujo de fluido en trabajo mecánico, comprendiendo el motor (10) una primera cámara (112) , una segunda cámara (110) , un pistón (104) que separa la primera cámara (112) y la segunda cámara (110) , estando configurado el pistón (104) del motor para desplazarse en vaivén, y estando un árbol (106) acoplado funcionalmente al pistón (104) del motor;

un conjunto de válvulas (114) configurado para controlar selectivamente el flujo de fluido a la primera cámara (112) y a la segunda cámara (110) , comprendiendo el conjunto de válvulas (114) una carcasa, una parte (207) del árbol (106) configurada para acoplar funcionalmente el conjunto de válvulas (114) al motor (10) , un carrete de válvulas de primera etapa (210) configurado para desplazarse en vaivén dentro de la carcasa de válvula en respuesta al flujo de fluido en el conjunto de válvulas (114) y al movimiento de la parte de árbol (207) , y un carrete de válvulas de segunda etapa (206) configurado para desplazarse en vaivén dentro de la carcasa de válvula en respuesta al flujo de fluido en el conjunto de válvulas (114) y al movimiento del carrete de válvulas de primera etapa (210) ; y una bomba de fluidos (20) acoplada funcionalmente al motor (10) y al conjunto de válvulas (114) a través del árbol (106) , comprendiendo la bomba (20) una carcasa (120) y un pistón de bomba (130) configurado para desplazarse en vaivén dentro de la carcasa (120) de la bomba, estando el árbol (106) acoplado funcionalmente al pistón de bomba (130) , caracterizada porque la carcasa de válvula, el árbol (106) , la parte de árbol (207) , el carrete de válvulas de primera etapa (210) y el carrete de válvulas de segunda etapa (206) forman una relación de encaje y son concéntricos unos respecto a los otros, siendo desplazados el carrete de válvulas de primera etapa (210) y el carrete de válvulas de segunda etapa (206) por un fluido de alimentación que entra en el conjunto de válvulas (114) para controlar selectivamente el flujo de fluido en la primera cámara (112) y en la segunda cámara (110) del motor (10) de modo que el pistón (104) del motor se mueve en vaivén, causando de este modo el desplazamiento en vaivén del árbol (106) para mover el pistón de la bomba (130) .

2. Bomba dosificadora accionada por fluido según la reivindicación 1, en la que el conjunto de válvulas (114) está configurado, de modo que el fluido fluya en la primera cámara (112) , el pistón (104) del motor se mueva hacia la segunda cámara (110) , causando de este modo que el árbol (106) se mueva en un primer sentido.

3. Bomba dosificadora accionada por fluido según la reivindicación 2, en la que cuando el árbol (106) se mueve en el primer sentido, el carrete de válvulas de primera etapa (210) se mueve en el primer sentido.

4. Bomba dosificadora accionada por fluido según la reivindicación 3, en la que cuando el carrete de válvulas de

primera etapa (210) alcanza un final de carrera en el primer sentido, el carrete de válvulas de segunda etapa (206) se mueve en el primer sentido.

5. Bomba dosificadora accionada por fluido según la reivindicación 3, en la que cuando el carrete de válvulas de segunda etapa (206) alcanza un final de carrera en el primer sentido, el flujo de fluido se dirige a la segunda cámara 45 (110) , de modo que el pistón (104) del motor se mueve hacia la primera cámara (112) y el árbol (106) se mueve en un segundo sentido.

6. Bomba dosificadora accionada por fluido según la reivindicación 1, en la que el pistón de bomba (130) separa la carcasa (120) de la bomba en una primera cámara de bomba (132) y una segunda cámara de bomba (134) . 50

7. Bomba dosificadora accionada por fluido según la reivindicación 6, en la que la primera cámara de bomba (132) y la segunda cámara de bomba (134) comprenden cada una un orificio de entrada, configurado para aspirar el fluido dentro de la cámara de bomba respectiva (132, 134) a medida que el pistón de bomba (130) se mueve para expandir la cámara de bomba (132, 134) respectiva, y un orificio de salida configurado para expulsar el fluido fuera 55 de la respectiva cámara de bomba (132, 134) a medida que el pistón de bomba (130) se mueve para contraer la respectiva cámara de bomba (132, 134) .

8. Bomba dosificadora accionada por fluido según la reivindicación 1, en la que un primer fluido fluye en el motor (10) y un segundo fluido es bombeado por la bomba de fluidos (20) , dando como resultado el flujo del primer fluido 60 en el motor (10) y del segundo fluido bombeado por la bomba de fluidos (20) , una proporción que se mantiene sustancialmente entre el volumen del primer fluido que fluye en el motor (10) y el volumen del segundo fluido bombeado por la bomba de fluidos (20) .

9. Bomba dosificadora accionada por fluido según la reivindicación 1, en la que por lo menos uno de entre el 65 carrete de válvulas de primera etapa (210) y el carrete de válvulas de segunda etapa (206) comprende uno o más surcos (340, 344, 346) cada uno configurado para recibir una junta de estanqueidad, y definiendo cada surco (340, 344, 346) unas muescas (354) configuradas para reducir la probabilidad de pinzamiento de la junta de estanqueidad.