ES2247463T3 - Valvula de bola. - Google Patents
Valvula de bola.Info
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Abstract
Válvula de bola para grupos de combustible, con al menos un canal (12, 14) de salida, al menos un canal (16) de entrada, un elemento (20) de conexión sustancialmente forma de bola dispuesto entre el canal (16) de entrada y el canal (12, 14) de salida, pudiéndose por el accionamiento del elemento (20) de conexión comunicar el canal (16) de entrada con el canal (12, 14) de salida o interrumpir una comunicación, y un elemento (24, 26) de estanqueidad que ajusta en el elemento (20) de conexión y que presenta dos labios (28, 30) de estanqueidad, que en cada caso tocan a lo largo de una linea circular (32, 34) el elemento (20) de conexión, caracterizada porque el elemento (24, 26) de estanqueidad presenta una pieza (40) de pie para su disposición en una caja (18), una pieza (44) de cabeza que presenta los dos labios (28, 30) de estanqueidad y una pieza elástica (42) de unión que une la pieza (40) de pie con la pieza (44) de cabeza.
Description
Válvula de bola.
El invento se refiere a una válvula de bola para
grupos de combustible, que se emplean especialmente en automóviles.
La válvula de bola según el invento es especialmente apropiada para
medios fluidos diluidos, especialmente gases diluidos, es decir
medios con moléculas muy pequeñas.
Los grupos de combustible para automóviles
presentan una célula de combustible, en la que usualmente se produce
energía eléctrica con el empleo de hidrógeno y oxígeno.
Eventualmente en la célula de combustible está intercalado un
reformador. Con la ayuda del reformador puede obtenerse de los
carburantes usuales, como gasolina, diesel o metanol, hidrógeno, que
acto seguido se conduce a la célula de combustible. Por la
intercalación de un reformador pueden emplearse grupos de
combustible en automóviles sin que deba estar garantizado un
suministro protector de superficie con hidrógeno. Entre el
reformador y la célula de combustible o entre un depósito de
hidrógeno y la célula de combustible se requieren por regla general
válvulas regulables, para poder conducir a la célula de combustible
la cantidad correspondiente de oxígeno e hidrógeno.
En los grupos de combustible se requiere que las
válvulas utilizadas puedan cerrar de forma sumamente estanca un
canal de corriente o similar. Esto se requiere por ejemplo en el
empleo de hidrógeno, puesto que mezclas de hidrógeno y aire pueden
explotar ya con pequeñas partes de hidrógeno. Además, se requieren
unas estanqueidades muy altas de las válvulas, puesto que en el
hidrógeno se trata de un gas diluido, es decir de un gas con
moléculas muy pequeñas.
Por el documento US 3,345,032 es conocida una
válvula de 3 caminos con un elemento de conexión en forma de bola,
pudiéndose por el accionamiento del elemento de conexión comunicar
un canal de entrada con un canal de salida o interrumpir una
comunicación. La válvula de 3 caminos presenta un elemento de
estanqueidad con dos labios de estanqueidad, que en cada caso tocan
el elemento de conexión a lo largo de una línea circular.
La misión del invento es crear una válvula de
bola para grupos de combustible, con la que pueda conseguirse una
lata estanqueidad.
La solución de la misión se efectúa según el
invento por las características de la reivindicación 1.
La válvula de bola según el invento presenta al
menos una canal de entrada y al menos un canal de salida. En la
válvula según el invento puede tratarse de una válvula de
2-2 caminos o de una válvula de 2-3
caminos. Entre el canal de entrada y el canal de salida está
dispuesto un elemento de conexión sustancialmente en forma de bola,
pudiéndose por el giro del elemento de conexión comunicar por
ejemplo el canal de entrada con el canal de salida o pidiéndose
interrumpir la comunicación entre dos canales o pudiéndose efectuar
la conmutación en otros dos canales. Además, en el elemento de
conexión ajusta al menos un elemento de estanqueidad, para asegurar
especialmente en el estado cerrado un cierre lo más estanco posible
del canal. Una válvula que presenta por ejemplo varios canales
presenta usualmente un elemento de ajuste en cada canal de entrada.
El elemento de estanqueidad presenta dos labios de estanqueidad que,
en cada caso, ajustan a lo largo de una línea circular con el
elemento de conexión. En el elemento de estanqueidad se trata por
tanto de una doble junta esférica. Debido a la previsión de dos
labios de estanqueidad puede conseguirse un alto grado de
estanqueidad.
Para garantizar una estanqueidad segura de la
válvula de bola según el invento en todo estado de funcionamiento,
es decir por ejemplo también en un estado en el que en la junta no
tiene presión contigua o sólo una pequeña presión, el elemento de
estanqueidad según el invento presenta una pieza de pie, una pieza
de cabeza y una pieza de unión que une la pieza de pie con la pieza
de cabeza, estando unidos los labios de estanqueidad según el
invento con la pieza de cabeza. Para esto la pieza de pie está
dispuesta preferiblemente en la caja y sirve especialmente para la
retención o definición de la posición del elemento de estanqueidad
en la caja. La pieza de unión, que está estrechada frente a la pieza
de pie y la pieza de cabeza, representa una unión elástica entre la
pieza de cabeza y la pieza de pie. Debido a esta elasticidad pueden
elegirse las dimensiones de montaje, de modo que la pieza de unión
esté deformada en el estado montado y los labios de estanqueidad
presionen por tanto con una fuerza predefinida contra el elemento de
conexión. Preferiblemente la pieza de pie, la pieza de cabeza y/o la
pieza de unión son de forma anular.
El elemento de estanqueidad de dos labios según
el invento tiene frente a los elementos de estanqueidad
convencionales, como por ejemplo anillos de estanqueidad de PTFE, la
ventaja de que en tales retenes se requiere una alta fuerza de
pretensado, para garantizar una estanqueidad segura, especialmente
en medios fluidos diluidos. Esto tiene además como consecuencia
también una alta fuerza de traslación.
Preferiblemente entre los dos labios de
estanqueidad está prevista una escotadura de forma anular, que está
abierta en dirección del elemento de conexión. Para esto los dos
labios de estanqueidad discurren preferiblemente paralelos uno a
otro. La previsión de una escotadura de forma anular entre los dos
labios de estanqueidad tiene la ventaja de que los labios de
estanqueidad pueden apretarse contra el elemento de conexión. Para
ello se puede modificar ligeramente la distancia entre los dos
labios de estanqueidad, especialmente se puede aumentar. Debido a la
fuerza de apriete aumentada se mejora ulteriormente la estanqueidad
del elemento de estanqueidad.
Al menos uno de los dos labios de estanqueidad
presenta una superficie de apriete, que mira preferiblemente en
dirección de un canal, especialmente de un canal de entrada, de modo
que la presión que fluctúa en la superficie de apriete aumenta la
fuerza de apriete del lado de estanqueidad contra el elemento de
conexión y así mejora ulteriormente el efecto de estanqueidad.
En lo que sigue se explica más de cerca el
invento con la ayuda de una forma de realización preferida haciendo
referencia a los dibujos adjuntos.
Se muestra:
la fig. 1 una vista esquemática en corte de una
válvula de bola según el invento y
la fig. 2 una ampliación esquemática de la zona
II en la fig. 1.
En una caja 18 está previsto un canal 12 de
salida, un canal 14 de salida y un canal 16 de entrada. El canal 16
de entrada está unido con la caja 18 por una pieza intermedia o un
casquillo 10. Dentro de la caja 18 está dispuesto un elemento 20 de
conexión sustancialmente en forma de bola. En la posición
representada en la fig. 1 fluye un medio por el canal 16 de entrada,
por un canal 22 del elemento 20 de conexión al canal 12 de
salida.
Para el sellado de los canales 12, 14 de salida
contra el elemento 20 de conexión están previstos elementos 24 o 26
de conexión de forma anular. Los elementos 24, 26 de estanqueidad,
que preferiblemente están fabricados de plástico elastómero,
presentan dos labios 28, 30 de estanqueidad (fig. 2) de forma
anular, que ajustan en cada caso a lo largo de una línea circular 32
o 34 contra el elemento 20 de conexión en forma de bola. Por los dos
labios 28, 30 de estanqueidad, que discurren sustancialmente
paralelos uno a otro, está garantizada una junta doble. De este modo
está garantizado un derrame pequeño.
Entre los dos labios 28, 30 de estanqueidad está
prevista una escotadura 36 de forma anular, que en el ejemplo de
realización representado está configurada cóncava. De este modo está
aumentada la elasticidad y movilidad de los labios 28, 30 de
elasticidad. Además, en la presentación de fuerzas aumentadas los
labios 28, 30 de estanqueidad pueden presionar separadamente y
conseguir de este modo un efecto de estanqueidad mayor. Los dos
labios 28, 30 de estanqueidad presentan para esto tal ángulo al
elemento 20 de conexión en forma de bola, que los dos labios 28, 30
de estanqueidad se presionan uno con otro con el aumento de la
fuerza de apriete.
En el ejemplo de realización representado el
carril 14 de salida está cerrado, de modo que en una parte del
elemento 26 de estanqueidad así como del 24 colinda una presión
aumentada. Esto conduce a que el labio interior 30 de estanqueidad
se presiona contra el elemento de conexión. En esto el labio 30 de
estanqueidad presenta una superficie 38 de apriete para el aumento
de la estanqueidad, que mira en dirección del canal 16 de
entrada.
Para garantizar en todo estado un pretensado, es
decir un apriete seguro de los labios 28, 30 de estanqueidad, el
elemento 24, 26 de estanqueidad presenta una pieza 40 de pie, una
pieza 42 de unión y una pieza 44 de cabeza. La pieza 42 de unión,
que presenta frente a la pieza 40 de pie, así como frente a la pieza
44 de cabeza una sección transversal considerablemente más pequeña,
está configurada elástica. De este modo puede conseguirse una buena
transmisión de fuerza y por tanto un pretensado de los labios 28, 30
de estanqueidad. La configuración del elemento 24, 26 de
estanqueidad por una pieza 40 de pie de forma anular, una pieza 44
de cabeza de forma anular y una pieza 42 de unión de forma anular
opera que el elemento 24, 26 de estanqueidad actúe como muelle
blando. Por este apriete relativamente blando pero estanco de los
dos labios 28, 30 de estanqueidad contra el elemento 20 de conexión
se requiere una fuerza de rozamiento pequeña respecto al eje de giro
y por tanto un par de giro pequeño para la regulación del elemento
20 de conexión.
Además en la caja 18, para el soporte o para la
fijación en posición del elemento 24, 26 de estanqueidad, está
previsto en cada caso un anillo 46 de apriete, que está dispuesto
entre la pieza 40 de cabeza y la pieza 44 de pie.
Además, está previsto un elemento de tope o
anillo 48 o 50 de tope. Por el anillo 48 o 50 de tope, que
igualmente está dispuesto dentro de la caja 18, se limita la máxima
capacidad de desplazamiento del elemento 20 de conexión en dirección
axial.
Especialmente preferido es configurar de una
pieza el anillo 46 de apriete junto con el elemento 24 o 26 de
estanqueidad y/o junto con el elemento 50 de tope. Otra variante
preferida consiste en configurar de una pieza de un material
elastómero relativamente blando el elemento 24 o 26 de estanqueidad
con el anillo 46 de apriete, y en que el elemento de tope o el
anillo de tope esté fabricado de un plástico de poco rozamiento,
como por ejemplo de PTFE.
El montaje de los elementos 24, 26 de
estanqueidad, de los anillos 46 de apriete, así como de los
elementos 48, 50 de tope se efectúa antes del atornillado de los
casquillos 10 o de un casquillo opuesto.
Claims (6)
1. Válvula de bola para grupos de combustible,
con al menos un canal (12,14) de salida, al menos un canal (16) de
entrada, un elemento (20) de conexión sustancialmente forma de bola
dispuesto entre el canal (16) de entrada y el canal (12, 14) de
salida, pudiéndose por el accionamiento del elemento (20) de
conexión comunicar el canal (16) de entrada con el canal (12, 14) de
salida o interrumpir una comunicación, y un elemento (24, 26) de
estanqueidad que ajusta en el elemento (20) de conexión y que
presenta dos labios (28, 30) de estanqueidad, que en cada caso tocan
a lo largo de una linea circular (32, 34) el elemento (20) de
conexión, caracterizada porque el elemento (24, 26) de
estanqueidad presenta una pieza (40) de pie para su disposición en
una caja (18), una pieza (44) de cabeza que presenta los dos labios
(28, 30) de estanqueidad y una pieza elástica (42) de unión que une
la pieza (40) de pie con la pieza (44) de cabeza.
2. Válvula de bola según la reivindicación 1,
caracterizada porque entre los dos labios (28, 30) de
estanqueidad está prevista una escotadura (36) de forma anular que
está abierta en dirección al elemento (20) de conexión.
3. Válvula de bola según las reivindicaciones 1 o
2, caracterizada porque al menos un labio (30) de
estanqueidad presenta una superficie (38) de apriete, de modo que,
con una presión presente, se mejora el efecto de estanqueidad.
4. Válvula de bola según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por un elemento (48,
50) de tope para la limitación de la capacidad de desplazamiento
axial del elemento (20) de conexión.
5. Válvula de bola según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por un anillo (56) de
apriete para la fijación de posición del elemento (24, 26) de
estanqueidad en la caja (18).
6. Válvula de bola según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el anillo (46)
de apriete y/o el elemento (26) de estanqueidad y/o el elemento (28,
50) de tope e4stán configurados de una pieza.
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