ES2197288T3 - Valvula de solenoide reguladora de presion de fuerza variable monoetapa. - Google Patents

Abstract

UNA VALVULA REGULADORA DE PRESION (10), DE CONTROL DE FLUIDOS, CON UN SOLENOIDE DE FUERZA VARIABLE, PARA REGULAR LA PRESION DE UN FLUIDO PRESURIZADO EN UN SISTEMA DE CONTROL DE FLUIDO DEPENDIENDO DEL NIVEL DE INTENSIDAD DE UNA SEÑAL DE ENTRADA ELECTRICA, COMPRENDE UNA PUERTA DE SUMINISTRO (PS) PARA RECIBIR EL FLUIDO PRESURIZADO, UNA PUERTA DE CONTROL (PC) EN LA COMUNICACION DEL FLUJO DEL FLUIDO CON LA PUERTA DE SUMINISTRO (PS) POR MEDIO DE UN ORIFICIO PRIMARIO (02); LA PUERTA DE CONTROL (PC) SE COMUNICA CON UN COMPONENTE EXTERNO, TAL COMO UN COMPONENTE DE LA TRANSMISION HIDRAULICA DE UN AUTOMOVIL PARA CONTROLAR LA OPERACION Y, FINALMENTE, UNA VALVULA ACCIONADA POR UN SOLENOIDE DE FUERZA VARIABLE QUE COOPERA CON UN ASIENTO DE VALVULA (18D) QUE RECIBE EL FLUIDO PRESURIZADO DEL ORIFICIO PRIMARIO (02) PARA CONTROLAR EL FLUJO DEL FLUIDO PRESURIZADO A UNA O MAS PUERTAS DE EXPULSION (PE) COMO UN MEDIO DE REGULAR LA PRESION EN LA PUERTA DE CONTROL (PC), DEPENDIENDO DE LA INTENSIDAD ELECTRICA A UNABOBINA DE LA VALVULA DE SOLENOIDE ACCIONADA. ESTA PROVISTO UN SEGUNDO ORIFICIO DE PURGA (03) EN UNA POSICION ENTRE LA PUERTA DE SUMINISTRO (PS) Y LA PUERTA DE CONTROL (PC) ALEJADA DEL ASIENTO DE VALVULA (18D) Y PROXIMA A LA PUERTA DE CONTROL (PC) PARA PURGAR EL FLUIDO PRESURIZADO A LA PUERTA DE CONTROL DE MANERA QUE SE PUEDA EJECUTAR UN CONTROL MAS PRECISO DEL FLUIDO A BAJA PRESION , POR EJEMPLO, PARTICULARMENTE A UNA PRESION (DE CONTROL) CERO O CERCANA A CERO, POR ENCIMA DE AMPLIAS PRESIONES DE FLUIDO Y TEMPERATURAS Y REDUCIR LAS PRESIONES NEGATIVAS QUE SE PUEDEN GENERAR JUNTO A LA VALVULA DE ASIENTO CUANDO SE ABRE LA VALVULA.

Description

Válvula de solenoide reguladora de presión de fuerza variable monoetapa.

La presente invención se refiere a una válvula operada por solenoide, de fuerza variable proporcional, como se define en el preámbulo de la reivindicación 1, que controla la presión de un fluido como respuesta a la corriente eléctrica aplicada a un solenoide de válvula. La invención también se refiere a un procedimiento para regular la presión de un fluido presurizado en un sistema de control de fluido, en el que un miembro de válvula es actuado para producir el escape de fluido de una cámara comunicada a un puerto de suministro de fluido y a un puerto de control de fluido, de manera que regule la presión de fluido en el citado puerto de control.

Una válvula de solenoide, de control de fuerza variable proporcional, que es relativamente barata en costo de fabricación y compacta en tamaño, y que al mismo tiempo mantiene un control de fluido proporcional sustancialmente lineal, se describe en el documento de patente US 4.988.074, a Najmolhoda, concedida el 29 de enero de 1991, del mismo cesionario que la presente solicitud. La válvula de solenoide de control, de fuerza variable proporcional, patentada, comprende un alojamiento exterior de solenoide, de acero, y una boquilla de miembro de válvula, de aluminio, unidos entre sí mecánicamente, por ejemplo, por apéndices en el alojamiento del solenoide de acero, que están ondulados alrededor de regiones de la boquilla del miembro de válvula de aluminio.

La válvula de control de fuerza variable proporcional incluye un inducido ferromagnética (por ejemplo, de acero) que se encuentra suspendida por unos resortes de bajo coeficiente elástico situados en los extremos opuestos del inducido, en el interior del orificio de una bobina de solenoide sin núcleo, para realizar un movimiento alternativo entre posiciones que se corresponden con una posición de válvula cerrada y con una posición de válvula completamente abierta, como respuesta a la corriente eléctrica aplicada a una bobina electromagnética. La posición del inducido se está controla compensando la fuerza variable de un campo electromagnético de una bobina electromagnética y la fuerza del campo magnético de un imán de anillo permanente, contra la fuerza de un resorte de compresión de bobina, que fuerza a la válvula hacia la posición cerrada de válvula. La bobina electromagnética, la bobina y el inducido residen en el alojamiento de solenoide, de acero. La válvula de control de fluido en el extremo de el inducido se mueve en relación con un asiento de válvula, dispuesto en la boquilla de válvula, de aluminio, para comunicar una entrada de fluido a los puertos de escape de fluido, para regular la presión del fluido en los puertos de control de fluido de forma que sea proporcional a la magnitud de la corriente eléctrica aplicada.

Una versión fabricada comercialmente de la válvula de solenoide de control de fluido de fuerza variable proporcional patentada que se ha mencionada más arriba, se ha modificado para incluir una válvula de bola, de acero inoxidable, y una inserción de asiento de válvula, de acero inoxidable, separada, presionada en la boquilla. La válvula de bola es capturada en una caja de acero inoxidable, entre el asiento de válvula y un inducido de acero de forma cilíndrica, similar a una barra, que se mueve en relación con el asiento de válvula, de una manera que es proporcional a la magnitud de la corriente eléctrica aplicada a la bobina electromagnética. Cuando el inducido se mueve en relación con el asiento de válvula para accionar la válvula, hace que la válvula de bola siga al extremo del inducido debido a la presión de fluido en el alojamiento del miembro de válvula, y al confinamiento en la caja de válvula de bola en la boquilla. La entrada de fluido se comunica con puertos de escape de fluido abriendo la válvula de bola, para regular la presión de fluido en los puertos de control de fluido, de una manera proporcional a la magnitud de la corriente eléctrica aplicada a la bobina.

Se dispone una válvula de carrete en el alojamiento del miembro de válvula, para proporcionar una capacidad de flujo elevada, en dos etapas, en la que el fluido presurizado suministrado al puerto de entrada es dirigido, inicialmente, para derivar los puertos de control y fluir a un extremo de la válvula de carrete, para moverla desde una posición de carrete de flujo de fluido cero a una posición de carrete de flujo de fluido máximo, en relación con los puertos de control, determinado por la presión preseleccionada de la válvula de bola, ajustando la fuerza del resorte de bobina. A continuación, una segunda etapa de funcionamiento incluye el control de flujo de fluido a través de los puertos de control, moviendo la válvula de carrete entre las posiciones de carrete de flujo mínimo y máximo, de una manera que sea proporcional a la magnitud de la corriente eléctrica aplicada a la bobina. Las válvulas de control de solenoide de fuerza variable proporcional de este tipo fabricadas comercialmente hasta el momento, se montan de manera funcional en un cuerpo de transmisión de aluminio fundido o caja, por medio de una placa de sujeción, por pernos, o por ambos conjuntamente que se aplican a una ranura de boquilla exterior.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar una válvula de solenoide de regulación de presión de fluido, de fuerza variable, que tiene un control de presión baja mejorado (por ejemplo, en, o cerca, de la presión manométrica cero) en una amplia variedad de presiones y temperaturas de funcionamiento. La presente invención proporciona, además, un procedimiento del tipo definido más arriba, para mejorar el control de fluido a baja presión.

Estos objetivos se alcanzan por medio de la válvula de la reivindicación 1, y por el procedimiento de la reivindicación 11, respectivamente, y se definen mejoras adicionales en las reivindicaciones 2 a 10.

Por lo tanto, la presente invención proporciona una válvula de solenoide de regulación de presión de fluido, de fuerza variable, que tiene múltiples orificios para mejorar el control de presión baja (por ejemplo, en o cerca de la presión manométrica cero), con estabilidad, en un amplio rango de presiones y temperaturas de funcionamiento de la válvula. En una realización de la presente invención, la válvula de solenoide de fluido, de fuerza variable, de regulación de presión, comprende un puerto de suministro para recibir fluido presurizado, un puerto de control en comunicación de flujo de fluido con el puerto de suministro, a través de un orificio primario. El puerto de control se comunica con un componente actuado por fluido, externo, tal como un componente de transmisión hidráulica de automóviles, para controlar la operación del mismo. La válvula incluye un miembro de válvula actuado por solenoide, de fuerza variable, que coopera con un asiento de válvula que recibe fluido presurizado desde el orificio primario, para controlar el flujo de fluido presurizada a uno o más puertos de escape, como medio para regular la presión en el puerto de control, dependiendo de la corriente eléctrica aplicada a una bobina de la válvula actuada por solenoide. Un orificio secundario de purga está provisto en una posición situada entre el puerto de suministro y el puerto de control, preferiblemente próximo al puerto de control en una realización de la invención, para purgar fluido presurizado al puerto de control, por ejemplo para que proporcione un control de fluido a presión baja más preciso, en particular cuando la presión manométrica del puerto de control se aproxime a la presión manométrica cero (control), en un amplio rango de presiones y temperaturas del fluido. En particular, el orificio secundario de purga es efectivo para eliminar sustancialmente las presiones negativas en el puerto de control cuando la presión manométrica de control se aproxima a cero.

En una realización particular de la presente invención, la válvula de regulación de presión incluye un primer orificio de suministro, dispuesto aguas abajo de la conexión de la línea de suministro, para ajustar inicialmente la presión del fluido de suministro. El orificio de suministro se comunica con un pasaje interno de una camisa que separa el puerto de suministro del puerto de control, de manera que suministre fluido presurizado al pasaje de camisa. La camisa incluye un orificio primario en un extremo próximo al asiento de válvula, para proporcionar fluido presurizado desde el pasaje de camisa al puerto de control y un orificio secundario de puerto en una pared de la camisa, próxima al puerto de control, aunque el orificio de purga se pueda disponer en otras posiciones, para conseguir las ventajas del control de presión baja más preciso que se han discutido mas arriba.

El solenoide que acciona al miembro de válvula, opcionalmente, puede comprender un inducido que se aplica a la válvula y que es móvil como respuesta a la corriente eléctrica aplicada a un solenoide, medios elásticos para dirigir el inducido en una dirección que establezca una respuesta de presión del fluido de la válvula, proporcional al nivel de corriente suministrada al solenoide (es decir, presión de fluido respecto a corriente del solenoide) y un cierre del alojamiento de válvula que se aplica a los medios elásticos y que se encuentra deformado permanentemente detrás del ensamblaje de válvula, para situar el cierre del alojamiento de válvula en relación con el medio elástico de una manera que ajuste la respuesta de presión de fluido de la válvula a una especificación de eficiencia deseada.

Lo anterior y otros objetivos, características y ventajas de la invención serán aparentes a partir de la descripción más detallada que sigue, tomada en conjunto con los dibujos que se acompañan y que siguen.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en planta de una válvula de fluido de solenoide, de fuerza variable proporcional, de regulación de presión, de una única etapa, de acuerdo con una realización de la invención.

La figura 2 es una vista en corte transversal longitudinal, de la válvula de regulación de presión de la figura 1.

La figura 3 es un gráfico de la presión de control respecto a la corriente eléctrica suministrada a la bobina de solenoide, para una válvula de fluido de solenoide de fuerza variable proporcional, de regulación de presión, de una única etapa, de acuerdo con una realización de la invención.

La figura 4 es un gráfico similar de la presión de control respecto a la corriente eléctrica suministrada a la bobina del solenoide, para una válvula de fluido de solenoide, de fuerza variable proporcional, de regulación de presión, de una única etapa, de construcción similar pero sin un orificio secundario de purga.

La figura 5 es una vista en corte transversal longitudinal de una válvula de fluido de solenoide, de fuerza variable proporcional, de regulación de presión, de una única etapa, de acuerdo con otra realización de la invención.

La figura 5A es una vista extrema de la camisa insertada en la boquilla de la figura 5.

Descripción de la invención

Haciendo referencia a las figuras 1-2, una válvula 10 de solenoide de control de fluido de fuerza variable proporcional, incluye un alojamiento o caja 12 y una boquilla 19, encerrando la cápsula o alojamiento 12 a los componentes de solenoide, para actuar un mecanismo de válvula de una manera que será descrita más adelante. La cápsula o alojamiento 12, preferiblemente, comprende material de acero u otro material permeable magnéticamente. La boquilla 19 preferiblemente comprende un material sustanciosamente no magnético que tiene poca o ninguna permeabilidad magnética, por ejemplo en comparación con la permeabilidad magnética de un material ferromagnético, tal como el acero. Un material particularmente adecuado para la boquilla 19, comprende el aluminio y sus aleaciones o el que se forma termoplásticamente por fundición o por moldeo por inyección en la configuración requerida, para recibir los componentes de válvula actuada por solenoide, que se describirán más adelante.

La válvula 10 actuada por solenoide de control de fluido, incluye un solenoide 14 que comprende una bobina electromagnética 16 enrollada alrededor de una bobina 18 de plástico moldeado, que tiene un orificio con forma cilíndrica 20 a lo largo del eje longitudinal del mismo. El carrete 18 está fabricado de un material termoplástico lleno de vidrio. Un inducido 22 de acero en forma de barra se encuentra suspendido en el interior del orificio 20 del carrete de plástico 18 por medio de unos delgados resortes primero y segundo 24a, 24b, de coeficiente elástico bajo.

Los resortes de placa 24a, 24b son del tipo descrito en el documento de patente US número 4 988 074. Esto es, las placas de resorte están formadas de un material de acero inoxidable austenítico no magnético, tal como el acero inoxidable austenítico de dureza completa, que proporciona un coeficiente elástico muy bajo a la configuración de resortes que se muestra en la figura 5 del documento de patente 4 988 074 que se ha mencionado con anterioridad. La periferia exterior del primer resorte de placa 24a está montada entre una pestaña del carrete 18 y la sección de pestaña 19a de la boquilla 19. La periferia interior del primer resorte de placa 24a está montada entre el inducido 22 y un tapón 22a de inducido, fabricado de acero.

La periferia exterior del segundo resorte de placa 24b está montada entre una pestaña del carrete 18 y un cierre extremo 46. La periferia interior del segundo resorte de placa 24b está montada entre un primer collarín 27 fijado a el inducido 22 por ajuste de presión y fabricado de bronce, y un segundo collarín 29 ajustado por presión en el primer collarín 27 y fabricado de bronce. Con la utilización de las placas elásticas 24a, 24b, el inducido 22 se mantiene suspendida para realizar un movimiento longitudinal axial libre dentro del carrete 18.

El inducido 22 comprende un extremo axial plano más externo, que tiene un contrataladro 22b que recibe un resorte de comprensión 42 de bobina, para forzar el inducido 22 a la derecha en la figura 2. El resorte 42 de comprensión de bobina (medio de forzamiento elástico) está atrapado entre el extremo de inducido axial y un cubo central 46a del tampón del alojamiento de válvula o cierre 46. El cubo central 46a incluye unas proyecciones de posición de resorte, cilíndricas, que se extienden axialmente hacia dentro, o puntal 46a', que recibe al resorte de bobina 42 estando el extremo del resorte 42 aplicado a la superficie interior o pared del cubo central 46a, como se muestra en la figura 2. El inducido 22 se fuerza a una posición cerrada de válvula por medio del resorte 42 de bobina, cuando se desactiva la bobina electromagnética 16 del solenoide. El tapón o cierre 46 del alojamiento de válvula es deformable, de manera que ajuste la fuerza ejercida por el resorte 42 de bobina en el inducido 22, y de esta manera, la presión de fluido de la válvula como respuesta al nivel de corriente eléctrica suministrada al solenoide 14 (es decir, la presión de fluido respecto a la corriente del solenoide). En particular, la fuerza ejercida por el resorte 42 de bobina en el inducido 22 se ajuste utilizando una herramienta de ajuste, para proporcionar un caudal de purga deseado del fluido que pase por la válvula de bola 38 o por la presión de la válvula de bola 38, de una manera que se describe en el documento US-A-5 996 628, para proporcionar una presión de fluido deseada respecto a la respuesta de corriente del solenoide. El cierre 46 de alojamiento incluye una región periférica 46b conectada por una región extrema de la cápsula o alojamiento 12, de manera que el cubo central 46a se aplique al resorte 42. El cierre 46 comprende una aleación de aluminio mecanizada.

El cierre 46 es deformable en una región definida por un rebaje anular o región acanalada 46d, que rodea al cubo 46a de cierre plano central. La región rebajada o acanalada 46d está dispuesta concéntricamente alrededor del cubo central 46a, entre el cubo 46a y el labio periférico 46c. La región anular rebajada o acanalada 46b tiene una sección transversal relativamente menor, figura 2, en comparación con la región periférica 46b. El cubo central 46a típicamente sufre la deformación permanente primaria o su mayor parte, al aplicarse a la herramienta de ajuste, para permitir el movimiento de ajuste axial del cubo 46a en relación con la región periférica 46b, aunque la región acanalada 46d también puede sufrir algo de deformación con este mismo extremo. La región acanalada 46d ayuda a confinar la mayoría de la deformación al cubo central 46a. El cubo central 46a está permanentemente ajustado en posición axial después de que el cierre 46 se asegure al alojamiento 19 de válvula, para ajustar la respuesta de la válvula.

Un imán permanente de anillo 41, magnetizado axialmente, se sujeta en posición relativa al carrete 16 por medio de una pestaña 18a de retención del carrete. Por lo tanto, el imán de anillo 41 se encuentra dispuesto en el extremo posterior del carrete 18 hacia atrás, axialmente respecto de la bobina 16. El imán de anillo 41 está formado por material magnético permanente de tierras raras, que permite el uso de un imán de tamaño reducido, lo cual resulta en un solenoide compacto y en una estabilidad mejorada, para reducir las pérdidas de magnetismo a elevadas temperaturas. El imán de anillo 41 produce un campo magnético permanente que satura sustancialmente el inducido 22, incluso en ausencia de corriente eléctrica a la bobina 16. Una arandela 43 de acero se encuentra dispuesta próxima a la bobina 16 y a el inducido 22, para concentrar el flujo magnético. De esta manera, se requiere un campo electromagnético relativamente menor para mover el inducido 22 entre las posiciones axiales que se corresponden con los estados de válvula ``conectado'' y ``desconectado'', en el que el estado conectado proporciona una presión manométrica de suministro cero en el puerto de control CP, y el estado ``desconectado'' proporciona un fluido completamente presurizado en el puerto de control CP.

La válvula de solenoide de control de fuerza variable proporcional descrita, que utiliza un imán de anillo en combinación con una bobina electromagnética, se describe en los documentos de patente números 4.988.074 y 5.611.370.

Un cuerpo conector de plástico 52, que se muestra en la figura 2, se monta en el carrete 18 y sale de la cápsula o alojamiento 12 en un lateral del mismo. El cuerpo conector 52 incluye contactos eléctricos 54 que se utilizan para proporcionar corriente eléctrica a la bobina 16. Los contactos eléctricos 54 se extienden a través del carrete 18 y a través de aberturas en el cuerpo conector 52. Tales contactos eléctricos 54 se muestran en el documento de patente US 4.988.074 que se ha mencionado con anterioridad. Los extremos de los contactos eléctricos 54 se conectan a los hilos de la bobina electromagnética 16, para recibir una corriente eléctrica de una fuente de corriente variable (no mostrada).

La cápsula o alojamiento 12 incluye unos rebordes extremos anulares 23a, 23b que se extienden hacia dentro, para confinar los componentes de solenoide en el alojamiento 12 y conectar la boquilla 19 a la cápsula o alojamiento. Una arandela elástica anular 23c se encuentra provista para situar con seguridad los componentes de solenoide, acomodando las sumas de tolerancia.

Como se muestra en la figura 2, el tapón 22a de inducido mas interior del inducido 22 se aplica a una válvula de bola elastomérica o metálica 38, que coopera con un asiento de válvula 18d formada en la inserción 18' de asiento de válvula, que reside en la boquilla 19. La válvula de bola 38 y el asiento de válvula 18d definen una válvula de desvío o escape de fluido, para permitir o proporcionar el escape del fluido en uno o más puertos de escape EP, de una manera que se describe en la presente y a continuación, que se puede comunicar con un sumidero de fluido o retorno (no mostrado).

La válvula de bola 38 se recibe y está confinada lateralmente en un rebaje lateral plano 18e de la inserción 18 de asiento de válvula, entre el extremo 22a de tapón de inducido más interior y el asiento 18d de válvula. En esta disposición de válvula, la válvula de bola 38 está forzada contra el extremo 22a de tapón de inducido y sigue el movimiento del inducido 22 en dirección hacia o desde el asiento 18d de válvula, debido a la presión del fluido en la válvula de bola y debido a que se encuentra capturada en el rebaje 18e.

La boquilla 19 incluye una sección 19a de boquilla unida a la cápsula o alojamiento 12 por los rebordes 23b de cápsula plegados y porque incluye unas juntas tóricas 19b, 19c para que obturen los componentes del sistema de control de fluido correspondientes, tales como un cuerpo de válvula de transmisión automática. La junta 19b separa estancamente una línea de suministro o cámara SL y la línea de control o cámara CL, como se ilustra esquemáticamente en la figura 2. La línea de control o cámara CL típicamente se encuentra comunicada con un componente dispuesto aguas abajo (no mostrado) externo respecto a la válvula de regulación de presión que se ha descrito en la presente con anterioridad, para controlar la operación de la misma. El componente puede ser una válvula de control de presión de línea de una transmisión automática de automóvil, con propósitos de ilustración y no limitativos. La línea de suministra o cámara SL se encuentra comunicada a una fuente de fluido presurizado, tal como una bomba de fluido hidráulica (no mostrada).

La boquilla 19 incluye una criba de filtrado de fluido S1, para eliminar suciedad o residuos del fluido que entra en la sección 19a de la boquilla a través del puerto de suministro SP. La boquilla 19 también incluye una criba S2 de filtrado de fluido para eliminar suciedad o residuos del fluido que sale de la sección 19a de boquilla a través del puerto de control CP. Las cribas de filtrado S1, S2 se mantienen en su posición sobre la boquilla 19 por medio de un miembro 21 de soporte de filtro, de plástico moldeado tubular, que tiene unas ventanas 21a que exponen las cribas S1, S2. La junta tórica 19b reside en el miembro 21 de soporte, mientras que la junta tórica 23 reside entre la boquilla 19 y el miembro 21 de soporte. Una retención 69 de filtro, fabricada de material plástico, está provista para bloquear el filtro y el miembro de soporte en su posición.

La boquilla 19 incluye un pasaje longitudinal 66, que tiene una configuración cilíndrica para recibir una camisa fija 68. La boquilla 19 está mecanizada para incluir un primer orificio O1, que está dimensionado en diámetro para ajustar inicialmente la presión de suministro que entra por el pasaje 66. El pasaje 66 se cierra en el extremo alejado del solenoide por medio de un tapón 66a de cierre.

La camisa fija 68 se recibe en la boquilla en un ajuste íntimo, de una manera estanca. La camisa 68 incluye un extremo axial abierto 68a que recibe fluido presurizado del orificio O1, y un pasaje interior 68b, que tiene secciones escalonadas hacia abajo radialmente, por facilidad de fabricación, terminando la sección 68b escalonada hacia abajo en un orificio primario O2 que se encuentra dispuesto en posición opuesta y próxima a la inserción 18 del asiento de válvula en una cámara C. En particular, el orificio primario O2 está situado separado axialmente del asiento 18d de válvula, definiendo un rebaje de lados planos de escape 18e de fluido, a través del cual el fluido presurizado se escapa a los puertos de escape EP, para regular la presión del fluido en el puerto de control CP. Los puertos EP se encuentran dispuestos en el alojamiento 10 de boquilla, próximos a la válvula de bola 38, como se muestra en la figura 2, y se comunican con un sumidero de escape o retorno (no mostrado). Se pueden utilizar cuatro puertos de escape EP separados circunferencialmente, pero la invención no está limitada a este extremo, puesto que se puede utilizar cualquier número de tales puertos.

La regulación de presión se consigue por el movimiento del inducido 22 como respuesta a la corriente eléctrica en la bobina 16, para permitir el escape de fluido presurizado de la cámara C. Cuando no se proporciona corriente a la bobina 16, el resorte 42 fuerza la válvula de bola 38 para que se cierre en el asiento 18d de válvula (estado desconectado). El puerto de control CP recibe la presión existente en el asiento 18d de válvula en ese momento. Cuando la bobina 16 se excita por una corriente eléctrica seleccionada máxima, el inducido 22 se mueve, separándose del asiento 18d de válvula, en la extensión máxima (estado ``conectado''), para permitir que la válvula de bola 38 se abra completamente y proporcionar una presión manométrica de fluido cero o casi cero en el puerto de control CP. El movimiento del inducido 22 entre estas posiciones se efectúa variando la corriente a la bobina 16, para variar la posición de la válvula de bola en relación con el asiento 18d de válvula, y de esta manera dejar escapar mas o menos fluido presurizado de la cámara C a los puertos EP, como se precise, para regular la presión de fluido en el puerto de control CP de la manera deseada.

Un orificio de purga secundario 03 está provisto, de acuerdo con una realización de la presente invención, en una posición situada entre el puerto de suministro SP y el puerto de control CP, separado del asiento 18d de válvula, y próximo al puerto de control CP, para purgar fluido presurizado en el puerto de control CP, de manera que se proporcione un control de fluido de baja presión más preciso, por ejemplo, cuando la presión del puerto de control se aproxima a la presión de control manométrica cero. Este control de baja presión mejorado está proporcionado en un amplio rango de presiones de fluidos y de temperaturas, y reduce las presiones negativas que se pueden generar próximas al asiento 18d de válvula en la cámara C, cuando se abre la válvula.

En la figura 2, el orificio de purga secundario 03 se muestra dispuesto directamente opuesto al puerto de control CP. Sin embargo, la posición del orificio de purga 03 se puede variar a otras posiciones axiales de la camisa 68, tales como la que se muestra, con propósitos de ilustración y no solamente limitativos, por las líneas discontinuas en la figura 2.

El orificio de purga secundario 03 está dimensionado en diámetro para purgar fluido presurizado al puerto de control CP cuando la bola 38 de la válvula se abre como respuesta al movimiento del inducido 22 por la excitación de la bobina 16. El fluido purgado del orificio 03 puede contrarrestar cualquier presión ligeramente negativa que se pueda generar por el efecto venturi en la cámara C, cuando se abre la válvula 38 mientras se escapa el fluido presurizado a los puertos de escape EP y se proporciona un control de presión baja mas preciso en amplias presiones y temperaturas de funcionamiento de fluido.

La relación de las áreas del orificio de suministro 01, del orificio primario 02 y del orificio de purga secundario 03 está controlada con este fin, para minimizar las variaciones de presión de ``desconexión'' (es decir, la presión de fluido en el puerto de control CP que se aproxima a la presión manométrica cero) en el puerto de control CP, que se producen por dichas presiones negativas en la cámara C y a las variaciones en la presión de la línea de suministro. Con propósitos de ilustración y no limitativos, la relación de las áreas de la sección transversal del orificio de suministro cilíndrico 01, del orificio primario 02 y del orificio de purga secundario 03 se pueden controlar en la relación 1,25 : 1,25 : 1,00, en el funcionamiento bajo presiones de suministro de fluido en el rango de 2,31 a 17,6 kg/cm^{2}, en el que la abertura de escape de fluido 18e definida por el asiento 18d de válvula tiene un área de 2,26 mm^{2} y está situada axialmente aproximadamente de 2,54 a 4,57 mm (distancia D1) desde el orificio 02.

La figura 3 representa un gráfico de la presión de control respecto a la corriente eléctrica aplicada a la bobina del solenoide en una válvula de solenoide de regulación de presión de fluido de fuerza variable, proporcional, de regulación de la presión de una única etapa, de acuerdo con la realización de la invención que se ha descrito con anterioridad. Es aparente que el control preciso a baja presión, en cero o cerca de la presión manométrica cero en el puerto de control CP está provista con diferentes presiones de línea de suministro de 45, 150 y 250 psi. Como contraste, la figura 4 es un gráfico de la presión de control respecto a la corriente eléctrica en una válvula de solenoide de fluido, de fuerza variable proporcional, de regulación de presión de etapa única, de construcción similar, pero sin un orificio de purga secundario. Son evidentes la pérdida de control preciso de presión baja y la generación de presiones negativas en el puerto de control CP con diferentes presiones de línea de suministro de 45, 150 y 250 psi.

La figura 5 ilustra otra realización de la invención que tiene una disposición diferente de los componentes de válvula y de los puertos de control y suministro. En la figura 5, las mismas o similares características de las figuras 1-2 están representadas por números de referencia similares con tildes dobles. La realización de la figura 5 se diferencia de las figuras 1 y 2 en que el puerto de control CP'' y el puerto de suministro SP'' están invertidos en posición axial en la boquilla 19''. La camisa 68'' incluye una bola 68b'', que está fijada en posición para obturar o cerrar el extremo de la camisa abierta 68a'', de manera que el fluido presurizado (por ejemplo fluido hidráulico) que entra en el puerto de suministro SP'' circule a través del orificio 01'', a través de una abertura 68c'' de la camisa y a través del orificio primario 02'', a la cámara C''. El fluido presurizado que sale del orificio primario 02'' circula desde la cámara C'' al puerto de control CP'', a través de unos rebajes o recesos 68d'' formados en la camisa 68'', como se muestra en la figura 5A. La válvula de bola 38'' funciona de la misma manera que la válvula de bola 38 de las realizaciones de las figura 1-2, para permitir el escape de fluido presurizado de la cámara C'', a través de los puertos de escapa EP'' como respuesta al movimiento del inducido 22'' determinado por la corriente eléctrica proporcionada a la bobina 16''.

El orificio de purga secundario 03'' está dispuesto a través de la pared de la camisa, entre el orificio 02'' y la abertura de suministro 68c'', para funcionar de una manera como la que se ha descrito para el oficio de purga secundario 03 de las figuras 1-2.

Aunque ciertas realizaciones preferentes de la presente válvula de solenoide de regulación de presión de la invención se han mostrado y se han descrito en detalle, se debe entender que se pueden realizar variaciones o modificaciones sin separarse del ámbito de la presente invención, como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (11)

1. Una válvula actuada de solenoide, para regular la presión de un fluido presurizado en un sistema de control de fluido, en proporción al nivel de corriente de una señal eléctrica de entrada, que comprende un puerto de suministro (SP) para recibir fluido presurizado, un puerto de control (CP) en comunicación de flujo de fluido con el puerto de suministro a través de un orificio primario (02), comunicando el puerto de control con un componente externo actuado por presión de fluido, y un miembro de válvula (38) actuado por solenoide, de fuerza variable, que coopera con un asiento (18d) de válvula, que recibe fluido presurizado del orificio primario, para controlar el flujo del fluido presurizado a uno o mas puertos de escape (EP), como medio para regular la presión en el puerto de control (CP), dependiendo de la corriente eléctrica aplicada a la bobina (16) de la válvula actuada por solenoide, caracterizada por un orificio de purga secundario (03), dispuesto en una posición entre el puerto de suministro (SP) y el puerto de control (CP), para purgar fluido presurizado al puerto de control, de manera que se proporcione un control de fluido a baja presión más preciso.

2. La válvula de la reivindicación 1, en la que el orificio de purga secundario (03) está dispuesto próximo al puerto de control (CP).

3. La válvula de la reivindicación 2, en la que el orificio de purga secundario (03) está dispuesto directamente opuesto al puerto de control (CP).

4. La válvula de la reivindicación 1, en la que el orificio de purga secundario (03) es efectivo para eliminar sustancialmente la presión negativa en el puerto de control (CP), cuando la presión manométrica del fluido en el citado puerto de control se aproxima a cero.

5. La válvula de una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, que tiene un orificio de suministro (01) para ajustar inicialmente la presión de suministro, una camisa (68) comunicada con el orificio de suministro y que tiene el citado orificio primario (02) en un extremo próximo al citado asiento (18d) de válvula, y el citado orificio de purga secundario (03) en una pared de la citada camisa, estando el citado puerto de control (CP) en comunicación de flujo de fluido con el puerto de suministro (SP) a través del citado orificio primario (01) y orificio de purga (03), estando dispuesto el citado orificio de purga secundario (03) en una posición en la citada camisa (68), para purgar fluido presurizado del citado puerto de control (CP), de manera que se proporcione un control de fluido a baja presión más preciso.

6. La válvula de la reivindicación 5, en la que el citado miembro de válvula comprende una válvula de bola (38), móvil en relación con el citado asiento (18d) de válvula, debido al movimiento de un inducido (22) de solenoide, como respuesta a la corriente eléctrica suministrada a una bobina (16) de solenoide.

7. La válvula de la reivindicación 5, en la que la relación de áreas del orificio de suministro (01), orificio primario (02) y orificio de purga (03) se selecciona para eliminar sustancialmente la presión negativa en el citado puerto de control (CP), cuando la presión manométrica de fluido en el citado puerto de control se aproxima a cero.

8. La válvula de la reivindicación 5, en la que la citada camisa (68) se recibe en un pasaje (66) de una boquilla (19) de válvula, de manera que bloquee la comunicación de fluido entre el puerto de suministro (SP) y el puerto de control (CP), proporcionando el citado orificio primario (02) y el citado orificio de purga (03) un flujo de fluido al citado puerto de control (CP).

9. La válvula de la reivindicación 8, en la que la citada camisa (68) incluye un extremo abierto (68a) comunicado con el citado puerto de suministro (SP), para recibir presión de suministro, estando dispuesto el citado orificio primario (02) en otro extremo de la citada camisa alejado del citado extremo abierto, y estando dispuesto el citado orificio de purga (03) entre el citado extremo abierto y el citado orificio primario, estando comunicados el citado orificio primario y el citado orificio de purga a una cámara (C), que se comunica con el citado puerto de control (CP).

10. La válvula de la reivindicación 8, en la que la citada camisa (68'') incluye un extremo cerrado (68b''), próximo al citado puerto de control (CP''), estando dispuesto el citado orificio primario (02'') en otro extremo de la citada camisa alejado del citado extremo cerrado, y estando dispuesto el citado oficio de purga (03'') entre el citado extremo cerrado y el citado orificio primario, incluyendo la citada camisa una abertura (68c'') a un pasaje de fluido interno de la citada camisa, estando dispuesta la citada abertura entre el citado extremo cerrado y el citado orificio de purga, y en comunicación con el citado puerto de suministro (SP''), para suministrar presión al citado orificio primario (02'') a través del citado pasaje de fluido interno, estando comunicados el citado orificio primario (02'') y orificio de purga (03'') con el citado puerto de control (CP'') por medio de un canal (68d'') de fluido de la camisa, dispuesto en posición externo a la citada camisa.

11. Un procedimiento para regular la presión de un fluido presurizado en un sistema de control de fluido, en el que un miembro de válvula (38'') es actuado para permitir el escape de fluido de una cámara (C'') comunicada a un puerto de suministro de fluido (SP'') y a un puerto de control de fluido (CP'') para regular la presión de fluido en el citado puerto de control, caracterizado por la purga de fluido presurizado en el puerto de control (CP'') para proporcionar un control de fluido a baja presión más preciso, reduciendo la presión negativa en el citado puerto de control cuando la presión de fluido en la misma se aproxima a cero.