DISPOSITIVO DE ACCIONAMIENTO DE CONTROL PARA VALVULAS DE COMPUERTA.

1. Dispositivo de accionamiento y control para válvulas de compuerta,

aplicables en conducciones de abastecimiento de agua, riego y otros fluidos, en donde la válvula propiamente dicha incluye una compuerta como elemento de obturación, o bien una guillotina que está relacionada con un eje, se caracteriza porque sobre la parte superior del cuerpo valvular va montado un actuador formado a partir de una camisa en cuyo interior es desplazable en sentido ascendente y descendente un émbolo relacionado con la compuerta a través del eje que forma parte de dicha compuerta, con la particularidad de que dicho émbolo esta requerido hacia una posición de empuje y de descenso por medio de un muelle axial interno a la camisa, estableciendo que la falta de presión del fluido, la válvula se mantenga en posición de cierre, mientras que a una determinada presión debidamente tarada, el émbolo es desplazado en sentido ascendente por la presión del agua llevando a cabo la apertura de la compuerta; habiéndose previsto que superiormente incorpore un elemento controlador para analizar los parámetros medidos y accionar unas electroválvulas que permiten el paso del fluido a las cámaras superior e inferior establecidas por encima y por debajo del émbolo, en el interior de la propia camisa.

2. Dispositivo de accionamiento y control para válvulas de compuerta, según reivindicación 1, caracterizado porque la comunicación entre el cuerpo valvular y la cámara inferior al émbolo establecida en la camisa, se realiza mediante orificios calibrados, realizados al efecto en correspondencia con la pared que delimita la cámara interior de la camisa.

3. Dispositivo de accionamiento y control para válvulas de compuerta, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en correspondencia con la camisa, se han previsto orificios de montaje de electroválvulas accionables a partir de las órdenes proporcionadas por el elemento controlador, permitiendo el paso del fluido a la cámara superior e inferior para llevar a cabo los movimientos de desplazamiento ascendente y descendente de la propia compuerta de la válvula.

4. Dispositivo de accionamiento y control para válvulas de compuerta, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo de válvula presenta unos perforados o taladros roscados para conectar sensores y accesorios de medición de los parámetros físicos y químicos presentes en el agua permitiendo la regulación y control del flujo del fluido.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo de accionamiento y control para válvulas de compuerta de actuación autónoma, en virtud de que el dispositivo es operado por el propio fluido, posibilitando la regulación automática de las condiciones de trabajo en la correspondiente conducción en la que este aplicada la válvula en cuestión, todo ello en función de la medición y el análisis de los parámetros de consigna definidos.

Es pues objeto de la invención resolver los actuales problemas referidos a la energía de actuación, y que suelen ser mediante motores eléctricos o mecanismos neumáticos.

El campo de aplicación del dispositivo es el de las válvulas de compuerta con un elemento obturador formado por una compuerta o guillotina y que se utilizan en conducciones de fluidos, preferentemente de agua, siento su misión principal permitir el paso del fluido e interrumpirlo en el momento preciso.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la actualidad existen numerosos tipos de válvulas de compuerta y de accesorios actuadores capaces de maniobrarlas, como son los de tipo eléctrico, neumático o hidráulico. Pero la principal característica de todos ellos, es que precisan de una fuente de energía externa, bien sea presión de aire (neumático) , presión de aceite ( hidráulico) , o los más utilizados son los de energía eléctrica con potencia suficiente para mover un motor y éste un mecanismo reductor de actuación. Esto es así, porque en las válvulas de compuerta aún siendo un desplazamiento de la compuerta diametral y por tanto lineal, el movimiento se consigue mediante el giro de un eje o husillo que se acciona mediante un movimiento de rotación y por ello la solución de motor eléctrico es la única capaz de posicionar la compuerta en la posición deseada.

Existen otros tipos de válvulas automáticas, como las de globo, en las que puede aplicarse membranas para su actuación. Ésta técnica no es posible en las de compuerta ya que la principal diferencia es la carrera de apertura, es decir, en las de globo, se abre una gran sección con un pequeño desplazamiento, mientras que en las de compuerta la sección de cierre es menor y con un gran desplazamiento de la compuerta, equivalente al diámetro de la conducción.

La válvula de compuerta conocida actualmente no lleva asociado ningún tipo de elemento de control o de análisis de los parámetros presentes y característicos de las conducciones y por ello por sí mismas no son capaces de identificar las condiciones de trabajo, ni las situaciones de riesgo ante parámetros fuera de rango para poder interactuar in-situ.

En ocasiones podríamos encontrar válvulas de compuerta con algún sistema de actuación como los anteriormente mencionados y que dependiendo de una señal externa, generalmente un sistema de telecontrol y telemando, opere sobre la válvula. En el caso de estos elementos de telecontrol y/o telemando tradicionales, emiten una orden de maniobra sobre la válvula a la distancia como fruto de una secuencia de mando sin embargo éstos elementos son dependientes del medio de comunicación elegido, Radio, GSM, GPRS, Wifi, .. y por tanto su seguridad de utilización y maniobra está condicionada a la buena transmisión de las señales por estos medios, lo cual puede suponer un problema de actuaciones o maniobras deficientes por fallo de comunicación. Todas las soluciones conocidas precisan de una fuente de energía o alimentación con potencia suficiente, y ésta es elevada.

El problema técnico a resolver viene constatado por la experiencia del inventor en la manipulación de válvulas de compuerta que observa la necesidad de disponer de una gran fuente de energía o alimentación para su actuación y esto es contrario normalmente a las condiciones de trabajo e instalación de este tipo de válvulas que normalmente se alojan en arquetas en campo a través, lejos de fuente de alimentación eléctrica, neumática o hidráulica.

Dada la característica de este tipo de válvulas que poseen una gran carrera o desplazamiento de la compuerta, equivalente a su diámetro nominal, no es posible la aplicación de técnicas de membrana utilizadas en otras aplicaciones. Por tanto la invención viene a resolver el problema de la energía de actuación para estas aplicaciones.

Otro de los problemas habituales de los actuadores tradicionales es que no son capaces de determinar la posición de la compuerta en posiciones intermedias que no sean la de abierto o cerrado, impidiendo así determinar posiciones intermedias de regulación y control del fluido.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El dispositivo que se preconiza, ha sido concebido para resolver la problemática anteriormente expuesta, ya que es un dispositivo capaz de permitir la maniobra de compuerta de una válvula tradicional, en base a un obturador que mueve la compuerta y que es accionado por el mismo fluido que porta la conducción, aprovechando la energía del agua en forma de presión, siendo capaz de identificar la posición de apertura de la compuerta y cuyo movimiento es ordenado por un elemento controlador local, in situ, capaz de analizar los distintos parámetros presentes en el fluido conducido, y de regular y adaptar este a los parámetros de consigna definidos.

Mas concretamente, sobre el cuerpo de una válvula de compuerta tradicional y estándar, en la que existe un elemento obturador de tipo compuerta y un husillo, se incluye el dispositivo de la invención, constituido a partir de una especie de camisa en cuyo interior es desplazable en sentido ascendente y descendente un émbolo con junta de estanqueidad y relacionado con la compuerta a través del eje anteriormente referido, para lo cual se ha previsto que entre el fondo superior de la camisa y el émbolo vaya dispuesto un muelle de empuje, como elemento antiretorno.

En el cuerpo valvular se disponen unas tomas roscadas en las que se insertan los sensores de los parámetros que se pretenden medir y controlar, como pueden ser cloro, pH, redox, temperatura, caudal, nivel, turbidez, conductividad y cuantas otras variantes se precisen.

Por último decir que el dispositivo se complementa con un elemento controlador, con o sin sistema de comunicación, capaz de analizar las variables medidas y corresponder a la adecuación de los parámetros del agua mediante la actuación sobre el émbolo que mueve la compuerta a través del eje.

En cuanto al funcionamiento del dispositivo, cabe destacar el hecho de que la energía necesaria para mover el actuador, se obtiene de la propia presión que tiene el fluido de trabajo de manera que actuando esta energía en forma de presión sobre el émbolo, se consigue el movimiento lineal necesario para accionar la compuerta. Para ello se disponen de sendas tomas de presión sobre el cuerpo de la válvula y de conductos y válvulas que permiten el control de las cámaras del émbolo actuador y con ello se regula la velocidad de las maniobras.

En posición de reposo, sin presión del fluido en la conducción, la válvula permanece en posición de cerrado debido a la acción de un muelle. De esta manera la válvula adquiere dos funciones adicionales,

a) es antirretrono, es decir, impide el paso a su través mientras en la conducción no exista una presión mínima de trabajo, lo que evita que aguas sucias, contaminantes, ... puedan introducirse en la conducción aportando seguridad a la instalación.

b) es mantenedora de presión, es decir, la red siempre se mantendrá “ en carga”, con fluido a la presión mínima necesaria para la actuación, de esta manera se evita que la conducción entre en vacío o se produzcan ciclos de vacío o llenado que acortan la vida útil de las conducciones por fatiga.

Los elementos de medición y control, permanecen siempre en funcionamiento para determinar la posición correcta en la que debe estar la compuerta, para regular los parámetros de medida en su valor de consigna óptimo.

Por su parte, cuando el fluido alcanza la presión mínima de tarado y el elemento de control ordena la posición de apertura de la compuerta, el fluido asciende a la cámara inferior del émbolo, mediante un orificio calibrado, de manera que lo desplaza, permitiendo la apertura de la válvula.

Cuando el elemento de control ordena la posición de cierre de la compuerta, el fluido de la cámara inferior se evacua en contacto con el exterior, y se da paso al fluido presurizado a la 5 cámara superior del émbolo de manera que lo desplaza, permitiendo el cierre de la válvula.

La capacidad de automatización de las válvulas de compuerta, operadas de manera autónoma aporta ventajas sobre los mecanismos convencionales, entre las que cabe destacar las siguientes:...

1ª. Dispositivo de accionamiento y control para válvulas de compuerta, aplicables en conducciones de abastecimiento de agua, riego y otros fluidos, en donde la válvula propiamente dicha incluye una compuerta como elemento de obturación, o bien una guillotina que está relacionada con un eje, se carecteriza porque sobre la parte superior del cuerpo valvular va montado un actuador formado a partir de una camisa en cuyo interior es desplazable en sentido ascendente y descendente un émbolo relacionado con la compuerta a través del eje que forma parte de dicha compuerta, con la particularidad de que dicho émbolo esta requerido hacia una posición de empuje y de descenso por medio de un muelle axial interno a la camisa, estableciendo que la falta de presión del fluido, la válvula se mantenga en posición de cierre, mientras que a una determinada presión debidamente tarada, el émbolo es desplazado en sentido ascendente por la presión del agua llevando a cabo la apertura de la compuerta; habiéndose previsto que superiormente incorpore un elemento controlador para analizar los parámetros medidos y accionar unas electroválvulas que permiten el paso del fluido a las cámaras superior e inferior establecidas por encima y por debajo del émbolo, en el interior de la propia camisa.

2ª. Dispositivo de accionamiento y control para válvulas de compuerta, según reivindicación 1, caracterizado porque la comunicación entre el cuerpo valvular y la cámara inferior al émbolo establecida en la camisa, se realiza mediante orificios calibrados, realizados al efecto en correspondencia con la pared que delimita la cámara interior de la camisa.

3ª. Dispositivo de accionamiento y control para válvulas de compuerta, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en correspondencia con la camisa, se han previsto orificios de montaje de electroválvulas accionables a partir de las ordenes proporcionadas por el elemento controlador, permitiendo el paso del fluido a la cámara superior e inferior para llevar a cabo los movimientos de desplazamiento ascendente y descendente de la propia compuerta de la válvula.

4ª. Dispositivo de accionamiento y control para válvulas de compuerta, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo de válvula presenta unos perforados o taladros roscados para conectar sensores y accesorios de medición de los parámetros físicos y químicos presentes en el agua permitiendo la regulación y control del flujo del fluido.