ES1280359U - Válvula de purgado - Google Patents

Abstract

Válvula de purgado para un flujo de hidrógeno y/o agua, estando prevista para regular el paso de un caudal de un flujo de hidrógeno, que comprende un núcleo fijo y un núcleo móvil desplazable axialmente a través de un agujero con relación a dicho núcleo fijo por la acción de una fuerza de un campo magnético generada por una bobina principal dispuesta de forma concéntrica alrededor del núcleo fijo, en el que se proporcionan unos medios de retorno elásticos vinculados al núcleo móvil y medios de obturación previstos para permitir el paso de flujo a través de puertos de entrada y salida, incluyendo unos medios calefactores para calentar la temperatura del flujo que pasa a través del puerto de entrada de la válvula, caracterizada por el hecho de que los medios calefactores comprenden una bobina secundaria de menor material conductor que la bobina principal responsable de generar la fuerza electromagnética, estando dicha bobina secundaria dispuesta exteriormente de forma concéntrica con respecto a la bobina principal, teniendo la bobina principal y la bobina secundaria unos correspondientes terminales conectores independientes.

Description

DESCRIPCIÓN

Válvula de purgado

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente solicitud tiene por objeto el registro de una válvula de purgado para un flujo de hidrógeno y/o agua prevista para motores basados en el uso de hidrógeno como medio propulsor.

Más concretamente, la invención propone el desarrollo de una válvula de purgado para un flujo, por ejemplo, de hidrógeno o agua, provista de unos medios de calentamiento que favorecen alcanzar una temperatura en el interior de la válvula apropiada para los requisitos de trabajo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En el sector de la automoción, son bien conocidas en el mercado las electroválvulas del tipo proporcional previstas para regular la presión y caudal de un fluido, que comprenden esencialmente un núcleo fijo y un núcleo móvil desplazable axialmente con relación a dicho núcleo fijo por la acción de una fuerza de un campo magnético generada por la corriente eléctrica de una bobina, de modo que permite la comunicación fluida entre puertas de entrada y salida.

Dependiendo del tipo de fluido a circular o condiciones ambientales, algunas válvulas pueden incorporar unos medios de calentamiento para permitir unos valores de temperatura establecidos dentro de un rango predeterminado para su correcto funcionamiento.

Se tiene conocimiento de que este calentamiento puede llevarse a cabo mediante la disposición de unas resistencias conectadas mediante cables, lo que resulta más engorroso durante las operaciones de fabricación y montaje en válvulas actualmente conocidas, y con el riesgo de que puedan sufrir algún daño o rotura que impidan su correcto funcionamiento.

Además, el solicitante no tiene conocimiento en la actualidad de una invención que disponga de todas las características que se describen en esta memoria.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar una válvula de purgado que se configura como una novedad dentro del campo de aplicación y resuelve 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 válvula de purgado para un flujo de hidrógeno y/o agua, estando prevista para regular el paso de un caudal de un flujo de hidrógeno, del tipo que comprende un núcleo fijo y un núcleo móvil desplazable axialmente a través de un agujero con relación a dicho núcleo fijo por la acción de una fuerza de un campo magnético generada por una bobina principal dispuesta de forma concéntrica alrededor del núcleo fijo, en el que se proporcionan unos medios de retorno elásticos vinculados al núcleo móvil y medios de obturación previstos para permitir el paso de flujo a través de puertos de entrada y salida, incluyendo unos medios calefactores para calentar la temperatura del flujo que pasa a través del puerto de entrada de la válvula. En particular, la invención se caracteriza por el hecho de que los medios calefactores comprenden una bobina secundaria de menor material conductor que la bobina principal responsable de generar la fuerza electromagnética, estando dicha bobina secundaria dispuesta exteriormente de forma concéntrica con respecto a la bobina principal, teniendo la bobina principal y la bobina secundaria unos correspondientes terminales conectores independientes.

Gracias a estas características, se facilita el calentamiento por inducción del flujo que circula por el interior de la válvula por la presencia de la bobina secundaria, la cual puede tener la capacidad de alcanzar una temperatura interior de 100°C en un periodo de tiempo reducido, por ejemplo, 10 segundos, permitiendo descongelar el interior de la zona prevista para el paso de circulación del flujo fluido. Además, este calentamiento se obtiene mediante un montaje más simple sin la presencia de cableado, lo que resulta más engorroso durante las operaciones de fabricación y montaje en válvulas actualmente conocidas.

Preferentemente, la válvula de la invención comprende un núcleo bobina conformado por un cuerpo de forma cilindrica y un cuerpo válvula de material metálico con un tramo cilindrico concéntrico al núcleo bobina, tal que la bobina principal y la bobina secundaria están dispuestos entre el núcleo bobina y el tramo cilíndrico del cuerpo válvula.

Ventajosamente, los medios de obturación comprenden un elemento de elastómero acoplado en un extremo de un eje presente en el interior del núcleo móvil, tratándose de una solución constructivamente sencilla.

Según otro aspecto de la válvula, los medios de retorno elásticos comprenden un muelle helicoidal que está por un extremo parcialmente alojado en una cavidad practicada en el núcleo móvil mientras que el extremo opuesto está parcialmente alojado en una cavidad practicada en el núcleo fijo.

Preferiblemente, los puertos de salida están dispuestos en un plano perpendicular con respecto al puerto de entrada.

Ventajosamente, la bobina secundaria puede estar eléctricamente conectada a un termistor PTC, previsto para evitar el riesgo de rotura de hilo por un exceso de calentamiento, en el caso de que la unidad de control del sistema no corte la potencia entregada a la bobina secundaria.

La válvula de purgado descrita representa, pues, una estructura innovadora de características estructurales y constitutivas desconocidas hasta ahora para el fin a que se destina, razones que unidas a su utilidad práctica, la dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita.

Otras características y ventajas de la válvula de purgado 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:

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Figura 1.- Es una vista en alzado seccionado de una válvula de purgado de acuerdo con la presente invención;

Figura 2.- Es una vista de detalle en perspectiva de la disposición que adopta la bobina principal y la bobina secundaria;

Figura 3.- Es una vista en alzado parcial seccionado de la válvula en una condición en la cual no hay conexión eléctrica y los medios de obturación están en posición de cierre;

Figura 4.- Es una vista en alzado parcial seccionado de la válvula en una condición con conexión eléctrica y posición de comunicación fluida entre los puertos de entrada y el puerto de salida; y

Figura 5.- Es una vista en perspectiva explosionada de la válvula de purgado de la invención.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE

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.

Además, los términos superior, inferior, superior, inferior y similares en la descripción y las reivindicaciones se utilizan con fines descriptivos y no necesariamente para describir posiciones relativas.

La válvula de purgado a continuación descrita, ideada para permitir el paso un flujo de hidrógeno y/o agua, está particularmente prevista para regular el paso de un caudal de un flujo de hidrógeno de un sistema de canister de un motor basado en una pila de hidrógeno. Tal como puede verse en las figuras, esta válvula de purgado comprende un núcleo fijo (1) y un núcleo móvil (2) que puede desplazarse axialmente y de forma limitada a través de un agujero con relación a dicho núcleo (2) fijo por la acción de una fuerza de un campo electromagnético generada por una bobina principal (3) dispuesta de forma concéntrica alrededor del núcleo fijo (1) y soportada por un porta-bobinas (4). También se proporcionan unos medios de retorno elásticos (descritos más adelante) vinculados al núcleo móvil (2) y medios de obturación previstos para permitir el paso de flujo a través de puertos de salida (6) y entrada (7), incluyendo unos medios calefactores para calentar la temperatura del flujo que pasa a través del puerto de salida de la válvula.

Haciendo particular referencia a los medios calefactores presentes en el interior de la válvula, comprenden una bobina secundaria (5) que tiene una menor cantidad de material conductor que la bobina principal responsable de generar la fuerza electromagnética, estando dicha bobina secundaria (5) dispuesta exteriormente y de forma concéntrica con respecto a la bobina principal (3), teniendo la bobina principal (3) y la bobina secundaria (5) unos correspondientes terminales conectores (30, 50) independientes, respectivamente.

Opcionalmente, cabe la posibilidad de que el núcleo móvil (2) incluya en la superficie exterior de su pared lateral un recubrimiento de teflón.

Los medios de obturación anteriormente mencionados comprenden un elemento de elastómero (8) de forma general cilíndrica que está acoplado en un extremo de un eje (14) presente en el interior del núcleo móvil (2) mediante una pieza intermedia (15), de tal manera que el elemento de elastómero (8) está fijado a la pieza intermedia (15) a través de una unión por encaje a presión. En dicha zona también se proporciona un anillo de sellado (16) de material elastómero, más concretamente está situado por debajo del núcleo móvil (2) y se mantiene en su posición relativa por la disposición de una muesca circunferencial que sobresale de la pieza intermedia (15). Este anillo de sellado (16) tiene la finalidad del paso de fluido hacia la zona donde están los componentes actuadores, ya que en caso contrario el fluido podría congelarse en tal zona y dañar componentes de la válvula.

Volviendo de nuevo a los medios de retorno elásticos anteriormente mencionados comprenden un muelle helicoidal (9) que está axialmente alineado con el núcleo fijo (1) y móvil (2), estando por un extremo parcialmente alojado en una cavidad practicada en el núcleo móvil (2) mientras que el extremo opuesto está parcialmente alojado en una cavidad practicada en el núcleo fijo (1).

Ventajosamente, la bobina secundaria (5) está eléctricamente conectada en serie a un termistor PTC.

Adicionalmente, la válvula de purgado comprende un núcleo bobina (10) conformado por un cuerpo de forma cilíndrica y un cuerpo válvula (11) de material metálico con un tramo cilíndrico concéntrico al núcleo bobina (10) que están vinculados por un cuerpo sobremoldeado (12), tal que la bobina principal (3) y la bobina secundaria (5) están dispuestos entre el núcleo bobina y el tramo cilindrico del cuerpo válvula (11). Cabe resaltar que el núcleo bobina (10) tiene en su extremo inferior una ventana o región abierta (101) prevista para el paso de los terminales conectores (30, 50).

Aguas abajo de la bobina principal (3) se dispone de una pletina anular (13) provista de unos tramos ranurados distribuidos radialmente en su reborde que actúan como medios de posicionado y guiado para el núcleo bobina (10) el cual dispone de unas pestañas (100) en su extremo inferior que son complementarias en número y dimensión con los tramos ranurados (130), tal como puede verse con más claridad en la figura 5.

Mencionar que los puertos de salida (6) están dispuestos radialmente y en un plano perpendicular con respecto al puerto de entrada (7) en el cuerpo válvula (11), estando el puerto de entrada (7).

Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, empleados en la fabricación de la válvula de purgado de la invención podrán ser convenientemente sustituidos por otros que no se aparten del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuación.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Válvula de purgado para un flujo de hidrógeno y/o agua, estando prevista para regular el paso de un caudal de un flujo de hidrógeno, que comprende un núcleo fijo y un núcleo móvil desplazable axialmente a través de un agujero con relación a dicho núcleo fijo por la acción de una fuerza de un campo magnético generada por una bobina principal dispuesta de forma concéntrica alrededor del núcleo fijo, en el que se proporcionan unos medios de retorno elásticos vinculados al núcleo móvil y medios de obturación previstos para permitir el paso de flujo a través de puertos de entrada y salida, incluyendo unos medios calefactores para calentar la temperatura del flujo que pasa a través del puerto de entrada de la válvula, caracterizada por el hecho de que los medios calefactores comprenden una bobina secundaria de menor material conductor que la bobina principal responsable de generar la fuerza electromagnética, estando dicha bobina secundaria dispuesta exteriormente de forma concéntrica con respecto a la bobina principal, teniendo la bobina principal y la bobina secundaria unos correspondientes terminales conectores independientes.

2. Válvula de purgado según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que comprende un núcleo bobina conformado por un cuerpo de forma cilíndrica y un cuerpo válvula de material metálico con un tramo cilíndrico concéntrico al núcleo bobina, tal que la bobina principal y la bobina secundaria están dispuestos entre el núcleo bobina y el tramo cilíndrico del cuerpo válvula.

3. Válvula de purgado según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada por el hecho de que el núcleo bobina tiene en su extremo inferior una ventana o región abierta prevista para el paso de los terminales conectores de la bobina principal y bobina secundaria.

4. Válvula de purgado según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que los medios de obturación comprenden un elemento de elastómero acoplado en un extremo de un eje presente en el interior del núcleo móvil.

5. Válvula de purgado según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que los medios de retorno elásticos comprenden un muelle helicoidal que está por un extremo parcialmente alojado en una cavidad practicada en el núcleo móvil mientras que el extremo opuesto está parcialmente alojado en una cavidad practicada en el núcleo fijo.

6. Válvula de purgado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que los puertos de salida están dispuestos en un plano perpendicular con respecto al puerto de entrada.

7. Válvula de purgado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que la bobina secundaria está eléctricamente conectada a un termistor PTC.