ES2210768T3 - Valvula de dos vias. - Google Patents
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Abstract
Una válvula de dos vías para un líquido con una entrada (3) y dos salidas (5, 6) provista con asientos de válvula (7, 8). Un diafragma (9) es capaz de limitar contra los asientos de válvula para la operación selectiva de la válvula. Un dispositivo de activación (10) desplaza el diafragma de modo que una nueva, al menos en parte porción sin uso del diafragma se descubre a los asientos de válvula. El diafragma es preferiblemente circular, por lo cual el dispositivo de activación gira el diafragma sobre su centro de modo que un nuevo sector se descubre en frente del asiento de válvula. De esta manera, la vida de funcionamiento del diafragma puede ser incrementada diez veces.
Description
Válvula de dos vías.
El presente invento se refiere a una válvula
multidireccional para un fluido, tal como un líquido o gas.
En los documentos
US-A-4.431.019,
EP-A1-0578168 y
EP-A1-0085298 se explica una
válvula de una estructura similar.
La válvula de acuerdo con el invento está
particularmente pensada para ser usada en una máquina de diálisis
que, en su fase de preparación de líquido, comprende varias
válvulas de este tipo. Estas válvulas son usualmente operadas por
solenoides. La válvula puede ser de tipo unidireccional o
bidireccional o de cualquier otro tipo de válvula
multidireccional.
La válvula está provista de un diafragma que se
apoya en un asiento de válvula en la válvula. Se produce un
desgaste durante la operación de la válvula y el apoyo del
diafragma contra los asientos de válvula. La función de la válvula
se deteriora y después de cierto tiempo se producen fugas. Con el
fin de asegurar la operación fiable de las válvulas, el diafragma
se cambia una vez al año. Esto implica que un operario del servicio
se desplace hasta la máquina y desmonte la máquina y todas las
válvulas para cambiar los diafragmas. Los costes de este servicio
son por lo tanto altos, particularmente los costes de mano de
obra.
obra.
Se ha propuesto disponer el diafragma en alguna
forma de "cassette" que podría ser más fácil de cambiar para
así reducir el tiempo de servicio preventivo.
El objeto del presente invento es proporcionar
una disposición en una válvula que permita procedimientos
simplificados durante tales servicios preventivos.
Un objeto adicional del presente invento es
sugerir una construcción que implique que el diafragma no necesite
ser cambiado, con lo que los costes de servicio pueden reducirse
radicalmente.
El presente invento se refiere así a una válvula
que comprende al menos una entrada y al menos una salida de un
fluido tal como un líquido o un gas. La entrada y/o la salida están
provistas de un asiento de válvula para la cooperación con un
diafragma, teniendo el diafragma una dimensión que es mayor que la
necesaria para el apoyo contra el asiento de válvula. Una
disposición operativa hace que el diafragma se apoye en el asiento
de válvula para la operación selectiva de la válvula.
De acuerdo con el invento, se provee una
disposición de activación para el desplazamiento del diafragma, de
forma que una zona del diafragma nueva, al menos parcialmente no
usada, pueda ser expuesta al asiento de válvula.
Preferiblemente, el diafragma es circular, por lo
que la disposición de activación hace girar el diafragma alrededor
de su centro, de forma que un nuevo sector se expone al siento de
la válvula. El giro puede producirse en un ángulo de
aproximadamente
10º-45º, particularmente 18º, dependiendo de la vida de operación deseada.
10º-45º, particularmente 18º, dependiendo de la vida de operación deseada.
Alternativamente, el diafragma puede desplazarse
linealmente y sustancialmente perpendicular al asiento de
válvula.
El diafragma puede desplazarse por pasos en una
magnitud de forma tal que se exponga al asiento de válvula una parte
completamente nueva del diafragma.
Alternativamente, el desplazamiento puede
producirse sustancialmente de forma continua o por pequeños pasos,
de forma que el diafragma se renueve continuamente o
sustancialmente de forma continua.
Preferiblemente, se provee una disposición de
bloqueo que evita la vuelta de una parte previamente expuesta del
diafragma a exposición al asiento de válvula.
La válvula es preferiblemente una válvula
bidireccional que comprende una entrada y dos salidas, estando
éstas alineadas entre sí, por lo que cada salida tiene un asiento
de válvula.
La disposición de activación puede ser alimentada
por una fuente tal como un solenoide o un motor. De esta forma, ya
no existe la necesidad de desmontar la máquina; en lugar de eso, el
"cambio" del diafragma puede iniciarse eléctricamente, por
ejemplo apretando un botón o mediante un microprocesador, que puede
ser manejado a distancia.
De la detallada descripción del invento dada a
continuación y con referencia a los dibujos, se pondrán de
manifiesto características, ventajas y propiedades adicionales de
la válvula bidireccional de acuerdo con el invento.
La figura 1 es una vista en alzado de la válvula
de acuerdo con el invento, parcialmente en corte transversal.
La figura 2 es una vista en perspectiva de un
diafragma de la válvula de acuerdo con la figura 1.
La figura 3 es una vista en despiece ordenado de
la válvula de acuerdo con la figura 1.
La figura 4 es una vista en perspectiva que
muestra los asientos de válvula con mayor detalle.
La figura 5 es una vista en perspectiva, similar
a la de la figura 5, de una realización alternativa del
invento.
La válvula que se muestra en la figura 1
comprende un alojamiento exterior 1 provisto de un alojamiento
interior 2. El alojamiento interior 2 comprende una entrada 3 que
se extiende perpendicular al plano del papel y después se curva
hacia arriba 90º y descarga centralmente en la superficie superior
del alojamiento interior 2, marcado con 4. El alojamiento interior
2 comprende además una primera salida 5 y una segunda salida 6. Las
salidas 5 y 6 tienen aberturas definidas por asientos de válvula 7
y 8 en la superficie superior del alojamiento interior 2.
La superficie superior del alojamiento interior
está cubierta por un diafragma elástico o una membrana 9 que tiene
la forma general ilustrada en la figura 2. La membrana es
simétricamente circular, es decir redonda cuando se ve desde arriba
en la figura 2. La membrana 9 está fijada a un anillo circular 10
por medio de un adhesivo adecuado 11.
Una palanca activadora 12 es pivotable alrededor
de un eje 13. El extremo inferior de la palanca 12 está provisto de
un revestimiento 14 que tiene una sección recta simétricamente
circular que corresponde generalmente con la superficie superior de
la membrana 9, tal como se muestra en la figura 1 y la figura
3.
Cuando la palanca 12 es hecha girar alrededor de
un eje 15 de acuerdo con la flecha 15, la membrana 9 es presionada
contra el asiento de válvula 8 como se ve en la figura 1. Si se
hace girar la palanca 12 en la otra dirección, la membrana 9 es
presionada, en cambio, contra el asiento de válvula 7.
La membrana 9 deja la abertura 4 de entrada
sustancialmente libre por una cavidad 16 entre la superficie
superior del alojamiento interno 2 y la membrana 9.
Consecuentemente, el líquido puede fluir desde la entrada 3 por la
cavidad 16 al asiento 7 de válvula abierta, y fuera a través de la
salida 5, tal como indican las flechas 17 y 18. Si, la palanca 12
es hecha pivotar hacia la izquierda en la figura 1, en este caso,
el asiento de válvula 8 se abre y el líquido fluye fuera a través
de la salida 6. La actuación de la palanca 12 se realiza
preferentemente mediante un solenoide 23.
La membrana 9 en una válvula de este tipo está
sometida a un desgaste considerable alrededor de la zona de los
asientos de válvula 7 y 8. Con el fin de asegurar un funcionamiento
fiable de la válvula, la membrana se cambia por tanto regularmente,
por ejemplo una vez al año, tal como se ha mencionado
anteriormente.
De acuerdo con el presente invento, se consigue
una mayor vida útil de la membrana debido al hecho de que está
dispuesta para que pueda hacerse girar, de forma que las partes
nuevas, no usadas, de la membrana puedan ser expuestas a un asiento
de válvula en lugar de tener que cambiar la membrana completa.
De acuerdo con el invento, la membrana 9 está
fijada a un anillo 10. El anillo 10 y la membrana 9 están divididos
en diez (o veinte) sectores, cada uno comprendiendo 18º de un
círculo. Cuando la membrana va a ser cambiada después de un año, el
operario del servicio simplemente gira 18º el anillo 10, y así una
nueva parte no dañada de la membrana 9 queda expuesta a los asientos
de válvula 7 y 8. De esta forma, la membrana puede ser
"cambiada" sin tener que desmontar la válvula. Este
"cambio" puede realizarse 10 veces, con lo que la vida útil de
la válvula llega a 10 años, suponiendo que el cambio se realice una
vez al año.
El material de la membrana 9 es, preferiblemente,
caucho de silicona (polidimetilsiloxano) del tipo WACKER 3003. Este
material de membrana debe tener una vida útil posible de alrededor
de 10 años o de, al menos, 5 años.
Las restantes partes de la válvula están hechas
de PEEK, polieteretercetona, que es un material termoplástico con
una buena resistencia química y buenas propiedades de flujo a las
temperaturas de funcionamiento que se consideran.
Con el fin de evitar el giro de retorno del
anillo 10 y de la membrana 9, el anillo 10 está provisto de dientes
19 que cooperan con una uña de apoyo 20 dispuesta en el alojamiento
interior 2, véase la figura 4. Los dientes están espaciados a
intervalos de 18º. Así, cuando el anillo 10 es hecho girar una
muesca, esto corresponde a un "cambio" de la membrana 9, ya que
un sector nuevo, completamente sin usar de la membrana es hecho
girar hacia delante y es expuesto a los asientos de válvula.
El anillo 10 puede estar provisto de encajes para
una herramienta que haga posible el giro del anillo en 18º sin
tener que desaplicar la herramienta. Colocando la herramienta en
una posición correcta y haciéndola girar todo lo que se pueda, se
consigue precisamente el desplazamiento correcto de la membrana.
El anillo 10 puede estar provisto de una
disposición de muelle (no mostrada) que carga al anillo 10 hacia la
uña de apoyo, de forma que los dientes se apliquen con la uña de
apoyo tan pronto como un diente haya pasado sobre ella.
La uña de apoyo puede colocarse en un carro
desplazable 21, tal como se indica en la figura 5. El carro es
desplazado por un solenoide o un motor 22. Cuando el solenoide 22
es activado, el carro 21 se desplaza hacia el solenoide y, así,
pasa un diente 19 del anillo 10 situado encima de él, véase la
figura 3, en la que la uña de apoyo 21 se muestra parcialmente.
Después, el carro 22 es devuelto a la posición mostrada en la
figura 5, bien por la fuerza de un muelle o activamente por el
solenoide 22 y, por tanto, lleva con él el anillo 10 y la membrana
9.
La actuación del solenoide tiene lugar
eléctricamente y puede realizarse manualmente por la actuación de
un pulsador encima o en la máquina.
Preferiblemente, el ordenador de la máquina de
diálisis está, sin embargo, preprogramado para activar el solenoide
después de una cantidad de horas de funcionamiento que corresponden
a la vida útil esperada de cada válvula, que naturalmente puede ser
diferente para las diferentes válvulas.
Alternativa o complementariamente, la activación
puede producirse por medio de mando a distancia, por ejemplo por
líneas telefónicas o señales de radio para el servicio a
distancia.
En la figura 4 se muestra la superficie superior
del inserto 2 que tiene los asientos de válvula 7 y 8. Estos
asientos de válvula tienen una forma oval o ovoidal con el fin de
permitir la mayor superficie posible sin coger una zona demasiado
grande de la superficie de la membrana con forma de sector. Los
asientos de válvula tienen así hacia el centro una superficie de la
sección recta que se estrecha hacia dentro.
Además, la entrada 4 se muestra dispuesta en el
centro y con una distribución de flujo que está diseñada para
impedir la formación de zonas con flujo de líquido detenido.
Como se puede ver en la figura 3, el interior del
anillo 10 está provisto de varios nervios salientes. Éstos cooperan
con la membrana 9 y sirven para asegurar que la membrana gire
conjuntamente con el anillo. El revestimiento 14 está fijado a la
membrana y también gira con ella.
La unión del revestimiento 14, la membrana 9 y el
anillo 10 se puede conseguir por medio de un adhesivo adecuado. Una
alternativa adicional es, primero, moldear por inyección la
membrana 9 y, después, moldear por inyección los otros dos
componentes 10 y 14 en la membrana 9, por lo que durante la
fabricación ya se crea la adhesión.
En una realización alternativa del invento, la
membrana se forma durante la fabricación, de forma que ya comprenda
segmentos de 18º. La membrana está así provista de nervios que crean
una división adecuada. Naturalmente, se pueden usar otras
divisiones, por ejemplo 30º para una vida útil de seis años,
etc.
La membrana 11 y el anillo 10 tienen,
preferiblemente, una sección recta circular. El inserto 2 y el
alojamiento 1 pueden tener una sección recta arbitraria y, en una
realización preferida, son rectangulares.
Es posible dentro del ámbito del presente
invento, que se puedan utilizar otras formas de membranas. En
particular, la membrana puede ser rectangular y estar desplazada
linealmente, de forma sustancialmente perpendicular al plano de los
asientos de válvula.
No es necesario desplazar la membrana tan lejos
que una zona completamente no usada de la membrana sea expuesta a
los asientos de válvula. En una realización alternativa, la
membrana se desplaza cada vez solamente una pequeña distancia de
pocos milímetros, o continuamente, de forma que se exponga nuevo
material a los asientos de válvula, más o menos continuamente.
Tales pequeños desplazamientos pueden producirse
cada vez que se active la válvula. Sin embargo, convenientemente,
tales desplazamientos no se producen durante la operación normal
sino que, en vez de ello, se producen durante periodos en los que
la máquina no está en uso. De esta forma se facilita la realización
de comprobaciones funcionales de la máquina antes de usarla.
El invento ha sido descrito anteriormente con
referencia a la realización del mismo mostrada en los dibujos. Sin
embargo, los diversos componentes pueden ser combinados de
diferentes formas dentro del ámbito del invento. El invento está
limitado solamente por las reivindicaciones anejas.
Claims (9)
1. Válvula que comprende: al menos una entrada
(3) y al menos dos salidas (5, 6) para un fluido, tal como un
líquido o un gas, por lo que cada una de las salidas está provista
de un asiento de válvula (7, 8);
un diafragma (9) que está dispuesto para cooperar
con dichos asientos de válvula, teniendo el diafragma (9) una
dimensión que es mayor que la necesaria para el apoyo contra cada
uno de los asientos de válvula;
una disposición operativa (12) para hacer que el
diafragma se apoye en dichos asientos de válvula para la operación
selectiva de la válvula;
caracterizada
porque el diafragma, cuando está aplicado con uno
de los asientos de válvula está desaplicado de los otros asientos
de válvula; y
una disposición de activación (10) para
desplazamiento del diafragma, de forma que una parte nueva, al
menos parcialmente sin usar, del diafragma sea expuesta al asiento
de válvula con el que está en aplicación el diafragma.
2. Válvula de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada porque el diafragma (9) es circular y porque
la disposición de activación (10) está dispuesta para hacer girar
el diafragma alrededor de su centro, de forma que se exponga un
nuevo sector frente al asiento de válvula.
3. Válvula de acuerdo con la reivindicación 2,
caracterizada porque la disposición de activación (10) está
dispuesta para hacer girar dicho diafragma en un ángulo de,
aproximadamente, 10º-45º, particularmente 18º.
4. Válvula de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada porque la disposición de activación (10) está
dispuesta para desplazar el diafragma linealmente y de forma
sustancialmente perpendicular al asiento de válvula.
5. Válvula de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
disposición de activación (10) está dispuesta para desplazar dicho
diafragma sustancialmente de forma continua o en pequeños pasos, de
forma que el diafragma se renueve continua o sustancialmente de
forma continua.
6. Válvula de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, caracterizada porque
la disposición de activación (10) está dispuesta para desplazar
dicho diafragma un paso, en una magnitud tal que se exponga al
asiento de válvula una parte completamente nueva del diafragma.
7. Válvula de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
disposición de activación (10) comprende una disposición de bloqueo
(19, 20), que impide la reintroducción de una parte expuesta
previamente del diafragma a la exposición al asiento de válvula.
8. Válvula de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la válvula
comprende una entrada (3) y dos salidas (5, 6) que están dispuestas
en una línea.
9. Válvula de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
disposición de activación es operada por una fuente de potencia
(22), tal como un solenoide o un motor.
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