ES2226068T3 - Valvula derivadora. - Google Patents
Valvula derivadora.Info
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Abstract
SE DESCRIBE UNA VALVULA DESVIADORA (20) QUE TIENE UN CUERPO DE VALVULA CON CINCO ORIFICIOS (18, 24, 26, 32, 36). EL CONJUNTO DE VALVULAS SE DISPONE EN EL CUERPO DE VALVULA Y PUEDE GIRAR ENTRE UNA PRIMERA POSICION Y UNA SEGUNDA. CUANDO EL CONJUNTO DE VALVULA SE ENCUENTRA EN LA PRIMERA POSICION, EL FLUIDO FLUYE ENTRE LOS ORIFICIOS ALINEADOS PRIMERO Y SEGUNDO (18, 24), DESPLAZANDOSE AXIALMENTE A TRAVES DE UNA PUERTA CILINDRICA DESVIADORA (118), Y EL FLUIDO FLUYE ENTRE LOS ORIFICIOS ALINEADOS TERCERO Y CUARTO (26, 32), DESPLAZANDOSE AXIALMENTE A TRAVES DE UNA PUERTA DE BLOQUEO GENERALMENTE CILINDRICA. UN QUINTO ORIFICIO (36) SE ENCUENTRA BLOQUEADO CON UN CIERRE PARA RESIDUOS. CUANDO LA VALVULA DESVIADORA SE ENCUENTRA EN LA SEGUNDA POSICION, SE ABRE EL QUINTO ORIFICIO (36), Y UNA PROYECCION DE CIERRE (134) DE LA PUERTA DE BLOQUEO (116) CIERRA EL CUARTO ORIFICIO (32). LA PUERTA DE BLOQUEO (116) Y LA PUERTA DESVIADORA (118) DESVIAN EL FLUIDO DEL PRIMER ORIFICIO (18) AL TERCERO (26), Y DEL SEGUNDOORIFICIO (24) AL QUINTO (36).
Description
Válvula derivadora.
La presente invención se refiere a válvulas en
general y, más particularmente a una válvula derivadora para cambiar
la trayectoria del flujo de un fluido.
Una válvula derivadora tiene utilidad en una
variedad de aplicaciones que manipulan fluidos. Una de estas
aplicaciones es para dirigir agua a y desde un filtro de lavado a
contracorriente, como los que se utilizan en una piscina. En esta
aplicación, la válvula derivadora cambia la trayectoria del flujo
del agua entre una trayectoria del filtro y una trayectoria de
lavado a contracorriente. En la trayectoria del filtro, el agua de
la piscina pasa a través del filtro y entonces fluye de retorno a la
piscina. En la trayectoria de lavado a contracorriente, el agua de
la piscina pasa a través de la trayectoria del filtro en sentido
opuesto y entonces fluye a un drenaje. Cuando el agua fluye a través
de la trayectoria del filtro, el medio en el filtro, como por
ejemplo arena, extrae y retiene los contaminantes del agua. Cuando
el agua fluye a través de la trayectoria de lavado a
contracorriente, el agua limpia por descarga los contaminantes del
medio y transporta los contaminantes al drenaje.
Las válvulas derivadoras utilizadas con filtros
de lavado a contracorriente típicamente quedan dentro de dos
categorías: válvulas de múltiples puertos y válvulas de corredera.
Un ejemplo de una válvula de múltiples puertos se presenta en la
patente americana US Nº 3,721,268 de Erlich y otros, mientras un
ejemplo de válvula de corredera se presenta en la patente americana
US Nº 4,714,551 de Bachhofer y otros.
Una válvula de múltiples puertos típica tiene un
cuerpo superior montado giratoriamente en un cuerpo inferior. Uno o
más anillos anulares de junta están dispuestos entre los cuerpos
superior e inferior para evitar fugas exteriores e interiores. El
cuerpo inferior tiene una pluralidad de puertos, mientras el cuerpo
superior tiene una pluralidad de pasos que se extienden a través del
mismo. El giro selectivo del cuerpo superior causa que los pasos
interconecten los puertos para producir una trayectoria de flujo
deseada. Puesto que los puertos están interconectados a través del
cuerpo superior, el flujo de agua a través de la válvula de
múltiples puertos no es lineal. Como se puede apreciar, el flujo no
lineal a través de la válvula de múltiples puertos crea una caída de
presión considerable.
Además de introducir una caída de presión
considerable, la válvula de múltiples puertos típica tiende a ser
cara de fabricar debido a la complejidad de su construcción. La
válvula de múltiples puertos típica también tiende a ser difícil de
accionar porque todo el anillo de junta está en acoplamiento por
fricción tanto con el cuerpo superior como con el cuerpo inferior
cuando gira el cuerpo superior. Esta gran cantidad de acoplamiento
de fricción causa que el anillo de junta se desgaste rápidamente,
necesitando por lo tanto ser reemplazado con frecuencia.
Una válvula de corredera típica para utilizarla
con un filtro de limpieza con descarga de agua invertida tiene un
cuerpo cilíndrico con cinco puertos formados en él. Primero, los
puertos cuarto y quinto se disponen en un lado del cuerpo, mientras
los puertos segundo y tercero se disponen en el otro lado del
cuerpo. Cuando la válvula está en la posición de filtrado, el fluido
de la piscina entra en el primer puerto, sale por el segundo puerto,
pasa a través del filtro, entra en el tercer puerto y pasa de
retorno a la piscina a través del cuarto puerto. Cuando la válvula
se desplaza a la posición de lavado a contracorriente, el fluido de
la piscina entra por el primer puerto, sale por el tercer puerto,
pasa a través del filtro en sentido opuesto, entra en el segundo
puerto y pasa entonces a un drenaje a través del quinto puerto.
Una varilla de control provista de una pluralidad
de elementos de válvula fijados a la misma está dispuesta entre el
cuerpo y puede deslizar longitudinalmente en el mismo. A menudo, la
varilla de control está desviada mediante un resorte hacia la
posición de filtrado. Una pluralidad de anillos de asiento están
radialmente dispuestos en el interior del cuerpo, alrededor de la
varilla de control. Los elementos de válvula se pueden mover entre
los anillos de asiento y se acoplan herméticamente con los anillos
de asiento para dirigir el agua entre los puertos aplicables. Como
resultado, ni los puertos primero y segundo, ni los puertos tercero
y cuarto están alineados. Por lo tanto, el agua fluye no linealmente
a través de la válvula de corredera. Como se puede apreciar, el
flujo no lineal a través de la válvula de corredera crea una caída
de presión considerable.
Además de crear una caída de presión
considerable, la válvula de corredera típica tiende a ser cara de
fabricar debido a la complejidad de su construcción. La válvula de
corredera típica también tiende a ser difícil de accionar debido al
largo desplazamiento de la varilla de control. Esta dificultad
aumenta si la varilla de control está siendo desplazada contra la
desviación de un resorte. El desplazamiento largo de la varilla de
control también tiende a causar que los anillos de asiento se
desgaste rápidamente, necesitando por lo tanto ser reemplazados con
frecuencia.
En la técnica anterior, los documentos GB 324 239
A y GB 481 685 A describen ambos válvulas derivadoras, sin embargo,
ningún documento describe una válvula derivadora provista de las
características de la cláusula caracterizante de la reivindicación 1
incluida más adelante.
Sobre la base de lo anterior, existe la necesidad
en la técnica de una válvula derivadora que sea simple de fabricar,
que sea fácil de accionar y que no introduzca una caída de presión
substancial cuando la válvula derivadora esté en el modo de
filtrado. La presente invención se dirige a una válvula derivadora
de este tipo.
De acuerdo con la invención, se proporciona una
válvula derivadora para la conexión dentro de un sistema de
acondicionamiento para una fuente de fluidos, dicho sistema de
acondicionamiento incluyendo un aparato de acondicionamiento, dicha
válvula derivadora comprendiendo:
un cuerpo de válvula que incluye:
puertos primero y segundo axialmente alineados
dispuestos en lados opuestos del cuerpo de la válvula, dicho primer
puerto siendo para la conexión a la fuente de fluido y dicho segundo
puerto siendo para la conexión al aparato de acondicionamiento;
puertos tercero y cuarto axialmente alineados
dispuestos en lados opuestos del cuerpo de la válvula, dicho tercer
puerto siendo para la conexión al aparato de acondicionamiento;
y
un conjunto de válvula dispuesto en el interior
del cuerpo de la válvula, dicho conjunto de válvula dirigiendo el
fluido a través del cuerpo de la válvula y pudiéndose desplazar
giratoriamente entre una primera posición y una segunda posición,
dicho conjunto de válvula provisto de compuertas primera y segunda
que definen pasos lineales para conectar respectivamente dichos
puertos primero y segundo y dichos puertos tercero y cuarto cuando
dicho conjunto de válvula está en la primera posición, por lo que
los pasos lineales primero y segundo se extienden axialmente a
través de las compuertas primera y segunda, respectivamente;
por lo que cuando la válvula derivadora está
conectada dentro del sistema de acondicionamiento y el conjunto de
válvula está en la primera posición, el fluido entra por el primer
puerto, sale por el segundo puerto, pasa a través del aparato de
acondicionamiento, entra por el tercer puerto y sale por el cuarto
puerto;
caracterizada porque dicho cuerpo de válvula
adicionalmente comprende un quinto puerto y porque dicha segunda
compuerta comprende una prolongación de bloqueo que se extiende
hacia fuera desde dicha segunda compuerta para cubrir el cuarto
puerto cuando el conjunto de válvula está en la segunda posición de
forma que cuando la válvula derivadora está conectada dentro del
sistema de acondicionamiento y el conjunto de válvula está en la
segunda posición, el fluido entra por el primer puerto, sale por el
tercer puerto, pasa a través del aparato de acondicionamiento, entra
por el segundo puerto y sale por el quinto puerto.
Las características, los aspectos y las ventajas
de la presente invención se entenderán mejor con respecto a la
siguiente descripción, las reivindicaciones anexas y los dibujos que
se acompañan, en los que:
La figura 1 muestra una vista esquemática de un
sistema de filtrado provisto de una válvula derivadora.
La figura 2 muestra una vista del despiece en
perspectiva de un alojamiento de la válvula derivadora.
La figura 3 muestra una vista del despiece en
perspectiva de un conjunto de control.
La figura 4 muestra una vista frontal
parcialmente cortada de la válvula derivadora con el conjunto
interior de la válvula en posición de filtrado. Y
La figura 5 muestra una vista lateral
parcialmente cortada de la válvula derivadora con el conjunto
interior de la válvula en posición de lavado a contracorriente.
Debe indicarse que en la descripción detallada
que sigue, componentes idénticos tienen los mismos números de
referencia, sin tener en cuenta si se representan o no en
realizaciones diferentes de la presente invención. También debe
indicarse que a fin de describir clara y concisamente la presente
invención, los dibujos no necesariamente pueden estar a escala y
ciertas características de la invención se representan de forma algo
esquemática.
Con referencia ahora a la figura 1 se representa
una vista esquemática de un sistema de filtrado 10 para utilizarlo
con una fuente de fluido, como por ejemplo una piscina 12. Una
descarga de drenaje de la piscina 12 está conectada a una admisión
de una bomba 14 a través de una tubería de succión 15. Una salida de
la bomba 14 está conectada a un primer puerto 18 de una bomba
derivadora 20 a través de la tubería de admisión de la válvula 22.
Como se describirá con más detalle más adelante, puertos segundo y
tercero 24, 26 de la válvula derivadora 20 están conectados a un
filtro 28. Una tubería de salida de la válvula 30 conecta un cuarto
puerto 32 de la válvula derivadora 20 a una admisión de la piscina
12. Una tubería de drenaje 34 conecta un quinto puerto 36 de la
válvula derivadora 20 a un drenaje 38.
El filtro 28 tiene una construcción convencional
e incluye un alojamiento exterior 40 con conexiones de flujo primera
y segunda 42, 44. La primera conexión de flujo 42 está conectada al
segundo puerto 24 de la válvula derivadora 20, mientras la segunda
conexión de flujo 44 está conectada al tercer puerto 26 de la
válvula derivadora 20. El filtro 28 puede ser del tipo de lecho, en
el que el agua es filtrada a través de un lecho de un medio de
filtrado como por ejemplo arena, o un tipo de tierra de diatomea, en
el que el agua es filtrada a través de una malla de alambre provista
de un recubrimiento de tierra de diatomea depositada en ella. El
recubrimiento puede estar formado sobre la malla de alambre
realizando un fango de agua y tierra de diatomea y haciéndolo
circular a través del filtro 28 de tal forma que el agua pase a
través de la malla de alambre y se quede depositada sobre la misma.
Ambos tipos de filtro pueden ser limpiados mediante agua que fluye
en sentido inverso a través del filtro 28, lo cual es referido
frecuentemente como lavado a contracorriente.
Con referencia ahora a la figura 2, se representa
una vista de despiece en perspectiva de un alojamiento 46 de la
válvula derivadora 20. El alojamiento 46 incluye un cuerpo de
válvula 48 con los puertos del primero al quinto 18, 24, 26, 32, 36
extendiéndose en el mismo. Preferiblemente, el cuerpo de la válvula
48 está integralmente moldeado a partir de plástico rígido, como por
ejemplo plástico de cloruro de polivinilo (PVC). El cuerpo de la
válvula 48 es cilíndrico y tiene los extremos superior e inferior
roscados 50, 52. El extremo superior 50 incluye un borde circular
superior 54 con un par de muescas superiores opuestas 56 formadas en
él. Aunque no se representa, el extremo inferior 52 de forma similar
incluye un borde circular inferior con un par de muescas inferiores
formadas en él.
Cada uno de los puertos del primero al quinto 18,
24, 26, 32, 36 es cilíndrico y se abre dentro del cuerpo de la
válvula 48 a través de un orificio circular 58 formado en el cuerpo
de la válvula 48. Los puertos primero y cuarto, 18, 32 están
colocados en un lado frontal o primero 60 del cuerpo de la válvula
48, mientras los puertos segundo y tercero 24, 26 están colocados en
un lado opuesto, posterior o segundo 62 del cuerpo de la válvula 48.
Los puertos primero y segundo 18, 24, están colocados hacia el
extremo inferior 52 del cuerpo de la válvula 48 y están alineados
uno con otro. Los puertos tercero y cuarto 26, 32, están colocados
hacia el extremo superior 50 del cuerpo de la válvula 48 y están
alineados uno con otro. El quinto puerto 36 está dispuesto a un
ángulo substancialmente recto con respecto a los puertos primero
hasta cuarto 18, 24, 26, 32 y está dispuesto entre los puertos
primero y segundo 18, 24 y el extremo inferior 52 del cuerpo de la
válvula 48.
Un conjunto de tapón superior está adaptado para
fijarlo al extremo superior 50 del cuerpo de la válvula 48. El
conjunto de tapón superior incluye un inserto superior 66 y uno de
un par de tapones de retención 68.
Preferiblemente, el inserto superior 66 está
integralmente moldeado a partir de un plástico rígido como por
ejemplo plástico de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS). El
inserto superior 66 incluye un elemento globalmente circular 70
provisto de un orificio central 72 formado en él. Un reborde anular
74 se extiende hacia abajo desde la superficie inferior del elemento
circular 70 y está separado hacia dentro de un borde circunferencial
76 del elemento circular 70. Un anillo tórico 78 está provisto para
disponerlo alrededor del reborde anular 74. Un par de lengüetas
opuestas 80 se extienden hacia abajo desde el borde circunferencial
76. Bloques de tope primero y segundo 82, 84 se extienden hacia
arriba desde una superficie superior del elemento circular 70. Los
bloques de tope primero y segundo 82, 84 están dispuestos hacia el
orificio central 72 y están orientados formando un ángulo
generalmente recto uno con otro. Una etiqueta "LAVADO A
CONTRACORRIENTE" puede estar marcada en el elemento circular 70,
adyacente al primer bloque de tope 82, mientras una etiqueta
"FILTRO" puede estar marcada en el elemento circular 70,
adyacente al segundo bloque de tope 84.
El inserto superior 66 está adaptado para estar
dispuesto sobre el extremo superior 50 del cuerpo de la válvula 48
de tal forma que el reborde anular 74 y el anillo tórico 78 se
extiendan dentro del extremo superior 50 y las lengüetas 80 son
recibidas en las muescas superiores 56. Con el inserto superior 66
dispuesto de esta manera, el anillo tórico 78 queda comprimido entre
el reborde anular 74 y una superficie interior 86 del cuerpo de la
válvula 48, formando de ese modo una junta entre ellos.
Preferiblemente, el tapón de retención 68 está
integralmente moldeado a partir de plástico rígido, como por ejemplo
plástico ABS. El tapón de retención 68 es globalmente cilíndrico e
incluye una pared lateral 88 provista de una superficie interior con
roscas 90 formadas en ella. Una pluralidad de nervios separados 92
están dispuestos alrededor de la circunferencia de la pared lateral
88 y se extienden verticalmente. El tapón de retención 68 está
adaptado para ser roscado sobre el extremo superior 50 del cuerpo de
la válvula 48, sobre el inserto superior 66, de forma que fija el
inserto superior 66 al cuerpo de la válvula 48. Los nervios 92
ayudan al operario a sujetar el tapón de retención 68 al instalar o
al quitar el tapón de retención 68.
Un conjunto de tapón inferior está adaptado para
fijarlo al extremo inferior 52 del cuerpo de la válvula 48. El
conjunto de tapón inferior incluye un inserto inferior 96 y el otro
del par de tapones de retención 68.
Preferiblemente, el inserto inferior 96 está
integralmente moldeado a partir de un plástico rígido, como por
ejemplo plástico ABS. El inserto inferior 96 incluye un elemento
anular 98 dispuesto alrededor de un cubo 100. El cubo 100 define un
hueco 102 provisto de un orificio que se dirige hacia arriba. Un
reborde anular 104 se extiende hacia arriba desde la superficie
superior del elemento anular 98. El reborde anular 104 está
dispuesto alrededor del cubo 100 y está separado hacia dentro de un
borde circunferencial 106 del elemento anular 98. Un anillo tórico
108 está provisto para disponerlo alrededor del reborde anular 104.
Un par de lengüetas opuestas 110 se extienden hacia arriba desde el
borde circunferencial 106.
El inserto inferior 96 está adaptado para estar
dispuesto sobre el extremo inferior 52 del cuerpo de la válvula 48
de tal forma que el reborde anular 104 y el anillo tórico 108 se
extiendan dentro del extremo inferior 52 y las lengüetas 110 son
recibidas en las muescas inferiores. Con el inserto inferior 96
dispuesto de esta manera, el anillo tórico 108 queda comprimido
entre el reborde anular 104 y la superficie interior 86 del cuerpo
de la válvula 48, formando de ese modo una junta entre ellos.
El tapón de retención 68 está adaptado para ser
roscado sobre el extremo inferior 52 del cuerpo de la válvula 48,
sobre el inserto inferior 96, de forma que fija el inserto inferior
96 al cuerpo de la válvula 48.
Con referencia ahora a la figura 3 se representa
una vista de despiece en perspectiva de un conjunto de control que
comprende un conjunto interior de la válvula 114 y un mango 198. El
conjunto interior de la válvula 114 está para disponerlo dentro del
alojamiento 46. El conjunto interior de la válvula 114 incluye una
compuerta de bloqueo 116, una compuerta derivadora 118 y una
compuerta de tope o junta de extensión 120.
Preferiblemente, la compuerta de bloqueo 116 está
integralmente moldeada a partir de un plástico rígido, como por
ejemplo plástico ABS. La compuerta de bloqueo 116 incluye un cuerpo
globalmente cilíndrico 122 y una prolongación de bloqueo 124. El
cuerpo 122 es hueco y tiene extremos opuestos abiertos 126 que son
globalmente cóncavos. Soportes cilíndricos 128 están centralmente
unidos al cuerpo 122 en partes opuestas superior e inferior del
mismo. Los soportes 128 están alineados uno con otro y están
orientados perpendiculares al cuerpo 122. Cada uno de los soportes
128 define un orificio 130. Una pluralidad de nervios separados 132
se extienden dentro de cada uno de los orificios 130 alrededor de
las circunferencias de los mismos.
Una prolongación de bloqueo 124 incluye una base
(no representada) unida a un cabezal globalmente semiesférico 134
(representado mejor en las figuras 4 y 5). La base está unida a una
parte lateral del cuerpo 122 y separa el cabezal 134 del cuerpo 122.
El cabezal 134 tiene una cara 133 limitada por un borde
circunferencial 138. La cara 136 es convexa en dirección lateral. Un
par de orejas 140 se extienden respectivamente desde partes opuestas
del borde circunferencial 138 hasta los extremos 126 del cuerpo
122.
Preferiblemente, la compuerta derivadora 118 está
integralmente moldeada a partir de un plástico rígido, como por
ejemplo plástico ABS. La compuerta derivadora 118 incluye un cuerpo
globalmente cilíndrico 142. El cuerpo 142 es hueco y tiene extremos
opuestos abiertos 144 que son globalmente cóncavos. Soportes
cilíndricos 146 están centralmente unidos al cuerpo 142 en partes
opuestas superior e inferior del mismo. Los soportes 146 están
alineados uno con otro y están orientados perpendiculares al cuerpo
142. Cada uno de los soportes 146 define un orificio 148 globalmente
circular. Una pluralidad de nervios separados 150 se extienden
dentro de cada uno de los orificios 148 alrededor de las
circunferencias de los mismos.
Placas deflectoras superior e inferior 152, 154
están unidas al cuerpo 142 y se extienden en sentidos opuestos desde
el mismo. La placa deflectora superior 152 está unida a una parte
lateral del cuerpo 142, hacia la parte superior del mismo, mientras
la placa deflectora inferior 154 está unida a una parte lateral
opuesta del cuerpo 142, hacia la parte inferior del mismo. Las
placas deflectoras superior e inferior 152, 154 son cada una de
ellas globalmente circulares y respectivamente tienen bordes
exteriores en arco 156, 158.
Preferiblemente, la junta de extensión 120 está
integralmente moldeada a partir de un plástico rígido, como por
ejemplo plástico ABS. La junta de extensión 120 incluye un cabezal
160 unido a una base cilíndrica 162. Una cavidad cilíndrica (no
representada) se extiende a través de la base 162 y termina dentro
del cabezal 160. Un surco (no representado) linda con la cavidad y
se extiende radialmente hacia fuera desde la misma. El cabezal 160
es globalmente en forma de disco y es convexo en una dirección
lateral. Una ranura anular 164 está formada en el cabezal para
recibir un anillo tórico 166. La ranura 164 está separada hacia
dentro de un borde circunferencial 168 del cabezal 160.
Un árbol de extensión 170 está provisto para la
conexión a la junta de extensión 120. El árbol de extensión 170 está
preferiblemente compuesto de plástico rígido e incluye una base
globalmente cilíndrica 172 unida a un cuerpo principal 174. Un
soporte cilíndrico 176 se extiende desde el cuerpo principal 174 en
un ángulo substancialmente recto. Un reborde anular 178 está unido
entre la base 172 y el cuerpo principal 174. La base 172 tiene una
pluralidad de muescas 180 dispuestas alrededor de su perímetro,
mientras una pluralidad de ranuras longitudinales 182 están
equidistantemente separadas alrededor del perímetro del cuerpo
principal 174. Un reborde de bloqueo 184 se extiende a lo largo de
la longitud del soporte 176. Un taladro en el cuerpo (no
representado) se extiende a través del cuerpo principal 174,
mientras un taladro de la base 186 se extiende a través de la base
172. El taladro de la base 186 puede ser roscado. Un hueco
cilíndrico 188 está formado en el soporte 176.
Un árbol central 190 está provisto para conectar
la compuerta de bloqueo 116 a la compuerta derivadora 118. El árbol
central 190 está preferiblemente compuesto de plástico rígido y
tiene una forma generalmente cilíndrica. Una pluralidad de ranuras
192 están formadas en el árbol central 190. Las ranuras 192 están
equidistantemente separadas alrededor del perímetro del árbol
central 190 y se extienden a lo largo de la longitud del árbol
central 190. Un taladro 194 se extiende a través del árbol central
190.
Un árbol extremo 196 está provisto para conectar
la compuerta de bloqueo 116 a un mango 198. El árbol extremo 196
está preferiblemente compuesto de plástico rígido e incluye una
parte de compuerta 200 y una parte de soporte 202. Un reborde anular
206 está unido entre la parte de compuerta 200 y la parte de soporte
202. Una pluralidad de ranuras longitudinales 208 están
equidistantemente separadas alrededor del perímetro de la parte de
soporte 202, mientras una pluralidad de muescas 210 están
equidistantemente separadas alrededor del perímetro de la parte de
compuerta 200. Un taladro inferior 212 se extiende a través de la
parte de compuerta 200, mientras un taladro superior (no
representado) se extiende a través de la parte de soporte 202. El
taladro superior puede ser roscado.
Preferiblemente, el mango 198 está integralmente
moldeado a partir de un plástico rígido, como por ejemplo plástico
ABS. El mango 198 es globalmente rectangular, con un ligero doblado
formado en el mango, hacia un extremo interior en arco 214 del
mismo. Una protuberancia rectangular o indicador 216 se extiende
alejándose del extremo interior 214. Una cavidad inferior
globalmente cilíndrica 218 y un agujero superior circular (no
representado) están formados en el mango 198, hacia el extremo
interior 214. La cavidad inferior 218 se extiende a través de la
superficie inferior del mango 198, mientras el agujero superior se
extiende a través de una superficie superior del mango 198. Una
pluralidad de nervios separados 222 se extienden dentro de la
cavidad inferior 218 alrededor de la circunferencia de la cavidad
inferior 218. El agujero superior se extiende dentro de la cavidad
inferior 218 y puede estar roscado.
Con referencia ahora a la figura 4 se representa
una vista frontal de la válvula derivadora 20, completamente
montada. Una parte de la válvula derivadora 20 está cortada para
presentar mejor el interior de la misma.
El inserto inferior 96 (representado en la figura
2) está dispuesto sobre el extremo inferior 52 del cuerpo de la
válvula 48 de la manera descrita antes. Uno de los tapones de
retención 68 está roscado sobre el extremo inferior 52 del cuerpo de
la válvula 48, sobre el inserto inferior 96, fijando por lo tanto el
inserto inferior 96 al cuerpo de la válvula 48 y formando una junta
entre ellos. La base 172 del árbol de extensión 170 está
giratoriamente dispuesta en el hueco 102 del inserto inferior 96 de
tal forma que el reborde anular 178 se apoya en el cubo 100. El
soporte 176 del árbol de extensión 170 está dispuesto en la cavidad
de la junta de extensión 120 de tal forma que el reborde de bloqueo
184 es recibido en el surco, fijando por lo tanto la junta de
extensión 120 al movimiento giratorio alrededor del soporte 176. El
cuerpo principal 174 del árbol de extensión 170 está dispuesto en el
interior del orificio 148 en la parte inferior de uno de los
soportes 146 de la compuerta derivadora 118 de tal forma que los
nervios 150 del soporte 146 se extienden dentro de las ranuras 182
del cuerpo principal 174, fijando de ese modo el cuerpo principal
174 del movimiento de giro en el interior del orificio 148.
El árbol central 190 conecta la compuerta
derivadora 118 a la compuerta de bloqueo 116. Un extremo inferior
del árbol central 190 está dispuesto en el interior del orificio 148
en la parte superior de uno de los soportes 146 de la compuerta
derivadora 118 de tal forma que los nervios 150 del soporte 146 se
extienden dentro de las ranuras 192 del árbol central 190, fijando
de ese modo el extremo inferior del árbol central 190 al movimiento
de giro en el interior del orificio 148. Un extremo superior del
árbol central 190 está dispuesto en el interior del orificio 130 en
la parte inferior de uno de los soportes 128 de la compuerta de
bloqueo 116 de tal forma que los nervios 132 del soporte 128 se
extienden dentro de ranuras 192 del árbol central 190, fijando de
ese modo el extremo superior del árbol central 190 al movimiento de
giro en el interior del orificio 130.
El inserto superior 66 está dispuesto sobre el
extremo superior 50 del cuerpo de la válvula 48 de la manera
descrita antes. El otro de los tapones de retención 68 está roscado
sobre el extremo superior 50 del cuerpo de la válvula 48, sobre el
inserto superior 66, fijando por lo tanto el inserto superior 66 al
cuerpo de la válvula 48 y formando una junta entre ellos. La parte
de la compuerta 200 del árbol extremo 196 está dispuesta en el
interior del orificio 130 en la parte superior de uno de los
soportes 128 de la compuerta de bloqueo 116 de tal forma que los
nervios 132 del soporte 128 se extiende dentro de las muescas 210 de
la parte de compuerta 200, fijando de ese modo la parte de compuerta
200 del árbol extremo 196 al movimiento de giro en el interior del
orificio 130.
La parte del soporte 202 del árbol extremo 196 se
extiende a través del orificio central 72 en el inserto superior 66.
El mango 198 está dispuesto sobre la parte de soporte 202 del árbol
extremo 196 de tal forma que el indicador 216 del mango 198 está
colocado entre los bloques de tope primero y segundo 82, 84. La
parte de soporte 202 del árbol extremo 196 está dispuesta en la
cavidad inferior 218 del mango 198 de tal forma que los nervios 222
del mango 198 se extiende dentro de las ranuras 208 del árbol
extremo 196, fijando de ese modo la parte de soporte 202 del árbol
extremo 196 al movimiento de giro en el interior de la cavidad
inferior 218. Un perno de fijación 230 (representado en las figuras
4, 5) puede ser roscado a través del agujero superior en el mango
198 y dentro del taladro superior del árbol extremo 196 de forma que
fija el mango 198 al conjunto interior de la válvula 114.
Con la válvula derivadora 20 completamente
montada como se ha descrito antes, el conjunto interior de la
válvula 114 está giratoriamente dispuesto dentro del cuerpo de
válvula 48. La compuerta de bloqueo 116 está dispuesta entre los
puertos tercero y cuarto 26, 32 del cuerpo de la válvula 48,
mientras la compuerta derivadora 118 está dispuesta entre los
puertos primero y segundo 18, 24 del alojamiento 46. La junta de
extensión 120 está verticalmente alineada con el quinto puerto
36.
El conjunto interior de la válvula 114 puede ser
girado entre una posición de filtrado (representado en la figura 4)
y una posición de lavado a contracorriente (representada en la
figura 5) moviendo el mango 198 de tal forma que el indicador 216 se
desplaza entre los bloques de tope primero y segundo 82, 84. Cuando
el conjunto interior de la válvula 114 está en la posición de
filtrado, el cuerpo 122 de la compuerta de bloqueo 116 se extiende a
lo largo de la longitud entre los puertos tercero y cuarto 26, 32 y
el cuerpo 142 de la compuerta derivadora 118 se extiende a lo largo
de la longitud entre los puertos primero y segundo 18, 24. Además,
el cabezal 160 de la junta de extensión 120 está dispuesto sobre el
quinto puerto 36. La compuerta de bloqueo 116 funciona como un
conducto para conducir el fluido entre los puertos tercero y cuarto
26, 32 de una manera lineal. De forma similar, la compuerta
derivadora 118 funciona como un conducto para conducir fluido entre
los puertos primero y segundo 18, 24 de una manera lineal. El anillo
tórico 166 del cabezal 160 de la junta de extensión 120, sin
embargo, forma una junta con la superficie interior 86 del cuerpo de
la válvula 48 alrededor del quinto puerto 36, cerrando
herméticamente de ese modo el quinto puerto 36 desde el interior del
cuerpo de la válvula 48.
Cualquier fluido que se fugue entre la compuerta
de bloqueo 116 y el cuerpo de la válvula 48, y cualquier fluido que
se fugue entre la compuerta derivadora 118 y el cuerpo de la válvula
48 es retenido en el interior del cuerpo de la válvula 48 mediante
las juntas formadas por la junta de extensión 120 y los insertos
superior e inferior 66, 96.
Con referencia ahora a la figura 5 se representa
en una vista en corte lateral de la válvula derivadora 20 con el
conjunto interior de la válvula 114 en la posición de lavado a
contracorriente. Cuando el conjunto interior de la válvula 114 está
en la posición de lavado a contracorriente, el cuerpo 122 de la
compuerta de bloqueo 116 se extiende transversalmente a la dirección
entre los puertos tercero y cuarto 26, 32 y el cuerpo 142 de la
compuerta derivadora 118 se extiende transversalmente a la dirección
entre los puertos primero y segundo 18, 24. Además, la junta de
extensión 120 está separada del quinto puerto 36 de forma que
permite que el quinto puerto 36 comunique con el interior del cuerpo
de la válvula 48. La prolongación de bloqueo 124 de la compuerta de
bloqueo 116 está dispuesta sobre el cuarto puerto 32 de tal forma
que la cara 136 de la prolongación de bloqueo 124 linda con la
superficie interior 86 del cuerpo de la válvula 48 alrededor del
cuarto puerto 32, cerrando de ese modo el cuarto puerto 32 desde el
interior del cuerpo de la válvula 48.
El borde exterior 158 de la placa deflectora
inferior 154 linda con la superficie interior 86 del cuerpo de la
válvula 48 en el primer lado del mismo. La placa deflectora inferior
154 está colocada por debajo del orificio 58 del primer puerto 18 y
por encima del orificio 58 del primer puerto 36. La placa deflectora
inferior 154 coopera con el cuerpo 142 de la compuerta derivadora
118 para guiar el fluido que entra en el cuerpo de la válvula 48 a
través del primer puerto 18 hacia arriba, a lo largo del primer lado
60 del cuerpo de la válvula 48. Una vez por encima de la compuerta
derivadora 118, el fluido del primer puerto 18 cruza sobre el
segundo lado 62 del cuerpo de la válvula 48 y sale del cuerpo de la
válvula a través del tercer puerto 26.
El borde exterior 152 de la placa deflectora
superior 152 linda con la superficie interior 86 del cuerpo de la
válvula 48 en el segundo lado 62 del mismo. La placa deflectora
superior 152 está colocada por encima del orificio 58 del segundo
puerto 24 y de ese modo evita que el fluido del primer puerto 18 se
desplace hacia abajo, dentro del segundo puerto 24 o el quinto
puerto 36. La prolongación de bloqueo 124 de la compuerta de bloqueo
116 evita que el fluido del primer puerto 18 salga del cuerpo de la
válvula 48 a través del cuarto puerto 32. Por lo tanto, la compuerta
derivadora 118 y la compuerta de bloqueo 116 cooperan para definir
un paso a través del cuerpo de la válvula 48 que conecta el primer
puerto 18 con el tercer puerto 26 cuando el conjunto interior de la
válvula 114 está en la posición de lavado a contracorriente.
La placa deflectora superior 152 también coopera
con el cuerpo 142 de la compuerta derivadora 118 para guiar al
fluido que entra en el cuerpo de la válvula 48 a través del segundo
puerto 24 hacia abajo, a lo largo del segundo lado 62 del cuerpo de
la válvula 48. Por debajo de la compuerta derivadora 118, el fluido
desde el segundo puerto 24 sale del cuerpo de la válvula 48 a través
del quinto puerto 36. La placa deflectora inferior 154 evita que el
fluido del segundo puerto 24 se desplace hacia arriba a lo largo del
primer lado 60 del cuerpo de la válvula 48 al primer puerto 18. Por
lo tanto, la compuerta derivadora 118 ayuda a definir un paso a
través del cuerpo de la válvula 48 que conecta el segundo puerto 24
con el quinto puerto 36 cuando el conjunto interior de la válvula
114 está en la posición de lavado a contracorriente.
Con referencia otra vez a la figura 1, se
describirá ahora el funcionamiento del sistema de filtrado 10. El
conjunto interior de la válvula 114 se coloca en la posición de
filtrado girando el mango 198 de forma que el indicador 216 se apoye
en el segundo bloque de tope 84. Cuando el conjunto interior de la
válvula 114 está en la posición de filtrado, la bomba 14 saca el
agua desde la piscina 12 y la bombea a la válvula derivadora 20 a
través de la tubería de admisión de la válvula 22. El agua entra en
la válvula derivadora 20 a través del primer puerto 18, se desplaza
axialmente a través de la compuerta derivadora 118 y sale de la
válvula derivadora 20 a través del segundo puerto 24. El agua entra
en el filtro 28 a través de la primera conexión del flujo 42 y pasa
a través del lecho de filtrado o malla de alambre recubierta en una
primera dirección, lo cual causa que las impurezas del agua sean
extraídas y retenidas por el lecho de filtrado o la malla de alambre
recubierta. El agua filtrada sale entonces del filtro 28 a través de
la segunda conexión del flujo 44 y vuelve a entrar en la válvula
derivadora 20 a través del tercer puerto 26. El agua filtrada se
desplaza axialmente a través de la compuerta de bloqueo 116 y sale
de la válvula derivadora 20 a través del cuarto puerto 32. El agua
filtrada se desplaza entonces de vuelta a la piscina 12 a través de
la tubería de salida de la válvula 20.
El conjunto interior de la válvula 114 se coloca
en la posición de lavado a contracorriente girando el mango 198 de
forma que el indicador 216 se apoye en el primer bloque de tope 82.
Cuando el conjunto interior de la válvula 114 está en la posición de
lavado a contracorriente, la bomba 14 saca el agua de la piscina 12
y la bombea a la válvula derivadora 20 a través de la tubería de
admisión de la válvula 22. El agua entra en la válvula derivadora 20
a través del primer puerto 18, se desplaza hacia arriba a través de
la válvula derivadora 20 y sale de la válvula derivadora 20 a través
del tercer puerto 26. El agua entra en el filtro 28 a través de la
segunda conexión del flujo 44 y pasa a través del lecho de filtrado
o malla de alambre recubierta en un segundo sentido opuesto, el cual
limpia con descarga de agua las impurezas del lecho de filtrado o
malla de alambre recubierta. Si el filtro 28 es del tipo de tierra
de diatomea, el agua también limpia con descarga la tierra de
diatomea fuera de la malla de alambre. Las impurezas (y, si es
aplicable, la tierra de diatomea) se mezclan con el agua para formar
una mezcla residual y es transportada fuera del filtro 28. La mezcla
residual sale del filtro 28 a través de la primera conexión del
flujo 42 y vuelve a entrar en la válvula derivadora 20 a través del
segundo puerto 24. La mezcla residual se desplaza hacia abajo a
través del cuerpo de la válvula 48 y sale de la válvula derivadora
20 a través del quinto puerto 36. La mezcla residual se desplaza
entonces al drenaje 38 a través de la tubería de drenaje 34.
Debe apreciarse de la descripción anterior de la
construcción y del funcionamiento de la válvula derivadora 20 que la
válvula derivadora 20 proporciona numerosos beneficios sobre las
válvulas derivadoras de la técnica anterior. La construcción de la
válvula derivadora 20 permite que la válvula derivadora 20 sea
reconfigurada para una aplicación particular. Por ejemplo, si la
válvula derivadora 20 se va a utilizar en otro sistema de filtrado
en el que las conexiones del flujo primera y segunda 42, 44 del
filtro 28 estén en posición invertida, el cuerpo de la válvula 48 se
puede girar de arriba abajo y cambiar los conjuntos de tapones
superior e inferior. Con la válvula derivadora 20 configurada de
esta manera, la base 172 del árbol de extensión 170 se extiende a
través del orificio central 72 en el inserto superior 66 y dentro de
la cavidad inferior 218 del mango 198, mientras la parte de soporte
202 del árbol extremo 196 está giratoriamente dispuesta en el hueco
102 del inserto inferior 96. Los nervios 222 del mango 198 se
extienden dentro de muescas 180 de la base 172 de forma que fijan el
árbol de extensión 170 al movimiento de giro en el interior de la
cavidad inferior 218. El perno de fijación 230 puede estar roscado a
través del agujero superior en el mango 198 y dentro del taladro de
la base 186 del árbol de extensión 170 de forma que fija el mango
198 al conjunto interior de la válvula 114.
La construcción de la válvula derivadora 20
también permite que la válvula derivadora 20 sea fabricada
utilizando menos mano de obra que otras válvulas derivadoras de la
técnica anterior. Los componentes de la válvula derivadora 20 pueden
ser moldeados a máquina y se pueden montar juntos rápidamente
utilizando, como máximo, sólo un elemento de fijación (el perno de
fijación 230).
Además de ser versátil y simple de fabricar, la
válvula derivadora 20 no introduce una caída de presión substancial
dentro del sistema de filtrado 10 cuando la válvula derivadora 20
está en la posición de filtrado porque el agua fluye linealmente a
través de la compuerta derivadora 118 y la compuerta de bloqueo
116.
Aunque se ha representado y descrito la
realización preferida de esta invención, debe entenderse que se
puede recurrir a diversas modificaciones y disposiciones diferentes
de las piezas sin salirse del ámbito de la invención, como se
describe y se reivindica aquí.
Claims (6)
1. Válvula derivadora (20) para la conexión
dentro de un sistema de acondicionamiento (10) para una fuente de
fluidos, dicho sistema de acondicionamiento incluyendo un aparato de
acondicionamiento (28), dicha válvula derivadora comprendiendo:
un cuerpo de válvula (48) que incluye:
puertos primero (18) y segundo (24) axialmente
alineados dispuestos en lados opuestos del cuerpo de la válvula,
dicho primer puerto siendo para la conexión a la fuente de fluido y
dicho segundo puerto siendo para la conexión al aparato de
acondicionamiento;
puertos tercero (26) y cuarto (32) axialmente
alineados dispuestos en lados opuestos del cuerpo de la válvula,
dicho tercer puerto siendo para la conexión al aparato de
acondicionamiento; y
un conjunto de válvula (114) dispuesto en el
interior del cuerpo de la válvula, dicho conjunto de válvula
dirigiendo el fluido a través del cuerpo de la válvula y pudiéndose
desplazar giratoriamente entre una primera posición y una segunda
posición, dicho conjunto de válvula provisto de compuertas primera y
segunda (116, 118) que definen pasos lineales para conectar
respectivamente dichos puertos primero y segundo y dichos puertos
tercero y cuarto cuando dicho conjunto de válvula está en la primera
posición, por lo que los pasos lineales primero y segundo se
extienden axialmente a través de las compuertas primera y segunda,
respectivamente;
por lo que cuando la válvula derivadora está
conectada dentro del sistema de acondicionamiento y el conjunto de
válvula está en la primera posición, el fluido entra por el primer
puerto, sale por el segundo puerto, pasa a través del aparato de
acondicionamiento (28), entra por el tercer puerto y sale por el
cuarto puerto;
caracterizada porque dicho cuerpo de
válvula adicionalmente comprende un quinto puerto (36) y porque
dicha segunda compuerta (116) comprende una prolongación de bloqueo
(124) que se extiende hacia fuera desde dicha segunda compuerta para
cubrir el cuarto puerto cuando el conjunto de válvula está en la
segunda posición de forma que cuando la válvula derivadora está
conectada dentro del sistema de acondicionamiento y el conjunto de
válvula está en la segunda posición, el fluido entra por el primer
puerto, sale por el tercer puerto, pasa a través del aparato de
acondicionamiento, entra por el segundo puerto y sale por el quinto
puerto.
2. La válvula derivadora de la reivindicación 1
en la que el quinto puerto (36) está dispuesto formando
substancialmente ángulo recto con los puertos primero y segundo y
con los puertos tercero y cuarto (18, 24, 26, 32).
3. La válvula derivadora de la reivindicación 1
en la que el sistema de acondicionamiento comprende un sistema de
filtrado (22) y en la que el aparato de acondicionamiento comprende
un aparato de filtrado.
4. La válvula derivadora de la reivindicación 3
en la que cuando la válvula derivadora está conectada dentro del
sistema de filtrado (28) y el conjunto de la válvula está en la
primera posición, la válvula derivadora dirige el fluido a través
del aparato de filtrado de forma que el fluido es filtrado por el
aparato del filtrado; y en la que cuando la válvula derivadora está
conectada dentro del sistema de acondicionamiento y el conjunto de
la válvula está en la segunda posición, la válvula derivadora dirige
el fluido a través del aparato de filtrado de forma que el fluido
limpia por lavado a contracorriente el aparato del filtrado.
5. La válvula derivadora de la reivindicación 1
en la que el conjunto de la válvula adicionalmente comprende una
compuerta de tope (120) que cubre el quinto puerto (36) cuando el
conjunto de la válvula está en la primera posición.
6. La válvula derivadora de la reivindicación 1
en la que las compuertas primera y segunda (18, 24) cooperan para
definir un paso que conecta los puertos primero y tercero (18, 26)
cuando el conjunto de la válvula está en la segunda posición.
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