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.Info
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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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