Unidad de válvula contratensada y accionador.

Unidad de accionamiento de válvula, que comprende:

un alojamiento o cámara de accionador (108);

un pistón accionador (216) dispuesto dentro de dicho alojamiento (108), comprendiendo el pistón accionador (216) una primera abertura (210) formada a través del pistón accionador (216), y definiendo el pistón accionador (216) junto con el alojamiento de accionador (108) una cámara de contratensado (214) conectada con la primera abertura (210) y múltiples cámaras de control (226, 228, 236); teniendo en cuenta

- una primera cámara de control (228) y la cámara de contratensado (214) dispuestas ambas en el mismo lado en relación con el pistón accionador (216);

- una primera abertura de control de presión (232) conectada con la primera cámara de control (228) para transmitir una señal de control de presión a la primera cámara de control (228) y en contacto con una superficie del pistón accionador (216); y

- una válvula (200) que incluye una segunda abertura (218) formada axialmente a través de la válvula (200), estando esta segunda abertura (218) alineada al menos parcialmente con la primera abertura (210);

caracterizada porque la válvula (200) tiene una cara de válvula (212) que presenta una superficie superior a la superficie de la parte del pistón accionador (216) que constituye una parte de la cámara de contratensado (214).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11006632.

Solicitante: Dayco, LLC.

Inventor/es: MEDINA,PETER JOHANN.

Fecha de Publicación: 22 de Octubre de 2014.

Clasificación Internacional de Patentes:

F02B37/18 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION. › F02B MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DE PISTONES; MOTORES DE COMBUSTION EN GENERAL (plantas de turbinas de gas F02C; plantas de motores de desplazamiento positivo de gas caliente o de productos de combustión F02G). › F02B 37/00 Motores caracterizados por estar provistos debombas accionadas al menos una parte del tiempo por gases de escape. › por derivación de los gases de escape.
F16K31/122 F […] › F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL. › F16K VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO; DISPOSITIVOS PARA VENTILAR O AIREAR. › F16K 31/00 Medios de accionamiento; Dispositivos de retorno a la posición de reposo. › el fluido actuando sobre un pistón (F16K 31/143, F16K 31/163, F16K 31/363, F16K 31/383 tienen prioridad).
F16K39/02 F16K […] › F16K 39/00 Dispositivos para rebajar la presión sobre las caras de una junta de estanqueidad. › en el caso de válvulas de cierre vertical.

PDF original: ES-2528497_T3.pdf

Fragmento de la descripción:

Unidad de válvula contratensada y accionador

ANTECEDENTES Campo de uso

Las realizaciones aquí descritas se refieren a las técnicas mecánicas. Más específicamente, la presente Invención se refiere a unidades de accionamiento de válvula.

Descripción de la técnica relacionada

Es sabido que las unidades de accionamiento de válvula se utilizan desde hace años. Estas unidades controlan el flujo de líquidos o gases en una gran variedad de instalaciones industriales y mecánicas. Normalmente, las unidades de accionamiento de válvula incluyen uno de entre tres tipos de principales diseños: los que comprenden acclonadores por diafragma o por pistones o accionadores electromecánicos. Estas unidades se utilizan normalmente para controlar una o más funciones de motores de combustión interna o en otras aplicaciones industriales.

La desventaja principal de las unidades de accionamiento de válvula convencionales consiste en que la válvula normalmente ha de estar pretensada en la posición cerrada con una carga previa de elasticidad extremadamente alta para contrarrestar o anular la fuerza creada por la presión de trabajo del fluido (o gas) contra la cara de la válvula. Otro problema de las unidades de accionamiento de válvula convencionales consiste en que el requisito de una alta carga previa de elasticidad reduce la sensibilidad del accionamiento para controlar la válvula. Otro problema de las unidades de accionamiento de válvula convencionales consiste en que normalmente están sobredimensionadas para que sean mucho más robustas de lo que deberían ser en otro caso, con el fin de resistir las altas presiones de muelle arriba mencionadas.

El documento EP1574771 A2 da a conocer una válvula de boquilla (Figura 1) con un pistón de accionamiento 1, dos cámaras de control 12, 14 y una cámara de contratensado 8. En ningún lugar de dicho documento se indica que el área de la superficie 3 de la cara de válvula sea mayor que el área de la superficie de contratensado 7. El documento US 6276125 B1 da a conocer una válvula de boquilla con un "pistón accionador" 80 (Figuras 1, 2), una "cámara de contratensado" 140 y una sola "cámara de control" 150. No se ilustra ninguna otra cámara de control. El documento WO 2008/151565 A1 da a conocer otra válvula de boquilla (Figura 6) sin indicar que el pistón accionador y el alojamiento definen conjuntamente una cámara de contratensado y múltiples cámaras de control. El documento EP 1860357 A1 da a conocer una unidad de válvula con un "pistón accionador" 4 (Figura 10) y una sola "cámara de control" que incluye un muelle 5. No se ¡lustra ninguna otra cámara de control.

Si bien las unidades de accionamiento de válvula recién descritas pueden ser adecuadas para el objetivo particular al que están destinadas, sería deseable reducir las altas presiones de muelle para reducir los requisitos de diseño de la válvula y el accionamiento y mejorar la sensibilidad.

RESUMEN

En vista de las desventajas arriba mencionadas inherentes a los tipos conocidos de unidades de accionamiento de válvula actualmente presentes en el estado de la técnica, las realizaciones aquí descritas proporcionan una nueva unidad de válvula y de accionador de válvula contratensada. Esta unidad utiliza una presión de trabajo proporcionada por fluido (o gas) que elimina, reduce o supera la fuerza que actúa sobre la cara de una válvula mediante la transmisión de una presión de trabajo común del fluido (o gas) a un substrato con un vector de fuerza resultante opuesto a la cara de la válvula, pudiendo utilizarse el mismo para mejorar el funcionamiento del diseño de unidad de válvula y accionamiento tal como se conoce hasta la fecha.

El objetivo general de las realizaciones aquí descritas, que se describirán con mayor detalle más abajo, consiste en proporcionar una nueva unidad de válvula y de accionador de válvula, contratensada mediante una presión de trabajo proporcionada por fluido (o gas) que tiene muchas de las ventajas de las unidades de accionamiento de válvula arriba mencionadas y muchas características nuevas que conducen a una nueva unidad de válvula y de accionador de válvula, contratensada mediante presión de trabajo proporcionada por fluido (o gas), que no está prevista, evidenciada, sugerida y ni siquiera insinuada por ninguna de las unidades de accionamiento de válvula del estado actual de la técnica, ni individualmente ni en ninguna combinación de las mismas.

Para alcanzar dicho objetivo, las realizaciones aquí descritas comprenden en general una válvula y una unidad de accionamiento de pistón neumático/hidráulico. La válvula consiste en una válvula estándar definida por un vástago de válvula y una cabeza de válvula, presentando la cabeza de válvula una cara de válvula. La válvula tiene una abertura formada axialmente a lo largo de la misma, a través de la cara de válvula, y que se extiende a través del extremo del vástago de válvula. La abertura transmite una presión de trabajo por fluido (o gas), que actúa sobre la cara de la válvula, con una cámara de contratensado.

Un objetivo de las realizaciones aquí descritas consiste en proporcionar una unidad de válvula y de accionamiento de válvula pretensada mediante una presión de trabajo proporcionada por fluido (o gas) que supere las deficiencias de los dispositivos del estado actual de la técnica.

Otro objetivo de las realizaciones aquí descritas consiste en proporcionar una unidad de válvula y de accionamiento de válvula pretensada mediante una presión de trabajo proporcionada por fluido (o gas) para mejorar el funcionamiento de un conjunto común de unidad de válvula y de accionador tal como se conoce hasta la fecha.

Otro objetivo consiste en proporcionar una unidad de válvula y de accionador de válvula pretensada mediante una presión de trabajo de fluido (o gas) que elimine, reduzca o supere una fuerza que actúa sobre la cara de una válvula mediante la transmisión de una presión de trabajo común del fluido (o gas) a un substrato con un vector de fuerza resultante opuesto a la cara de la válvula.

Otro objetivo consiste en proporcionar una unidad de válvula y de accionador de válvula pretensada mediante una presión de trabajo por fluido (o gas) que reduzca la necesidad de unas cargas previas de elasticidad o fuerza innecesariamente altas para tensar la válvula cerrada en contra de la presión de trabajo por fluido (o gas).

Otro objetivo consiste en proporcionar una unidad de válvula y accionador de válvula pretensada mediante una presión de trabajo por fluido (o gas) que mejore el tiempo de respuesta de acción, medido por la capacidad de la válvula para

funcionar con frecuencias más altas, mediante la reducción o eliminación de la carga previa de elasticidad o fuerza para tensar la válvula.

Otros objetivos y ventajas de la presente invención serán evidentes para el lector y está previsto que entren dentro del alcance de las realizaciones presentadas en este documento.

Las realizaciones aquí descritas para cumplir los objetivos arriba indicados y objetivos relacionados se ¡lustran en los dibujos adjuntos. No obstante, se ha de señalar que los dibujos solo se muestran con fines ilustrativos y que se pueden realizar cambios en la construcción específica ilustrada sin salirse de los conceptos generales aquí descritos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las características, ventajas y objetivos de la presente invención se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, relacionada con los dibujos adjuntos que identifican correspondientemente dichas características y en los que:

la FIGURA 1 ¡lustra una unidad de accionamiento de válvula de acuerdo con una realización, mostrada en una vista en perspectiva;

la FIGURA 2 ¡lustra la unidad de accionamiento de válvula de la FIGURA 1 en una vista en sección; la FIGURA 3 ¡lustra otra realización de un pistón de accionamiento utilizado con la unidad de accionamiento de válvula de la FIGURA 1 o la FIGURA 2; y

la FIGURA 4 ilustra la unidad de accionamiento de válvula de la FIGURA 1 o la FIGURA 2 utilizada en una aplicación de automoción típica, en este ejemplo un motor de automoción con turbocompresor.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Las unidades de accionamiento de válvula se utilizan normalmente para controlar la posición de una válvula en aplicaciones destinadas a realizar la regulación de flujo o presión a través de la unidad de accionamiento de válvula. Las realizaciones aquí descritas proporcionan la capacidad de modificar la influencia de las presiones de trabajo que actúan sobre una cara de una válvula en una unidad de este tipo. La presión de fluido o gas actúa... [Seguir leyendo]

Reivindicaciones:

1. Unidad de accionamiento de válvula, que comprende:

un alojamiento o cámara de accionador (108);

una primera cámara de control (228) y la cámara de contratensado (214) dispuestas ambas en el mismo lado en relación con el pistón accionador (216);

una primera abertura de control de presión (232) conectada con la primera cámara de control (228) para transmitir una señal de control de presión a la primera cámara de control (228) y en 15 contacto con una superficie del pistón accionador (216); y

una válvula (200) que incluye una segunda abertura (218) formada axialmente a través de la válvula (200), estando esta segunda abertura (218) alineada al menos parcialmente con la primera abertura (210);

caracterizada porque la válvula (200) tiene una cara de válvula (212) que presenta una superficie 20 superior a la superficie de la parte del pistón accionador (216) que constituye una parte de la cámara

de contratensado (214).

2. Unidad de accionamiento de válvula según la reivindicación 1, que adicionalmente comprende:

un alojamiento de válvula (106) que está conectado con el alojamiento accionador (108) y que Incluye

una abertura de entrada (102) y una abertura de descarga (104).

3. Unidad de accionamiento de válvula según la reivindicación 1,

en la que el pistón accionador (216) y la válvula (200) constituyen un único elemento y la primera y la segunda 30 abertura (210), (218) están unidas formando una única abertura a través del citado único elemento.

4. Unidad de accionamiento de válvula según la reivindicación 1, en la que la válvula (200) consiste en una válvula de vastago.

5. Unidad de accionamiento de válvula según la reivindicación 1, que adlclonalmente comprende:

al menos dos cámaras de control Inferiores (228, 236) formadas por el pistón accionador (216) y el alojamiento accionador (108), incluyendo cada cámara de control Inferior (228, 236) una abertura de control de presión individual (232, 240) conectada a la misma.

6. Unidad de accionamiento de válvula según la reivindicación 1, que adicionalmente comprende:

una segunda cámara de control (228, 236) formadas entre el pistón accionador (216) y el alojamiento accionador (108); y medios para transmitir una segunda señal de control de presión a la segunda cámara de control (228, 236).

Método de control de flujo, que consiste en:

prever una unidad de válvula para controlar un flujo de fluido o de gas desde un primer conducto (110) hasta un segundo conducto, Incluyendo dicha unidad de válvula:

un alojamiento o cámara accionador (108);

una válvula (200) atravesada axialmente por una segunda abertura (218), estando la segunda abertura (218) alineada al menos parcialmente con la primera abertura (210); pudiendo conectarse la cámara de control superior (226) con una fuente de presiones positivas variables, de presiones negativas, o de combinaciones de las mismas;

caracterizado porque la válvula (200) tiene una cara de válvula (212) que presenta una superficie más grande que la superficie de la parte del pistón accionador (216) que constituye una parte de la cámara de contratensado (214); y por el accionamiento de la válvula (200) mediante la aplicación de una señal de control de presión a una abertura de control de presión (230, 232, 240) sobre el conjunto accionador, estando la abertura de control de presión (230, 232, 240) conectada con la cámara de control (226, 228, 236).

Método según la reivindicación 7, que consiste en:

accionar la válvula (200) aplicando una segunda señal de control de presión a una segunda abertura de control de presión (232, 240) en la unidad de accionamiento, estando la segunda abertura de control de presión (232, 240) conectada con la segunda cámara de control (228, 236).

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