ES2215006T3 - Aparato de supresion de pulsaciones que incorpora un conjunto de regulacion de presion. - Google Patents
Aparato de supresion de pulsaciones que incorpora un conjunto de regulacion de presion.Info
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Abstract
Un aparato supresor de pulsaciones que incluye una cámara (24) dividida en una primera y una segunda sub-cámaras (26, 28) por un diafragma (20), un seguidor de diafragma (16) que durante el uso sigue el movimiento del diafragma (20) en respuesta a un diferencial de presión entre la primera y la segunda sub-cámaras (26, 28), siendo móvil el seguidor de diafragma (16) con respecto a la pared de la cámara y siendo el elemento móvil de una primera válvula para determinar la existencia o no de un trayecto de comunicación entre la segunda sub-cámara (28) y una entrada de gas (49) y siendo también el elemento móvil de una segunda válvula para determinar la existencia o no de un trayecto de comunicación entre la segunda sub- cámara (28) y una salida (41) del gas, caracterizándose el aparato porque dicho seguidor de diafragma (16) es presionado para entrar en contacto con el diafragma (20) en todo momento por una carga derivada de la presión del gas en la segunda sub-cámara (28).
Description
Aparato de supresión de pulsaciones que incorpora
un conjunto de regulación de presión.
Se refiere esta invención a un aparato supresor
de pulsaciones que lleva incorporado un conjunto regulador de la
presión. Más particularmente, pero no de manera exclusiva, se
refiere la invención a un aparato supresor de pulsaciones dotado de
medios para regular la presión de un gas presurizado en su
interior.
Es ya conocido el utilizar una bomba alternativa
aspirante-impelente para el bombeo de un líquido, en
un sistema de suministro. Tales bombas alternativas no tienen una
salida suave y se produce una caída de presión en el líquido durante
la inversión de la acción de la bomba. Se utiliza un aparato
supresor de pulsaciones para impedir la caída de presión y mejorar
así la constancia de la presión de salida del líquido.
Un aparato conocido supresor de pulsaciones
comprende un depósito pasivo de pulsaciones que es básicamente un
volumen de gas cautivo (estático) que actúa como un depósito de
presión. Un depósito pasivo de pulsaciones inevitablemente pierde
presión durante el uso y existe pues la necesidad de recargarlo
periódicamente con gas comprimido, con la subsiguiente y asociada
nueva calibración del sistema utilizando el depósito. La solicitud
de patente europea No. EP 0 707 173 A1 describe un aparato supresor
de pulsaciones que lleva incorporado un conjunto activo de
regulación de la presión, que recarga la presión del gas interior
automáticamente. Tal conjunto activo de regulación de presión en un
supresor de pulsaciones elimina la necesidad de recargar
periódicamente un depósito pasivo de pulsaciones, pero el aparato
descrito en el documento EP 0 707 173 A1 tiende tener un gran
volumen, cuya utilización es inconveniente. La Patente de EE. UU.
4556087 describe un aparato supresor de pulsaciones de acuerdo con
la parte pre-caracterizadora de la reivindicación 1,
en el cual es necesario físicamente fijar un seguidor de diafragma a
un diafragma del aparato. Un objeto de la presente invención es el
de aportar un aparato supresor de pulsaciones en una forma
perfeccionada y simplificada.
Según la presente invención, se aporta un aparato
de eliminación de pulsaciones que incluye una cámara dividida en una
primera y una segunda sub-cámaras por un diafragma,
un seguidor de diafragma que en su funcionamiento sigue el
movimiento del diafragma en respuesta a un diferencial de presión
entre la primera y la segunda sub-cámaras, siendo el
seguidor del diafragma móvil respecto a la pared de la cámara y
siendo el elemento móvil de una primera válvula para determinar la
existencia o no de un trayecto de comunicación entre la segunda
sub-cámara y una abertura de admisión del gas, y
siendo el elemento móvil de una segunda válvula para determinar la
existencia o no de un trayecto de comunicación entre la segunda
sub-cámara y una abertura de salida del gas, siendo
dicho seguidor de diafragma presionado para entrar en contacto con
el diafragma en todo momento bajo la acción de una carga derivada de
la presión del gas en la segunda sub-cámara.
Es deseable que dicha segunda válvula incluya una
vía de escape que se abra antes de la total apertura de la segunda
válvula, con el fin de efectuar una liberación regulada de presión a
través de la citada abertura de salida del gas.
Es adecuado que dicha pared de cámara forme parte
de un conjunto de alojamiento que defina piezas estáticas de dichas
primera y segunda válvulas.
De preferencia las citadas primera y segunda
válvulas están dispuestas de manera que haya un margen de movimiento
del diafragma en el lado opuesto de una posición central de
equilibrio donde no funcione ninguna válvula, para definir así una
zona inefectiva en el funcionamiento del aparato.
Convenientemente, el citado seguidor de diafragma
incluye un disco de mayor diámetro que el eje y de menor diámetro
que el diafragma, que enganchará con el diafragma y regulará su
flexión.
Convenientemente, dicha carga derivada de la
presión del gas tiene lugar por una superficie efectiva mayor en una
parte del seguidor del diafragma opuesta al diafragma que una
superficie efectiva en una parte del seguidor del diafragma más
cercana al diafragma.
Dicha zona efectiva mayor se encuentra
preferentemente en el extremo del seguidor del diafragma más alejado
del diafragma.
Describiremos a continuación la invención,
solamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos que se
acompañan, en los cuales:
La figura 1 es una vista en corte de un supresor
de pulsaciones que lleva incorporado un aparato regulador de presión
según la presente invención; y
la figura 2 es una vista en corte de un aparato
supresor de pulsaciones según la presente invención, en una
configuración de equilibrio;
la figura 3 y la figura 4 son vistas en corte del
aparato de la figura 2, en configuraciones alternativas no
equilibradas; y la figura 5 es una vista en sección transversal que
representa una modificación deseable.
Un aparato 10 supresor de pulsaciones incluye un
alojamiento circular 12, un manguito cilíndrico circular 14, un eje
seguidor 16, en forma de manguito, un eje central de avance 18 y un
diafragma flexible 20.
En la forma de realización representada en las
figuras, el alojamiento 12 es parte integral de un cuerpo 22
supresor de pulsaciones y el diafragma 20 divide una cámara del
mismo 24 en una primera y una segunda sub-cámaras
26, 28.
El alojamiento 12 comprende una parte 30 de
cuerpo hueco sustancialmente cilíndrica y un casquete
sustancialmente anular 32.
Una pared 34 de la parte de cuerpo 30 presenta
diferente espesor sobre su circunferencia, de modo que el eje
geométrico longitudinal de una cavidad 36, definida por la pared 34,
no es coincidente con el eje geométrico longitudinal de la parte 30
del cuerpo. La superficie interna de la pared 34 tiene un reborde 38
proyectado hacia fuera, en su extremo superior. Un paso 40 se
extiende a través de la parte más espesa de la pared 34 desde la
segunda sub-cámara 28, comunicando con la cavidad 36
por encima del reborde 38. Hay un paso 41 que se extiende a través
de la parte más estrecha de la pared 34 a proximidad del cuerpo 22
supresor de pulsaciones. Una superficie superior 44 de la parte 30
del cuerpo engancha con una base anular 46 del casquete 32,
asentándose entremedias un elemento obturador anular 52.
Una proyección anular pequeña, achaflanada 54
pende de la base 46 del casquete 32 y este casquete 32 presenta una
cavidad tubular longitudinal central 49 a su través, teniendo en su
interior la cavidad tubular 49 un escalón 56, y siendo la parte
inferior de la cavidad tubular 49 más ancha que su parte
superior.
El manguito cilíndrico 14 tiene una superficie
exterior 58 y una superficie interior 60. Un reborde 62 se proyecta
radialmente desde la superficie exterior 58 a un nivel próximo al
extremo superior del manguito 14. Se extienden una serie de pasos 63
radialmente entre las superficies interior y exterior 60, 58 del
manguito 14 por encima del nivel del reborde 62. La superficie
exterior 58 tiene una primera muesca 64 de extensión circunferencial
que queda situada ligeramente por debajo del nivel del reborde 62 y
que recibe un primer anillo obturador 66, y una segunda muesca de
extensión circunferencial 68 situada próxima a la parte inferior del
manguito, que recibe un segundo anillo obturador 70. Se ha formado
un paso axial alargado 72 en la superficie exterior 58, que se
extiende sustancialmente entre la primera y la segunda muescas 64,
68. Una pluralidad de paso 74 espaciados circunferencialmente se
extiende radialmente a través del manguito 14 desde cerca de la base
del paso 72. Una tercera muesca 76 que se extiende
circunferencialmente se encuentra en la superficie interna 60 del
manguito 14 a un nivel situado entre los pasos 74 y la segunda
muesca 68, para recibir un primer reborde radial obturador 78.
El eje seguidor 16 tiene una porción 80 de cabeza
y una porción de cuerpo 82, teniendo la porción de cuerpo 82 un
diámetro menor que la porción de cabeza 80. La porción de cabeza 80
tiene una primera muesca 86 de extensión circunferencial en su
superficie exterior, para recibir un segundo reborde radial 88. Una
segunda muesca de extensión circunferencial 90 existente en la
superficie interna del eje seguidor 16, ligeramente por debajo de la
primera muesca 86, recibe un tercer reborde radial obturador 92.
Inmediatamente por debajo de la porción de cabeza 80, hay un esconce
anular 94 de poca profundidad en la porción de cuerpo 80. Existe una
tercera muesca 96 de extensión circunferencial formada en la
superficie interna del eje seguidor 16 inmediatamente por debajo del
esconce 94, para recibir un cuarto reborde radial obturador 98. Se
ha dispuesto una cavidad tubular 100 de extensión radial dirigida
hacia el extremo inferior de la porción de cuerpo 82.
El eje central de avance 18 tiene una muesca
circunferencial 102 próxima a su extremo inferior, una perforación
transversal 104 que comunica con dicha muesca 102 y una cavidad
central tubular longitudinal 106 que se extiende desde el extremo
superior del eje central de avance 18, en intersección con la
perforación 104.
En la práctica, el manguito cilíndrico 14 queda
fijado dentro del alojamiento 12 coaxial con el mismo, enganchando
la cara inferior del reborde 62 con la superficie superior del
reborde 38. El eje central de avance 18 está fijado dentro del
casquete 32, de manera que el extremo superior del eje central de
avance 18 queda a tope con el escalón 59 y que la cavidad tubular 49
y la perforación 104 son coaxiales. El extremo inferior del eje
central de avance 18 está alineado con el extremo inferior del
manguito 14 mediante el escalón 54 situado sobre la superficie
interna 60.
El eje seguidor 16 queda recibido en disposición
deslizante por la pared interna 60 del manguito 14 y a su vez recibe
en disposición deslizante al eje central de avance 18. El extremo
inferior del eje seguidor 16 descansa sobre el diafragma 20, de modo
que el eje 16 se desplaza con el diafragma con relación al manguito
14 y al eje de avance 18, en respuesta a la flexión del diafragma
20.
El paso 40 y los pasos 63 establecen comunicación
entre la segunda sub-cámara 28 y una cámara 108
definida entre la porción de cabeza 80 del eje seguidor 16 y la
proyección 54, para mantener en su interior una presión igual. Como
las presiones en la segunda sub-cámara 28 y en la
cámara 108 son iguales, las fuerzas verticales ejercidas sobre la
porción de cabeza 80 y la porción de cuerpo 82 del eje seguidor 16
son determinadas por sus superficies efectivas. Como la porción de
cabeza 80 tiene un diámetro mayor que la porción de cuerpo 82, la
porción de cabeza 80 presenta una superficie efectiva mayor que la
porción de cuerpo 82. Se produce así una evidente fuerza hacia abajo
ejercida sobre el eje seguidor 16, manteniéndolo en contacto con el
diafragma 20.
Durante la utilización, se suministra aire
comprimido al eje central de avance 18 a través de la cavidad
tubular longitudinal 49, a través del casquete 32, a una presión
superior a la presión del medio líquido presente en la
sub-cámara 26 utilizada.
La figura 2 muestra el aparato 10 supresor de
pulsaciones en una configuración de equilibrio, siendo la presión en
la primera sub-cámara 26 aproximadamente igual a la
reinante en la segunda sub-cámara 28. En esta
configuración, el primer reborde radial de obturación 78 engancha
con el eje seguidor 16 por debajo del esconce anular 94, y el
segundo reborde radial de obturación 88 engancha
correspondientemente con el manguito 14 por encima del esconce 94,
impidiendo así el escape de aire desde la segunda
sub-cámara 28 a la atmósfera por el paso 41. El
tercero y el cuarto rebordes radiales de obturación 92, 98 enganchan
respectivamente con el eje central de avance 18 por encima y por
debajo del esconce 102 (y de la perforación traspasante 104,
impidiendo así la entrada del aire comprimido en la segunda
sub-cámara 28.
La figura 3 muestra el aparato supresor de
pulsaciones 10 en una configuración correspondiente a una mayor
presión en la primera sub-cámara 26 que en la
segunda sub-cámara 28. En esta configuración, el eje
seguidor 16 se desplaza hacia arriba por la flexión del diafragma
20, haciendo que el cuarto reborde radial obturador 98 se desplace
por encima del nivel de la muesca anular 102. El aire comprimido
suministrado al casquete 32 puede fluir a través de la cavidad
tubular 106, de la perforación 104, de un espacio 110 definido entre
el eje seguidor 16 y el eje central de avance 18, hasta el interior
de la segunda sub-cámara 28 a través de la cavidad
tubular 100, aumentando así la presión en la segunda
sub-cámara 28.
Según aumenta la presión en la segunda
sub-cámara 28, se reduce la diferencia de presión
entre la primera y la segunda sub-cámaras 26, 28,
restaurándose así el estado de equilibrio, flexionándose hacia abajo
el diafragma 20. El eje seguidor 16 sigue esta flexión, haciendo que
el cuarto reborde radial obturador 98 vuelva a una posición situada
por debajo de la muesca anular 102, con lo cual se impide la
posterior entrada de aire en la segunda sub-cámara
28.
La figura 4 muestra el aparato 10 supresor de
pulsaciones, en una configuración en la cual hay una menor presión
en la primera sub-cámara 26 que en la segunda
sub-cámara 28. En esta configuración, el eje
seguidor 16 sigue la flexión hacia abajo del diafragma 20.
El desplazamiento hacia abajo del eje seguidor 16
da como resultado que el extremo inferior del esconce 94 pase por
debajo del nivel del primer reborde radial de obturación 78. La
segunda cámara 28 y el paso 41 quedan situados en comunicación entre
sí por los pasos 74 y por el paso 72, permitiendo que el exceso de
gas escape a la atmósfera por el paso 41. Para establecer un bajo
volumen de escape hacia el paso de escape 41 inmediatamente antes
del esconce 94 a través de la obturación 78, la superficie de apoyo
del esconce en el extremo del esconce más cercano al diafragma, está
dotada de una o más muescas estrechas de sección en forma de V 94a
que, al alinearse con la obturación 78 permiten un escape de presión
a través de la obturación, hasta el paso 74. La muesca 102 queda
limitada por arriba y por abajo por el tercero y el cuarto rebordes
radiales de obturación 92, 98, respectivamente, impidiendo así la
entrada de gas comprimido en la segunda sub-cámara
28.
Al disminuir la presión en la segunda
sub-cámara 28, la diferencia de presión entre la
primera y la segunda sub-cámaras 26, 28 se reduce,
restaurando el estado de equilibrio, flexionándose hacia arriba el
diafragma 20. El eje seguidor 16 sigue esta flexión, haciendo que el
primer reborde radial de obturación 78 regrese a una posición por
debajo del esconce 94, con lo cual queda impedida la comunicación
entre la segunda sub-cámara 28 y el paso 41, dejando
escapar entonces el aire de la segunda sub-cámara
28.
Una vez en equilibrio las presiones en las
sub-cámaras 26 y 28 (estado indicado por la figura
2), se forman pequeñas flexiones del diafragma, sin añadirse ni
escapar aire comprimido a o desde la sub-cámara 28,
al establecerse una pequeña proporción de movimiento del eje 16
(denominada como la "banda inefectiva") en la cual no cambian
las posiciones operativas de los esconces. La "zona inefectiva"
evita continuos ajustes de presión, que por lo general restringen el
ajuste de la presión en la sub-cámara 28 a aquellas
condiciones en las cuales hay un importante cambio en la presión de
flúido, dentro de la sub-cámara 26.
La figura 5 ilustra una modificación que
deseablemente será incorporada en la forma de ejecución representada
en las figuras 1 a 4. El eje 16 engancha con el diafragma 20 por
intermedio de un disco 110, cuyo diámetro estará establecido entre
el diámetro del diafragma y el del eje. El disco aumenta así la
superficie de contacto del eje con el diafragma y en los soportes,
el diafragma regula la configuración que asume dicho diafragma
cuando queda sometido a un diferencial de presión. El disco presenta
una espiga roscada externamente 112, hueca, recibida en ajuste
roscado en el extremo del eje 16, para asegurar el disco sobre el
eje, y hay una perforación traspasante 114 por la cual se comunica
el interior del eje 16 con la sub-cámara 28. En la
figura 5, se ha representado el eje como dos componentes
concéntricos, siendo simplemente el componente interno un manguito
utilizado para mantener la obturación 98 en posición en el eje 16.
Debe quedar entendido que en las circunstancias en las cuales se
prefiere la conexión del eje 16 con el diafragma, puede mantenerse
el disco 110 y que si se desea, se puede disponer un segundo disco
similar en el lado opuesto del diafragma, ligado al disco 110 por un
componente que se extenderá a través del diafragma en ajuste mutuo
de obturación.
Las disposiciones que quedan descritas se
utilizarán, entre otras cosas, para eliminar los cambios de presión
en el suministro de líquido o de pintura flúida desde una bomba de
suministro en vaivén hasta una o más instalaciones de pulverización
de pintura, comunicando la sub-cámara 26 con la
línea suministradora desde la bomba. Pueden existir impulsos de
presión eliminables mediante el supresor descrito, en la línea de
suministro, como resultado, por ejemplo, de que la bomba alternativa
cambie la dirección de la aplicación y de que queden inoperantes una
o más pistolas pulverizadoras.
Claims (7)
1. Un aparato supresor de pulsaciones que incluye
una cámara (24) dividida en una primera y una segunda
sub-cámaras (26, 28) por un diafragma (20), un
seguidor de diafragma (16) que durante el uso sigue el movimiento
del diafragma (20) en respuesta a un diferencial de presión entre la
primera y la segunda sub-cámaras (26, 28), siendo
móvil el seguidor de diafragma (16) con respecto a la pared de la
cámara y siendo el elemento móvil de una primera válvula para
determinar la existencia o no de un trayecto de comunicación entre
la segunda sub-cámara (28) y una entrada de gas (49)
y siendo también el elemento móvil de una segunda válvula para
determinar la existencia o no de un trayecto de comunicación entre
la segunda sub-cámara (28) y una salida (41) del
gas, caracterizándose el aparato porque dicho seguidor de
diafragma (16) es presionado para entrar en contacto con el
diafragma (20) en todo momento por una carga derivada de la presión
del gas en la segunda sub-cámara (28).
2. Un aparato supresor de pulsaciones según la
reivindicación 1, caracterizado porque dicha segunda válvula
incluye un trayecto de purga (94a) que se abre antes de la plena
apertura de la válvula, para efectuar una liberación controlada de
presión a través de la citada abertura de salida (41) del gas.
3. Un aparato supresor de pulsaciones según la
reivindicación 1 o la 2, caracterizado porque dicha pared de
cámara es parte de un conjunto de alojamiento que define piezas
estáticas de dicha primera y de dicha segunda válvulas.
4. Un aparato supresor de pulsaciones según
cualquiera de las precedentes reivindicaciones, caracterizado
porque las citadas primera y segunda válvulas están dispuestas de
manera que hay cierto grado de movimiento del diafragma (20) en el
lado opuesto a una posición central de equilibrio en la que no se
opera ninguna válvula, para definir así una "banda inefectiva"
en la operación del aparato.
5. Un aparato supresor de pulsaciones según
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque dicho seguidor (16) de diafragma incluye un disco (110) de
mayor diámetro que el seguidor (16) y de menor diámetro que el
diafragma (20), que engancha el diafragma (20) y controla su
flexión.
6. Un aparato supresor de pulsaciones según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque la citada carga derivada de la presión del gas tiene lugar
por una zona efectiva mayor en una parte del seguidor del diafragma
más alejada del diafragma que una zona efectiva en una parte del
seguidor del diafragma más cercana al diafragma.
7. Un aparato supresor de pulsaciones según la
reivindicación 6, caracterizado porque la citada zona
efectiva mayor se encuentra en el extremo del seguidor del diafragma
más alejado del diafragma.
Applications Claiming Priority (2)
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