ES2239139T3 - Unidad de valvula de purgado y cierre estanco para baterias electricas. - Google Patents
Unidad de valvula de purgado y cierre estanco para baterias electricas.Info
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Abstract
Unidad de válvula de purgado y cierre estanco (1, 20) para baterías eléctricas que comprende: - como mínimo un elemento de cuello tubular (2, 21) asociado con la tapa (C) de dicha batería y adaptado para establecer la comunicación entre el ambiente exterior y los conductos de purgado o sangrado (S) dispuestos en dicha tapa (C); - una caperuza o casquete elástico (3, 23) que consiste en un cuerpo tubular (4) cerrado por un elemento inferior (5), acoplado de forma desacoplable con el exterior de dicho elemento de cuello tubular (2, 21), caracterizada porque dicho elemento de cuello tubular (2, 21) termina con un elemento anular rebajado o más delgado (6, 22) con respecto a la superficie exterior (2a) de dicho elemento de cuello tubular (2, 21), cooperando dicho elemento anular con la superficie interna (7) de dicha caperuza (3, 23) para definir una cámara anular (8, 24).
Description
Unidad de válvula de purgado y cierre estanco
para baterías eléctricas.
La presente invención se refiere a una unidad de
válvula de purgado y cierre estanco para baterías eléctricas.
Es sabido que dentro de las baterías, durante el
período de utilización y/o recarga, se generan gases debido al
proceso de electrólisis y evaporación del agua contenida en la
solución electrolítica que consiste en ácido sulfúrico y agua
destilada.
Un tipo particular de baterías eléctricas son las
denominadas baterías de recombinación en las que los gases
generados durante el funcionamiento son condensados dentro de dicha
batería evitando el consumo del agua destilada y la necesidad de
ser rellenadas.
Por razones de seguridad las baterías de
recombinación están dotadas de una serie de canales o conductos
dispuestos en el recubrimiento que encierra la carcasa que contiene
las celdas, conectando dichos canales conectando las celdas
electrolíticas de la batería con una unidad de válvula de seguridad
que permite el purgado del gas al exterior cuando la presión del
mismo supera un determinado valor.
Una unidad de válvula de este tipo debe además
impedir la entrada de aire en el interior de la batería cuando
disminuye la temperatura y consecuentemente también la presión
interior de lámina. Una unidad de válvula de purgado y cierre
estanco para baterías eléctricas de acuerdo con la técnica anterior
es mostrada en la figura 1 a modo de ejemplo, en la que es indicada
de manera general con la letra (A).
Es posible observar que dicha unidad comprende
substancialmente un cuello tubular (B) que sobresale de la tapa de
la batería (C) y que comunica con el espacio interior de dicha
batería, un casquete o caperuza elástico indicado de manera general
con la letra (D) y que consiste en un cuerpo tubular (E) cerrado
por un elemento inferior (F) aplicado en dicho cuello.
La caperuza (D) se muestra además en las figuras
2 y 3, en las que puede verse que dicha caperuza está dotada de
manera interna con tres partes rebajadas (G) dispuestas con una
configuración angular de 120° entre las mismas, siendo obtenida
cada una de dichas partes rebajando una parte del cuerpo tubular
(E) y también del elemento inferior (F).
El extremo del cuerpo tubular (E) en cada parte
rebajada (G) presenta un reborde (H) adherido al cuello tubular (B)
para obtener un cierre estanco.
En caso de exceso de presión en el interior de la
betería, el gas producido es expulsado hacia el exterior a través
del conducto (I) mostrado en la figura 1, dispuesto entre el cuello
tubular (B) y la parte rebajada (G), haciendo que el reborde (H) se
eleve y alivie de este modo el exceso de presión hacia el ambiente
exterior.
Por el contrario, en caso de disminución de la
presión en el interior de la batería, la presión externa fuerza a
los rebordes (H) contra el cuello tubular (B) impidiendo la entrada
de aire hacia el interior de dicha batería.
Una desventaja de la unidad de válvula
anteriormente mencionada consiste en que el tamaño reducido de las
partes rebajadas (G) y, en consecuencia, de los conductos (I)
creados entre la caperuza y el cuello tubular (B), dificulta la
descarga del exceso de presión y el cierre subsiguiente, aumentando
la inercia de la unidad de válvula que reacciona de modo bastante
lento cuando la presión dentro de dicha batería aumenta o
disminuye. Ese hecho puede provocar que la presión aumente por
encima de los valores admisibles máximos.
Otra desventaja consiste en que la superficie de
cierre estanco está limitada únicamente a la superficie de
contacto entre el cuerpo tubular de la caperuza y el cuello tubular
y dicha superficie no siempre resulta suficiente para garantizar la
estanqueidad, haciendo frente a la entrada de aire en la batería
desde el exterior cuando dicha batería sufre una disminución de
presión en su interior.
Los inconvenientes mencionados anteriormente, es
decir, la elevada inercia de las operaciones de apertura y cierre
con respecto al exterior y la limitada estanqueidad del interior,
son encontrados generalmente de modo más o menos marcado en todas
las unidades de válvula construidas de acuerdo con la técnica
anterior, aún en el caso de que estén construidas de forma distinta
a la unidad de válvula descrita anteriormente y mostrada en el
presente documento.
La presente invención tiene como objetivo la
superación de dichos inconvenientes.
De manera más particular, un primer objetivo de
la presente invención es dar a conocer una unidad de válvula de
purgado y cierre estanco que tenga una inercia de funcionamiento
durante la apertura que sea menor en comparación con las unidades
de válvula equivalentes conocidas.
Otro objetivo de la invención es una unidad de
válvula con una estanqueidad mayor durante el cierre en comparación
con unidades de válvula conocidas equivalentes.
Dichos objetivos son logrados por una unidad de
válvula de purgado y estanquidad para baterías eléctricas que, de
acuerdo con la reivindicación principal, comprende:
- como mínimo un elemento de cuello tubular
asociado a la tapa de dicha batería y adaptado para llevar a cabo
la comunicación del ambiente exterior con los conductos de purgado
dispuestos en dicha tapa;
- una caperuza o casquete elásticos que consiste
en un cuerpo tubular cerrado por un elemento inferior, acoplado de
forma desacoplable con el exterior de dicho elemento de cuello
tubular,
y está caracterizada porque dicho elemento de
cuello tubular termina en un elemento anular más delgado con
respecto a la superficie exterior de dicho elemento de cuello
tubular, cooperando con la superficie interior de dicha caperuza
para definir una cámara anular.
De acuerdo con una realización preferente, el
elemento de cuello tubular es parte de la tapa de la batería que es
integral con dicha tapa.
El elemento anular está realizado en el elemento
de cuello tubular con forma troncocónica y la cámara anular está
definida entre la superficie exterior del elemento anular y la zona
de intersección anular determinada por el contacto entre las
superficies internas del cuerpo tubular y el elemento inferior de
la caperuza.
La unidad de válvula está dispuesta dentro de una
cámara dispuesta en la tapa de la batería, estando cerrada dicha
cámara mediante un elemento de tapón dotado de orificios que
retienen dicha caperuza cuando el aumento de la presión interior de
la batería tiende a separar dicha caperuza del elemento de cuello
tubular al que está acoplada.
En caso de un exceso de presión dentro de la
batería, la caperuza elástica se eleva con respecto al elemento de
cuello tubular permitiendo la expulsión del gas.
Por el contrario, en caso de que la batería sufra
una disminución de presión, la presión atmosférica que es mayor
que la presión interna de la batería, hace que la caperuza elástica
se adhiera al elemento de cuello tubular impidiendo la entrada de
aire desde el exterior.
De acuerdo con una variante en la construcción,
dicho elemento de cuello tubular es parte de un tapón aplicado a
la tapa de la batería. De este modo, la unida de válvula completa
puede ser eliminada de la tapa de la batería.
De manera ventajosa, la cámara anular entre el
elemento de anular del cuello tubular y la caperuza elástica,
permite que el gas presurizado generado en el interior de la
batería presione de forma radial el cuerpo tubular de la caperuza
en toda la circunferencia al mismo tiempo. Esto hace más fácil la
expulsión del gas hacia el exterior y reduce la inercia de
funcionamiento de la unidad de válvula como un todo, de manera que
evita aumentos peligrosos de la presión dentro de la batería
durante el funcionamiento.
De forma ventajosa aún, el elemento anular
asegura también la estanqueidad contra la parte inferior de la
caperuza elástica, garantizando de este modo una estanqueidad
mejorada de la batería con respecto al exterior cuando sufre una
disminución de presión en su interior.
Dichos objetivos y ventajas serán mejor
comprendidos a partir de la descripción de una realización
preferente de la presente invención que es presentada como un
ejemplo no limitativo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos,
en los que:
- la figuras 1, 2 y 3 son diferentes vistas de
una válvula de purgado y cierre estanco para baterías
pertenecientes a la técnica anterior;
- la figura 4 es una vista en sección
longitudinal de la unidad de válvula de la presente invención;
- la figura 5 es una vista en detalle de la
unidad de válvula de la figura 4;
- las figuras 6 y 7 muestran la unidad de
válvula de la presente invención en dos etapas de funcionamiento
distintas;
- la figura 8 es una vista aumentada de un
detalle de la unidad de válvula de la presente invención, y
- la figura 9 muestra una variante de
construcción de la unidad de válvula de la presente invención.
Como se muestra en las figuras 4 y 5, la unidad
de válvula de la presente invención, indicada de forma general con
el número de referencia (1), es aplicada al elemento de tapa (C)
de una batería eléctrica en el extremo de uno o más de sus
conductos de purgado (S) que conectan las numerosas celdas de la
batería con el exterior.
De manera más particular, la unida de válvula (1)
de la presente invención comprende un elemento de cuello tubular
(2) dispuesto en la tapa (C) de la batería y que comunica con los
conductos de purgado (S), al cual está acoplado de forma
desacoplable y externa una caperuza elástica (3) que consiste en un
cuerpo tubular (4) cerrado por un elemento inferior (5).
De acuerdo con la presente invención, dicho
elemento de cuello tubular (2) termina en un elemento anular más
delgado o rebajado con respecto a la superficie exterior (2a) de
dicho elemento de cuello tubular (2), cooperando dicho elemento de
collar con la superficie interior (7) de la caperuza elástica (3),
definiendo de este modo una cámara anular (8) que puede verse con
mayor detalle en las figuras 6 y 7.
La cámara anular (8) está definida de manera
particular en la zona de intersección (7a) determinada por el
contacto entre la superficie interior (4a) del cuerpo tubular (4) y
la superficie interior (5a) del elemento inferior (5) que
conforman la mencionada caperuza (3).
De manera preferente, pero no necesaria, dicho
elemento anular (6), tal como se muestra en la figura 8, es cónico
y tiene la superficie exterior (6a) inclinada en un ángulo
(\alpha) con respecto a la superficie exterior (2a) del elemento
de cuello tubular (2), que también está ligeramente inclinado en un
ángulo (\beta) con respecto al elemento anular (6) a efectos de
facilitar la expulsión de gas cuando la presión dentro de la
batería es mayor que la presión exterior.
Debe hacerse notar que la unidad de válvula (1)
está dispuesta dentro de una cámara (9) hecha en la tapa (C) de la
batería y cerrada mediante una división (D) dotada de orificios (F)
que impiden la expulsión de la caperuza elástica (3) en vista de la
presión de gas en el interior de la batería.
De manera más particular, el elemento de
separación (D) está separado de la caperuza elástica (3) en una
distancia (d) para permitir el movimiento de dicha caperuza
elástica (3) cuando el gas es expulsado.
Durante el funcionamiento, como se muestra en la
figura 6, cuando la presión en el interior de la batería sobrepasa
un determinado límite, el gas contenido en dicho interior empuja
la superficie interna (5a) del elemento inferior (5) de la caperuza
elástica (3) y la separa del cabezal extremo anular (6b) del
elemento anular cónico (6) para penetrar en la cámara anular
(8).
Dentro de la cámara anular (8) el gas presurizado
empuja de forma radial hacia el exterior de la superficie interna
(4a) del cuerpo tubular (4) separándolo de la superficie exterior
(2a) del elemento de cuello tubular (2) como muestra la figura 6,
formando de este modo un conducto anular (10) que permite la
expulsión del gas hacia el exterior.
Por el contrario, como muestra la figura 7,
cuando finaliza la utilización de dicha batería y la misma se
enfría, la presión interna disminuye hasta que se hace menor que la
presión exterior, provocando por depresión que el cuerpo tubular
(4) se desplace contra la superficie exterior (2a) del elemento de
cuello tubular (2) y el elemento inferior (5) contra el cabezal
extremo anular (6b) del elemento anular cónico (6).
De este modo, se logra un doble cierre estanco
que impide que el aire exterior penetre en el interior de la
batería.
De acuerdo con una realización con
características de construcción distintas mostrada en la figura 9,
la unidad de válvula de cierre estanco de la presente invención,
indicada de forma general con el número (20), difiere de la
realización previamente descrita porque el elemento de cuello
tubular (21) es integral con un elemento de tapón (T) aplicado de
forma desacoplable en un orificio correspondiente dispuesto en la
tapa de la batería.
El elemento anular (22) del elemento de cuello
tubular (21) tiene forma cilíndrica definiendo con la caperuza (23)
correspondiente una cámara anular (24) que tiene la misma función
descrita en la realización descrita previamente.
De este modo, la unidad de válvula puede ser
retirada de forma completa de la tapa de la batería.
Esto permite aplicar la unidad de válvula de la
presente invención incluso a tapas de baterías que no están dotadas
de un cuello tubular y están hechas de forma integral con dicha
tapa.
A partir de lo descrito anteriormente, debe
indicarse que la unidad de válvula de la presente invención en las
dos realizaciones descritas cumplen los objetivos deseados.
La invención descrita puede conllevar variantes
de construcción adicionales, por ejemplo con respecto a distintas
formas de la caperuza elástica, del elemento tubular cónico y del
elemento de cuello tubular.
Cualquier variación no mostrada y posiblemente no
citada debe considerarse parte de la presente invención cuando
quede dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (13)
1. Unidad de válvula de purgado y cierre estanco
(1, 20) para baterías eléctricas que comprende:
- como mínimo un elemento de cuello tubular (2,
21) asociado con la tapa (C) de dicha batería y adaptado para
establecer la comunicación entre el ambiente exterior y los
conductos de purgado o sangrado (S) dispuestos en dicha tapa
(C);
- una caperuza o casquete elástico (3, 23) que
consiste en un cuerpo tubular (4) cerrado por un elemento inferior
(5), acoplado de forma desacoplable con el exterior de dicho
elemento de cuello tubular (2, 21),
caracterizada porque dicho elemento de
cuello tubular (2, 21) termina con un elemento anular rebajado o
más delgado (6, 22) con respecto a la superficie exterior (2a) de
dicho elemento de cuello tubular (2, 21), cooperando dicho
elemento anular con la superficie interna (7) de dicha caperuza (3,
23) para definir una cámara anular (8, 24).
2. Unidad de válvula (1, 20) de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque dicha cámara anular
(8, 24) está definida entre la superficie exterior (6a) de dicho
elemento anular (6, 22) y la zona de intersección anular (7a)
determinada por el contacto entre la superficie interna (4a) del
cuerpo tubular (4) y la superficie interna (5a) del elemento
inferior (5) de dicha caperuza elástica (3, 23).
3. Unidad de válvula (1) de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizada porque dicha superficie
externa (6a) de dicho elemento anular (6) es cónica y presenta una
inclinación que converge con respecto a la superficie exterior (2a)
de dicho elemento de cuello tubular (2).
4. Unidad de válvula (20) de acuerdo con al
reivindicación 2, caracterizada porque dicha superficie
externa de dicho elemento anular (22) es cilíndrica.
5. Unidad de válvula (1) de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque dicho elemento de
cuello tubular (2) es integral con dicha tapa (C) de dicha
batería.
6. Unidad de válvula (20) de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque dicho elemento de
cuello tubular (21) es parte de un tapón (T) que puede ser acoplado
de forma desmontable a un orificio de dicha tapa de batería
(C).
7. Unidad de válvula (1) de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 5, caracterizada porque dicho elemento de
cuello tubular (2) está dispuesto dentro de una cámara (9) hecha
en dicha tapa (C) y cerrada por un elemento de división (D) dotado
de como mínimo un orificio (F).
8. Unidad de válvula (20) de acuerdo con la
reivindicación 6, caracterizada porque dicho elemento de
cuello tubular (21) está dispuesto dentro de una cámara hecha en el
mencionado tapón (T).
9. Unidad de válvula (1, 20) de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizada porque dicha superficie
externa (2a) de dicho elemento de cuello tubular (2, 21) presenta
una inclinación (\alpha) dirigida hacia dicho elemento anular (6,
22).
10. Unidad de válvula (1, 20) de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque dicho elemento de
cuello tubular (2, 21), dicho elemento anular cónico (6, 22) y
dicho cuerpo tubular (4) de dicha caperuza elástica (3, 23)
presentan una sección transversal con forma circular.
11. Unidad de válvula (1, 20) de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque la superficie interna
(4a) del cuerpo tubular (4) de dicha caperuza elástica (3, 23)
coopera de forma estanca con la superficie externa (2a) de dicho
elemento de cuello tubular (2, 21) y la superficie interna (5a) del
elemento inferior (5) de dicha caperuza elástica (3, 23) coopera de
forma estanca con el cabezal extremo anular (6b) de dicho elemento
anular (6, 22) cuando la presión en el interior de la batería es
mayor que la presión externa.
12. Unidad de válvula (1, 20) de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque la superficie interna
(5a) del elemento inferior (5) de dicha caperuza elástica (3, 23)
está separada del cabezal extremo anular (6b) de dicho elemento
anular (6, 22) y la superficie interna (4a) del cuerpo tubular (4)
de la mencionada caperuza elástica (3, 23) está separada de la
superficie externa (2a) de dicho elemento de cuello tubular (2, 21)
cuando la presión en el interior de la batería es mayor que la
presión externa.
13. Unidad de válvula (1, 20) de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizada porque la superficie externa
del elemento inferior (5) de la mencionada caperuza elástica (3,
23) está dispuesta a una distancia (d) de dicho elemento de
división (D).
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