ES1064806U - Valvula electromagnetica auxiliar para una servovalvula de gas. - Google Patents

Valvula electromagnetica auxiliar para una servovalvula de gas. Download PDF

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Abstract

1. Válvula electromagnética auxiliar para su incorporación en una válvula principal (2) de una servoválvula de gas del tipo de diafragma para el suministro a un aparato doméstico de combustión, que comprende un cuerpo (6) que incluye un conducto auxiliar de salida (7) de gas con un asiento de válvula (19), estando dicho conducto auxiliar de salida (7) comunicado con un conducto de salida (51) de gas de la servoválvula, un brazo basculante (10) alojado en el cuerpo (6) y que incorpora un miembro obturador auxiliar (14) para dicho asiento de válvula (19), un electroimán (11) alojado en el cuerpo (6), una armadura (27) ferromagnética insertada en el brazo basculante (10) la cual cierra el circuito magnético del electroimán (11) cuando éste es energizado, desplazando dicho brazo basculante (10) y abriendo el asiento de válvula (19), un medio de retorno (12) para el regreso del brazo basculante (10) a una condición de reposo en la que se mantiene el asiento de válvula (19) cerrado, y una placa soporte (13) fijada al cuerpo (6) que soporta el medio de retorno (12), caracterizada porque está construida para su integración en una cavidad (5) de la válvula principal (2) que comunica con una cámara de control (52a) de dicha válvula principal (2), estando el cuerpo (6) de la válvula auxiliar (1) configurado mediante una superficie periférica (6a) ajustada a dicha cavidad (5), una superficie inferior (6b) sustancialmente plana apoyada contra el fondo de la cavidad (5) mediante medios de montaje (22), una superficie transversal intermedia (6c) en donde está montado el asiento de válvula (19), un reborde perimetral (6d) transversal sobre el cual se fija la placa soporte (13), y un orificio auxiliar (9) que comunica el asiento de válvula (19) con el conducto de salida de gas (7).

Description

Válvula electromagnética auxiliar para una servoválvula de gas.
Sector de la técnica
La presente invención se relaciona con una válvula electromagnética auxiliar de pequeño caudal de gas, del tipo de brazo pivotante, que controla una servoválvula de conmutación del gas, del tipo de diafragma, para el control de la combustión principalmente en aparatos de calefacción, termotanques u hornos a gas.
Estado anterior de la técnica
US-4009861 describe una servoválvula equipada con una válvula auxiliar de control alojada dentro de la carcasa metálica de la válvula de regulación. Dicha cavidad de alojamiento conforma una cámara de control en donde es montada la válvula auxiliar, en comunicación con la cámara de entrada de gas desde la fuente. La válvula auxiliar se construye mediante un electroimán y un brazo de armadura pivotante, el cual está provisto de un miembro obturador de válvula empujado por un muelle de retorno a su posición de reposo. La válvula auxiliar se monta fijada dentro de dicha cavidad, de manera que la posición del miembro obturador se superpone a un asiento de válvula perteneciente a una pared divisora entre la cámara de control y de la cámara de presión de accionamiento de la servoválvula.
En el ejemplo citado del estado anterior de la técnica, la cavidad de alojamiento de la válvula auxiliar dentro de la carcasa, es cuadrada y amplia puesto que la válvula auxiliar no tiene una configuración particularmente adaptada para su montaje en la cavidad. Debido a que el asiento de válvula pertenece a dicha pared divisora de la cavidad de alojamiento, después del montaje y la fijación del electroimán y las otras piezas de la válvula auxiliar en la cavidad, es necesario realizar una laboriosa operación de reglaje del brazo basculante y su recorrido de apertura y cierre. También es una operación laboriosa la conexión de los cables de alimentación a los terminales del electroimán.
ES 1062120 U divulga una servoválvula de conmutación del tipo de diafragma que comprende una válvula principal del tipo de accionamiento mediante un diafragma que define a cada lado una cámara de entrada y una cámara de control con una presión diferencial entre ellas y que desplaza un miembro obturador principal del caudal de gas, y una válvula auxiliar montada sobre la válvula principal, del tipo de brazo basculante que integra un electroimán provisto de un núcleo en forma de "U", en donde dicho brazo basculante incorpora una armadura ferromagnética la cual cierra el circuito magnético del electroimán cuando este es energizado abriendo un asiento de válvula para drenar la cámara de control de la válvula principal. En este documento se divulga una válvula auxiliar que comprende una carcasa metálica que se fija exteriormente encima del cuerpo de la válvula principal aumentando de este modo el volumen final de la servoválvula, y en donde el asiento de válvula está integrado en la propia carcasa con lo cual la regulación de la válvula auxiliar se realiza previamente al montaje. El electroimán de la válvula auxiliar y sus terminales de alimentación eléctrica están alojados dentro de la propia
carcasa.
Exposición de la invención
El objeto de la presente invención es el de proporcionar una válvula electromagnética auxiliar del tipo de brazo basculante que gobierna una servoválvula de conmutación de un caudal de gas del tipo de diafragma, adaptada en sus dimensiones para ser alojada en el cuerpo de dicha servoválvula de conmutación para calefacción doméstica.
La válvula electromagnética auxiliar está provista de medios para su incorporación en una válvula principal de una servoválvula y comprende un cuerpo que incluye un conducto auxiliar de salida de gas con un asiento de válvula, estando dicho conducto auxiliar de salida comunicado con el conducto de salida de la servoválvula, un brazo basculante alojado en el cuerpo y que incorpora un miembro obturador secundario para dicho asiento de válvula, un electroimán alojado en el cuerpo, estando provisto dicho electroimán de un núcleo en forma de "U" con dos ramas, una armadura ferromagnética insertada en el brazo basculante que cierra el circuito magnético del electroimán, cuando éste es energizado, desplazando dicho brazo basculante y abriendo el asiento de válvula, y un medio de retorno para el regreso del brazo basculante a una condición de reposo en la que se mantiene el asiento de válvula cerrado.
La válvula electromagnética auxiliar está construida para su integración en una cavidad de la válvula principal que comunica con una cámara de control de dicha válvula principal, tal que el cuerpo de la válvula auxiliar está configurado mediante una superficie periférica ajustada a dicha cavidad, una superficie inferior sustancialmente plana apoyada contra el fondo de la cavidad mediante medios de montaje, una superficie transversal intermedia en donde está montado el asiento de válvula, un reborde perimetral transversal sobre el cual se fija la placa soporte y un orificio auxiliar que comunica el asiento de válvula con el conducto de salida de gas. De este modo se reducen las dimensiones de la válvula electromagnética auxiliar anterior de la técnica minimizando el volumen final de la servoválvula.
Esta y otras características y ventajas de la invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la descripción detallada de la invención.
Descripción de los dibujos
La Fig. 1 es una vista en perspectiva de una válvula electromagnética auxiliar para una servoválvula de gas conforme a la invención.
La Fig. 2 es una segunda vista en perspectiva de la válvula electromagnética auxiliar de la Fig. 1.
La Fig.3 es una vista en planta de la válvula electromagnética auxiliar de la Fig. 1.
La Fig. 4 es una vista en planta de una sección transversal de la válvula electromagnética auxiliar de la Fig. 1, insertada en un cuerpo de una válvula principal de la servoválvula.
La Fig. 5 es una vista de la sección transversal según la línea de corte V-V de la válvula electromagnética auxiliar de la Fig. 3.
La Fig. 6 es una vista de la sección transversal según la línea de corte VI-VI de la válvula electromagnética auxiliar de la Fig. 3.
La Fig. 7 es una vista en sección de la servoválvula integrada por la válvula electromagnética auxiliar de la Fig. 1 insertada en la válvula principal.
Descripción detallada de una realización preferida
En la Fig. 7 se muestra una servoválvula de conmutación de gas provista de una válvula principal 2 y una válvula electromagnética auxiliar 1 adaptada a la válvula principal 2, donde dicha válvula principal 2 incluye un conducto de entrada 50 de gas y un conducto de salida 51 de gas, y se acciona a través de un diafragma 52 que desplaza a un miembro obturador principal 53.
El diafragma 52 define a cada uno de sus lados, una cámara de entrada 52b de gas y una cámara de control 52a comunicadas entre sí a través de un orificio 52c en dicho diafragma 52 o bien, a través de un conducto exterior no dibujado que conecta ambas cámaras 52a, 52b, de forma que cuando un caudal 50' es suministrado a la cámara de entrada 52b, dicho caudal 50' pasa a través del orificio 52c a la cámara de control 52a igualándose la presión en ambas cámaras 52a,52b y el miembro obturador principal 53 manteniendo cerrado el paso de gas hacia el conducto de salida 51 de gas por el empuje de un resorte 56 sobre el diafragma 52.
En referencia a las figuras 1-6, una construcción de válvula electromagnética auxiliar 1 comprende una construcción de cuerpo 6 de válvula con un conducto de salida auxiliar 7 de gas, un electroimán 11 con un núcleo 23 en "U" y un arrollamiento 24, un brazo basculante 10 que integra una armadura ferromagnética 27 en forma de disco que abre y cierra el circuito magnético del electroimán 11 y un miembro obturador auxiliar 14 insertado en una extremidad recta loa del brazo basculante 10, un asiento de válvula 19 comunicado con el conducto de salida auxiliar 7 de gas, un medio de retorno 12, por ejemplo un resorte, y una placa soporte 13 atornillada al cuerpo 6 que soporta el resorte 12.
Cuando la válvula electromagnética auxiliar 1 es energizada, el brazo basculante 10 pivota separándose el miembro obturador auxiliar 14 del asiento de válvula 19, y abriendo el paso de gas para drenar la cámara de control 52a de la válvula principal 2, de ese modo la presión ejercida por el gas de entrada 50' sobre el diafragma 52, vence la fuerza del resorte 56 y levanta el miembro obturador principal 53, estableciéndose de ese modo el suministro del caudal 51' de gas de salida de la válvula principal 2.
Cuando cesa la energización del electroimán 11, el resorte 12 obliga al brazo basculante 10 a retornar a su posición de reposo cerrándose el paso de gas por el asiento de válvula 19, tal que las presiones a ambos lados del diafragma 52 se igualan y el miembro obturador principal 53 cierra el paso de gas hacia el conducto de salida 51 por el empuje del muelle 56 sobre el diafragma 52.
En referencia a las figuras 1-6, la válvula electromagnética auxiliar 1 tiene forma sustancialmente de prisma con sección transversal elíptica, estando definida dicha sección transversal elíptica por un eje mayor A. El cuerpo 6, hecho de plástico moldeado, incluye una superficie periférica 6a elíptica para su integración ajustada en una cavidad 5, de sección transversal elíptica, del cuerpo de la válvula principal 2. Dicha cavidad 5 comunica directamente con la cámara de control 52a estando ambas cavidad y cámara de control, sometidas a la misma presión, y tiene una superficie superior abierta que se cubre con una tapa 3 metálica. Por otro lado, dicha cavidad 5 integra en la base un resalte 40, centrado con respecto al eje mayor de la sección transversal elíptica de dicha cavidad 5, que sirve de guía para posicionar la válvula electromagnética auxiliar 1 en la válvula principal 2. La superficie periférica 6a incluye un canal de posicionamiento 31 axial, no pasante, de sección sustancialmente rectangular y centrado con respecto al eje mayor A. Dicho canal de posicionamiento 31 determina la posición de montaje de la válvula electromagnética auxiliar 1 en la cavidad 5 de la válvula principal, que tras el montaje debe alojar en su interior el resalte 40 de la cavidad 5.
El cuerpo 6 de sección transversal sustancialmente elíptica, incluye un alojamiento 28 en donde se sitúa el electroimán 11, una superficie inferior 6b plana que se apoya contra el fondo de la cavidad 5 de la válvula principal 2 por la fuerza de un muelle de montaje 22 apoyado bajo la tapa 3 de la servoválvula, una superficie transversal intermedia 6c en donde está montado el asiento de válvula 19 de la válvula electromagnética auxiliar 1, y un reborde perimetral 6d superior sobre el cual se fija la placa soporte 13. El asiento de válvula 19 está centrado respecto al eje mayor A de la válvula electromagnética auxiliar 1, y es moldeado integral con el cuerpo 6, lo cual permite proveer al cuerpo 6 de un orificio auxiliar 9 de paso interno que se extiende pasante desde el asiento de válvula 19.
El cuerpo 6 de la válvula auxiliar 1 comprende en la parte inferior el conducto de salida auxiliar 7 de gas cuyo extremo 7b es coplanar con la superficie inferior 6b y concéntrico con el orificio auxiliar 9, y que es insertado durante el montaje, en la cavidad 5 de la válvula principal 2, concretamente en el interior de un saliente 55 adaptado para confinar en su interior dicho conducto de salida auxiliar 7. El conducto de salida auxiliar 7 de gas es concéntrico con un conducto de purga 54 en la válvula principal que comunica con el conducto de salida 51. Una junta de estanqueidad 8 entre el conducto de salida auxiliar 7 y el fondo de la cavidad 5 de la válvula principal 2 asegura el aislamiento de presión entre las cámaras 52a, y el conducto de salida 51.
El electroimán 11 comprende el núcleo 23 en forma de "U" con dos ramas 23a, 23b abiertas de sección semicircular, y un arrollamiento 24 formado por dos partes en serie superpuestas alrededor de las dos ramas 23a, 23b de la "U". El arrollamiento 24 es bobinado sobre un carrete aislante 25 circular construido con dos mitades de sección semicircular que se yuxtaponen por sus caras planas entre las dos ramas 23a, 23b. El núcleo 23 tiene un orificio de fijación 41 centrado en la base de la "U", a través del cual se inserta en un resalte de fijación 42 integrado en la base del alojamiento 28.
El electroimán 11 dispone de unos medios de fijación y posicionamiento 26a-26d al cuerpo 6 adicionales a la fijación del núcleo 23 a la base del alojamiento 28 del cuerpo 6, siendo dichos medios de fijación y posicionamiento 26a-26d del tipo de fijación rápida. Según se muestra en la Fig.6, el carrete aislante 25 tiene unos salientes 26a, simétricamente alineados entre sí, cuyas cabezas 26b achaflanadas son introducidas a compresión en unas primeras ranuras 26c en la base del alojamiento 28 del cuerpo 6, hasta llegar a unas segundas ranuras 26d, donde dichas cabezas 26b se expanden, fijando el electroimán 11 contra la base del alojamiento 28.
Mediante esta fijación, el plano de simetría B que divide al electroimán 11 separando entre sí las dos ramas del núcleo 23, coincide con el plano de simetría del asiento de válvula 19 de sección circular, y a su vez dicho plano de simetría B coincide con cualquier plano de simetría del miembro obturador auxiliar 14 y de la armadura 27 ferromagnética, ambos de secciones circulares, asegurándose de ese modo un buen contacto de la armadura 27 ferromagnética contra el núcleo 23 cuando es energizado el electroimán 11, y un buen cierre del miembro obturador auxiliar 14 contra el asiento de válvula 19 en la posición de reposo de la válvula auxiliar 1. El eje de basculación, no dibujado, del brazo basculante 10 coincide con una línea de contacto permanente de la armadura 27 con el núcleo 23 en forma de "U"
El brazo basculante 10 está hecho de plástico moldeado y comprende una cavidad 29 en donde se inserta la armadura 27 ferromagnética fijada a dicho brazo basculante 10 a través de unos medios de conexión 38,39 rápidos del tipo que comprende, en la cavidad 29 del brazo basculante 10, un saliente 38 cilíndrico y centrado hacia el interior de la cavidad 29, con una cabeza 38a de mayor diámetro que el diámetro del saliente 38, la cual es introducida a compresión a través de un primer orificio 39 de la armadura 27 hasta alcanzar un segundo orificio 39b, de mayor diámetro que el primer orificio 39, expandiéndose la cabeza 38a y fijando la armadura 27 ferromagnética al brazo basculante 10.
Cuando el electroimán 11 es energizado, toda la superficie de la armadura 27 ferromagnética está en contacto el núcleo 23, mientras que cuando la válvula auxiliar 1 está en la posición de reposo, el muelle de retorno 12 empuja el miembro obturador 14 contra el asiento de válvula 19 para su cierre.
El muelle de retorno 12 está soportado contra la placa soporte 13 metálica, de geometría sustancialmente semielíptica, que incluye una base 13a plana que se apoya en el reborde perimetral 6d del cuerpo 6, y una proyección 13b soporte del muelle de retorno 12, sustancialmente horizontal, proyectada desde un extremo de la base 13a y a un nivel superior con respecto a dicha base 13a. La base 13a se fija al reborde perimetral 6d a través de unos tornillos e incluye en el extremo opuesto a la proyección 13b, una pestaña 30 flexible de modo que la proyección 13b soporte y la pestaña 30 flexible están centrados y alineados con el eje mayor A del cuerpo 6. El reborde perimetral 6d del cuerpo 6 incluye un borde 34 perimetral que confina la base 13a en su interior impidiendo su giro.
La pestaña 30 flexible se inserta en el canal de posicionamiento 31 axial de la superficie periférica 6a contra cuyo extremo 32 hace tope, de modo que la placa soporte 13 queda firmemente fijada contra el cuerpo 6 evitando que cabecee y que a causa de dicho cabeceo la proyección 13b de la placa soporte 13 ejerza una fuerza contra el muelle de retorno 12 que ha sido reglado previamente para que el miembro obturador 14 realice un recorrido prefijado, con el objeto de no requerir ajustes adicionales posteriores después del montaje de la válvula auxiliar 1 en la cavidad 5 de la válvula principal 2. La placa soporte 13 protege a la válvula electromagnética auxiliar 1 de la entrada de suciedades y elementos externos no deseados.
El terminal de conexión eléctrica 16 de polaridad (+) electroimán 11 tiene forma de clavija 16 cuyo extremo de conexión sobresale de la tapa 3 de la servoválvula, y puede conectarse bien a un voltaje Vdc externo o bien a un circuito impreso. El terminal de conexión (-) es un punto metálico de masa 15 de válvula electromagnética auxiliar 1 conectado a la masa del cuerpo metálico de la válvula principal 2 de la servoválvula. El muelle de montaje 22 puede utilizarse para la conexión eléctrica del punto de "masa" 15 de la válvula electromagnética auxiliar 1 a la tapa 3 como se muestra en la Fig. 7.
El terminal de conexión eléctrica 16 sobresale desde un manguito 18 integral del cuerpo 6, siendo dicho manguito 18 aislante y de forma cilíndrica, y guiando verticalmente el paso de la clavija eléctrica 16 a través de la tapa 3 de la servoválvula para lo cual el manguito 18 presenta una muesca 17 deformable en su unión con el cuerpo 6, permitiendo su inclinación. El extremo de conexión externo del terminal de conexión eléctrica 16 es rodeado de un casquillo 21 de paso estanco. En esta realización el manguito 18 cilíndrico tiene una de sus bases en la superficie transversal intermedia 6c y sobresale con respecto a la placa soporte 13 metálica, aunque también pudiera estar insertado a lo largo de la superficie periférica 6a, perpendicular a la superficie transversal intermedia 6c, dependiendo de las necesidades de conexión. La superficie periférica 6a comprende un canal de inserción 33 axial alineado con el manguito 18 para facilitar la inserción del terminal de conexión eléctrica 16 en dicho manguito 18 y asegurar el correcto montaje de dicho terminal de conexión eléctrica 16 en dicho manguito 18, al poder comprobar desde el exterior el correcto giro de la clavija eléctrica 16, cuando ésta ha sido introducida en el manguito 18, hasta una posición de bloqueo mostrada en la Fig. 3
En el ejemplo de realización de la válvula electromagnética auxiliar 1 descrito, las dimensiones de la válvula son pequeñas siendo la longitud "L" de 26 mm aproximadamente, la altura "H" de 19 mm aproximadamente y la anchura "D" de 18 mm aproximadamente, con un electroimán 11 que tiene una bobina de 40 ohmnios y está alimentado con un voltaje nominal de 0,9 VDc.

Claims (12)

1. Válvula electromagnética auxiliar para su incorporación en una válvula principal (2) de una servoválvula de gas del tipo de diafragma para el suministro a un aparato doméstico de combustión, que comprende un cuerpo (6) que incluye un conducto auxiliar de salida (7) de gas con un asiento de válvula (19), estando dicho conducto auxiliar de salida (7) comunicado con un conducto de salida (51) de gas de la servoválvula, un brazo basculante (10) alojado en el cuerpo (6) y que incorpora un miembro obturador auxiliar (14) para dicho asiento de válvula (19), un electroimán (11) alojado en el cuerpo (6), una armadura (27) ferromagnética insertada en el brazo basculante (10) la cual cierra el circuito magnético del electroimán (11) cuando éste es energizado, desplazando dicho brazo basculante (10) y abriendo el asiento de válvula (19), un medio de retorno (12) para el regreso del brazo basculante (10) a una condición de reposo en la que se mantiene el asiento de válvula (19) cerrado, y una placa soporte (13) fijada al cuerpo (6) que soporta el medio de retorno (12), caracterizada porque está construida para su integración en una cavidad (5) de la válvula principal (2) que comunica con una cámara de control (52a) de dicha válvula principal (2), estando el cuerpo (6) de la válvula auxiliar (1) configurado mediante una superficie periférica (6a) ajustada a dicha cavidad (5), una superficie inferior (6b) sustancialmente plana apoyada contra el fondo de la cavidad (5) mediante medios de montaje (22), una superficie transversal intermedia (6c) en donde está montado el asiento de válvula (19), un reborde perimetral (6d) transversal sobre el cual se fija la placa soporte (13), y un orificio auxiliar (9) que comunica el asiento de válvula (19) con el conducto de salida de gas (7).
2. Válvula electromagnética auxiliar según la reivindicación 1, caracterizada porque el cuerpo (6) tiene forma sustancialmente de prisma con sección transversal elíptica.
3. Válvula electromagnética auxiliar según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el cuerpo (6) es hecho de plástico moldeado.
4. Válvula electromagnética auxiliar según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el medio de montaje (22) es un muelle (22) apoyado bajo una tapa (3) que cierra la cavidad (5) de la válvula principal (2).
5. Válvula electromagnética auxiliar según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la placa soporte (13) comprende una base (13a) sustancialmente plana que se apoya en el reborde perimetral (6d) del cuerpo (6), y una proyección (13b) soporte del medio de retorno (12), sustancialmente paralela a dicha base (13a) y situada a un nivel superior con respecto a dicha base (13a).
6. Válvula electromagnética auxiliar de gas según la reivindicación 5, caracterizada porque la proyección (13b) soporte es proyectada desde un extremo de la base (13a) y está centrada respecto a dicha base (13a).
7. Válvula electromagnética auxiliar de gas según las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizada porque la placa soporte (13) incluye unos medios de fijación anticabeceo (30, 31) con respecto al medio de retorno (12), estando dichos medios de fijación anticabeceo (30, 31) opuestos a la proyección (13b) y simétricamente centrados con respecto a la proyección (13b).
8. Válvula electromagnética auxiliar de gas según la reivindicación 7, caracterizada porque los medios de fijación anticabeceo (30,31) comprenden una pestaña (30) integrada en la placa soporte (13) y un canal de posicionamiento (31) axial incluido en el cuerpo (6), tal que la pestaña (30) se inserta en el canal de posicionamiento (31) haciendo tope contra un extremo (32) de dicho canal de posicionamiento (31).
9. Válvula electromagnética auxiliar de gas según la reivindicación 8, caracterizada porque el canal de posicionamiento (31) determina la orientación de la válvula auxiliar (1) en el montaje al alojar en el interior de dicho canal de posicionamiento (31) un resalte (40) integrado en el cuerpo de la válvula principal (2).
10. Válvula electromagnética auxiliar de gas según las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizada porque la pestaña (30) es flexible.
11. Válvula electromagnética según la reivindicación 1, caracterizada porque el electroimán (11), que comprende un núcleo (23) en forma de "U" con dos ramas (23a, 23b), está posicionado en el cuerpo (6) tal que un plano de simetría (B) axial que divide al electroimán (11), separando las dos ramas (23a,23b) entre sí, está alineado con un plano de simetría axial del asiento de válvula (19).
12. Válvula electromagnética según la reivindicación 11, caracterizada porque el plano de simetría (B) del electroimán (11) coincide con un plano de simetría axial de la armadura (27) ferromagnética y con un plano de simetría axial del miembro obturador axial (14).
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