ES1087855U - Electroválvula para un circuito hidráulico - Google Patents
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Abstract
1. Electroválvula para un circuito hidráulico, en particular para el circuito hidráulico que forma parte de un motor de combustión de un vehículo, comprendiendo dicha electroválvula una toma de entrada de caudal y dos tomas de salidas de caudal, un núcleo fijo y un núcleo móvil alineado axialmente y desplazable con respecto al núcleo fijo para permitir la comunicación fluida de la toma de entrada de caudal con una de las tomas de salida de caudal en una condición de funcionamiento a través de una región interiormente hueca para la intercomunicación fluida, siendo el núcleo móvil desplazable por la acción de una bobina, en el que se proporcionan unos medios de retorno elásticos asociados con el movimiento del núcleo móvil con respecto al núcleo fijo y donde el núcleo móvil está vinculado con un eje alargado provisto de medios de obturación para el bloqueo de al menos una de las salidas de caudal, caracterizada por el hecho de que a lo largo del eje alargado se proporcionan un primer y segundo conjunto obturador distanciados entre sí y vinculados cada uno de ellos a una respectiva toma de salida tal que definen en la región interiormente hueca una cámara superior y una cámara inferior compensadora de presión herméticas que, dependiendo de la posición de funcionamiento, tienen cada una de ellas el mismo valor de presión con respecto al valor de presión de la toma de entrada al estar las dos cámaras superior e inferior compensadoras de presión y la toma de entrada intercomunicadas entre sí, incluyendo la cámara inferior compensadora de presión los medios de retorno elásticos. 2. Electroválvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que las dos cámaras superior e inferior compensadoras de presión y la toma de entrada están intercomunicadas entre sí a través de una canalización longitudinal presente a lo largo del interior del eje alargado que está inferiormente en comunicación fluida con la cámara inferior compensadora de presión y una obertura lateral presente en el eje alargado y situada en la zona de la toma de entrada. 3. Electroválvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que los medios de retorno elásticos comprenden un resorte helicoidal que está haciendo tope con el segundo conjunto obturador y una pared de retención. 4. Electroválvula según la reivindicación 3, caracterizada por el hecho de que la pared de retención está definida por un tapón de bloqueo. 5. Electroválvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que la cámara superior compensadora de presión está definida por el primer conjunto obturador y una membrana fijada en un asiento ubicado en un cuerpo carcasa. 6. Electroválvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el primer conjunto obturador comprende un cuerpo soporte que incluye una junta de estanqueidad ubicada en un asiento dispuesto en la pared lateral de dicho cuerpo soporte y un elemento obturador. 7. Electroválvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el segundo conjunto obturador comprende un cuerpo soporte que incluye una junta de estanqueidad ubicada en un asiento dispuesto en la pared lateral de dicho cuerpo soporte y un elemento obturador.
Description
5 OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente solicitud de Modelo de Utilidad tiene por objeto el registro de una electroválvula que incorpora notables innovaciones y ventajas.
10 Más concretamente, la invención propone el desarrollo de una electroválvula, especialmente concebida para el sector de la automoción, que presenta dos cámaras compensadora de presión herméticas vinculadas a dos tomas de salida, cuyas cámaras compensadoras de presión tienen el mismo valor de presión que la prevista en una toma de entrada, permitiendo la comunicación fluida entre la toma de entrada y una de las tomas de salida
15 con menor esfuerzo y de manera eficiente desde un punto de vista energético y material.
Son bien conocidas las electroválvulas basadas en el uso de bobinas y que presentan tres
20 tomas, siendo una de ellas de entrada y las dos restantes de salida, conocidas comúnmente, válvulas de 2-3 vías, aplicables en sistemas o circuitos hidráulicos instalados en un vehículo, por ejemplo, aquellos que forman parte de un circuito de refrigeración. En la condición de funcionamiento correspondiente al estado o posición “ON” (es decir, existe una alimentación eléctrica) un núcleo móvil es atraído hacia un núcleo fijo, venciendo unos
25 medios de retorno elásticos de manera que un obturador vinculado con el núcleo móvil bloquea una de las salidas (aquella dispuesta más arriba) comunicando así la toma de entrada con la toma de salida inferior.
Un inconveniente detectado en este tipo de electroválvulas es que sólo pueden trabajar en
30 un rango de diferencias de presiones entre vías cerradas de valor reducido y/o valores de caudal bajos ya que la fuerza necesaria para abrirlas es función directa de la sección de las tomas de salida por la diferencia de presión.
Sin embargo, conseguir unos valores diferenciales de presión elevados con las
35 electroválvulas convencionales requiere aumentar el tamaño del cuerpo de la bobina para 2
obtener un mayor campo magnético, de tal manera que implica unas mayores dimensiones del cuerpo de la electroválvula con el consiguiente incremento en los costes de fabricación de la misma, ciertas dificultades en el diseño del conjunto de piezas o elementos que se disponen alrededor de la ubicación de la electroválvula y un incremento del consumo de la potencia empleada en la bobina.
La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar una electroválvula que se configura como una novedad dentro del campo de aplicación y resuelva los inconvenientes anteriormente mencionados, aportando, además, otras ventajas adicionales que serán evidentes a partir de la descripción que se acompaña a continuación.
Es por lo tanto un objeto de la presente invención proporcionar una electroválvula para un circuito hidráulico, en particular para el circuito hidráulico que forma parte de un motor de combustión de un vehículo, del tipo que comprende una toma de entrada de caudal y dos tomas de salidas de caudal, un núcleo fijo y un núcleo móvil alineado axialmente y desplazable con respecto al núcleo fijo para permitir la comunicación fluida de la toma de entrada de caudal con una de las tomas de salida de caudal en una condición de funcionamiento a través de una región interiormente hueca para la intercomunicación fluida, siendo el núcleo móvil desplazable por la acción de una bobina, en el que se proporcionan unos medios de retorno elásticos asociados con el movimiento del núcleo móvil con respecto al núcleo fijo y donde el núcleo móvil está vinculado con un eje alargado provisto de medios de obturación para el bloqueo de al menos una de las salidas de caudal.
Más en particular, esta electroválvula se caracteriza por el hecho de que a lo largo del eje alargado se proporcionan un primer y segundo conjunto obturador distanciados entre sí y vinculados cada uno de ellos a una respectiva toma de salida tal que definen en la región interiormente hueca una cámara superior compensadora de presión y una cámara inferior compensadora de presión herméticas que tienen cada una de ellas el mismo valor de presión con respecto al valor de presión de la toma de entrada al estar las dos cámaras superior e inferior compensadoras de presión y la toma de entrada intercomunicadas entre sí, incluyendo la cámara inferior compensadora de presión los medios de retorno elásticos.
Gracias a estas características, se consigue un funcionamiento óptimo de la electroválvula mediante una configuración constructiva relativamente sencilla sin la necesidad de incrementar dimensionalmente el tamaño de la bobina y por consiguiente, sin necesidad de sobredimensionar las dimensiones generales de la electroválvula. Así, las dos cámaras 5 superior e inferior compensadoras de presión actúan como cámaras de compensación que permiten compensar las diferencias de presiones que pueden tenerse en las dos tomas de salida, de manera que independientemente de las dos posiciones de trabajo adoptadas que pueda presentar la electroválvula en un momento determinado, la fuerza necesaria para cambiar la posición de trabajo o funcionamiento es menor con respecto a las electroválvulas
10 del tipo de 2-3 vías convencionales.
En una realización particularmente preferida, las dos cámaras superior e inferior compensadoras de presión y la toma de entrada están intercomunicadas entre sí a través de una canalización longitudinal presente a lo largo del interior del eje alargado que está
15 inferiormente en comunicación fluida con la cámara inferior compensadora de presión y una obertura lateral presente en el eje alargado y situada en la zona de la toma de entrada.
Preferentemente, los medios de retorno elásticos están constituidos por un resorte helicoidal que está haciendo tope con el segundo conjunto obturador y una pared de retención, que 20 puede estar definida por un tapón de bloqueo.
De forma preferida, la cámara superior compensadora de presión está definida por el primer conjunto obturador y una membrana fijada en un asiento ubicado en un cuerpo carcasa.
25 Ventajosamente, el primer conjunto obturador comprende un cuerpo soporte que incluye una junta de estanqueidad ubicada en un asiento dispuesto en la pared lateral de dicho cuerpo soporte y un elemento obturador. Del mismo modo, también el segundo conjunto obturador comprende un cuerpo soporte que incluye una junta de estanqueidad ubicada en un asiento dispuesto en la pared lateral de dicho cuerpo soporte y un elemento obturador.
30 Otras características y ventajas de una electroválvula para un circuito hidráulico objeto de la presente invención resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan, en los cuales:
Figura 1.- Es una vista en alzado seccionada de la electroválvula de acuerdo con la presente invención en una condición de funcionamiento “OFF”;
Figura 2.- Es una vista en alzado seccionada de la electroválvula en una condición de funcionamiento “ON”;
Figura 3.- Es una vista de detalle seccionado de la electroválvula mostrada en la figura 1; y
Figura 4.- Es una vista de detalle seccionado de la electroválvula mostrada en la figura 2.
A la vista de las mencionadas figuras y, de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación.
Así, tal como se aprecia en las figuras, la electroválvula prevista para ser montada en un circuito hidráulico, en particular para un circuito hidráulico que forma parte de un circuito de refrigeración montado en un vehículo y requiere el control y paso de un volumen de caudal elevado, comprende esencialmente una toma de entrada (1) de caudal y dos tomas de salidas (2, 3) de caudal definidas por extensiones que sobresalen lateralmente de un cuerpo carcasa (4) de forma general sensiblemente cilíndrica, un núcleo fijo (5) y un núcleo móvil
(6) alineado axialmente y desplazable con respecto a dicho núcleo fijo (5) que permite la comunicación fluida de la toma de entrada (1) de caudal con una de las tomas de salida de caudal en una de las condiciones de funcionamiento a través de una región interiormente hueca para la intercomunicación fluida.
El desplazamiento del núcleo móvil (6) se lleva a cabo por el campo magnético generado por una bobina (7) dispuesta alrededor del núcleo móvil (6) que está conectada eléctricamente por una toma de conexión con una fuente de suministro eléctrico externa (no representada). Todos estos componentes descritos anteriormente están alojados en el interior del cuerpo carcasa (4).
Debe mencionarse que la posición “OFF” de esta electroválvula corresponde a la situación en la que existe una comunicación fluida entre la toma de entrada (1) y la toma de salida (2) sin alimentación eléctrica de la bobina (7), tal como se ha representado en la figura 1, mientras que la posición de funcionamiento “ON” corresponde a la situación donde la comunicación fluida se lleva a cabo entre la toma de entrada (1) y la toma de salida (3), tal como se ve en la figura 2.
Además, se proporcionan unos medios de retorno elásticos que permiten asegurar la estanqueidad entre la toma de entrada (1) y la toma de salida (3) en un a condición de funcionamiento “OFF” y facilita el desplazamiento de las partes móviles para cambiar de una posición de funcionamiento “ON” a la posición de funcionamiento “OFF”. Tales medios de retorno elásticos consisten en un resorte helicoidal (8) asociado con el movimiento del núcleo móvil (6) con respecto al núcleo fijo (5), que se detalla más adelante.
El núcleo móvil (6) está vinculado con un eje alargado (9) hecho de acero que está provisto de unos medios de obturación para el bloqueo de al menos una de las salidas de caudal (2),
(3) que se detallan a continuación.
De esta manera, para llevar a cabo el cierre o permitir la comunicación fluida de la toma de entrada con una de las tomas de salida, dependiendo de la posición de funcionamiento “ON”/”OFF” requerida en un instante predeterminado, se proporciona a lo largo del eje alargado (9) un primer y segundo conjunto obturador distanciados entre sí y vinculados cada uno de ellos a una respectiva toma de salida tal que definen en la región interiormente hueca una cámara superior compensadora de presión (10) y una cámara inferior compensadora de presión (11) herméticas que tienen cada una de ellas el mismo valor de presión con respecto al valor de presión de la toma de entrada (1) al estar las dos cámaras superior e inferior compensadoras de presión y la toma de entrada (1) intercomunicadas entre sí, incluyendo la cámara inferior compensadora de presión (11) el resorte helicoidal (8).
Las dos cámaras superior e inferior compensadoras de presión (10, 11) anteriormente citadas y la toma de entrada (1) están intercomunicadas entre sí a través de una canalización longitudinal (90) presente a lo largo del interior del eje alargado que está inferiormente en comunicación fluida con la cámara inferior compensadora de presión así como a la disposición de una obertura lateral (91) presente en el eje alargado (9) y que está situada en la zona de la toma de entrada (1).
Haciendo de nuevo referencia al resorte helicoidal (8) anteriormente mencionado está
5 haciendo tope por un extremo con el segundo conjunto obturador mientras que el extremo opuesto está haciendo tope con una pared de retención. Esta pared de retención está definida por un tapón de bloqueo (12) que es fijado en el cuerpo carcasa por medio de un retén de tapón (13) hecho, por ejemplo, de acero. El tapón de bloqueo incluye un asiento donde se dispone una junta de estanqueidad (23) para asegurar la hermeticidad en la
10 cámara inferior compensadora de presión (11).
Volviendo de nuevo a la cámara superior compensadora de presión (10) está definida o delimitada superior e inferiormente por el primer conjunto obturador y una membrana (14) fijada en un asiento ubicado en el cuerpo carcasa (4) que presenta un orificio central
15 pasante a través del cual pasa el eje alargado (9).
En lo que respecta al primer conjunto obturador comprende un cuerpo soporte (15) en forma sensiblemente de capuchón que incluye una junta de estanqueidad (16) de forma anular ubicada en un asiento dispuesto en la pared lateral de dicho cuerpo soporte (15) y un
20 elemento obturador (18) de material elastomérico con una forma anular previsto para hacer tope con un elemento de cierre (19) provisto de un agujero pasante dispuesto en la región interiormente hueca entre las dos tomas de salida (2, 3).
Del mismo modo, el segundo conjunto obturador comprende un cuerpo soporte (20) que
25 incluye una junta de estanqueidad (21) ubicada en un asiento dispuesto en la pared lateral de dicho cuerpo soporte (20) y un elemento obturador (22) de material elastomérico con una forma anular. El recorrido ascendente (según las figuras mostradas) del segundo conjunto obturador está delimitado por la presencia de unos resaltes (41) que sobresalen interiormente del cuerpo carcasa (4). Los dos cuerpos soporte (15, 20) están hechos, por
30 ejemplo, de un material termoplástico.
De este modo, cuando la electroválvula aquí descrita está en la posición “OFF” (véase la figura 3) la fuerza resultante sobre el primer conjunto obturador debido a las presiones por encima y por debajo de éste tiene un sentido descendente, tal como se indica mediante la
35 flecha F1, siendo la presión en la cámara superior compensadora de presión (10) igual a la 7
presión prevista en la toma de entrada (1). La fuerza resultante sobre el segundo conjunto obturador asociado con la cámara inferior compensadora de presión (11) inferior debido a las presiones por encima y por debajo tiene sentido ascendente, siendo la presión en la cámara inferior compensadora de presión (11) igual a la presión de la toma de entrada (1).
5 Por el contrario, cuando la electroválvula está en la posición “ON” (véase la figura 4) la fuerza resultante sobre el primer conjunto obturador debido a las presiones por encima y por debajo de éste tiene un sentido descendente, siendo la presión en la cámara superior compensadora de presión (10) igual a la presión de la toma de entrada (1) y en la cámara
10 inferior compensadora de presión (11) es igual a la presión de la toma de salida (2). La fuerza resultante sobre el segundo conjunto obturador asociado con la cámara inferior compensadora de presión (11) inferior debido a las presiones por encima y por debajo tiene sentido ascendente, siendo la presión en la cámara inferior compensadora de presión (11) igual a la presión de la toma de entrada (1).
15 Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en la fabricación de la electroválvula de la invención podrán ser convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invención ni del ámbito definido por las reivindicaciones que se
20 incluyen a continuación.
Claims (5)
- REIVINDICACIONES1. Electroválvula para un circuito hidráulico, en particular para el circuito hidráulico que forma parte de un motor de combustión de un vehículo, comprendiendo dicha electroválvula una 5 toma de entrada de caudal y dos tomas de salidas de caudal, un núcleo fijo y un núcleo móvil alineado axialmente y desplazable con respecto al núcleo fijo para permitir la comunicación fluida de la toma de entrada de caudal con una de las tomas de salida de caudal en una condición de funcionamiento a través de una región interiormente hueca para la intercomunicación fluida, siendo el núcleo móvil desplazable por la acción de una bobina, 10 en el que se proporcionan unos medios de retorno elásticos asociados con el movimiento del núcleo móvil con respecto al núcleo fijo y donde el núcleo móvil está vinculado con un eje alargado provisto de medios de obturación para el bloqueo de al menos una de las salidas de caudal, caracterizada por el hecho de que a lo largo del eje alargado se proporcionan un primer y segundo conjunto obturador distanciados entre sí y vinculados 15 cada uno de ellos a una respectiva toma de salida tal que definen en la región interiormente hueca una cámara superior y una cámara inferior compensadora de presión herméticas que, dependiendo de la posición de funcionamiento, tienen cada una de ellas el mismo valor de presión con respecto al valor de presión de la toma de entrada al estar las dos cámaras superior e inferior compensadoras de presión y la toma de entrada intercomunicadas entre20 sí, incluyendo la cámara inferior compensadora de presión los medios de retorno elásticos.
- 2. Electroválvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que las dos cámaras superior e inferior compensadoras de presión y la toma de entrada están intercomunicadas entre sí a través de una canalización longitudinal presente a lo largo del25 interior del eje alargado que está inferiormente en comunicación fluida con la cámara inferior compensadora de presión y una obertura lateral presente en el eje alargado y situada en la zona de la toma de entrada.
- 3. Electroválvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que los medios de30 retorno elásticos comprenden un resorte helicoidal que está haciendo tope con el segundo conjunto obturador y una pared de retención.
- 4. Electroválvula según la reivindicación 3, caracterizada por el hecho de que la pared deretención está definida por un tapón de bloqueo. 35
- 5. Electroválvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que la cámara superior compensadora de presión está definida por el primer conjunto obturador y una membrana fijada en un asiento ubicado en un cuerpo carcasa.5 6. Electroválvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el primer conjunto obturador comprende un cuerpo soporte que incluye una junta de estanqueidad ubicada en un asiento dispuesto en la pared lateral de dicho cuerpo soporte y un elemento obturador.10 7. Electroválvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el segundo conjunto obturador comprende un cuerpo soporte que incluye una junta de estanqueidad ubicada en un asiento dispuesto en la pared lateral de dicho cuerpo soporte y un elemento obturador.
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