ES2203893T3 - Conjunto de valvula de aireacion. - Google Patents
Conjunto de valvula de aireacion.Info
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Abstract
UN CONJUNTO DE VALVULA AIREADORA ADECUADO PARA PROPORCIONAR COMUNICACION FLUIDA SELECTIVA ENTRE UN SUMINISTRO DE GAS A PRESION Y UN DEPOSITO A PRESION Y ADECUADO PARA PROPORCIONAR COMUNICACION FLUIDA SELECTIVA ENTRE EL DEPOSITO A PRESION Y UNA ESTRUCTURA DE MANIPULACION DE MATERIAL A GRANEL, INCLUYE UN ALOJAMIENTO DE VALVULA (11) QUE INCLUYE UN CUERPO DE VALVULA (12) Y UNA TAPA TERMINAL (58) ADAPTADA PARA SU CONEXION AL SUMINISTRO DE GAS A PRESION, Y UN ASIENTO DE PISTON (100) QUE TIENE UN ORIFICIO DE SALIDA ADAPTADO PARA PROPORCIONAR COMUNICACION FLUIDA CON LA ESTRUCTURA DE MANIPULACION DE MATERIAL A GRANEL. EL CUERPO DE VALVULA INCLUYE UN ORIFICIO (21) ADAPTADO PARA PROPORCIONAR COMUNICACION FLUIDA CON EL DEPOSITO A PRESION. UN PISTON (150) SE SITUA DENTRO DE UNA CAMARA DEL CUERPO DE VALVULA ENTRE LA TAPA TERMINAL Y EL ASIENTO DE PISTON. EL PISTON ES SELECTIVAMENTE DESLIZABLE ENTRE UNA POSICION EXTENDIDA EN LA QUE EL PISTON CREA UN CIERRE ESTANCO METAL CONTRA METAL CON EL ASIENTO DEL PISTON PARA SELLAR EL ORIFICIO DE SALIDA Y UNA POSICION RETRAIDA EN LA QUE SE ROMPE EL SELLO. EL PISTON INCLUYE UN DIAFRAGMA (152) ADAPTADO PARA ACOPLARSE AL ASIENTO DEL PISTON Y QUE INCLUYE VARIOS CONDUCTOS DE FLUIDO (158) ADECUADOS PARA PROPORCIONAR COMUNICACION FLUIDA ENTRE EL SUMINISTRO DE GAS Y EL ORIFICIO DEL CUERPO DE VALVULA. EL PISTON INCLUYE UNA FALDA CILINDRICA (154) QUE SE EXTIENDE DESDE EL DIAFRAGMA QUE SE ACOPLA DE FORMA DESLIZABLE CON UN COJINETE (46) EN LA PARED INTERIOR DEL CUERPO DE VALVULA PARA PROPORCIONAR UNA ALINEACION ADECUADA DEL PISTON. UN ELEMENTO DE EMPUJE (170) SE EXTIENDE ENTRE EL PISTON (150) Y LA TAPA TERMINAL (58) Y EMPUJA ELASTICAMENTE EL PISTON DESDE LA POSICION RETRAIDA A LA POSICION EXTENDIDA.
Description
Conjunto de válvula de aireación.
La presente invención se refiere a un conjunto de
válvulas de aireadores que se pueden utilizar con aireadores del
tipo cañones de aire, y en particular se refiere a un conjunto de
válvulas que contienen un pistón deslizable que presenta una
faldilla cilíndrica para mantener un alineamiento adecuado del
pistón y una serie de pasos de fluido que discurren a través de un
diafragma del pistón.
El almacenamiento de grano y otros materiales
similares a granel en contenedores, silos y demás crea muchos
problemas, en especial durante la descarga de dichos materiales a
granel ya que se observa la tendencia a negarse a fluir como
consecuencia de la formación de apelotonamientos y otros problemas.
Los aireadores como los cañones de aire se emplean en trabajos de
manipulación y aireación de materiales a granel. Un aireador guarda
un gran volumen de aire u otro gas a presión en un depósito de
presión y luego rápidamente libera el aire de forma instantánea
dentro del receptáculo de almacenamiento, de modo que el chorro de
aire haga que se desaloje cualquier material a granel que esté
obstruyendo, permitiendo así que el material a granel se mueva
libremente desde el receptáculo de almacenamiento.
En las patentes de EEUU números 4.767.024 y
4.817.821 se describen los conjuntos de válvulas de "modelo de
utilidad" adecuados para usar con grano y materiales a granel de
similares características. En el primero de dichos documentos de
"modelo de utilidad" se describe un conjunto de válvulas que
presenta una apertura situada en la pared lateral (o faldilla) de un
pistón, de modo que se permita el paso del líquido presurizado. En
el último documento de "modelo de utilidad" se describe un
conjunto de válvulas que presenta un pistón sin pared lateral (o
faldilla), en el que el borde periférico del pistón queda separado
de un cilindro asociado, de modo que quede una holgura muy pequeña
por la que pueda pasar el fluido presurizado.
La presente invención se refiere a un conjunto de
válvulas, como se describe en la Reivindicación 1. En las
Reivindicaciones 2 a 8 se exponen otras características y ventajas
del mismo.
Se trata de un conjunto de válvulas adaptado para
garantizar la comunicación selectiva de fluido entre el suministro
de un gas presurizado y una vasija de presión, y asimismo adaptado
para garantizar la comunicación selectiva de fluido entre la vasija
de presión y un contenedor de almacenamiento. El conjunto de
válvulas incluye un alojamiento para las válvulas, e incluso un
cuerpo de la válvula, una cofia final y un asiento del pistón. El
cuerpo de la válvula incluye un primer elemento tubular que
presenta un primer extremo, un segundo extremo y un puerto adaptado
para garantizar la comunicación del fluido con la vasija de presión.
El primer elemento tubular presenta una pared interior que forma una
cámara que constituye la comunicación del fluido con el puerto. La
cofia final está unido al segundo extremo del primer elemento
tubular del cuerpo de la válvula e incluye un paso de fluido que
discurre a través de la cofia final, que está preparado para
garantizar la comunicación hidráulica entre la cámara del primer
elemento tubular y el suministro de gas presurizado. El asiento del
pistón incluye un segundo elemento tubular que presenta un primer
extremo acoplado solidariamente a un primer elemento tubular del
cuerpo de la válvula y un segundo extremo que incluye un puerto de
salida preparado para garantizar la comunicación hidráulica con el
contenedor de almacenamiento.
Dentro de la cámara del primer elemento tubular
del cuerpo de la válvula se encuentra un pistón, entre la cofia
final y el asiento del pistón. El pistón puede desplazarse
selectivamente dentro de la cámara del primer elemento tubular,
entre una posición extendida y una posición replegada. En el pistón
se incluye un diafragma central y una faldilla cilíndrica, que se
extiende hacia fuera desde el borde exterior periférico del
diafragma. El diafragma incluye un primer lado y un segundo lado
enfrentado con éste. Asimismo puede haber uno o más taladros a
través del diafragma, desde el primer lado hasta el segundo lado,
que constituyen pasos de fluido a través del diafragma. El primer
elemento tubular incluye un rodamiento cilíndrico que forma una
parte de la pared interior del primer elemento tubular. La faldilla
cilíndrica discurre prácticamente a lo largo y próxima a la pared
interior del rodamiento cilíndrico. Un elemento de desplazamiento,
como puede ser un muelle helicoidal, se encuentra entre la cofia
final y el pistón, de modo que éste desplace elásticamente el
pistón desde la posición replegada a la posición extendida.
Cuando el pistón está en la posición extendida,
los pasos de fluido del diafragma del pistón crean una comunicación
hidráulica entre el paso de fluido de la cofia final y el puerto del
primer elemento tubular del cuerpo de la válvula, de modo que se
genera una comunicación hidráulica entre el suministro de gas
presurizado y la vasija de presión, y el pistón se engancha
solidariamente al asiento del pistón y sella el puerto de salida
del asiento del pistón impidiendo la comunicación hidráulica con el
puerto del primer elemento tubular. Cuando el pistón está en la
posición replegada, el pistón permite la comunicación hidráulica
entre el puerto del primer elemento tubular de l cuerpo de la
válvula y el puerto de salida del asiento del pistón, de modo que se
genera una comunicación hidráulica entre la vasija de presión y el
contenedor de almacenamiento.
A continuación se detalla una materialización
física de la presente invención, haciendo referencia a los planos
correspondientes, en los cuales:
La Figura 1 es una vista transversal de un
conjunto de válvulas del aireador de la presente invención, en la
que aparece el pistón en la posición de carga extendida;
La Figura 2 es una vista transversal de un
conjunto de válvulas del aireador de la presente invención, en la
que aparece el pistón en la posición de descarga replegada;
La Figura 3 es una vista transversal considerada
a lo largo de la línea 3-3 de la Figura 2;
La Figura 4 es una vista transversal considerada
a lo largo de la línea 4-4 de la Figura 2; y
La Figura 5 es una vista transversal parcial de
la superficie achaflanada de sellado del asiento del pistón.
El conjunto de válvulas del aireador 10 de la
presente invención incluye un alojamiento para la válvula 11, que
por lo general presenta un cuerpo 12 con forma de T. En el cuerpo de
la válvula 12 se incluye un conducto o tubo 14 cilíndrico hueco y
alargado con un eje longitudinal central 16. El tubo 14 presenta un
primer extremo 15 que posee una primera brida 18 y un segundo
extremo 17 con una segunda brida 20. El tubo 14 incluye un puerto
21. La primera brida 18 presenta un asiento circular remetido 22 que
se extiende a lo largo de la circunferencia interior de la brida 18.
Asimismo, el cuerpo de la válvula 12 presenta un conducto o tubo 24
cilíndrico de enlace, por lo general situado en la parte central,
con un primer extremo 26 unido al tubo 14 y un segundo extremo 28
que presenta una brida 30. El tubo 14 presenta una pared interior 31
que forma una cámara 32 que permite la comunicación del fluido con
el puerto 21. El tubo de enlace 24 incluye un paso de fluido 34 que
permite la comunicación del fluido con el puerto 21 y la cámara 32.
La brida 30 del tubo de enlace 24 está adaptado para poder
conectarlo a una vasija o depósito de presión 36. Normalmente se
incluye una junta 38 entre la brida 30 y el depósito de presión 36
para garantizar un sellado hermético entre ambos. El paso de fluido
34 del tubo de enlace 24 está adaptado para permitir la
comunicación del fluido con la cámara 40 del depósito de presión 36.
Preferentemente, los tubos 14 y 24 son completamente metálicos.
El tubo 14 del cuerpo de la válvula 12
normalmente incluye un asiento cilíndrico 44 que se encuentra a lo
largo de la circunferencia de la superficie interior del tubo 14 y
que se extiende longitudinalmente desde el segundo extremo 17 del
tubo 14 hacia adentro hasta una posición adyacente al puerto 21.
Dentro del asiento cilíndrico 44 existe un rodamiento cilíndrico 46.
El rodamiento 46 presenta una superficie interior cilíndrica 48 que
forma una parte de la pared interior 31 del tubo 14. El rodamiento
46 incluye un primer extremo 50 situado próximo al puerto 21 y un
segundo extremo 52 situado en el segundo extremo 17 del tubo 14. La
superficie interior 48 del rodamiento 46 tiene aproximadamente el
mismo diámetro que el diámetro de la pared interior 31 del tubo o14.
El rodamiento 46 preferentemente será un rodamiento
auto-lubricado formado por un cuerpo de acero con
una estructura interior de bronce poroso y un recubrimiento de
politetrafluoroetileno. Un rodamiento admitido es el Modelo 104DU48
fabricado por Garlock Bearing Inc.
El alojamiento de las válvulas 11 también incluye
una cofia final 58. La cofia final 58 presenta una placa 59 por lo
general circular, que está adaptada para poder quitarla
solidariamente con la brida 20 del tubo 14. La cofia final 58
incluye una campana central 60 que presenta una pared lateral 62
por lo general cilíndrica y una pared final 64 por lo general
circular y plana que sobresale desde la placa 59 hacia adentro de
la cámara 32. Un vástago 66 normalmente cilíndrico se extiende hacia
afuera desde una pared exterior de la placa 59 a un extremo exterior
68. El paso de fluido 70 se extiende a través de la cofia final 58
desde el extremo exterior 68 del vástago 66 a la pared final
interior 64 de la campana 60. El paso 70 incluye un taladro 72
roscado interiormente situado en el extremo exterior 68 del vástago
66, que presenta comunicación hidráulica con un taladro 74
generalmente cilíndrico, que discurre de forma concéntrica dentro
del vástago 66 en la campana 60. El taladro cilíndrico 74 presenta
comunicación hidráulica con un taladro 76 por lo general cónico que
va hacia adentro desde la pared final interior 64 de la campana 60.
El taladro cónico 76 converge hacia adentro desde la pared final
interior 64 de la campana 60 al taladro cilíndrico 74. Entre la
brida 20 y la placa 59 se encuentra un anillo circular 82 de
elastómero a modo de sellado hermético del gas entre ambas. La
campana centro 60, el vástago 66 y el paso de fluido 70 están
situados de forma concéntrica alrededor del eje central 16. Como se
indica en la Figura 1, la pared lateral cilíndrica 62 de la campana
60 está separada del rodamiento cilíndrico 46 y el tubo 14, creando
una cámara anular 84 entre ambos. La cofia final 58 por lo general
es completamente metálica.
El vástago 66 de la cofia final 58 está adaptado
para poder conectarse con una válvula 90, de modo que dicha válvula
90 esté en comunicación hidráulica con el paso de fluido 70. La
válvula 90 también está en comunicación hidráulica con un suministro
de gas presurizado 92, que puede ser aire o nitrógeno, y con una
salida de extracción de gas 94. La válvula 90 puede ser una válvula
de solenoide, y está adaptada para colocar de forma selectiva el
paso de fluido 70 en comunicación hidráulica con bien el suministro
de gas presurizado 92 o la salida de extracción de gas 94.
El alojamiento de las válvulas 11 también incluye
un asiento del pistón 100. El asiento del pistón 100 incluye un tubo
normalmente cilíndrico 102 que presenta un taladro hueco que forma
un paso de fluido 104. El tubo 102 discurre desde un primer extremo
106 a un segundo extremo 108. El primer extremo 106 del tubo 102
incluye una base 110 por lo general cilíndrica, que va hacia fuera
desde el tubo 102 y lo rodea. La base 110 presenta una pared
exterior 112 por lo general cilíndrica. La pared exterior 112
presenta un diámetro mayor que el diámetro de la pared exterior del
tubo 102. La base 110 presenta una brida circular 114 que va hacia
fuera. El asiento del pistón 100 está situado dentro del tubo 14 del
cuerpo de la válvula 12, de modo que el tubo 102 se sitúa
concéntricamente alrededor del eje 16. La pared exterior 112 de la
base 110 está pegada a la pared interior 31 del tubo 14, mientras
que la brida 114 del asiento del pistón 100 se encuentra dentro del
asiento circular 22 de la primera brida 18 del cuerpo de la válvula
12. Entre la brida 114 y la brida 18 se ha previsto un anillo
circular de elastómero. La parte del tubo 102 del asiento del
pistón 100 que va más allá de la base 110 está separada de la pared
interior 31 del tubo 14 del cuerpo de la válvula 12 de modo que se
crea una cámara anular 118 entre ambas. El segundo extremo 108 del
tubo 102 presenta un puerto de salida 119 y un remetido 120 por lo
general cilíndrico a lo largo de la circunferencia interior del tubo
102. Como se indica claramente en la Figura 5, el segundo extremo
108 del tubo 102 presenta una superficie interna 122 achaflanada de
cierre. La superficie de cierre 122 está dispuesta según un ángulo
"A" con respecto a la pared interior del tubo 102 y al eje
central 16. El ángulo "A" es de aproximadamente veintisiete
grados. El asiento del pistón 100 preferentemente es completamente
metálico, como por ejemplo de aluminio fundido.
El alojamiento de las válvulas 11 también incluye
un conjunto de tubo de ampliación 128, preferentemente metálico en
su totalidad. El conjunto de tubo de ampliación 128 incluye un tubo
de ampliación 130 por lo general cilíndrico que presenta un primer
extremo 132 y un segundo extremo 134. El segundo extremo 134 del
tubo de ampliación 130 está roscado y está adaptado para acoplar una
brida 138 que presenta un taladro roscado interiormente. La brida
136 del tubo de ampliación 130 está adaptada para quitarla
solidariamente con la primera brida 18 del tubo 14, comprimiendo de
esta forma la brida 114 del asiento del pistón 100 entre las bridas
18 y 136. El tubo 130 incluye un paso de fluido 140 que está en
comunicación hidráulica con el paso de fluido 104 del asiento del
pistón 100. El tubo 130 se sitúa concéntricamente alrededor del eje
16. La brida 138 está adaptada para conectarla, mediante tornillo,
soldadura u otra forma, a una estructura para la manipulación de
materias a granel, como puede ser un receptáculo o contenedor de
almacenamiento 144, que presenta una cámara 146 adaptada para
recibir y hacer pasar por la misma el material granular a granel.
El paso de fluido 140 está adaptado para estar en comunicación
hidráulica con la cámara 146 del contenedor de almacenamiento 144.
El receptáculo de almacenamiento 144 puede ser un contenedor de
almacenamiento, silo, conducto de transporte, conducto de maniobra o
cualquier otra estructura para manipular materiales a granel.
El conjunto de válvulas del aireador 10 también
incluye un pistón 150. El pistón 150 incluye un diafragma 152
generalmente circular a modo de placa y una faldilla 154 por lo
general cilíndrico y anular. La faldilla 154 forma una cavidad hueco
156 que presenta un extremo abierto. El diafragma 152 incluye un
borde 157 externo periférico. La faldilla 154 se extiende a lo largo
del borde periférico 157 alrededor del perímetro del diafragma 152
y sale hacia afuera y por lo general en forma perpendicular al
diafragma 152. Existe una serie de taladros 158 que pasan a través
del diafragma 152 desde un lado interno 160 del diafragma 152 a un
lado externo 162 del diafragma 152. Los taladros 158 forman los
respectivos pasos de fluido. Los taladros 158 están situados
simétricamente entre sí alrededor del centro del diafragma 152 y
alrededor del eje 16. El diafragma 152 incluye una parte elevada 164
que sobresale hacia fuera y que está situada de forma central en el
lado exterior 162 del diafragma 152. La parte que sobresale 164 por
lo general es circular e incluye una superficie 166 plana y
generalmente circular, así como una superficie 168 circular
ingletada de cierre que discurre alrededor del perímetro circular de
la superficie plana 166 y que está dispuesta con un cierto ángulo
respecto a la superficie plana 166. Los taladros 158 están situados
entre la superficie de cierre 168 y el borde exterior periférico 157
del diafragma 152. La superficie de cierre 168 ingletada va
dispuesta con la misma inclinación que presenta la superficie de
cierre 122 achaflanada del asiento del pistón 100, de forma tal que
la superficie de cierre 168 y la superficie de cierre 122 encajan y
cierran entre sí de forma complementaria y solidaria cuando ambas
superficies 168 y 122 entran en contacto entre sí. El pistón 150 es
preferentemente metálico en su totalidad, por ejemplo de aluminio
forjado.
El pistón 150 es deslizable y se encuentra dentro
de la cámara 32 del tubo 14 del cuerpo de la válvula 12 entre la
cofia final 58 y el asiento del pistón 100. La faldilla 154 del
pistón 150 está situado hacia la cofia final 58 y la proyección 164
del diafragma 152 del pistón 150 está situado hacia el asiento del
pistón 100. El diafragma 152 y la faldilla 154 del pistón 150 están
situados concéntricamente alrededor del eje 16. El pistón 150 se
puede desplazar longitudinalmente a lo largo del eje 16, entre el
asiento del pistón 100 y la cofia final 58. Como se indica en la
Figura 1, la faldilla 154 del pistón 150 se puede desplazar para
entrar en contacto con la superficie interior 48 del rodamiento
cilíndrico del cuerpo de la válvula 12 alrededor del perímetro
exterior de la faldilla 154. La faldilla 154 también se extiende
alrededor de la campana central 60 de la cofia final 58 y hacia la
cámara anular 84 formada entre la campana 60 y el cuerpo de la
válvula 12. La faldilla 154 está transversalmente separada de la
pared lateral cilíndrica 62 de la campana 60, con el objeto de
dejar un espacio anular entre ambos.
Desde el lado interior 160 del diafragma 152 del
pistón se extiende un muelle helicoidal 170 robusto hacia la
superficie interior de la placa 59 de la cofia final 58. El muelle
170 se extiende alrededor de la circunferencia de la pared lateral
cilíndrica 62 de la campana central 60 de la cofia final 58 y se
extiende dentro de la cavidad 156 de la faldilla 154 adyacente y a
lo largo del perímetro interno del faldilla 154 del pistón 150. El
muelle 170 desplaza elásticamente el pistón 150 hacia el asiento del
pistón 100 y hacia la posición de carga extendida. El muelle 170
preferentemente será completamente metálico.
El muelle 170 permite un rápido movimiento del
pistón 150 desde la posición de descarga replegada, como se indica
en la Figura 2, hasta la posición de carga extendida, como se puede
ver en la Figura 1, después de la evacuación del gas comprimido
desde la vasija de presión 36. El muelle 170 está diseñado con un
diámetro transversal exterior de forma que la fuerza de
desplazamiento ejercida por el muelle 170 se dirija al perímetro
exterior del diafragma 152 del pistón 150. Esta configuración del
muelle garantiza una concentricidad del pistón y un movimiento
lineal coherentes dentro de la cámara 32 del tubo 14 y dentro del
rodamiento 46, y por lo tanto un sellado adecuado del pistón 150 con
el asiento del pistón 100. El muelle 170 resella el pistón 150
contra el asiento del pistón 100 después de la descarga del gas
presurizado desde la vasija de presión 36, impidiendo de esta manera
que cualquier material a granel pase a través del puerto de salida
119 y entre en la cámara anular 118, disminuyendo los tiempos de los
ciclos y reduciendo las fuerzas de choque o impacto.
El pistón 150 se puede desplazar
longitudinalmente por el eje 16 entre una posición de carga
extendida, como aparece en la Figura 1, en la que el pistón 150 se
acopla herméticamente con el segundo extremo 108 y la superficie de
sellado 122 del asiento del pistón 100, y la posición de descarga
replegada, como aparece en la Figura 2, en la que el pistón 150 se
encuentra separado del segundo extremo 108 del asiento del pistón
100. Cuando el pistón 150 se mueve de la posición extendida a la
posición replegada, como se observa en la Figura 2, el pistón 150
comprime el muelle 170. La cara interior 160 del diafragma 152 puede
acoplarse a la pared final 64 de la cofia final 58 y tapar el paso
de fluido 70 en la posición replegada, como se ve en la Figura 2.
El rodamiento cilíndrico 46 facilita el movimiento de desplazamiento
longitudinal del pistón 150 dispuesto en el interior, alarga la
vida del componente, elimina la escoriación metálica y asegura un
buen sellado del pistón y el desplazamiento del mismo. La faldilla
154 del pistón 150 mejora el alineamiento y control del pistón a
medida que éste se desplaza longitudinalmente dentro del cuerpo de
la válvula 12.
Durante el funcionamiento, cuando el pistón 150
se encuentra en la posición de carga extendida, como se indica en la
Figura 1, la superficie de sellado 168 del pistón 150 se acopla
herméticamente a la superficie de sellado 122 achaflanada del
asiento del pistón para crear un cierre metal con metal hermético
para el gas entre ambos. De esta manera el pistón 150 cierra
herméticamente un paso de fluido desde el paso de fluido 70 de la
cofia final 58 a través de los taladros 158, y hacia del paso de
fluido 140 del asiento del pistón 100. No obstante, cuando el
pistón 150 se encuentra en la posición de carga extendida, como se
indica en la Figura 1, un paso de fluido va desde el paso de fluido
70 de la cofia final 58 hasta el puerto 21 y el paso de fluido 34
del tubo de ampliación 24 del cuerpo de la válvula 12 a través de
los taladros 158. Como se observa en la Figura 1, el gas en entra en
el paso 70 pasará por éste hacia la cavidad 156 formado por la
faldilla 154 del pistón 150, a través de los pasos de fluido 158 del
diafragma 152 del pistón 150 a la cámara anular 118 formada entre el
asiento del pistón 100 y el tubo 14. El gas pasa desde la cámara
anular 118 a través del puerto 21 al paso de fluido 34 del tubo de
ampliación 24 y a la cámara 40 del tanque de presión 36. El pistón
150 impide que el gas que pasa a través del paso de fluido 70 entre
al paso de fluido 104. El cierre metal con metal entre el pistón 150
y el asiento del pistón 100 evita la necesidad de usar una junta de
goma u otro material elastómero para crear el sellado entre el
pistón y el asiento del pistón. En consecuencia, las altas
temperaturas de funcionamiento y la posible contaminación o
degradación de una junta de goma o de elastómero que se podrían
producir no son perjudiciales para el funcionamiento del conjunto de
válvulas del aireador. El conjunto de válvulas 10 del aireador puede
emplearse con temperaturas de hasta aproximadamente 2000ºF. Por lo
tanto, el conjunto de válvulas 10 puede emplearse en estructuras
para la manipulación de materias a granel, como son las torres de
precalentamiento de los hornos de cemento.
Cuando la presión del gas dentro de la cámara 40
del tanque de presión 36 es igual a la presión del suministro de gas
92, la presión del gas a cada lado 160 y 162 del pistón 150 es
igual y el sistema está estancado. Cuando se ha alcanzado la presión
de gas deseada dentro del tanque de presión 36, la válvula 90
bloquea el suministro de gas presurizado 92 al conjunto de válvulas
10 del aireador. Cuando el gas del tanque de presión 36 debe
descargarse en el contenedor de almacenamiento 144, la válvula 90
pone la salida de extracción de gas 94 en contacto con el paso 70 de
la cofia final. Como se puede observar en la Figura 2, el gas
situado en la cara interior 160 del pistón 150 se extrae del
conjunto de válvulas 10 del aireador a través del paso 70 y la
salida de extracción del gas 94 a un lugar con menor presión. Esto
reduce la presión del gas restante que queda entre el pistón 150 y
la cofia final 58 de la cara interior 160 del pistón 150 y crea una
diferencia de presión con la presión del gas que ejerce una fuerza
en la cara exterior 162 del pistón 150. La presión del gas en la
cara exterior 162 del pistón 150 ahora es mayor que la presión del
gas que ejerce una fuerza en la cara interior del pistón 150. La
diferencia de presión del gas crea un diferencial en la fuerza
aplicada a la cara exterior 162 y la cara interior 160 del pistón
por el gas. La fuerza del gas que actúa en la cara exterior 162 del
pistón 150 desde el gas de mayor presión en contacto con la cara
exterior 162, cuya fuerza intenta deslizar el pistón 150 a la
posición replegada, es mayor que la fuerza acumulativa ejercida en
el pistón 150 por la presión del gas que actúa en la cara interior
160 del pistón 150 más la fuerza de desviación ejercida por el
muelle 170 en el pistón 150, cuya fuerza intenta deslizar el pistón
150 a la posición extendida. El diferencial de la presión del gas,
y la diferencia resultante de las fuerzas de la presión del gas
aplicadas al pistón 150 hace que éste se deslice desde la posición
de carga extendida, como se indica en la Figura 1, hacia la cofia
final 58 hasta la posición de descarga replegada, como se indica en
la Figura 2, mientras se comprime el muelle 170.
El movimiento del pistón 150 desde la posición
extendida a la posición replegada rompe el cierre creado entre el
pistón 150 y el asiento del pistón 100 y abre un paso de fluido
desde el paso de fluido 34 del tubo de ampliación 24, a través del
puerto 21 al paso 104 del asiento del pistón 100. El gas presurizado
almacenado en la cámara 40 del tanque de presión 36 de esta manera
fluye a través del paso 34 y el puerto 21 a la cámara anular 118 en
la que fluye el gas entre el pistón 150 y el segundo extremo 108
del asiento del pistón 100 a través del puerto de salida 119 al
paso 140. El gas fluye desde el paso 140 a la cámara 146 del
contenedor de almacenamiento 144 para desalojar el material granular
que hay en el mismo. El gas almacenado dentro de la cámara 40 del
tanque de presión 36 se descarga a través del paso de fluido 140 a
la cámara 146 del contenedor de almacenamiento 144 a una velocidad
Match uno, aproximadamente. Inmediatamente después de que el gas se
descarga del tanque de presión 36, la presión del gas situado en la
cara exterior 162 del pistón 150 se reduce, de modo que el muelle
170 puede desplazar el pistón 150 desde la posición replegada, como
se indica en la Figura 2, a la posición extendida, como se ve en la
Figura 1, para resellar el pistón 150 contra el asiento del pistón
100. Luego continúan los ciclos de carga y descarga del conjunto de
válvulas 10 del aireador.
La conexión roscada entre el tubo de ampliación
130 y la brida 138 permite quitar con facilidad del contenedor de
almacenamiento 144 y sustituir el conjunto de válvulas del aireador
10. Por otro lado, como la brida 18 del tubo 14 se puede quitar
solidariamente con la brida 136 del tubo 130, el tubo 14 se puede
quitar selectivamente del tubo 130, de forma que el asiento del
pistón 100, el pistón 150 y el muelle 170 se pueden quitar con
facilidad de dentro del tubo 14 y sustituirlos.
Distintos aspectos de la invención se han
presentado y descrito en detalle con respecto a la materialización
física ilustrada de la misma. No obstante hay que tener en cuenta
que dichas configuraciones son meramente ilustrativas y que la
interpretación detallada de la invención surge según los términos de
las reivindicaciones que siguen.
Claims (8)
1. Un conjunto de válvulas (10) adaptado para
ofrecer una comunicación hidráulica selectiva entre un suministro de
gas y una vasija de presión (36) y adaptado para ofrecer una
comunicación hidráulica selectiva entre la vasija de presión (36) y
una estructura de manipulación de materias a granel (144), dicho
conjunto de válvulas (10) comprende un alojamiento de las válvulas
(11) incluyendo un cuerpo de la válvula (12), una cofia final (58) y
un asiento del pistón (100), dicho cuerpo de la válvula (12)
incluye un primer extremo (15), un segundo extremo (17), un puerto
(21) adaptado para garantizar la comunicación hidráulica con la
vasija de presión (36), y una pared interior (31) que forma una
cámara (32), dicha cámara (32) está en comunicación hidráulica con
dicho puerto (21), dicha cofia final (58) está unida a dicho segundo
extremo (17) de dicho cuerpo de la válvula (12) e incluye un paso de
fluido (70) adaptado para garantizar la comunicación hidráulica
entre el suministro de gas y dicha cámara (32) de dicho cuerpo de la
válvula (12), dicho asiento del pistón (100) tiene un puerto de
salida (119) adaptado para ofrecer comunicación hidráulica con la
estructura de manipulación de materias a granel (144), un pistón
(150) situado dentro de dicha cámara (32) de dicho cuerpo de la
válvula (12) entre dicha cofia final (58) y dicho asiento del
pistón (100), dicho pistón (150) se puede desplazar selectivamente
dentro de dicha cámara (32) entre una posición extendida y una
posición replegada, un elemento de desplazamiento (170) que va entre
dicha cofia final (58) y dicho pistón (150), dicho elemento de
desplazamiento (170) desplaza elásticamente dicho pistón (150) desde
dicha posición replegada a dicha posición extendida, dicho pistón
(150) incluye un diafragma (152) y una faldilla (154), dicho
diafragma (152) presenta una primera cara (160), una segunda cara
enfrentada (162) y un borde exterior periférico (157), dicha
faldilla (154) discurre a lo largo de dicho borde exterior
periférico (157) de dicho diafragma (152) y hacia fuera de dicho
diafragma (152), y está situada bastante próxima a dicha pared
interior (31) de dicho cuerpo de la válvula (12), dicho pistón
(150) también incluye uno o más pasos de fluido (158), por lo cual
cuando dicho pistón (150) está en dicha posición extendida dicho
uno o más pasos de fluido (158) ofrecen una comunicación hidráulica
entre dicho paso de fluido (70) de dicha cofia final (58) y dicho
puerto (21) de dicho cuerpo de la válvula (12) y dicho pistón (150)
de acopla herméticamente a dicho asiento del pistón (100) y cierra
dicho puerto de salida (119) de dicho asiento del pistón (100) desde
la comunicación hidráulica con dicho puerto (21) de dicho cuerpo de
la válvula (12), y cuando dicho pistón (150) está en dicha posición
replegada dicho pistón (150) permite la comunicación hidráulica
entre dicho puerto (21) de dicho cuerpo de la válvula (12) de dicho
puerto de salida (119) de dicho asiento del pistón (100), con la
característica de que el o cada paso de fluido (158) discurre a
través de dicho diafragma (152) desde dicha primera cara (160) a
dicha segunda cara (162).
2. El conjunto de válvulas de la reivindicación
1, en el que dicho cuerpo de la válvula (12) incluye un rodamiento
(46) que forma una parte de dicha pared interior (31) de dicho
cuerpo de la válvula (12), dicho pistón (150) se puede desplazar
entre dicha posición extendida y dicha posición replegada adyacente
a dicho rodamiento (46), siendo dicho rodamiento (46)
preferentemente cilíndrico por lo general.
3. El conjunto de válvulas de la reivindicación 1
o la reivindicación 2, en el que dicha faldilla (154) es
normalmente cilíndrica y forma una cavidad (156) dentro de dicha
faldilla (154).
4. El conjunto de válvulas de la reivindicación
3, en el que dicho elemento de desplazamiento (170) comprende un
muelle, dicho muelle tiene un primer extremo situado dentro de dicha
cavidad (156), y dicho primer extremo de dicho muelle se extiende
preferentemente a lo largo y adyacente a dicha faldilla (154).
5. El conjunto de válvulas de la reivindicación
4, en el que dicha cofia final (58) incluye una campana (60) se va
hacia adentro de dicha cámara (32) de dicho cuerpo de la válvula
(12), dicho muelle (170) se extiende alrededor de dicha campana
(60); dicha campana (60) de dicha cofia final (58) preferentemente
forma una cavidad anular con dicho cuerpo de la válvula (12)
adaptada para recibir dicha faldilla (154) de dicho pistón (150) y
dicho segundo extremo de dicho muelle; y dicha campana (60) de
dicha cofia final (58) incluye preferentemente una pared final (64)
con dicho paso de fluido de dicha cofia final (58) que se extiende a
través de dicha pared final (64), dicho segundo lado (160) de dicho
diafragma (152) de dicho pistón (150) se puede adaptar
preferentemente para acoplarse a dicha pared final (64) de dicha
campana (60) de dicha cofia final (58) y para cubrir dicho paso de
fluido en dicha cofia final (58) cuando dicho pistón (150) está en
dicha posición replegada.
6. El conjunto de válvulas de la reivindicación 1
o la reivindicación 2, en el que dicho asiento del pistón (100) es
de metal y dicho pistón (150) es de metal de tal forma que cuando
dicho pistón (150) esté en la posición extendida y se acople a
dicho asiento del pistón (100) se forme un cierre metal con metal
entre dicho pistón y dicho asiento del pistón.
7. El conjunto de válvulas de la reivindicación 1
o la reivindicación 2, en el que dicho cuerpo de la válvula (12)
incluye un primer elemento generalmente tubular (14) que va entre
dicho primer extremo (25) y dicho segundo extremo (17) de dicho
cuerpo de la válvula (12), dicho primer elemento tubular (14)
incluye dicho puerto (21) de dicho cuerpo de la válvula (12), dicho
asiento del pistón (100) incluye un segundo elemento generalmente
tubular (102) que tiene un primer extremo (106) y un segundo extremo
(108), dicho primer extremo (106) de dicho segundo elemento tubular
(102) está acoplado herméticamente con dicho primer elemento tubular
(14), dicho segundo extremo (108) de dicho segundo elemento tubular
(102) está situado dentro de dicho primer elemento tubular (14) e
incluye dicho puerto de salida (119), el conjunto de válvulas
preferentemente incluye una cámara anular (118) formada entre dicho
primer elemento tubular (14) y dicho segundo elemento tubular (102),
dicha cámara anular (118) está en comunicación hidráulica con dicho
puerto (21) de dicho primer elemento tubular (14), y dicho cuerpo de
la válvula (12) incluye preferentemente un tercer elemento tubular
(24) unido a dicho primer elemento tubular (14), dicho tercer
elemento tubular (24) incluye un paso de fluido en comunicación
hidráulica con dicho puerto (21) de dicho primer elemento tubular
(14), dicho paso de fluido de dicho tercer elemento tubular (24)
está adaptado para garantizar comunicación hidráulica con la vasija
de presión.
8. El conjunto de válvulas de la reivindicación
7, incluyendo un tubo de ampliación (130) que se puede quitar
solidariamente con dicho primer extremo (15) de dicho primer
elemento tubular (14) de dicho cuerpo de la válvula (12), dicho
primer extremo (106) de dicho segundo elemento tubular (102) se
puede quitar solidariamente con dicho primer extremo (15) de dicho
primer elemento tubular (14) mediante dicho tubo de ampliación
(130).
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