Válvula de tres vías controlada por presión, que comprende:

un cuerpo de válvula,

un circuito de entrada en dicho cuerpo de válvula, que se extiende entre un puerto de entrada (17A) y un segundo puerto (17B) , un circuito de salida (15B) en dicho cuerpo de válvula, que se extiende entre dicho segundo puerto (17B) y dicho puerto de salida (17C) ; un émbolo (21) ubicado en dicho circuito de entrada y conectado a los primeros medios de empuje (23) que empuja dicho émbolo en una dirección hacia dicho puerto de entrada (17A) , teniendo el émbolo un par de asientos que comprenden un par de escalones circunferenciales (41A, 41B) formados en la superficie de pared externa del émbolo; un aro sello (37) colocado entre dichos escalones y definiendo un par de sellos (39A, 39B) ; una válvula de salida en dicho circuito de salida (15B) , donde dicha válvula comprende dicho par de sellos capaces de alternativamente apoyar contra dicho par de escalones ante el movimiento del émbolo a por lo menos tres posiciones, una primera posición (Fig. 1) para comunicar el puerto de salida con el puerto de salida, una segunda posición (Fig. 2) para cerrar la comunicación entre el puerto de salida, el segundo puerto y el puerto de entrada, y una tercera posición (Fig. 3) para comunicar el puerto de salida con el segundo puerto; y caracterizado porque un diafragma (43) que tiene una parte central del mismo que está conectada sellantemente al émbolo y una periferia retenida selladamente en el cuerpo de válvula, de manera que el diafragma define un sello entre la superficie de pared externa del émbolo y el cuerpo de válvula en una posición entre el puerto de entrada (17A) y el segundo puerto (17B) .

Dispositivo valvular de tres vías controlable a presión

Sector de la técnica

La presente invención concierne una válvula para instalación en una cañería de aire o gas presurizado y que puede controlarse por medio de la presión relativa del gas aplicada a una vía de la válvula o por el diferencial de presión entre dos puertos, pasajes o vías o circuitos del mismo. De acuerdo con la invención, el estado de la válvula es controlado de forma remota a través de una cañería conectada a aquella vía, sin líneas auxiliares de control, variando la presión de aire aplicada en otro extremo de la cañería. En particular, se trata de una válvula de tres estados, capaz de adoptar selectivamente una posición cerrada o de bloqueo, una posición abierta entre un par de vías o una posición abierta entre otro par de vías, conforme al estado de presión en una de esas vías, por ejemplo, un puerto de control de válvulas, con fricción reducida entre los componentes de la válvula y una operación mas precisa y efectiva.

La válvula de la presente invención puede tener aplicación en cualquier instalación donde se desee mantener una presión bajo control, inclusive permitiendo su aumento, reducción o liberación. Dicha instalación puede ser un circuito para inflado y desinflado de recintos presurizados, en particular como válvula de cámara y como componente para una disposición de control de presión de inflado y desinflado de neumáticos en un vehículo automotor. Tales disposiciones son utilizadas en vehículos de transporte, especialmente camiones y autobuses, para llevar a cabo acciones correctivas sobre el estado de inflado de cada neumático y/o eje de neumáticos en particular, ya sea automáticamente o por comando manual del conductor, sin detención del vehículo, constituyendo de esta manera un elemento importante de seguridad para el transporte.

En la aplicación mencionada, por ejemplo la válvula va interpuesta entre un extremo de una cañería de la instalación y la entrada de aire del neumático, reemplazando o aplicada sobre el pico convencional de la rueda, y permite llevar a cabo tres operaciones fundamentales para la aludida disposición, a saber: obturar el paso de aire cuando la instalación está despresurizada, evitar que se desinflen los neumáticos del vehículo; permitir el paso de aire en caudal suficiente para inflar un neumático o para mantenerlo inflado, por ejemplo en caso de pinchazo, para evitar la detención del vehículo en cualquier lugar; y permitir desinflar los neumáticos, por ejemplo cuando las condiciones de camino y/o de carga aconsejen reducir la presión de inflado.

En esta aplicación, la referida vía controladora, que se aplica a un lado del émbolo de la válvula, va conectada a la cañería, la cual además de proporcionar la presión de control de estado, suministra simultáneamente el aire (gas) de inflado; en tanto que una segunda vía, aplicada al otro lado del émbolo, va conectada a la cámara de la cubierta mientras que la tercera vía puede disponerse como venteo de aire proveniente de la segunda vía, necesaria para el desinflado.

Estado de la técnica

Una válvula del tipo arriba mencionado se encuentra en la patente US 6, 672, 328 con los mismos inventores de la presente solicitud y la cual se incorpora enteramente como referencia.

La patente US 6, 672, 328 tiene por objeto una válvula de cámara de tres vías controlable a presión, del tipo que comprende un cuerpo de válvula (13) dentro del cual se extiende un pasaje de entrada (15A) extendiéndose longitudinalmente entre dos puertos de aire (17A y 17C) provistos longitudinalmente en sus terminaciones opuestas 19 del cuerpo de válvula (13) . El puerto (17A) es para el ingreso de aire de inflado. En consecuencia, está acoplada a la instalación de cañerías presurizadas (no mostrada) , de donde recibe el inflado de aire y las señales de presión para controlar la válvula (11) . El puerto (17C) esta acoplado a la cámara del neumático (no mostrado) , de manera tal que se comporta como un conducto inflador/desinflador. Un puerto (17B) es provisto en uno de los lados del cuerpo de válvula (13) para definir la salida de aire desinflante en comunicación con el puerto (17C) a través de un circuito de salida (15B) . El cuerpo de válvula también almacena un émbolo (21) teniendo una forma longitudinal e impulsado por un resorte hacia la salida del puerto (17A) . El cuerpo de válvula también incluye una válvula de salida que está cerrada en las respectivas posiciones extremas del émbolo de modo que se abre solamente en un intervalo posicional intermedio de dicho émbolo.

Según se observa en la patente mencionada, la válvula de salida comprende un par de escalones circunferenciales (41A, 41B) , formados sobre la superficie de la pared externa del émbolo, de modo de definir un rebajo que juega alrededor de un asiento fijo proyectado hacia adentro sobre la pared interna, pudiendo este asiento estar constituido por un aro sello formado como una proyección circunferencial de la pared interna del cuerpo de la válvula con dos labios circunferenciales en registro respectivo con aquellos escalones, de modo que, en ambas posiciones límites de carrera del émbolo, uno predeterminado de los escalones móviles perteneciente al émbolo asienta contra el labio correspondiente, obturando la vía de salida, el cual queda abierto solamente en la posición intermedia del émbolo a través de respectivas luces formadas entre los escalones y sus asientos correspondientes. El pasaje de entrada (15A) atraviesa el émbolo longitudinalmente, pasando por una válvula de entrada normalmente cerrada por un pistón (27) axialmente deslizable a través del cuerpo de válvula (13) e impulsado por un resorte (23) contra el extremo del émbolo.

En operación, el émbolo es un asiento móvil para la válvula de entrada, intercalando un intervalo de presiones intermedias dentro del cual se utiliza el desplazamiento longitudinal del émbolo como mando de la válvula de salida.

El buen funcionamiento de la válvula exige que en todo momento se mantenga un cierre hermético entre las vías de entrada y salida, lo cual se logra con la disposición de un aro sello convencional entre el émbolo y la pared interior del cuerpo de válvula. La válvula ilustrada en la referida patente principal ha funcionado satisfactoriamente en diversas aplicaciones, sin embargo, se aprecia que la intercalación del referido aro sello para evitar cortocircuitos entre las vías de entrada y salida introduce un elemento de rozamiento necesario para el buen sellado pero que se opone al desplazamiento del émbolo para abrir la válvula de entrada o la de salida. Se prevé que diferencias de tolerancias de fábrica, composición, procedencia, envejecimiento, cambios dimensional por efecto de aceites, etc. del aro sello podría descalibrar el funcionamiento de la válvula, en particular respecto del intervalo de presiones que controlan la apertura de la válvula de salida, así como la influencia en el mismo sentido de partículas extrañas y suciedades que pudiesen ingresar por el orificio de venteo.

Para mejorar la fiabilidad y velocidad de funcionamiento de la válvula, la fricción inicial media del aro sello es compensada disponiendo un segundo resorte para proveer una fuerza umbral solicitar el émbolo hacia la válvula de entrada que tiene un pistón o medios de cierre moviblemente asentados en el émbolo. Este resorte está en oposición al primer resorte para empujar la válvula de entrada contra el émbolo y está dimensionado para ceder ante la solicitación de éste en ausencia de presión de aire suficiente en la vía de entrada y a la vez empujar el émbolo para recuperarse más rápido ante la aparición de una señal de presión de control en la vía de entrada. Los números de referencia arriba nombrados son aquellos empleados en la descripción de la US 6, 672, 328.

Objeto de la invención

Es entonces un objeto de la invención proveer una válvula mejorada de tres vías con los beneficios de la válvula arriba citada pero sin la necesidad de compensar el rozamiento del aro sello y con una mejor sensibilidad de la válvula, en donde el émbolo del nuevo dispositivo valvular mejorado está montado en el cuerpo de válvula por medio de un elemento elástico, tal como un diafragma, para reemplazar el aro sello de la patente mencionada, para definir un sello alrededor del émbolo y para empujar el émbolo naturalmente hacia la válvula de entrada, en donde este émbolo comporta un asiento móvil, sustituyendo así el segundo resorte, de la solicitud de patente, en donde el diafragma... [Seguir leyendo]

1. Válvula de tres vías controlada por presión, que comprende:

un cuerpo de válvula, un circuito de entrada en dicho cuerpo de válvula, que se extiende entre un puerto de entrada (17A) y un segundo puerto (17B) , un circuito de salida (15B) en dicho cuerpo de válvula, que se extiende entre dicho segundo puerto (17B) y dicho puerto de salida (17C) ; un émbolo (21) ubicado en dicho circuito de entrada y conectado a los primeros medios de empuje (23) que empuja dicho émbolo en una dirección hacia dicho puerto de entrada (17A) , teniendo el émbolo un par de asientos que comprenden un par de escalones circunferenciales (41A, 41B) formados en la superficie de pared externa del émbolo; un aro sello (37) colocado entre dichos escalones y definiendo un par de sellos (39A, 39B) ; una válvula de salida en dicho circuito de salida (15B) , donde dicha válvula comprende dicho par de sellos capaces de alternativamente apoyar contra dicho par de escalones ante el movimiento del émbolo a por lo menos tres posiciones, una primera posición (Fig. 1) para comunicar el puerto de salida con el puerto de salida, una segunda posición (Fig. 2) para cerrar la comunicación entre el puerto de salida, el segundo puerto y el puerto de entrada, y una tercera posición (Fig. 3) para comunicar el puerto de salida con el segundo puerto; y caracterizado porque un diafragma (43) que tiene una parte central del mismo que está conectada sellantemente al émbolo y una periferia retenida selladamente en el cuerpo de válvula, de manera que el diafragma define un sello entre la superficie de pared externa del émbolo y el cuerpo de válvula en una posición entre el puerto de entrada (17A) y el segundo puerto (17B) .

2. Válvula de tres vías controladas por presión, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque el diafragma está hecho de material elástico.

3. Válvula de tres vías controladas por presión, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque el diafragma esta conectado a dicho émbolo en una sección del émbolo por debajo del escalón interior del émbolo.

4. Válvula de tres vías controladas por presión, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque el diafragma naturalmente empuja a dicho émbolo para descansar en dicho rango intermedio.

5. Válvula de tres vías controladas por presión, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque el cuerpo de la válvula comprende una primera pieza de válvula incluyendo dicho puerto de entrada, una segunda pieza de válvula intermedia incluyendo dicho segundo puerto y conectada a dicha primera pieza de válvula, y una tercera pieza de válvula conectada a dicha segunda pieza de válvula intermedia.

6. Válvula de tres vías controladas por presión, de acuerdo con la quinta reivindicación, caracterizada porque la periferia del diafragma esta retenida herméticamente entre la primera pieza de válvula y la segunda pieza intermedia de válvula.

7. Válvula de tres vías controladas por presión, de acuerdo con la quinta reivindicación, caracterizada porque el aro sello esta retenido herméticamente entre la tercera pieza de válvula y la segunda pieza intermedia de válvula.

8. Válvula de tres vías controladas por presión, de acuerdo con la quinta reivindicación, caracterizada porque el segundo puerto es un puerto de ventilación.

9. Válvula de tres vías controladas por presión, de acuerdo con la octava reivindicación, caracterizada porque el puerto de ventilación esta cubierto por un filtro.

10. Válvula de tres vías controladas por presión, de acuerdo con la novena reivindicación, caracterizada porque el filtro que cubre el puerto de ventilación es un filtro en forma de cono truncado montado alrededor de dicha segunda pieza intermedia de válvula y retenido entre la segunda pieza intermedia de válvula y la tercera pieza de válvula.