ES2249564T3 - Valvula de control de flujo de agua. - Google Patents
Valvula de control de flujo de agua.Info
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Abstract
Válvula de control de flujo de agua, para su uso en la industria automovilística, ó más precisamente en el sistema de calefacción de la cabina del conductor, instalable entre la conexión del motor con el radiador y el sistema de calefacción de la cabina del vehículo, consistente en un armazón (1) en el cual se encuentra un compartimiento circular (2), con una abertura axial opuesta a una base y una periferia, dimensionado para alojar un rotor (25) en su interior y al cual se encuentra conectada en un lado de la periferia un tubo de entrada (3) y, en el lado opuesto de la periferia un tubo de salida (5), en el fondo del compartimiento existe un orificio central (6) que se extiende vía un pequeño tubo externo (7), en el cual el armazón también comprende una cavidad adyacente (10) a la cual se conecta una extensión tubular de salida, opuesto al cual hay una entrada de retorno, estando el compartimiento (2) unido a la cavidad adyacente (10) mediante un canal de conexión para flujo auxiliar ó retorno del líquido.
Description
Válvula de control de flujo de agua.
La presente patente se refiere a una Válvula de
control de Flujo de Agua, utilizada en la industria
automovilística, exactamente en el sistema de calefacción de la
cabina del conductor. Esta Patente encaja dentro de los criterios
que definen la patente de Modelo de Utilidad, pues combinó y
modificó elementos ya conocidos en forma nueva y/o disposición
distinta de sus componentes, aumentando de este modo su eficacia,
mejorando su desempeño y haciendo más práctica su utilización.
El documento US 1765984 revela unos medios para
calentar la cabina de un vehículo motor mediante medios de un
sistema circulatorio para refrigerar el motor. Una pieza para el
propósito indicado comprende dos conductos de agua paralelos con
una conexión entre ellos controlada por una válvula.
La función principal de esta Válvula de control
de Flujo de Agua es promover el desvío de agua caliente del motor
del vehículo hacia el sistema de calefacción instalado en la cabina
del vehículo. Este sistema presenta mejoras importantes en relación
a las válvulas convencionales y, en consecuencia, proporciona una
serie de ventajas técnicas, prácticas, funcionales y eficaces.
Además es extremadamente segura, tiene la garantía de ser
absolutamente precisa en su funcionamiento y tiene una mejora
considerable en los resultados pertinentes a su función ya que su
sistema de sellado es extremadamente confiable y atiende los
requisitos de un mínimo de filtración para cualquier presión
dada.
La válvula de flujo de agua está instalada entre
la conexión del motor con el radiador y el sistema de calefacción
de la cabina del vehículo. Por ser compacta y de dimensiones
bastante reducidas, la instalación es extremadamente fácil, con un
mínimo de mano de obra. Es también extremadamente económica porque
se eliminan muchos dispositivos y componentes usados en los
sistemas de calefacción convencionales.
Dicha válvula está compuesta por un armazón que
contiene un compartimiento para alojar el rotor con una cavidad
adyacente conectada por canal intermediario para el desvío del
líquido o para reenviarlo al motor cuando no está siendo
direccionado al sistema de calefacción. El compartimiento del rotor
está conectado a una canalización de entrada que lleva líquido
caliente que viene del motor y un conducto de salida que está
conectado al sistema de calefacción de la cabina del vehículo. A la
cavidad adyacente está conectado un tubo de salida del líquido que
vuelve al sistema de refrigeración del motor (radiador). También
tiene una abertura para permitir volver al flujo del líquido desde
el sistema de calefacción de la cabina.
El rotor tiene un sistema de encaje que permite
el acoplamiento de un conjunto de sellado. Este sistema de sellado
es responsable de asegurar la completa interrupción de la entrada
del líquido en dirección al sistema de calefacción, cuando no se
desea calefacción en la cabina. También asegura que el canal de
desvío sea precintado cuando se desea calefacción en la cabina.
Este rotor es controlado manualmente mediante una palanca
externa.
Para tener una visión clara de la presente
Válvula de control de Flujo de Agua, se acompañan los dibujos
ilustrativos anexos, sin escalas. Se hace referencia a los mismos
en la siguiente descripción detallada con el fin de hacerla más
clara.
Figura 1: Alzado de la Válvula de control de
Flujo de Agua.
Figura 2: vista en planta en correspondencia con
la anterior.
Figura 3: vista en perspectiva.
Figura 4: vista en planta de la tapa del
compartimiento de alojamiento del rotor, (por el lado inferior) y
en corte, conforme un plano indicado por la línea
A-A.
Figura 5: Vista en planta de la tapa de la
cavidad adyacente, (por el lado inferior) y en corte, conforme un
plano indicado por la línea B-B.
Figura 6: vista en perspectiva del rotor, por
ángulo superior y vista del saliente de articulación.
Figura 7: una vista en perspectiva del rotor, por
ángulo inferior y en el ángulo opuesto a la posición de la figura
anterior.
Figura 8: vistas en perspectiva de la unidad de
sellado, compuesta por un anillo en O y su soporte, por
separado.
Figura 9: vista en perspectiva del rotor con la
unidad de sellado (Anillo en O y soporte) acoplados.
Figura 10: vista superior del soporte de la
unidad de sellado y sus detalles, vistos por A, B y las secciones
conforme a los planos indicados por las líneas C-C y
D-D, con detalles de la posición de los soportes
moldeados integralmente en la pieza.
Figura 11: vista frontal (vista desde F, como se
indica en la figura anterior) del soporte de la unidad de
sellado.
Figura 12: vista posterior (vista desde E, como
se indica en la figura 10) del soporte de la unidad de
sellado.
Figura 13: vista en planta del rotor mostrando
detalles de la posición de las ballestas metálicas (simple y
doble) acopladas a la pieza.
Figura 14: vista en detalle de la ballesta
metálica simple.
Figura 15: vista en detalle de la ballesta
metálica doble.
Figura 16: vista seccional en corte longitudinal
del sector donde se aloja el rotor.
Figuras 17 y 18: vistas seccionales en corte
mostrando el funcionamiento de la Válvula de control de Flujo de
Agua.
Figuras 19 y 20: detalles (ampliados de las
figuras 17 y 18) del funcionamiento de la referida Válvula de
control de Flujo de Agua.
De acuerdo con esas ilustraciones y en sus
pormenores, la Válvula de control de Flujo de Agua está compuesta
de un armazón (1) que tiene un compartimiento circular (2) con una
extensión tubular (3) con un anillo cónico externo (4). Esta
extensión está destinada al acoplamiento de la manguera que viene
del motor. En el lado opuesto hay una salida (5), a la cual se
acopla la manguera del sistema de calefacción de la cabina del
vehículo. En la base del compartimiento (2) hay un orificio central
(6) que se extiende por un pequeño tubo externo. Al fondo del
compartimiento (2) hay también una cavidad que actúa de guía
superior (8) del movimiento del rotor y un batiente (9), cuyo
propósito es ejercer mayor presión sobre la unidad de sellado
cuando es solicitada para obstruir la entrada del líquido que viene
del motor en dirección al sistema de calefacción de la cabina. Hay
también una cavidad adyacente (10) a la cual está conectada una
extensión tubular (11) con un anillo cónico externo (12), que se
usa para acoplar la manguera que vuelve al sistema refrigerador del
motor (radiador). En el lado opuesto hay una abertura (13)
destinada al acoplamiento de la manguera de retorno al sistema de
calefacción de la cabina.
El compartimiento (2) está coligado a la cavidad
adyacente (10) a través de un canal de interconexión (14) para la
entrada auxiliar o desvío del líquido. Tanto el compartimiento (2)
como la cavidad adyacente (10) tienen sus respectivas tapas (15 y
16), con mordazas de seguridad.
En su superficie interna, la tapa (15) del
compartimiento (2) tiene dos paredes circulares concéntricas, una
central (19) destinada a la centralización del rotor cuando está
siendo ensamblado, y una intermedia (20), que se encuentra a una
cierta distancia en relación al borde de la tapa. Esto resulta en
un espacio considerable (21) usado para alojar la aberura del
compartimiento (2) cuando éste se cierra, por medio del anillo de
sellado (22). En el borde de esa pared intermedia (20) hay una
pequeña protuberancia que constituye un batiente inferior (23) el
cual, en alineamiento con el batiente (9) en el fondo del.
compartimiento (2) y combinado con este, ejerce un movimiento
radial sobre la unidad de sellado cuando se obstruye la entrada de
líquido al sistema de calefacción de la cabina del vehículo.
Además, hay una cavidad de guía inferior (24) del movimiento del
rotor.
El compartimiento (2) dispone del suficiente
tamaño para alojar el rotor (25) en su interior, el cual tiene una
constitución física especial. Esta compuesto por dos elementos
extremos en forma de disco (26), con bordes periféricamente
rebajados (27). Estos se encuentran unidos por una pared lateral
(28) que se extiende unos pocos milímetros, cuya superficie interna
incorpora varias aletas (29) colocadas a distintos niveles en
sentido transversal. Opuestamente a esa pared lateral (28) dichos
elementos extremos (26) tienen una parte recortada (30), cuyos
bordes finales están unidos por un plano vertical (31) en el cual
se encuentra moldeada integralmente una prominencia longitudinal,
de forma seccional especial que forma un dispositivo (32) para
acoplar la unidad de sellado, que está compuesta por un anillo en O
(33) y su soporte (34); lo cual se utiliza para bloquear la entrada
de líquido hacia el sistema de calefacción de la cabina. Entre el
sistema de encaje (32) hay un alojamiento (35) para una parte de un
mecanismo de transmisión por palancas de la unidad de sellado, en
la forma de la figura "8" (36). Una parte del "8" tiene
sus extremidades alargadas (37), de manera que puedan alojarse y
moverse junto a las cavidades de las guías superior (8) e inferior
(24) que se encuentran en el fondo del compartimiento (2) y en la
superficie interna de la tapa (15), respectivamente. En la base del
soporte del anillo en O (33) hay un mecanismo de encaje (38)
ajustable en el sistema de encaje (32) del rotor. El soporte tiene
también un canal en su extensión (39), por medio del cual la otra
parte de la palanca de articulación de forma de "8" (36) se
mueve de manera oscilante.
En la parte superior del rotor (25) se encuentra
un pasador fuerte de forma axial con un alargamiento periférico
desfasado y de extensión cuadrada. El pasador pasa a través de un
agujero central (6) de tal forma que exhibe la extensión cuadrada
(41), a la cual se acopla una palanca de accionamiento manual (42).
En la parte inferior del rotor (25) se encuentra una proyección
tubular pequeña (43) que, cuando se ensambla el rotor en su
compartimiento (2), se ajusta mediante el roscado a la pared
circular central (19) de la tapa (15) de dicho compartimiento (ver
figura 16).
El rotor (25) queda alojado en el interior del
compartimiento (2) de modo que la unidad de sellado, ó más
exactamente el anillo en O (33) acoplado al soporte (34) y la pared
lateral (28) que se extiende unos pocos milímetros, están en
contacto con la pared interna del mencionado compartimiento,
conforme puede ser observado en las figuras 17, 18, 19 y 20.
La unidad de sellado está montada en el rotor y
actúa bajo presión de las ballestas que pueden también formar parte
del soporte (34) del anillo en O (33) - figuras 10 y 12 -, ó pueden
constituirse de elementos metálicos distintos - figuras 13, 14 y 15
-, acoplados entre los encajes de acoplamiento de ambas piezas.
En el primer caso el soporte (34) tiene una parte
saliente (44) unida en el centro de los elementos de encaje (38)
que contiene bielas flexibles (45) que controlan las ballestas; por
un lado, dichas ballestas se usan para presionar la unidad de
sellado (cuando el rotor se mueve) y, por otro lado, las ballestas
se usan para presionar la unidad de sellado hacia afuera (cuando
se obstruye la entrada de líquido hacia la cabina del
vehículo).
En el segundo caso, las ballestas están
constituidas por láminas de acero templado y pueden ser de modelo
simple ó modelo doble. El modelo simple (figura 14) consiste en una
única lámina de acero ligeramente arqueada (46) con extremos
alineados entre si (47), teniendo cada uno la punta de una lengüeta
(48) doblada 90º hacia atrás. La ballesta simple (46) se coloca en
un lado del sistema de encaje (32) del rotor (figura 13) y está
fijada mediante el ajuste de las lengüetas (48) en ranuras (49)
realizadas en los bordes del sistema de encaje. Estas presionan la
unidad de sellado hacia el interior cuando el rotor está en
movimiento.
La ballesta doble (figura 15) consiste de un par
de láminas (50 y 51), una de las cuales es ligeramente arqueada,
con finales alineados entre si (52) cuyas puntas están dobladas 90º
hacia atrás. La otra lámina (51) está unida perpendicularmente a la
primera por medio de una delgada proyección central (53) y con una
parte media (54) a partir de la cual se proyectan dos extensiones
(55) inclinadas en aproximadamente 60º hacia atrás con las puntas
ligeramente curvadas (56). Esta ballesta doble está acoplada al
otro lado del sistema de encaje (32) del rotor (figura 13), con la
lámina arqueada (50) apoyada en el fondo del alojamiento, sus puntas
curvadas ancladas a la superficie del sistema, y la lámina
perpendicular apoyada en la pata del soporte, con sus puntas
curvadas (56) ancladas en las ranuras (57) de los bordes de la
pata. Esto es para presionar la unidad de sellado hacia afuera,
cuando se obstruye la entrada de líquido al sistema de calefacción
de la cabina del vehículo.
Como se observa en la figura 17 y en el detalle
de la figura 19, el canal (14) que conecta el compartimiento (2)
con la cavidad adyacente (10) está obstruido por la pared lateral
(28) del rotor. La salida (5), a su vez, está desobstruida. En este
caso, el líquido caliente del motor que entra vía la extensión
tubular (3), pasa a través de la salida (5) en dirección al sistema
de calefacción de la cabina del vehículo. Después de pasar por el
sistema de calefacción, y calentar la cabina, el líquido vuelve al
sistema de refrigeración del motor (radiador) vía la entrada (13) y
la extensión tubular (11). El volumen de flujo es controlado por la
presión regulada por el retorno.
Cuando no se desea calefacción en la cabina, el
usuario acciona el rotor a través de la palanca de accionamiento
(42), posicionándola de manera que la unidad de sellado - el anillo
en O (33) acoplado al soporte (34) - describe un movimiento hacia
el interior bajo la presión de la ballesta simple (46) y obstruye
la salida (5). Consecuentemente la pared lateral (28) libera el
canal de conexión (14). En este caso, conforme se muestra en la
figura 18 y en el detalle de la figura 20, el líquido caliente que
viene del motor se desvía hacia la cavidad adyacente (10) y de ahí
vuelve al sistema de refrigeración del motor (radiador) vía la
extensión tubular.
El movimiento giratorio del rotor es guiado
mediante los finales extendidos (37) de la palanca de articulación
en forma de "8" que se mueve en las cavidades de las guías
superior (8) e inferior (24) existentes en el fondo del
compartimiento (2) y en la superficie interna de la tapa (15),
respectivamente. Mientras el rotor se mueve, el batiente superior
(9) del fondo del compartimiento y el batiente (23) de la
superficie interna de la tapa (15) se deslizan por los bordes
periféricamente rebajados (27) del rotor. Cuando se gira el rotor
para obstruir el flujo de líquido hacia el sistema de calefacción
de la cabina, el soporte (34) de la unidad de sellado llega hasta
los batientes (9 y 23), interrumpiendo la rotación del rotor que
finaliza su ejecución. En consecuencia habrá una fuerza contraria
al movimiento del rotor, que actuará sobre la unidad de sellado, la
cual se moverá de manera oscilante a lo largo de la palanca de
articulación (36). Esto es causado por la ballesta metálica doble
(51) o por la ballesta incorporada en el soporte (34). El resultado
de ese movimiento oscilante es una mayor presión en el anillo en O
(33) contra la parte de la pared interna del compartimiento (2) que
rodea la boca de la salida (5), aumentando así el efecto de
sellado. El flujo mínimo es controlado mediante la presión definida
por el sistema de calefacción.
De este modo, la Válvula de control de Flujo de
Agua satisface plenamente los objetivos propuestos, realizando de
forma práctica y eficaz la función para la cual fue desarrollada.
Teniendo una serie de ventajas técnicas, prácticas y
funcionales.
Claims (3)
1. Válvula de control de flujo de agua, para su
uso en la industria automovilística, ó más precisamente en el
sistema de calefacción de la cabina del conductor, instalable entre
la conexión del motor con el radiador y el sistema de calefacción
de la cabina del vehículo, consistente en un armazón (1) en el cual
se encuentra un compartimiento circular (2), con una abertura axial
opuesta a una base y una periferia, dimensionado para alojar un
rotor (25) en su interior y al cual se encuentra conectada en un
lado de la periferia un tubo de entrada (3) y, en el lado opuesto
de la periferia un tubo de salida (5), en el fondo del
compartimiento existe un orificio central (6) que se extiende vía
un pequeño tubo externo (7), en el cual el armazón también
comprende una cavidad adyacente (10) a la cual se conecta una
extensión tubular de salida, opuesto al cual hay una entrada de
retorno, estando el compartimiento (2) unido a la cavidad adyacente
(10) mediante un canal de conexión para flujo auxiliar ó retorno
del líquido, caracterizada porque incluye también en la base
del compartimiento una cavidad que actúa como guía superior (8)
para el movimiento del rotor y un batiente superior (9) para parar
el rotor (25), y ambos el compartimiento (2) y la cavidad adyacente
(10) tienen sus tapas respectivas (15 y 16), con mordazas (17 y
18), teniendo la tapa (15) del compartimiento en su superficie
interna, dos paredes circulares concéntricas, una central (19)
para ayudar en la centralización del rotor cuando está siendo
ensamblado, y otra intermedia (20) que se encuentra distanciada del
borde de la tapa y encaja en la abertura del compartimiento (2), con
intermediación de anillo de sellado (22), una protuberancia que se
encuentra en el borde de la pared intermedia (20) que forma un
batiente inferior (23) para parar el rotor.
2. Válvula de control de flujo de agua, de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el
rotor (25) consiste en dos elementos finales coaxiales y paralelos
en forma de disco (26), unidos longitudinalmente por una pared
lateral (28) que se extiende unos pocos milímetros de la periferia
de los elementos finales en forma de disco (26), cuya superficie
interna incorpora varias aletas (29) colocadas a distintos niveles
en sentido transversal, y donde dichos elementos finales de forma
de disco (26) tienen una parte recortada (30) opuestamente a esa
pared lateral (28), donde las partes recortadas (30) están unidas
en sus extremos finales por una banda vertical (31) en la cual se
encuentra soldada integralmente una prominencia longitudinal de
configuración seccional que realiza el sistema de encaje (32) para
acoplar la unidad de sellado, compuesta por un anillo en O (33) y
su soporte (34), los cuales junto con la pared lateral (28), forman
los medios mediante los cuales la entrada de flujo de líquido es
bloqueada hacia el sistema de calefacción de la cabina del
vehículo, donde dicho sistema de encaje (32) también tiene un
alojamiento (35) que contiene parte de una palanca con forma de
"8" (36), parte de la cual tiene unos finales extremos (37)
para encajar en y moverse junto con las cavidades guías superior
(8) e inferior (24), en donde en la base del rotor (25) existe
también un pasador fuerte axial (40) con una extensión cuadrada
(41), dicho pasador atravesando el orificio central (6) de modo
que expone la extensión cuadrada (41), a la cual es acoplada una
palanca de accionamiento manual (42); la otra base del rotor (25)
tiene una pequeña extensión tubular (43) que, cuando se realiza el
ensamblaje del interior del compartimiento (2), se ajusta por
roscado a la pared circular central (19) de la tapa (15).
3. Válvula de control de flujo de agua, de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el
soporte (34) que aloja el anillo en O (33) en su parte frontal,
tiene en su parte posterior unos elementos de encaje (38)
ajustables en el sistema de encaje (32) del rotor y tiene una
canaleta a lo largo de toda su extensión (39) a lo largo de la cual
se mueve la palanca de articulación en forma de "8" (36).
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