DISPOSITIVO DOSIFICADOR DE FLUIDOS CON UN ACCIONAMIENTO PARA ACCIONAR UN ELEMENTO DE VALVULA GIRATORIA.

Dispositivo dosificador de fluidos (10) con un accionamiento (12) para accionar un elemento de válvula giratoria (14),

presentando el accionamiento (12) dos actuadores de accionamiento (30, 32) y transformado una elongación de los dos actuadores de accionamiento (30, 32) en una rotación del elemento de válvula giratoria (14), estando acoplado el accionamiento (12) con el elemento de válvula giratoria (14),

caracterizado porque los dos actuadores de accionamiento (30, 32) están configurados en forma de accionamientos lineales piezoeléctricos

Dispositivo dosificador de fluidos con un accionamiento para accionar un elemento de válvula giratoria.

La invención se refiere a un dispositivo dosificador de fluidos con un accionamiento para accionar un elemento de válvula giratoria según el preámbulo de la reivindicación 1.

Con elementos de válvula giratoria como por ejemplo válvulas giratorias o grifos, pueden controlarse o bien conectarse elevados flujos de fluidos. En los mismos se mueve el elemento de válvula giratoria con ayuda de un accionamiento girando hasta distintas posiciones, con lo que puede provocarse el control del flujo de fluido.

Por el documento DE 197 12 581 A1 se conoce al respecto por ejemplo un dispositivo de bloqueo para una tubería para fluidos, realizado como grifo de bola. Al respecto se inicia con ayuda de un accionamiento un movimiento de ajuste de una bola, que da lugar a la apertura y cierre de un grifo de bola. Tal como se conoce por ejemplo por el documento DE 103 39 577 A1, pueden utilizarse tales grifos de bola tanto para la simple apertura y cierre como también para la dosificación del flujo de fluidos, por ejemplo para estrangular el caudal de fluido.

También en vehículos automóviles pueden utilizarse tales elementos de válvula giratoria, tal como se conoce por ejemplo por el documento DE 197 15 505 A1. En este documento se propone prever una válvula giratoria en un inyector de un vehículo automóvil, para posicionar y para fijar la presión del carburante con elevada precisión. Con ello, cuando la válvula de aguja está abierta, puede modificarse sin escalones, finamente y con precisión en el inyector de carburante, mediante la válvula giratoria, la cantidad de carburante inyectada. La válvula giratoria está unida con un sistema de eje de accionamiento que discurre a través de la válvula de aguja. Un movimiento de giro se inicia mediante un componente de accionamiento, utilizándose como componente de accionamiento un motor paso a paso o un servomotor. Además, se conocen por el estado de la técnica también accionamientos de ajuste neumáticos o hidráulicos para iniciar un movimiento de giro para tales válvulas de giro o grifos, como motores eléctricos clásicos con un engranaje transmisor postconectado.

No obstante, en particular en campos de aplicación en los que se requiere una dosificación de fluidos muy precisa, como por ejemplo en la dosificación de carburantes en inyectores o en la dosificación de gases de proceso, líquidos o alimentos líquidos, sigue existiendo la exigencia de un mejor control del flujo del fluido.

Por el documento US 5,440,969 se conoce una válvula de bola accionada por émbolos actuados por aire. Al respecto están dispuestos los émbolos en lados opuestos de un vástago giratorio y están unidos mediante una articulación de giro con el vástago giratorio. En función de la presión del aire que actúa sobre el émbolo, se mueve correspondientemente el vástago giratorio.

Por el documento GB 2286840 A se conoce una válvula de seguridad accionada con ayuda de dos actuadores. Como actuadores están previstos émbolos cargados por un resorte.

Por el documento FR 2709329 A1 se conoce una válvula para aportar carburante a un motor. La válvula presenta dos elementos de válvula giratoria, siendo accionado cada elemento de válvula giratoria por un actuador piezoeléctrico. En función de la posición angular del elemento de válvula giratoria, se controla el paso de la válvula.

Por el documento US 5,240,022 se conoce una válvula automática de desconexión.

Por lo tanto, es tarea de la presente invención proponer un dispositivo dosificador de fluidos con un accionamiento para accionar un elemento de válvula giratoria con el que consumiendo una potencia relativamente baja puedan controlarse o conectarse flujos de fluidos con exactitud.

En el marco de la invención se resuelve esta tarea mediante un dispositivo dosificador de fluidos con un accionamiento para accionar un elemento de válvula giratoria con las características según la reivindicación 1.

El dispositivo dosificador de fluidos correspondiente a la invención presenta así un accionamiento para accionar un elemento de válvula giratoria. En el marco de la invención presenta el accionamiento dos actuadores de accionamiento, cuya elongación transforma el accionamiento en una rotación de la válvula giratoria. Los actuadores de accionamiento están configurados en forma de accionamientos lineales. Allí se utilizan actuadores piezoeléctricos como accionamientos lineales. Con ello pueden controlarse y conectarse también flujos de fluido con un gasto de potencia relativamente bajo.

El elemento de válvula giratoria se realiza preferiblemente como grifo de bola, válvula de bola, grifo de cilindro o válvula de cilindro, grifo cónico o válvula cónica y actúa a través de un eje de accionamiento carente de juego sobre el elemento de válvula giratoria. También es ventajoso que el accionamiento esté diseñado y posicionado tal que el mismo actúe mecánicamente con rigidez sobre la válvula giratoria.

En otra forma de ejecución preferente de la invención están previstos en el dispositivo dosificador de fluidos sensores, que en particular son adecuados para averiguar la presión y la temperatura en el fluido. Con ello puede constituirse un sistema dosificador de fluidos de elevada precisión. Al respecto pueden utilizarse las magnitudes averiguadas mediante los sensores como valores para el control o la regulación en el dispositivo dosificador de fluidos.

Como accionamiento para el dispositivo dosificador de fluidos puede utilizarse un accionamiento que presenta un primer actuador de accionamiento y un segundo actuador de accionamiento, dispuestos entre sí a un ángulo de en particular 90º. Para generar un movimiento de giro, se controlan ambos actuadores de accionamiento mediante un equipo de control tal que el primer actuador de accionamiento y el segundo actuador de accionamiento son alimentados con una señal sinusoidal decalada en fase, en particular una señal sinusoidal decalada en fase en 90º y de la misma amplitud de cresta.

Otras ventajas y formas de ejecución ventajosas de la invención son objeto de las siguientes figuras, así como de sus correspondientes partes descriptivas.

Se muestra en detalle:

figura 1: esquemáticamente un dispositivo dosificador de fluidos con un actuador de accionamiento piezoeléctrico

figura 2: esquemáticamente un accionamiento para un dispositivo dosificador de fluidos con un actuador de accionamiento piezoeléctrico.

En la figura 1 se muestra en base al ejemplo de un inyector para vehículos automóviles la utilización de un dispositivo dosificador de fluidos 10 correspondiente a la invención. Se muestra esquemáticamente un inyector para vehículos automóviles, que para lograr una mayor claridad de la representación presenta un punto de interrupción 24, para poder representar ampliadas las partes superior e inferior del inyector. El punto de interrupción 24 separa la zona superior A de la zona inferior B del inyector. El inyector para vehículos automóviles presenta una válvula de aguja 22, que se encuentra en una posición abierta. Por lo tanto, en esta configuración puede expandirse básicamente un fluido inyectado bajo elevada presión a través de una salida del inyector 18 existente desde el inyector y así llegar a la cámara de combustión. Un elemento de válvula giratoria 14 está dispuesto en un agujero 26. El elemento de válvula giratoria 14 puede moverse mediante rotación hasta distintas posiciones, que determinan en cada caso una dosificación diferente del fluido que puede salir a través de la salida del inyector 18. El movimiento de giro se conduce a través de un eje de accionamiento 16 hasta el elemento de válvula giratoria 14.

En la zona superior B del inyector continúa el eje de accionamiento 16. Preferiblemente está acoplado el mismo a través de un elemento de transmisión 20 a un accionamiento 12. En el marco de la invención presenta el accionamiento 12 entonces un accionamiento lineal, por ejemplo un actuador de accionamiento piezoeléctrico 30, 32 (figura 2). Con ello puede controlarse o conectarse con un gasto de potencia relativamente bajo de típicamente entre 5 y 50 W un elevado flujo de fluido. En lugar del actuador piezoeléctrico pueden utilizarse también actuadores magnetoestrictivos o electromecánicos.

Con un accionamiento lineal 30, 32, pueden realizarse desde luego básicamente sólo movimientos lineales. Por ello es necesario...

1. Dispositivo dosificador de fluidos (10) con un accionamiento (12) para accionar un elemento de válvula giratoria (14), presentando el accionamiento (12) dos actuadores de accionamiento (30, 32) y transformado una elongación de los dos actuadores de accionamiento (30, 32) en una rotación del elemento de válvula giratoria (14), estando acoplado el accionamiento (12) con el elemento de válvula giratoria (14),

caracterizado porque los dos actuadores de accionamiento (30, 32) están configurados en forma de accionamientos lineales piezoeléctricos.

2. Dispositivo dosificador de fluidos (10) según la reivindicación 1,

caracterizado porque el elemento de válvula giratoria (14) está realizado como grifo de bola, válvula de bola, grifo de cilindro o válvula de cilindro, grifo cónico o válvula cónica.

3. Dispositivo dosificador de fluidos (10) según la reivindicación 1 ó 2,

caracterizado porque el accionamiento (12) actúa a través de un eje de accionamiento (16) sin juego sobre el elemento de válvula giratoria (14).

4. Dispositivo dosificador de fluidos (10) según una de las reivindicaciones 1 a 3,

caracterizado porque el accionamiento (12) actúa a través de un eje de accionamiento (16) mecánicamente rígido sobre el elemento de válvula giratoria (14).

5. Dispositivo dosificador de fluidos (10) según una de las reivindicaciones 1 a 4,

caracterizado porque el dispositivo dosificador de fluidos (10) presenta sensores, en particular para averiguar la presión y la temperatura en el fluido.

6. Dispositivo dosificador de fluidos (10) según una de las reivindicaciones 1 a 5,

caracterizado porque el accionamiento (12) presenta un primer actuador de accionamiento (30) y un segundo actuador de accionamiento (32), dispuestos entre sí a un ángulo de en particular 90 grados.

7. Dispositivo dosificador de fluidos (10) según la reivindicación 6,

caracterizado porque está previsto un equipo de control (34) para controlar el primer actuador de accionamiento (30) y el segundo actuador de accionamiento (32), que controla el primer actuador de accionamiento (30) y el segundo actuador de accionamiento (32) con una señal sinusoidal decalada en fase, en particular una señal sinusoidal decalada en fase en 90 grados.