ES2215349T3 - Conjunto de valvulas para el control del flujo de material en una instalacion de revestimiento. - Google Patents

Conjunto de valvulas para el control del flujo de material en una instalacion de revestimiento.

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ES2215349T3 ES99115688T ES99115688T ES2215349T3 ES 2215349 T3 ES2215349 T3 ES 2215349T3 ES 99115688 T ES99115688 T ES 99115688T ES 99115688 T ES99115688 T ES 99115688T ES 2215349 T3 ES2215349 T3 ES 2215349T3
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Abstract

Válvula para el control del flujo de material para dispositivo de pintado con spray, es decir, para componentes de la carrocería de automóvil, tiene un canal de descarga, transversal al eje de la aguja de la válvula, con sección recta oval. La válvula tiene un eje de aguja de válvula (6) con un canal de descarga (40), transversal al eje de la aguja de la válvula, en el lado contrario del asiento de la válvula (16) hacia el canal de entrada (10). El canal de descarga tiene una sección recta oval, con un eje longitudinal perpendicular al eje de la aguja de la válvula y lados menores redondos.

Description

Conjunto de válvulas para el control del flujo de material en una instalación de revestimiento.
La invención se refiere a un conjunto de válvulas con una unidad de válvula para el control del flujo de material en una instalación de revestimiento según el preámbulo de la reivindicación 1.
Un conjunto de válvulas de este tipo es particularmente adecuado para los bloques de cambio de color y válvulas de funcionamiento para el control del flujo de color en el ámbito de la técnica de barnizado, es decir en el revestimiento en serie de carrocerías de automóviles (DE-A 3221326). En los bloques de cambio de color conocidos del tipo aquí considerado el canal de color central, que conduce al pulverizador u otro órgano de aplicación cualquiera, en el cual desembocan todas las unidades de válvula dispuestas unas junto a otras y en su caso también en lados opuestos del canal de color, es usualmente un taladro cilíndrico rectilíneo en el bloque de cambio de color con un diámetro de p. ej. aproximadamente 5 mm. Por las desembocaduras están previstas unas ampliaciones o destalonamientos en la superficie del taladro las cuales tienen, en el cambio de color, un efecto desventajoso sobre la lavabilidad. A pesar de un notable uso de limpiadores y tiempos de limpieza relativamente largos pueden quedar restos de pintura en el canal de color los cuales pueden conducir, durante el cambio de color, a errores de calidad del revestimiento. Además, la sección transversal circular del canal exige, para un volumen de canal dado, una distancia relativamente grande entre el eje del canal y las conducciones de alimentación que desembocan perpendicularmente respecto de la aguja de válvula.
También pueden aparecer problemas de limpieza en la zona de los canales de entrada de color que conducen al espacio interior de la válvula. Por ejemplo, el suministro de color tiene lugar desde la carcasa de la válvula hacia la aguja de color, en determinadas construcciones conocidas, mediante un canal anular el cual conduce el color hacia la aguja de color, mediante taladros orientados radialmente hacia el centro de la válvula. Aquí se establece la existencia de mala limpiabilidad y elevadas pérdidas de presión.
La invención se plantea el problema de proponer un conjunto de válvulas el cual se pueda limpiar mejor que los conjuntos comparables conocidos y permita pérdidas de presión menores para el material de revestimiento.
Este problema se resuelve mediante el conjunto de válvulas caracterizado en las reivindicaciones.
La sección transversal en general ovalada del canal de salida permite, sobre todo, una limpiabilidad muy buena y, además, pérdidas de presión relativamente pequeñas, entre otras cosas, a causa de volumen relativamente grande para la dimensión pequeña dada en dirección del eje de la aguja de válvula. La limpiabilidad es tanto mejor cuanto menos sean los pasos entre los lados longitudinales preferentemente rectos de la superficie de sección transversal y los lados estrechos redondos formados como esquinas, lo que se puede conseguir mediante la fabricación del canal y del bloque de carcasa que lo contiene mediante técnica de moldeo por inyección o mediante otro procedimiento de moldeo adecuado. Los lados longitudinales preferentemente rectos permiten el montaje de la unidad de válvula sin menoscabo de la superficie del canal.
Resultan ventajas especiales adicionales mediante la construcción de obturación especial según la reivindicación 6, la cual hace posible un paso de igual sección transversal y sin rendija desde el canal de suministro de material que conduce a la unidad de válvula hacia el canal de entrada de la parte de la carcasa interior. Con ello se alcanza también en esta zona una limpiabilidad muy buena y una conducción de material favorable a la circulación sin pérdidas de presión esenciales.
Por la publicación de US-A 5 368 273 es en sí ya conocido, para una turbina de gas, disponer en su tobera de Venturi una válvula de aguja en la cual desembocan canales de entrada para el combustible, distribuidos a lo largo del perímetro, con sección transversal ovalada. La dirección longitudinal de la superficie de sección transversal ovalada se encuentra aquí paralela respecto del eje de la válvula de aguja.
La invención se explica con mayor detalle sobre la base del ejemplo de realización preferido representado en el dibujo. En el dibujo, las figuras muestran:
la Fig. 1, una sección a través del conjunto de válvulas a lo largo del eje de aguja de válvula;
la Fig. 2, una representación individual de una unidad de válvula del conjunto según la Fig. 1;
la Fig. 3, una vista lateral de la unidad de válvula representada en la Fig. 2;
la Fig. 4, una vista lateral de una unidad de válvula similar a la Fig. 3, si bien con otra carcasa de control;
la Fig. 5, la vista lateral de la unidad de control según la Fig. 4, en la cual sin embargo la carcasa de control allí mostrada ha sido sustituida por una válvula magnética.
En la Fig. 1 se puede apreciar una primera unidad de válvula 1 la cual consta, principalmente, de una carcasa interior 2, en general cilíndrica, una carcasa terminal 4, puesta sobre el extremo exterior de la carcasa interior 2, y una aguja de válvula 6 apoyada en su interior de manera desplazable a lo largo de su eje, la cual es cargada en la posición de cierre de la válvula por un resorte de compresión 8 mediante la construcción que se desprende del dibujo. Perpendicularmente respecto del eje de aguja de válvula conduce, a través de la pared cilíndrica de la carcasa interior 2, un canal de entrada 10 para el material de revestimiento, el cual está conectado, a través del espacio interior 12 de la unidad de válvula 1, con una abertura de salida 14 circular, la cual forma, en el extremo cilíndrico de la carcasa interior 2 opuesto a la carcasa terminal 4, un asiento de válvula 16 cónico. En la posición de cierre representada, está en contacto en el asiento de válvula la superficie de obturación 18 de la aguja de válvula 6 correspondientemente cónica, que se estrecha en la dirección del espacio interior 12. La superficie de obturación 18 cónica forma el extremo libre de la aguja de válvula y discurre hasta su superficie frontal 19 plana, situada perpendicularmente respecto del eje de aguja, la cual, en la posición de cierre, se alinea aproximadamente con el borde axialmente más exterior de la carcasa interior 2 cilíndrica.
En el ejemplo representado, el canal de entrada 10 está en conexión, a través del espacio interior 12, además con un canal de retorno 20 que conduce al canal 10 coaxialmente sobre el lado opuesto a través de la pared de la carcasa interior 2. Al menos cuando la válvula está cerrada, el material de revestimiento circula de forma continua a través de los canales 10 y 20 desde y hacia un sistema de circulación externo. Según la representación, la unidad de válvula descrita hasta ahora presenta en gran medida simetría de rotación, es decir, a excepción de un saliente de posicionamiento pendiente de explicación, y también los canales 10 y 20 son simétricos entre sí respecto del eje de aguja.
La unidad de válvula 1 descrita, la cual para la explicación se ha representado también sola en la Fig. 2, se asienta según la Fig. 1 en un espacio interior de un cuerpo de carcasa 22 exterior que, en correspondencia con las superficies exteriores cilíndricas de la pieza de carcasa, está formado en general cilíndricamente hueco, que puede ser, por ejemplo, un bloque de cambio de color. Asimismo la unidad de válvula 1 podría asentarse en un bloque de válvula de funcionamiento p. ej. dentro de un pulverizador. El cuerpo de carcasa 22 exterior contiene canales de suministro de material y de retorno 24 ó 26, alineados con los canales 10 y 20 de la carcasa interior 2, donde el canal 26 está conectado, a través de otro canal de circulación 27 con el sistema de circulación de material ya mencionado. Aquí es esencial sobre todo la correspondiente obturación en los canales, que chocan entre sí, de la carcasa interior y del cuerpo de carcasa exterior. Consta de un elemento de obturación 30 anular hecho de material elastómero, por ejemplo un anillo en O, que asienta circularmente el punto de choque entre la superficie exterior cilíndrica de la carcasa interior 2 y la superficie interior del cuerpo de la carcasa 22 exterior cilíndricamente hueca que rodea la carcasa interior, de manera que el anillo formado por el elemento de obturación está doblado en correspondencia con las superficie cilíndricas de la carcasa interior 2 y del cuerpo de carcasa 22. Sobre el lado de los canales 20, 26 está previsto, simétricamente, de forma correspondiente, un elemento de obturación 30'.
En el ejemplo representado, el elemento de obturación 30 anular está insertado en una ranura 32 anular, que rodea los canales 10, 24, en la superficie exterior cilíndrica de la carcasa interior 2. El elemento de obturación 30 se puede reconocer también en las vistas superiores de las Fig. 3, 4 y 5. En lugar de esto podría estar insertado también en el cuerpo de carcasa 22 exterior.
De manera adecuada, el elemento de obturación 30 anular puede presentar, en su lado interior, un borde 31 (compárense las Fig. 2 y 3) de tipo brida, estrecho, plano, situado paralelamente respecto de la superficie exterior de la carcasa interior 2, que está dispuesto en escotadura plana, correspondiente a él, colindante con el canal, en el lado exterior de la carcasa interior entre el borde exterior de la ranura 32 y el canal 10 y, por consiguiente forma un paso obturado sin rendija ni destalonamiento entre los canales 10 y 24.
La alineación mutua precisa de los canales 10 y 24 ó 20 y 26 se garantiza gracias a que la posición de la carcasa interior 2 de la unidad de válvula 1 insertada en el cuerpo de carcasa 22 está definida, a lo largo del eje de aguja de válvula, axialmente mediante unas superficies de contorno de estas piezas constructivas que chocan entre sí transversalmente respecto de este eje y mediante superficies de contorno en dirección de torsión que chocan entre sí paralelamente respecto del eje de válvula. Constructivamente, este posicionamiento está realizado mediante un saliente 34 de tipo nervio formado en la carcasa interior 2 que se puede reconocer en la Fig. 1 y también en la Fig. 3.
En otros ejemplos de realización de la invención no representados están previstos únicamente los canales de entrada 10 y 24 como conducción de derivación mientras que la carcasa interior 2 está cerrada en el lado opuesto sin canal de retorno.
El objetivo funcional de la válvula considerada es abrir y cerrar la conexión entre el canal de entrada de material 10 y un canal de salida 40 el cual, en este ejemplo, conduce, perpendicularmente respecto del plano que contiene los ejes de la agujas de válvula 6 y de los canales 10, 20, 24 y 26, de forma rectilínea a través del cuerpo de carcasa 22. Una de las características esenciales del conjunto de válvulas aquí descrito es la forma de sección transversal estirada de este canal de salida 40 en un plano situado perpendicularmente respecto de su eje del canal. Los lados longitudinales de la superficie de sección transversal del canal 40 son rectos, de manera que sus paredes interiores, interrumpidas por las aberturas de la unidad de válvula 1 y otras unidades conectadas al canal 40, son planas, donde el lado longitudinal superior en la Fig. 1 puede alinearse, cuando la válvula está cerrada, con la superficie frontal 19 plana de la aguja de válvula 6. Por el contrario, los lados estrechos de la superficie de sección transversal del canal 40 están formados redondos por los motivos mencionados al principio, de manera que resulta una sección transversal aproximadamente ovalada. La dirección de los lados longitudinales es, en el ejemplo descrito, paralela a los canales 10, 20, 24, 26. Como se ha mencionado asimismo con anterioridad, la forma de sección transversal no debe presentar a ser posible (y en esta medida eventualmente diferente de la representación esquemática del dibujo) esquinas esenciales, si bien gracias al redondeo de los lados estrechos se logra una limpiabilidad en sí buena.
En el ejemplo representado en la Fig. 1 está dispuesta, con el mismo eje, sobre el lado del canal de salida 40 común opuesto a la unidad de válvula 1, una segunda unidad de válvula 1', la cual coincide exactamente con la unidad 1 y p. ej. sirve en un cambiador de color para la introducción de material de revestimiento de un segundo color. Otras unidades de válvula pueden estar conectadas en el canal de salida, de forma en sí conocida, a modo de hileras, a lo largo del eje del canal de salida 40 lateralmente junto a las unidades 1 ó 1'.
En lugar de una o varias de las unidades de válvula conectadas modularmente al canal 40, pueden utilizarse también otros módulos con otras funciones, por ejemplo, un sensor de presión, en los cuales resulta la misma ventaja del paso sin perturbaciones en la pared de canal plana que en las válvulas.
En el ejemplo representado en la Fig. 1, la válvula es accionada neumáticamente y ello mediante aire comprimido, el cual entra en 42 en una carcasa de control 44 de tipo tapa asentada con posibilidad de giro 360º sobre la carcasa terminal 4 y que llega, a través de un canal interior (indicado a trazos en la Fig. 2), a un espacio anular 46, donde presiona la aguja de válvula 6 con un émbolo 48 contra la fuerza del resorte 8 hacia abajo a la posición de apertura. La posibilidad de girar la carcasa 44 permite la entrada de la manguera de aire comprimido desde una dirección cualquiera.
El conjunto de válvulas descrito está ejecutado en una forma constructiva modular especialmente adecuada. Mientras que una unidad modular consta de la unidad de válvula 1 con las carcasas interior y terminal 2 ó 4, la carcasa de control 44 forma una unidad modular propia, la cual es resoluble y se puede cambiar por otra carcasa de control. Para ello se considera, entre otras, la carcasa de tapa 44' representada en la Fig. 4, la cual contiene un sensor de posición de conmutación (no representado) que determina la posición de conmutación de la aguja de válvula 6, que genera una señal de conmutación correspondiente para un sistema de control externo. Se pueden montar sensores de posición de conmutación que actúen neumática o eléctricamente. Por ejemplo, una parte o pieza añadida magnética de la aguja de válvula puede accionar un conmutador magnético mecánico o eléctrico. También es imaginable un sensor óptico que funcione con reflexión. La repetición de la señal de la posición de la aguja evita la desventaja que aparece en las válvulas conocidas de que, a causa de tiempos de conmutación diferentes y que no se pueden definir con precisión, se pueden producir solapamientos de control y las correspondientes interrupciones del proceso. Se hace también posible una documentación precisa y completa de los datos de procesamiento. La posición de conmutación de la válvula puede ser indicada también de manera directamente visible.
Otra posibilidad consiste en la utilización de una carcasa de control con un dispositivo de control de accionamiento electromagnético, por ejemplo de la válvula magnética 44'' representada en la Fig. 5, que se puede acoplar con el extremo superior de la válvula de aguja 6. El montaje de una válvula magnética en la tapa de una válvula de control de pintura tiene en sí la ventaja del control eléctrico directo (preferentemente control de bus), con tiempos de conmutación muy cortos, sin las mangueras necesarias para el control neumático.

Claims (14)

1. Conjunto de válvulas con una unidad de válvula (1) para el control del flujo de material en una instalación de revestimiento con un primer canal (10) para el material de revestimiento, el cual está conectado a través del espacio interior (12) de la unidad de válvula (1) con una abertura (14), que forma un asiento de válvula (16), una aguja de válvula (6) apoyada desplazable coaxialmente respecto del asiento de válvula (16) en la unidad de válvula (1), la cual presenta una superficie de obturación (18) que está en contacto con el asiento de válvula (16) cuando la válvula está cerrada,
y un segundo canal (40) que discurre transversalmente respecto del eje de la aguja de válvula (6),
en el que el segundo canal (40) presenta, en el plano situado perpendicularmente respecto de su eje de canal rectilíneo, una superficie de sección transversal estirada y los lados estrechos de esta superficie de sección transversal están formados redondos,
caracterizado porque el segundo canal (40) linda, sobre el lado del asiento de válvula (16) alejado del primer canal (10), con el asiento de válvula (16),
y porque la dirección longitudinal de la superficie de sección transversal estirada del segundo canal (40) discurre transversalmente respecto del eje de la aguja de válvula (6).
2. Conjunto de válvulas según la reivindicación 1, caracterizado porque los lados longitudinales de la superficie de sección transversal del segundo canal (40) son rectos.
3. Conjunto de válvulas según la reivindicación 2, caracterizado porque uno de los lados longitudinales, cuando la válvula está cerrada, se alinea al menos aproximadamente con la superficie frontal (19) plana de la aguja de válvula (6).
4. Conjunto de válvulas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los lados longitudinales y estrechos de la superficie de sección transversal aproximadamente ovalada del segundo canal (40) se convierten, sin esquinas notables, unos en otros.
5. Conjunto de válvulas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el segundo canal (40) está formado en un bloque de carcasa (22) moldeado mediante un procedimiento de moldeo por inyección u otro procedimiento de moldeo.
6. Conjunto de válvulas según la reivindicación 1, caracterizado porque el espacio interior (12) de la unidad de válvula (1) está rodeado por una parte de la carcasa interior (2) cilíndrica en general coaxial respecto de la aguja de válvula (6), a través de la cual conduce transversalmente respecto del eje de la aguja de válvula (6) un canal (10) cilíndrico, porque la parte de la carcasa interior (2) está montada en un cuerpo de carcasa (22) exterior, a través del cual conduce un canal de suministro de material (24) alineado con el canal (10), y porque entre la superficie exterior cilíndrica de la parte de la carcasa interior (2) y la superficie interior cilíndricamente hueca del cuerpo de carcasa (22) exterior, que rodea la parte de la carcasa interior, está asentado un elemento de obturación (30) anular que rodea el punto de conexión de los dos canales (10, 24), de manera que el anillo formado por el elemento de obturación (30) está doblado en correspondencia con las superficies cilíndricas de la parte de la carcasa interior (2) y del cuerpo de carcasa (22) exterior.
7. Conjunto de válvulas según la reivindicación 6, caracterizado porque el elemento de obturación (30) anular está insertado en una ranura (32) anular que da la vuelta alrededor del canal (10, 24), en la superficie exterior cilíndrica de la parte de la carcasa interior (2) o del cuerpo de carcasa (22) exterior, y está dotado con una brida anular (31) plana formada en él, que se extiende por encima del canto de la ranura (32) orientado hacia el canal (10, 24) y la superficie exterior de la carcasa cilíndrica colindante hasta el canal (10, 24).
8. Conjunto de válvulas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad de válvula (1) contiene un control de accionamiento neumático o electromagnético para la aguja de válvula (6).
9. Conjunto de válvulas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una carcasa interior (2) de la unidad de válvula (1) se puede conectar opcionalmente con una carcasa (44) que contiene un dispositivo de control neumático o, en lugar de ello, con una carcasa que contiene un dispositivo de control (44'') electromagnético, donde estas carcasas de control están montadas de manera intercambiable entre sí.
10. Conjunto de válvulas según la reivindicación 1, caracterizado porque a o en una carcasa de control (44') de la unidad de válvula (1) está montado un sensor de posición de conmutación que determina la posición de conmutación de la aguja de válvula (6), que genera una señal de posición de conmutación correspondiente para un sistema de control externo.
11. Conjunto de válvulas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer canal (10) está conectado, en el lado orientado hacia él, alejado del segundo canal (40), del asiento de válvula (16) con un canal de retorno (26) sobre el lado opuesto del espacio interior (12), a través del cual el material de revestimiento circula en un sistema de circulación de material, y porque estos canales y las piezas de carcasa que los rodean, en su caso, incluidos los elementos de obturación (30, 30') anulares dispuestos coaxialmente respecto de los canales, están formados simétricamente respecto del eje de aguja de válvula.
12. Conjunto de válvulas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el lado opuesto al asiento de válvula (16) del segundo canal (40) está dispuesta otra unidad de válvula (1'), porque las dos unidades de válvula (1, 1') están formadas y dispuestas simétricas respecto del segundo canal (40), y porque una serie de varias unidades de válvula, formadas esencialmente iguales, están dispuestas, unas junto a otras, en el canal (40) que les es común.
13. Conjunto de válvulas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la posición de una carcasa interior (2) de la unidad de válvula (1), insertada en un cuerpo de carcasa (22) exterior, es definida a lo largo del eje de aguja de válvula axialmente mediante superficies de contorno (34) de estas piezas constructivas, que chocan entre sí transversalmente respecto de este eje, y, en dirección de torsión, mediante superficies de contorno (34) que chocan entre sí paralelamente respecto del eje de aguja de válvula.
14. Conjunto de válvulas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el segundo canal (40) están conectadas modularmente varias unidades constructivas de las cuales al menos una consta de una unidad de válvula (1, 1'), mientras que otra unidad constructiva contiene un sensor de presión u otro sensor.
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