ES2239309T3 - Eductor. - Google Patents

Abstract

Un eductor que comprende una estructura venturi (3), un espacio de aire (5) a través del cual, en un modo operativo de espacio de aire, se hace pasar un chorro de líquido hacia la estructura venturi (3) y hacia una válvula de retención desmontable (19) situada en el espacio de aire (5), con lo cual el eductor es convertible entre un modo operativo de espacio de aire y un modo operativo de válvula de retención.

Description

Eductor.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a eductores para mezclar líquidos y a válvulas de retención para uso con estos eductores. Esta invención también se refiere a un método para adaptar eductores de espacio de aire.

Antecedentes de la invención

Es una práctica común en muchas industrias, tales como las industrias hoteleras y de servicio de comidas y bebidas, que los productos químicos, tales como los usados para la limpieza, sean adquiridos como líquidos concentrados y luego diluidos con agua in situ para obtener las concentraciones de uso correctas. Se han diseñado aparatos dispensadores dosificadores para lograr la dilución deseada de la solución concentrada y dispensar la solución diluida mezclada.

Estos dispensadores han empleado comúnmente dispositivos denominados de tipo venturi, tales como eductores, para aspirar o succionar la solución concentrada hacia la corriente de agua.

En estos eductores el agua que se desplaza a través de un paso arrastra la solución concentrada en un punto en el que se ensancha un canal de flujo restringido dentro del paso.

Un eductor está normalmente dispuesto según una configuración vertical y comprende una boquilla para formar y dirigir hacia abajo un chorro de agua, un espacio de aire debajo de la boquilla, y una estructura venturi situada debajo del espacio de aire. En uso el chorro de agua atraviesa el espacio de aire y entra en la estructura venturi. La estructura venturi comprende una entrada, un paso lateral para entregar un líquido concentrado y una cámara en la que el líquido concentrado es arrastrado por el flujo de agua.

Con el fin de garantizar que la solución se dispense con la concentración deseada, se necesita un método de regulación de flujo para controlar la cantidad de solución concentrada succionada hacia el flujo de agua. Se describen ejemplos de eductores, en particular eductores que tienen medios de regulación de flujo, en los documentos US-A-5522419 y WO94/04857.

Típicamente, los eductores se hacen funcionar con agua suministrada directamente desde la red principal. En la mayor parte de los sistemas de suministro de agua existe la posibilidad de aparición de condiciones transitorias que podrían crear un vacío parcial dentro de las tuberías de agua. Esto puede provocar un flujo inverso de los líquidos concentrados hacia el suministro de agua.

Claramente, esto no es deseable y es importante mantener el suministro de agua sin contaminación impidiendo el reflujo de los productos químicos hacia la fuente de agua.

Se conocen dos tipos de disposiciones de protección de la fuente de agua. Los eductores de espacio de aire (AA) tienen un espacio de aire entre la boquilla y la estructura venturi, según se expuso anteriormente. Esto proporciona protección frente al reflujo dado que el agua no puede retroceder por el espacio de aire hasta el suministro de agua. Cualquier cantidad de agua que salga de la entrada venturi en condiciones de reflujo se derramará sencillamente fuera del eductor sin contaminar el suministro de agua. Por tanto, los eductores de espacio de aire proporcionan un nivel relativamente alto de protección frente al reflujo, pero tienen una serie de desventajas que se exponen a continuación.

Una válvula de retención mecánica o interruptores de tubería (DB) proporcionan un nivel relativamente más bajo de protección frente al reflujo, pero no tienen algunas de las desventajas asociadas con eductores de espacio de aire. Los eductores de espacio de aire conocidos proporcionan una combinación de protección frente al reflujo y dispensación de fluido en una sola unidad. Sin embargo, los eductores de espacio de aire tienen varios inconvenientes. La corriente de agua que atraviesa el espacio de aire está expuesta al aire, al igual que la boquilla que dirige el agua. La admisión de polvo u otros materiales en partículas desde el ambiente operativo puede interferir el rendimiento del chorro, lo cual puede provocar retrosalpicaduras aumentadas y reducir la eficiencia de la etapa venturi. La obstrucción del chorro impedirá el funcionamiento efectivo del eductor. Por estas razones, los eductores de espacio de aire necesitan un mantenimiento regular. La presencia del espacio de aire también impide que el eductor se use con un diluyente distinto del agua, dado que el diluyente está expuesto al aire.

Una alternativa a un eductor de espacio de aire es el uso de una válvula de retención aguas arriba de un eductor sin espacio de aire. La válvula de retención está posicionada en serie con el eductor y es una unidad separada. Sin embargo, en esta disposición se pierde la conveniencia de una unidad combinada de eductor y de prevención de reflujo, proporcionada por el eductor de espacio de aire. Además, el nivel de protección frente al reflujo es menor que el proporcionado por eductores de espacio de aire. Se conocen otras disposiciones para impedir reflujo, por ejemplo disposiciones de ruptura por efecto del vacío.

Sumario de la invención

Los inventores han reconocido que con los eductores conocidos no es posible conmutar entre una disposición de espacio de aire y una disposición de válvula de retención sin cambiar la unidad de eductor misma. Esto es caro y lleva mucho tiempo. Las disposiciones de eductor conocidas tienen una utilidad limitada dado que un solo eductor no puede usarse allí donde se requieren protección de espacio de aire y protección de válvula de retención en momentos diferentes.

Un objeto de la presente invención es abordar los inconvenientes de disposiciones de eductor conocidas y, en particular, proporcionar un sistema que se pueda cambiar fácilmente entre una disposición de espacio de aire y una disposición de válvula de retención.

En un primer aspecto de la presente invención se proporciona un eductor que comprende una estructura venturi, un espacio de aire a través del cual en un modo operativo de espacio de aire se hace pasar un chorro de líquido hacia la estructura venturi y hacia una válvula de retención desmontable situada en el espacio de aire, con lo cual el eductor es convertible entre un modo operativo de espacio de aire y un modo operativo de válvula de retención.

La válvula de retención desmontable puede tener cualquier mecanismo adecuado de retención seleccionado, por ejemplo, de entre los conocidos por la persona versada en la técnica. La válvula de retención desmontable puede seleccionarse de modo que se proporcione un grado particular de protección frente al reflujo. La válvula de retención puede tener una o más lumbreras de salida para permitir que salga fluido del eductor en el caso de una situación de reflujo. Apropiadamente, la válvula de retención desmontable está construida de un material o materiales resilientes frente a los productos químicos que probablemente se van a encontrar durante el funcionamiento normal.

Esta disposición permite que el eductor funcione como un eductor de espacio de aire o como un eductor de válvula de retención añadiendo o retirando sencillamente la válvula de retención. La válvula de retención puede sustituirse por una boquilla en el eductor que proporcione el chorro de líquido a través del espacio de aire.

Es ventajoso tener un eductor que pueda transmutarse fácilmente entre una disposición de espacio de aire y una disposición de válvula de retención en, por ejemplo, un sistema de dilución de agua, dado que la fuente de agua, el caudal y el líquido concentrado pueden cambiarse durante la vida útil de un eductor, y así también pueden cambiar los requisitos de protección frente al reflujo. Por tanto, la presente invención proporciona un eductor que tiene una utilidad aumentada en comparación con eductores conocidos ya que pueda usarse allí donde se necesita protección de espacio de aire y donde se necesita protección frente al reflujo por medio de una válvula de retención.

Un eductor que tiene una válvula de retención desmontable según la presente invención puede adaptarse in situ entre disposiciones de espacio de aire o de válvula de retención. Esto tiene ventajas significativas sobre disposiciones conocidas, que no pueden adaptarse de esta manera y que necesitarían que se remplazara toda la disposición de eductor si cambiaran los requisitos de protección frente al reflujo. Esto solo se realizaría normalmente por un técnico especialista. Por tanto, la presente invención proporciona ahorros de tiempo y dinero cuando se cambia entre disposiciones de espacio de aire y de válvula de retención.

En la presente memoria se describe un cartucho de válvula de retención destinado a instalarse de modo desmontable en un espacio de aire de un eductor que tiene un espacio de aire y una zona de entrada venturi, en donde el cartucho de válvula de retención comprende una entrada destinada a recibir agua procedente de una tubería de suministro y una salida destinada a entregar agua a la zona de entrada venturi, y una válvula de retención entre la entrada y la salida.

Preferiblemente, la salida comprende una superficie de sellado para proporcionar contacto de sellado con la zona de entrada venturi.

Preferiblemente, la entrada comprende una superficie de sellado para proporcionar contacto de sellado con la tubería de suministro.

Preferiblemente, el cartucho de válvula de retención tiene un núcleo, un manguito elástico expansible dispuesto alrededor y en contacto de sellado con el núcleo para impedir el flujo de fluido entre el manguito y el núcleo, rompiéndose el contacto de sellado cuando se expande el manguito elástico, en donde el manguito elástico se expande por presión de fluido procedente de la entrada.

Preferiblemente, el cartucho de válvula de retención comprende una envuelta exterior dispuesta alrededor del manguito elástico para limitar el alcance de la expansión de éste y para sellarse al manguito durante el flujo desde la entrada hasta la salida. En esta disposición un reflujo de agua puede pasar entre la envuelta exterior y el manguito cuando la trayectoria desde la entrada hasta la salida está cerrada. Preferiblemente, la envuelta exterior comprende una abertura a través de la cual el fluido puede salir de la válvula de retención si se produce un reflujo.

Un cartucho de válvula de retención, que se puede instalar de forma reversible en el espacio de aire de un eductor de espacio de aire, puede proporcionar una manera barata y eficiente de modificar eductores de espacio de aire existentes de modo que funcionen con una válvula de retención. Por tanto, la presente invención proporciona los medios para modificar la protección frente al reflujo de un eductor y proporcionar las ventajas de la protección de una válvula de retención sin el gasto y la inconveniencia de reemplazar la unidad de eductor o de instalar una unidad de válvula de retención independiente.

En un tercer aspecto de la presente invención se proporciona un método para adaptar un eductor de espacio de aire que tiene una porción de mezclado venturi y un espacio de aire, comprendiendo dicho método instalar una válvula de retención en dicho espacio de aire.

Es ventajoso adaptar un eductor que tiene un espacio de aire de modo que el eductor tenga una válvula de retención ya que pueden eliminarse algunas de las desventajas de una disposición de espacio de aire, tales como el requisito de un mantenimiento regular, sin tener que reemplazar todo el eductor o instalar una unidad de válvula de retención en otro punto de la tubería de flujo de fluido.

Se pretende que la modificación de un eductor de espacio de aire según la presente invención pueda realizarse por el usuario del eductor y que no necesite de un técnico especialista. Por tanto, existen ahorros sustanciales de tiempo y dinero sobre el enfoque conocido de reemplazar el eductor o acomodar una unidad de válvula de retención independiente.

La disposición de una barrera mecánica frente al reflujo, en forma de una válvula de retención, puede ser particularmente adecuada cuando se usan fluidos tóxicos o dañinos en el eductor.

Breve descripción de los dibujos

Se describe a continuación una realización de la invención, únicamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos anexos, en los que:

La figura 1 es una vista en perspectiva despiezada de un eductor que materializa la presente invención, incluyendo un cartucho de válvula de retención que es una realización del segundo aspecto de la presente invención.

La figura 2 muestra una vista frontal despiezada del eductor y de la válvula de retención de la figura 1.

La figura 3 muestra una vista frontal del eductor de las figuras 1 y 2, ya ensamblado.

Descripción detallada de la realización

Las figuras 1 a 3 muestran un eductor 1 que materializa la presente invención, dispuesto en una posición vertical y que comprende una porción 2 de entrada, una estructura venturi 3, un cuerpo principal 4 que tiene una estructura cilíndrica horizontal de extremos abiertos que define un espacio de aire 5 entre la porción 2 de entrada y la estructura venturi 3. La estructura venturi 3 comprende una entrada 6, un paso lateral 7 para entregar líquido concentrado a la estructura venturi 3 y una porción de salida 8. La estructura venturi 3 también comprende un cuerpo venturi (no mostrado) en donde tiene lugar el mezclado del agua y el líquido concentrado, y pasos de derivación (no mostrados) para el flujo de líquido alrededor del cuerpo venturi. La estructura venturi 3 es convencional y no necesita describirse aquí con detalle.

La figura 1 también muestra parcialmente un conducto 10 de suministro de agua que entrega agua al eductor 1. El conducto 10 incluye una válvula de cierre 11 operable manualmente de una manera convencional y una tubería de conexión 12 que se puede bloquear en la porción 2 de entrada por un ajuste de bayoneta.

En su modo operativo de espacio de aire sin la válvula de retención 19 descrita más adelante, la porción 2 de entrada contiene, de una manera convencional, una boquilla (no mostrada) que está sellada a la tubería de conexión 12 y que dirige un chorro de agua a través del espacio de aire abierto hacia la entrada 6 de la estructura venturi 3.

Se muestra una válvula de retención desmontable 19 en una vista despiezada en la figura 1, la cual, en uso, está situada dentro del cuerpo principal 4, en el espacio de aire 5 (según se muestra en la figura 3).

La válvula de retención 19 comprende una estructura de núcleo 20, un manguito elástico 25 expansible de forma reversible que actúa como el miembro de válvula y una envuelta exterior 26. La estructura de núcleo 20 tiene un tubo de entrada 21 en una parte superior para recibir agua del conducto de suministro de agua 10, un vástago alargado 22 que se extiende por debajo de la entrada 21 y unas salidas de fluido 23 (véase figura 3) entre unos nervios 24 que conectan el tubo de entrada 21 y el vástago alargado 22.

El manguito expansible 25 está fabricado de un material de caucho, tal como caucho de silicona, y cubre el vástago alargado 22 y las salidas 23 de la estructura de núcleo 20 cuando la válvula está ensamblada. Cuando la válvula está ensamblada y no hay un flujo de agua presurizado hacia el tubo de entrada 21, el manguito 25 se ajusta herméticamente alrededor y está en contacto de sellado con el vástago alargado 22 de modo que el fluido no puede pasar entre el manguito 25 y el miembro alargado 22.

La envuelta exterior 26 comprende un cuerpo principal 27 fabricado de un material plástico rígido con un nervio helicoidal de refuerzo 27a, unos respiraderos 28 para permitir que el fluido pase desde el interior de la envuelta exterior hacia el espacio de aire 5 cuando la válvula está ensamblada y situada en el espacio de aire, y un tubo de salida 29 para acoplarlo a la entrada venturi 6. Cuando la válvula está ensamblada la envuelta exterior rodea el manguito expansible 25 y la estructura de núcleo 20.

El tubo de entrada 21 de la válvula de retención 19 tiene dos juntas tóricas 21a mediante las cuales se sella a la tubería de conexión 12 cuando se inserta en su interior. El tubo de salida 29 tiene una junta tórica 29a por medio de la cual se sella a la entrada 6 de la estructura venturi 3 cuando se inserta en su interior. El cartucho de válvula de retención se inserta dentro del eductor para corregirlo pasando del modo operativo de espacio de aire al modo operativo de válvula de retención desacoplando el suministro 10 de la porción 2 de entrada, retirando la boquilla de chorro de agua (no mostrada) de la porción 2 de entrada, insertando la válvula 19 dentro y a través de la porción de entrada de modo que el tubo de salida 29 penetra en la entrada 6, y reconectando el suministro 10 para sellarlo al tubo de entrada 21. El extremo superior de la envuelta exterior 26 en el estado ensamblado presiona la pestaña 25a del manguito 25 contra el extremo inferior del tubo de entrada 21 para formar una junta de sellado en este punto.

En uso, un flujo de agua entra en el tubo de entrada 21 desde el suministro 10 de agua y sale del tubo a través de las salidas 23. La presión del agua hace que el manguito elástico 25 se expanda alejándose del vástago alargado 22. Esta expansión proporciona un camino de flujo entre el manguito 25 y el vástago 22. El manguito 25 se expande hasta encontrarse con el cuerpo principal 27 de la envuelta exterior 26, que limita el grado hasta el cual puede expandirse el manguito 25, y sella la trayectoria de flujo a través de la válvula 19 desde su entrada hasta su salida.

Como resultado de la expansión del manguito, el agua fluye desde el tubo de entrada 21 hasta el tubo de salida 29 de la envuelta exterior. El tubo de salida 29 crea un chorro de agua dirigido hacia la entrada venturi 6 para provocar el arrastre de líquido concentrado suministrado a través del paso lateral 7 del tubo venturi de una manera conocida. Finalmente, el agua y el líquido arrastrado salen del eductor por la porción 8 de salida.

Cuando se detiene el flujo de agua, el manguito elástico 25 se contrae y se ajusta herméticamente alrededor del miembro alargado 22 y en contacto de sellado con el mismo. Esto impedirá cualquier flujo inverso de agua a través de la válvula de retención 19 hasta el suministro 10 de agua.

Si no hay flujo de agua hacia la válvula de retención 19 desde el suministro 10 de agua, por ejemplo allí donde ha ocurrido una caída repentina de la presión del suministro de agua de la red principal, y aparece un flujo inverso dentro de la estructura venturi 3, el fluido puede fluir desde la entrada venturi 6 hacia el tubo de salida 29 de la válvula de retención 19. Sin embargo, el fluido puede no pasar hacia el suministro de agua debido a que el manguito elástico 25 está en contacto de sellado con el miembro alargado 22, como ya se expuso. En vez de ello, el fluido pasa hacia el espacio entre el cuerpo principal 27 y el manguito elástico 25 y sale de la válvula de retención 19 a través de las lumbreras 28.

La figura 3 muestra el eductor con la válvula de retención 19 ensamblada y situada dentro del cuerpo principal 4, en el espacio de aire 5. Los respiraderos 28 del cuerpo principal 27 de la válvula de retención 19 se pueden ver a través de los extremos abiertos del cuerpo principal 4. El fluido que fluye fuera de la válvula de retención 19 a través de las lumbreras 28, por ejemplo en la situación en la que aparece un reflujo en la estructura venturi 3, es capaz de pasar hacia el espacio de aire y salir del eductor 1 a través de los extremos abiertos del cuerpo principal 4.

Claims (6)

1. Un eductor que comprende una estructura venturi (3), un espacio de aire (5) a través del cual, en un modo operativo de espacio de aire, se hace pasar un chorro de líquido hacia la estructura venturi (3) y hacia una válvula de retención desmontable (19) situada en el espacio de aire (5), con lo cual el eductor es convertible entre un modo operativo de espacio de aire y un modo operativo de válvula de retención.

2. Un eductor según la reivindicación 1, en el que, en el modo operativo de espacio de aire, el eductor tiene una boquilla para proporcionar dicho chorro de líquido, siendo desmontable la boquilla durante la conversión y reemplazable por una válvula de retención (19).

3. Un eductor según la reivindicación 1 o 2, en el que la válvula de retención tiene una salida (29) que proporciona, en uso, un chorro de fluido dirigido
hacia la estructura venturi.

4. Un eductor según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la válvula de retención proporciona una primera trayectoria de flujo sellada a través del espacio de aire cuando está abierta para el flujo de líquido hacia la estructura venturi y proporciona una segunda trayectoria de flujo para reflujo desde la estructura venturi hacia el espacio de aire fuera de la válvula de retención cuando dicha primera trayectoria de flujo está cerrada.

5. Un método para adaptar un eductor de espacio de aire que tiene una porción venturi de mezclado (3) y un espacio de aire (5), que comprende instalar una válvula de retención (19) en dicho espacio de
aire.

6. Un método según la reivindicación 5, en el que el eductor de espacio de aire comprende una boquilla para dirigir un chorro de agua y el método comprende el paso de retirar la boquilla del eductor.