ES2250691T3 - Valvula de acondicionador de agua dentro del tanque. - Google Patents
Valvula de acondicionador de agua dentro del tanque.Info
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Abstract
Válvula de acondicionador de agua (10) para usar con un tanque (15) en un sistema de acondicionamiento de agua, teniendo el tanque (15) una abertura para recibir la válvula (10), comprendiendo dicha válvula: una carcasa principal (12) que tiene una formación para empalmar con una abertura del tanque (15), estando dispuesta una porción sustancial de dicha carcasa (12) debajo de dicha formación, teniendo dicha carcasa principal (12) una pluralidad de orificios (18, 20, 22, 23, 24), estando dispuesto al menos uno de dichos orificios (23, 24) debajo de dicha formación en la que, durante el uso, dicha porción sustancial de dicha carcasa principal y al menos dicho orificio están localizados dentro del tanque (15); una porción de trabajo (44) dispuesta dentro de dicha carcasa principal (12) e incluyendo una cámara de válvula principal (45) que proporciona comunicación fluida selectiva entre dicha pluralidad de orificios (18, 20, 22, 23, 24) caracterizada porque una porción mayor de dicha cámara deválvula principal (45) está localizada debajo de dicha formación, para encontrarse dentro del tanque (15) durante el uso.
Description
Válvula de acondicionador de agua dentro del
tanque.
La presente invención se refiere a un dispositivo
para el acondicionamiento de un sistema de tratamiento de líquido,
en particular un dispositivo para acondicionar el líquido en un
sistema de tratamiento de líquido donde el dispositivo se adapta al
menos parcialmente dentro de un tanque de tratamiento.
Dispositivos de la técnica anterior para el
acondicionamiento de un líquido de acuerdo con el preámbulo de las
reivindicaciones 1 y 13 son conocidos por
US-A-3.872.004.
Los dispositivos de tratamiento de líquido
convencionales, tales como los ablandadores de agua, se usan
típicamente en conjunción con un depósito de líquido, tal como un
tanque de tratamiento de agua. Se usa un lecho de resina para tratar
el agua bruta entrante con el fin de obtener agua blanda. El lecho
de resina requiere la inundación periódica y la regeneración para
retirar los sedimentos y recargar químicamente el lecho.
Típicamente, en un proceso conocido por educción, se pasa una
solución de salmuera sobre el lecho de resina para recargar
químicamente la resina. A menudo, la educción va precedida por una
etapa de lavado a contracorriente, en la que se invierte el flujo de
agua entrante para retirar los sedimentos que se han separado del
agua durante la operación de acondicionamiento y que pueden
interferir con la operación de ablandamiento. En estos casos, los
sistemas son conocidos por sistemas de "cinco ciclos", en los
que la regeneración implica una etapa de lavado a contracorriente,
un enjuague de salmuera, un enjuague lento, un enjuague rápido, y un
rellenado del tanque de salmuera. Un sistema de ablandamiento típico
es descrito en la patente U.S. nº 5.174.466.
Como es bien conocido en esta especialidad, los
acondicionadores de agua, tales como los ablandadores de agua, están
provistos de varios mecanismos para iniciar la regeneración. Algunos
de tales mecanismos son accionados por reloj, y son disparados para
comenzar a una hora del día, mientras que otros son disparados por
un volumen umbral del agua tratada. Hay otros mecanismos que
disparan la regeneración monitorizando la condición de la resina en
el lecho de resina.
Los acondicionadores de agua convencionales están
provistos también típicamente de válvulas para controlar el flujo
de agua desde un depósito de salmuera hasta el agua bruta entrante,
desde la entrada de agua bruta hasta la salida de agua bruta, desde
el tanque hasta un colector, desde el colector hasta el tanque, y
desde el colector hasta la salida de agua blanda.
Una desventaja principal de las válvulas de
control de acondicionador de agua de tipos convencionales, no
obstante, es que las mismas están fijadas a una parte externa del
tanque de tratamiento de líquido. Como la válvula está fijada en el
exterior del tanque, el tamaño combinado de la válvula y el tanque
se convierte en una consideración necesaria cuando se calcula el
espacio requerido para alojar el sistema de tratamiento de líquido.
El tamaño del aparato se convierte en un impedimento porque el
espacio de almacenamiento reservado para un sistema de tratamiento
de líquido es fijado típicamente y es optimizado típicamente para
consumir el menor espacio posible. Por otro lado, el tamaño del
tanque es optimizado para que sea tan grande como lo permita el
espacio, permitiendo acondicionar volúmenes de líquido más grandes.
Como es necesario tener presente el tamaño del aparato cuando se
determina el tamaño de este espacio, esto restringe finalmente el
tamaño del tanque.
Otra desventaja de los acondicionadores de agua
convencionales es que la configuración convencional es propensa a
fugas. Una válvula de acondicionador de agua fijada externamente
está rodeada por la presión del aire ambiente, mientras que el
líquido que corre dentro de la válvula ejerce una presión de
líquido. Si esta diferencia de presión no es equilibrada
constantemente, la válvula puede romperse y producir fugas en el
entorno circundante, tal como el piso en una casa, oficina, u otro
edificio. Igualmente, para combatir esta diferencia de presiones se
requiere un material constituyente de válvula más grueso, más pesado
y más rígido. Además de aumentar el gasto, la necesidad de utilizar
tales materiales restringe la configuración de la válvula y el modo
en que la misma se conecta al tanque.
Por consiguiente, un objeto de la presente
invención es proporcionar un sistema de tratamiento de líquido
mejorado que tenga una válvula de control de acondicionador de
líquido que se instale al menos parcialmente dentro de un tanque de
tratamiento.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema de tratamiento de líquido mejorado que tenga
una válvula de control del acondicionador de líquido que optimice el
uso de espacio limitado.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema de tratamiento de líquido mejorado que tenga
una válvula de control del acondicionador de líquido donde las
porciones externas de las cámaras de la válvula de control del
acondicionador de líquido están sometidas al menos parcialmente a la
misma presión de líquido que las porciones internas de las cámaras
de la válvula de control del acondicionador de líquido.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema de tratamiento de líquido mejorado que tenga
una válvula de control del acondicionar de líquido construida a
partir de una extensa variedad de materiales.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema de tratamiento de líquido mejorado que tenga
una válvula de control del acondicionador de líquido en la que las
fugas causadas por las cámaras de válvula rotas sean reducidas o
eliminadas.
Otro objeto adicional de la presente invención es
proporcionar un sistema de tratamiento de líquido mejorado que tenga
una válvula de control del acondicionador de líquido en la que las
fugas estén localizadas y contenidas dentro de un tanque
asociado.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente
invención se proporciona una válvula de acondicionador de agua según
la reivindicación 1. De acuerdo con un segundo aspecto de la
presente invención se proporciona una combinación de una válvula de
acondicionador de agua y un tanque de tratamiento según la
reivindicación 13.
Los objetos anteriormente relacionados son
satisfechos o rebasados por la válvula de acondicionador de agua
dentro del tanque, que se caracteriza por una válvula de
acondicionador de agua que tiene una porción de trabajo dispuesta al
menos parcialmente dentro de un tanque en un sistema de
acondicionamiento de líquido. Por tanto, se reduce el espacio aéreo
vertical para el sistema, permitiendo el uso de tanques más altos y
más grandes, lo que permite a la vez la optimización del espacio
limitado y la maximización del volumen de líquido acondicionado.
Adicionalmente, la porción de trabajo puede incluir una primera y
segunda cámaras de válvula que tienen sus respectivos pistones
principal y suplementario. Dado que la primera y segunda cámara de
válvula de la porción de trabajo están dispuestas al menos
parcialmente dentro del tanque del sistema de acondicionamiento de
líquido, existe un equilibrio inherente en la presión interna
ejercida sobre estas cámaras por el líquido que corre dentro de
ellas y la presión externa ejercida sobre estas cámaras por el
líquido circundante. Por consiguiente, las partes componentes
requieren menos durabilidad que la ordinariamente requerida para
soportar las diferencias de presión. Otro rasgo de la invención es
que como la porción de trabajo se localiza al menos parcialmente
dentro del tanque, las fugas que se producen desaguarán dentro del
tanque en vez de dentro del entorno externo.
La figura 1A es una vista en perspectiva del lado
izquierdo de la presente válvula de acondicionador de líquido;
la figura 1B es una vista en perspectiva frontal
de la presente válvula de acondicionador de líquido;
la figura 2 es una vista en perspectiva
despiezada de la presente válvula de acondicionador de líquido;
la figura 3 es una vista en sección tomada a lo
largo de la línea 3-3 de la figura 2, de la presente
válvula de acondicionador de líquido en la posición de servicio;
la figura 4 es una vista en sección, tomada a lo
largo de la línea 4-4 de la figura 1A y en la
dirección indicada generalmente, de la presente válvula de
acondicionador de líquido en la posición de servicio;
la figura 5 es una vista en sección de la válvula
de control de la figura 4 mostrada en la posición de lavado a
contracorriente;
la figura 6 es una vista en sección de la válvula
de la figura 4 mostrada en la posición de salmuera/educción;
la figura 7 es una vista en sección de la válvula
de la figura 4 mostrada en la posición de relleno;
la figura 8 es una vista en sección de la
presente válvula de acondicionador de líquido en la posición de
lavado a contracorriente, tomada a lo largo de la línea
3-3 de la figura 2;
la figura 9 es una vista en sección de la
presente válvula de control de acondicionador de líquido en la
posición salmuera/enjuage lento, tomada a lo largo de la línea
3-3 de la figura 2; y
la figura 10 es una vista en sección de la
presente válvula de control de acondicionador de líquido en la
posición de relleno, tomada a lo largo de la línea
3-3 de la figura 2.
Haciendo ahora referencia a las figuras 1A y 1B,
la presente válvula de acondicionador de agua está indicada de un
modo general en 10, e incluye una carcasa 12 con una circunferencia
14 roscada al menos parcialmente que está configurada para fijarse
a un tanque de resina de acondicionador de líquido o de tratamiento
15 (figura 8). Un tanque de resina apropiado está descrito en la
patente U.S. nº 5.174.466 del mismo titular. La carcasa 12 incluye
también una formación de brida 16 generalmente circular, extendida
radialmente y configurada encima de la circunferencia parcialmente
roscada 14, que se encaja de manera coincidente con una abertura
generalmente circular del tanque de resina (figura 8).
La carcasa 12 es fabricada preferiblemente en un
plástico moldeado por inyección, rígido, duradero y resistente al
medio ambiente, y como tal es fabricada en varias piezas unidas
entre sí por vibración o soldadura de platos calientes, o adhesivo
químico para crear una serie de galerías de comunicación del agua
entre una fuente de agua, un tanque de salmuera (no mostrado), un
orificio de Desagüe 18 y el tanque de resina 15 (figura 8) como es
bien sabido en la especialidad. Por tanto, como se ilustra en la
figura 2, la carcasa 12 incluye un orificio de Entrada sin tratar
20, un orificio de Salida ablandada 22, un orificio de Entrada del
tanque 23 así como un orificio de Salida del tanque 24, un orificio
de Salmuera 25, y el orificio de Desagüe 18. También está incluido
en la carcasa 12 un pórtico de válvula de salmuera 26, un pórtico
eductor de salmuera 28 y un pórtico de válvula principal
30.
30.
Una placa de montaje 31 está fijada a la parte
superior de la carcasa 12. La placa de montaje 31 incluye una
pluralidad de aberturas 32, 34, 36, 38, 40, cuyas circunferencias
están verticalmente alineadas con el orificio de Entrada sin tratar
20, el orificio de Salida ablandada 22, el pórtico de válvula de
salmuera 26, el pórtico eductor de salmuera 28 y el pórtico de la
primera cámara de válvula 28, respectivamente. Una vez ensambladas,
cada abertura respectiva recibe su correspondiente pórtico, y
mantiene el acoplamiento entre los pórticos y la placa de montaje
31. Un ojete de montaje 41 está formado de manera enteriza con la
placa de montaje 31. La placa de montaje 31 se sujeta a la carcasa
12 por inserción de un elemento de fijación roscado (no mostrado) a
través de un agujero 42 en la placa de montaje. El elemento de
fijación roscado coincide entonces con una tuerca (no mostrada)
mantenida en un porta-tuerca 43 que se fija en la
brida 16.
El tratamiento del agua en la presente válvula de
acondicionador de agua 10 es llevado a cabo por una porción de
trabajo de la válvula de acondicionador de agua, designada
generalmente por 44 en las figuras 1A, 1B y 2, en las que la porción
de trabajo está alojada dentro de la carcasa 12. Un rasgo importante
de la presente invención es que los componentes de la porción de
trabajo 44 que se encuentran debajo de la brida 16 están dispuestos
dentro del tanque 15. Esto confiere una serie de ventajas a la
presente válvula de acondicionador de agua 10, reduciendo de manera
muy significativa el espacio aéreo consumido por el conjunto de
válvula/tanque, lo que minimiza finalmente el espacio global
requerido para alojar el conjunto de válvula/tanque. Esta
configuración es también ventajosa y que las fugas dentro de la
válvula 10 serán contenidas dentro del tanque 15, en el que se
alojan los componentes de la porción de trabajo 44 que hay debajo
de la brida 16. Tal rasgo es ventajoso porque se evita completamente
la fugas que de otro modo dañarían el piso alrededor del tanque 15.
Además, el líquido que corre a través de la válvula de
acondicionador de agua 10 ejerce presión sobre el interior de la
válvula, mientras que la presión del aire ambiente que rodea a la
válvula es notablemente menor.
Esto hace que el material con el que se construye
la válvula 10 sea relativamente grueso y rígido, y capaz de soportar
la presión interna aplicada por el líquido dentro de la válvula. Sin
embargo, alojando la porción de trabajo 44 dentro del tanque, la
presión del aire ambiente es reemplazada por la presión del líquido
ambiente, que es aproximadamente igual a la presión ejercida por el
líquido dentro de la válvula 10. Por tanto, el material que
comprende la válvula 10 no necesita soportar presiones diferenciales
interna y externa. Por consiguiente, la configuración de la presente
invención proporciona además un mayor grado de flexibilidad en la
selección al elegir el material constituyente para la válvula
10.
La porción de trabajo 44 incluye una cámara de
válvula principal 45 y una segunda cámara de válvula 46, que están
ambas verticalmente orientadas dentro de la porción de trabajo 44.
La cámara de válvula principal, designada generalmente por 45 en la
figura 2, es un paquete de estanqueidad de construcción unitaria, y
está formada por una pluralidad de miembros anulares verticalmente
apilados y axialmente espaciados 48 con columnas verticalmente
orientadas 50 separando cada miembro anular. Cada miembro anular 48
contiene una ranura 52 alrededor de su circunferencia exterior, y
cada ranura está configurada para acomodar un miembro de
estanqueidad 54, por ejemplo una junta tórica u otro anillo
obturador equivalente ya conocido. Una de las ventajas de la
presente válvula 10 es que los componentes internos, incluida la
cámara de válvula principal 45, pueden fabricarse para usar menos
material y tener un coste global más bajo, puesto que no están
sujetos a las diferencias de presión relativamente grandes
encontradas por las válvulas convencionales localizadas
completamente fuera del tanque 15.
Haciendo ahora referencia a la figura 3, en el
centro de la cámara de válvula principal 45 y pasando
alternativamente en sentido vertical a través de los centros de cada
miembro anular 48 hay un cilindro 56 configurado para alojar un
pistón principal 58 y pasador de avance 60. El pistón principal 58
en la realización preferida tiene forma de barra de halterofilia y
se monta verticalmente en la dirección señalada generalmente por 61
en la figura 2, con vistas al movimiento alternativo lineal en el
cilindro 56 de la cámara de válvula principal 45, y tiene un primer
extremo o extremo inferior 62 y un extremo de varilla 64. Tanto el
extremo inferior 62 como el extremo de varilla 64 están
dimensionados para acoplarse de manera estanca y deslizable con los
miembros de estanqueidad 54. Más específicamente, el extremo
inferior 62 está configurado en la realización preferida en forma de
"T" cuando es visto en sección, con una porción de diámetro
mayor dimensionada para acoplarse de manera estanca con uno
cualquiera de una pluralidad de miembros de estanqueidad 54. De
forma similar, el extremo de varilla 64 está abocinado en una
porción conformada de mayor diámetro, y está configurado en su
extremidad superior para encajarse de forma segura con un segundo
extremo radialmente expandido 68 del pasador de avance 60. El
pasador de avance 60 está orientado en general verticalmente,
teniendo un primer y segundo extremos 66, 68 de cuello estrecho o en
forma de "T" invertida separados uno de otro por un vástago de
pasador 70.
Haciendo ahora referencia a las figuras 2 y 4, en
la porción de trabajo 44 está incluida también la segunda cámara de
válvula 46. En la realización preferida, esta segunda cámara de
válvula 46 es una cámara de válvula de salmuera. La segunda cámara
de válvula 46 está en comunicación fluida selectiva con un tanque de
salmuera remoto (no mostrado) vía un orificio de Salmuera 25 al que
se rosca un racor de salmuera hueco 74. Un pistón de salmuera 76,
que está montado verticalmente para moverse alternativamente en la
segunda cámara de válvula 46, está configurado y dispuesto para
cooperar de manera estanca con una hendidura de eductor 78 (véase
figuras 4, 5, 6 y 7) situada en la interfaz del orificio de Salmuera
25 y la segunda cámara de válvula 46. Un cuerpo de eductor 80, que
actúa como un sifón durante el funcionamiento de la válvula del
acondicionador de agua durante los ciclos de educción/enjuague lento
y de relleno de salmuera, está en comunicación fluida selectiva con
el orificio de Salmuera 25. La interfaz entre la placa de montaje 31
y el pistón de salmuera 76 y el cuerpo del eductor 80 es asegurada
por capuchones de extremo 81 fijados tanto al pistón de salmuera
como al cuerpo de eductor.
Durante el funcionamiento, cada pistón 58, 76 es
impulsado selectivamente por un sistema de control de válvula,
designado generalmente por 82 en las figuras 1A y 1B. Haciendo
referencia a la figura 2, la realización preferida incluye un
miembro de leva 84 como componente principal del sistema de control
de la válvula. El miembro de leva 84 está excéntricamente lobulado,
teniendo un eje longitudinal de rotación 86 que es generalmente
perpendicular a la orientación de la cámara de válvula principal 45.
El miembro de leva 84 tiene una circunferencia generalmente
circular, siendo el eje longitudinal de rotación 86 excéntrico con
respecto al punto central de la circunferencia. Por tanto, "en
funcionamiento", el miembro de leva 84 gira a lo largo de su eje
longitudinal 86 a alturas gradualmente variables con respecto a la
placa de montaje 31, dependiendo del periodo de rotación del
miembro de leva 84.
Con referencia a la figura 2, una porción de base
94 del miembro de leva 84 tiene un anillo de dientes de engranaje 96
que están configurados para encajar dentro de una cartela de montaje
98 que está configurada para recibir un anillo de dientes de
engranaje 96. Un seguidor de leva 100 se extiende transversalmente
desde el anillo de dientes de engranaje 96 en la porción de base 94
del miembro de leva 84. Durante el funcionamiento de la realización
preferida, el seguidor de leva 100 se encaja en una hendidura de
guía 102 de una horquilla de deslizamiento 104 que está configurada
para encajarse entre un motor 106 y el anillo de dientes de
engranaje 96. El motor 106 se monta en la cartela de montaje 98
con elementos de fijación roscados 108 u otra tecnología
convencional.
La cartela de montaje 98 incluye también un
espacio acomodador (no mostrado) que está configurado para recibir
un piñón 109 que se extiende transversalmente desde un extremo
superior del motor 106. La horquilla deslizante 104 que recibe el
seguidor de leva 100 incluye también un arco hemisférico,
generalmente cóncavo 110, de manera que la horquilla deslizante no
interfiera en el engrane del piñón 109 y el anillo de dientes de
engranaje 96, y no impida el movimiento alternativo vertical de la
horquilla deslizante.
Por tanto, cuando es accionado por el motor 106,
el piñón 109 arrastra el anillo correspondiente de dientes de
engranaje 96 dentro de la cartela de montaje 98, y la hilera de
dientes de engranaje gira en consecuencia. Este movimiento
rotacional se transforma en movimiento alternativo horizontal del
seguidor de leva 100 dentro de la hendidura de guía 102. Sin
embargo, como el miembro de guía 84 está fijado al ojete de montaje
41 en un extremo 111 opuesto a la hilera de dientes de engranaje 96
(véase figuras 1A y 1B), el movimiento alternativo horizontal del
seguidor de leva 100 dentro de la hendidura de guía 102 se
transforma en movimiento alternativo vertical de la horquilla de
deslizamiento 104, que es limitado únicamente en su movimiento
vertical por la profundidad del arco hemisférico 110. Por tanto,
cuando es accionada por el motor 106, la horquilla de deslizamiento
104 se mueve verticalmente con respecto a la placa de montaje
31.
El primer extremo 66 del pasador de avance 60 se
acopla por coincidencia con la horquilla de deslizamiento 104 en una
hendidura 112 que está configurada para recibir y mantener de forma
segura el pasador de avance sobre una superficie opuesta a la ranura
de guía 102. Esto facilita a su vez el movimiento alternativo
vertical del pasador de avance 60 dentro de la cámara de válvula
principal 45.
Por tanto, en el funcionamiento de la realización
preferida, el motor 106 produce la rotación del piñón 109 que está
engranado con el anillo de dientes de engranaje 96 dentro de la
cartela de montaje 98. Entonces gira el anillo de dientes de
engranaje, lo que produce la rotación del miembro de leva 84. Este
movimiento rotacional se transforma en el movimiento alternativo
horizontal del seguidor de leva 100, de manera que al desplazarse
horizontalmente dentro de la hendidura de guía 102, mueve
verticalmente la horquilla de deslizamiento 104. El pasador de
avance 60, por estar unido a la horquilla de deslizamiento 104 en su
primer extremo 166, es movido similarmente en sentido vertical.
El miembro de leva 84 está posicionado también
para estar en contacto friccional con el pistón de salmuera 76 que
es cargado por resorte y es empujado para estar en una posición
abierta. Por tanto, como puede verse por ejemplo en la figura 4, un
muelle 113 (visto mejor en la figura 6) está dispuesto entre la
hendidura de eductor y el pistón de salmuera 76 y es empujado en una
dirección contraria a la hendidura de eductor 78. En esta posición
abierta, el muelle 113 empuja el pistón de salmuera hacia arriba,
dejando la hendidura de eductor 78 en su posición abierta. Por
consiguiente, cuando el miembro de leva 84 gira y reduce el
desplazamiento entre el miembro de leva 84 y la placa de montaje
31, el muelle 113 es deprimido, lo que produce a su vez la depresión
del pistón de salmuera 76 a su posición cerrada dentro de la segunda
cámara de válvula 46. Correspondientemente, como el muelle 113 es
empujado en una dirección contraria a la hendidura de eductor 78, el
pistón de salmuera 76 se mueve hacia arriba dentro de la segunda
cámara de válvula 46 cuando aumenta el desplazamiento entre el
miembro de leva 84 y la placa de montaje 31.
Como se ve en la figura 2, el motor es controlado
por un sistema de control electrónico 120 del tipo conocido en la
técnica anterior. Por ejemplo, la patente U.S. nº 6.176.258,
incorporada como referencia, describe un sistema de control
electrónico apropiado.
La presente válvula de acondicionador de agua 10
está configurada preferiblemente para ejecutar al menos cuatro
ciclos separados, dependiendo de las posiciones relativas de los
pistones 58, 76, que facilitan la comunicación fluida selectiva
dentro de la válvula de acondicionador de agua. Por ejemplo, la
válvula de acondicionador de agua 10 ejecuta preferiblemente un
ciclo de servicio, en el que el agua u otro fluido es desionizada y
purificada de otro modo. Durante un ciclo de lavado a
contracorriente, el agua fluye en una dirección inversa para
arrastrar los sedimentos y otros residuos de la válvula 10 y el
tanque (no mostrado). Un ciclo de salmuera/enjuague lento facilita
la regeneración del lecho de resina dentro del tanque (no mostrado),
y un ciclo de relleno permite la vuelta de la válvula 10 y el tanque
a un ciclo de servicio.
Haciendo ahora referencia a las figuras 3 y 4, la
válvula de acondicionador de agua 10 está ilustrada en la posición
de servicio. En esta posición, el agua tratada procedente del tanque
de tratamiento es dispensada a través de la válvula 10 a los
aparatos de fontanería de la residencia o edificio para su uso. El
pistón de salmuera 76 está localizado en una primera posición en la
segunda cámara de válvula 46, y el pistón principal 58 está
localizado también en una primera posición en la cámara de válvula
principal 45.
El agua bruta pasa a través de una tubería de
entrada 114 que está acoplada por coincidencia con el orificio de
Entrada sin tratar 20, y dentro de la cámara de válvula principal
45. Recubriendo la cámara 45 hay miembros anulares, espaciados
axialmente 48 que forman ranuras de anillo de estanqueidad 52. Las
ranuras de anillo de estanqueidad 52 están dimensionadas de manera
que cuando están equipadas con anillos de estanqueidad 54, el pistón
principal 58 se acople en su interior de manera deslizante pero
estanca.
En ausencia del pistón principal 58, hay
comunicación libre de agua en el interior de la cámara de válvula
principal 45 dentro de los diversos orificios que desembocan en la
cámara de válvula principal. En la cámara de válvula principal 45
estos orificios incluyen el orificio de Entrada sin tratar 20
(figura 2), el orificio de Entrada del tanque 23 (figura 1A), el
orificio de Desagüe 18 (figura 2), el orificio de Salida del tanque
24 (figura 2) y el orificio de Salida ablandada 22 (figura 2). Por
tanto, en la posición de servicio, el flujo de agua, representado
por las flechas 115 en las figuras 3 y 4, pasa desde el orificio de
Entrada sin tratar 20 (no mostrado en la figura 4) al orificio de
Entrada del tanque 23, de donde pasa al tanque de tratamiento (no
mostrado). El extremo de varilla 64 del pistón principal 58 obstruye
el orificio de Desagüe 18, y una porción central estrechada 116
permite la comunicación fluida entre el orificio de Salida del
tanque 24 al orificio de Salida ablandada 22, donde pasa a una
salida de agua tratada 118. En el extremo inferior 62 del pistón
principal 58, el acoplamiento con el miembro anular respectivo 48 y
la correspondiente junta tórica 54 impiden el escape del agua dentro
del orificio de Salida del tanque 24.
Aunque la válvula 10 se encuentra en la posición
de servicio, con el pistón principal 58 dispuesto como se ha
descrito más arriba, el pistón de salmuera 76 está en la primera
posición, llamada posición de aparcamiento. En la posición de
aparcamiento, los orificios en el cuerpo eductor 80 son cerrados por
los anillos de estanqueidad 54 localizados en una pluralidad de
ranuras anulares de estanqueidad 52 para impedir toda comunicación
fluida entre el tanque de salmuera y el tanque de tratamiento.
Cuando el motor 106 hace girar al miembro de leva
84, el pistón principal 58 puede moverse alternativamente hacia
arriba con respecto a la placa de montaje 31, lo que produce un
cambio en el ciclo de lavado a contracorriente. Como se ve en la
figura 8, el agua fluye durante el ciclo de lavado a contracorriente
en la dirección indica por la flecha en 119. Una serie de métodos
convencionales, conocidos en la especialidad, puede determinar la
sincronización de este movimiento por el pistón principal 58. El
ciclo de lavado a contracorriente empieza el ciclo de regeneración y
es disparado por el número de galones dispensados, la hora del día,
o la condición iónica del producto de resina contenido en el tanque
de tratamiento o similar, como se desee en cualquier aplicación
particular. El miembro de leva 84 es girado hasta que el pistón
principal 58 se encuentra en una segunda posición en la figura 5, y
el pistón de salmuera 76 está todavía en la posición de
aparcamiento.
Haciendo ahora referencia a las figuras 5 y 8, en
la posición de lavado a contracorriente, el pistón de salmuera 76
está todavía en la posición de aparcamiento, con todos los orificios
bloqueados. El pistón principal 58 se ha desplazado a una segunda
posición de forma que el agua bruta que entra en la válvula 10 es
desviada a través del fondo de la válvula y dentro del tanque 15 vía
el orificio de Salida del tanque 24. El agua fluye en una dirección
contraria, representada por las flechas 119, a través del tanque de
tratamiento 15 para arrastrar el sedimento recogido durante la
posición de servicio y aflojar el lecho de resina para un mejor
contacto con la salmuera. El flujo de agua vuelve a entrar entonces
en la cámara de válvula principal 45 desde el orificio de Entrada
del tanque 23 y dentro del orificio de Desagüe 18, cuyo paso se hace
posible por la porción central estrechada 116 del pistón principal
58. El proceso de lavado a contracorriente continúa aproximadamente
durante 5 a 10 minutos, tiempo que es contado por el sistema de
control electrónico 120. En caso de que la residencia necesite agua
durante el lavado a contracorriente, puede fluir también agua bruta,
no tratada, por el orificio de Salida ablandada 22.
Haciendo ahora referencia a las figuras 6 y 9,
una vez que el sistema de control electrónico 120 determina que ha
expirado el tiempo de lavado a contracorriente, le indica al motor
106 que gire el miembro de leva 84 a la posición de
educción/enjuague lento, en la que la salmuera del tanque de
salmuera se introduce en el tanque de tratamiento. Así, en esta
posición, ambos pistones 58 y 76 se moverán. El pistón principal 58
se desplaza a la tercera posición y el pistón de salmuera 76 se
desplaza a una segunda posición, que es la posición abierta. El agua
y salmuera fluyen en la dirección indicada por las flechas 127 en
la figura 9.
Como se ilustra en la figura 6, en la posición de
educción/enjuague lento, el pistón principal 58 se posiciona de
manera que el agua bruta que entra por el orificio de Entrada sin
tratar 20 penetra en un canal de derivación 122, de donde puede
fluir por el orificio de Salida ablandada 22 para su uso por la
residencia, incluso aunque no esté tratada. Igualmente, la porción
central 116 del pistón principal 58 está posicionada de manera que
el agua pueda fluir también desde el orificio de Salida del tanque
24 al orificio de Desagüe 18. Otra porción del flujo principal en el
canal de derivación 122 corre a un orificio de Educcion 124, donde
pasa dentro del cuerpo eductor 80 a través de un paso de cuerpo
eductor 129.
En el cuerpo eductor 80, una boquilla de eductor
126 (se ve mejor en la figura 6) actúa como sifón, usando el flujo
principal de agua bruta para extraer, usando succión, salmuera del
tanque de salmuera dentro del cuerpo eductor. De esta manera, el
agua bruta y la salmuera se mezclan al pasar dentro del tanque de
tratamiento 15.
Más específicamente, la salmuera es pasada a
través del orificio de salmuera 25, a través de la hendidura de
eductor 78 dentro de la segunda cámara de válvula 46 y pasando a
través de una salida de eductor 128. La salida de eductor 128 está
en comunicación fluida con el orificio de Entrada del tanque 23. El
mezclado se produce en la boquilla de eductor 126 cuando el agua
entra en el cuerpo eductor a través del paso de cuerpo eductor y se
entremezcla con la salmuera. En la cámara de la válvula principal
45, la mezcla de salmuera y agua bruta entra en el orificio de
Entrada del tanque 23, y luego regenera el material de resina antes
de pasar a través del orificio de Salida del tanque 24 y por último
al orificio de Desagüe 18.
Una vez vaciado el tanque de salmuera, los
pistones 58 y 76 mantienen sus posiciones. De esta manera, el agua
bruta fluye entonces a través de los mismos pasos y orificios para
ejecutar una etapa de enjuague lento. Este comienza para purgar la
salmuera del tanque de tratamiento. Debido a esta doble función,
esta posición es la más larga en el ciclo de regeneración, durando
aproximadamente entre 60 y 70 minutos.
Haciendo ahora referencia a las figuras 7 y 10,
la etapa siguiente se llama relleno de salmuera, en la que se
reintroduce agua dentro del tanque de salmuera para mezclarse con la
sal del mismo y proporcionar un nuevo suministro de salmuera para la
siguiente regeneración.
El sistema de control electrónico 120 ordena al
motor 106 que se mueva hasta que el pistón principal 58 está
nuevamente en la primera posición, y el pistón de salmuera 76
permanece en la posición abierta. El motor 106 girará el miembro de
leva 84 hasta que lo señale un interruptor de programa (designado
esquemáticamente por 130 en la figura 7) que se pone en contacto con
la leva, indicando que los pistones están en sus posiciones
designadas.
Como se ilustra en la figura 7, el pistón
principal 58 ha vuelto nuevamente a la primera posición de forma que
su extremo ciego 62 se ponga nuevamente en contacto estanco con la
ranura de estanqueidad 52 y el respectivo anillo de estanqueidad 54
que impiden al agua escapar dentro del canal de derivación 122. El
orificio de Desagüe 18 es bloqueado de forma similar. El agua bruta
que penetra en la cámara de válvula principal 45 desde el orificio
de Entrada sin tratar 20 pasa directamente dentro del orificio de
Entrada del tanque 23. El agua tratada o ablandada es emitida por el
orificio de Salida del tanque 24 y finalmente pasa por el orificio
de Salida ablandada 22. Una parte del agua Ablandada es desviada
dentro de una cámara de relleno de salmuera 132, que está en
comunicación fluida con el paso del cuerpo eductor 129 en el cuerpo
eductor 80. El flujo de agua es indicado por las flechas 134 y fluye
en un patrón generalmente en forma de "U" invertida dentro del
paso del cuerpo eductor 129 y finalmente dentro del tanque de
salmuera. La duración de este último ciclo es controlada por el
sistema de control electrónico 120. El sistema de control
electrónico 120 indica entonces al motor 106 que mueva nuevamente el
miembro de leva 84 a la posición de servicio. De esta manera, se
completa el ciclo de regeneración.
Así, en la presente válvula de acondicionador de
agua 10, al menos una parte de la porción de trabajo se adapta
parcialmente al menos dentro del tanque de tratamiento 15,
reduciendo el espacio aéreo vertical consumido por la válvula de
acondicionador de agua. Igualmente, como está al menos parcialmente
alojada dentro del tanque, las fugas que se producen dentro de la
válvula son contenidas por el tanque, y no escapan sobre el suelo de
la residencia o edificio. Además, los componentes de la válvula 10
pueden ser producidos a un coste más bajo debido a las menores
demandas estructurales. Igualmente, se ha previsto un miembro de
leva 84 para controlar tanto el pistón principal 58 como el pistón
de salmuera 76 en una sola unidad, lo que reduce los componentes,
incrementa el rendimiento y proporciona control positivo de los
pistones en ambas direcciones operativas.
Aunque se ha mostrado y descrito una realización
particular de la válvula de acondicionador de agua en el tanque de
la invención, los expertos en la materia comprenderán que se puede
introducir en ella cambios y modificaciones sin apartarse de la
invención en sus aspectos más amplios y según queda expuesto en las
siguientes reivindicaciones.
Claims (16)
1. Válvula de acondicionador de agua (10) para
usar con un tanque (15) en un sistema de acondicionamiento de agua,
teniendo el tanque (15) una abertura para recibir la válvula (10),
comprendiendo dicha válvula:
- una carcasa principal (12) que tiene una formación para empalmar con una abertura del tanque (15), estando dispuesta una porción sustancial de dicha carcasa (12) debajo de dicha formación,
- teniendo dicha carcasa principal (12) una pluralidad de orificios (18, 20, 22, 23, 24), estando dispuesto al menos uno de dichos orificios (23, 24) debajo de dicha formación en la que, durante el uso, dicha porción sustancial de dicha carcasa principal y al menos dicho orificio están localizados dentro del tanque (15);
- una porción de trabajo (44) dispuesta dentro de dicha carcasa principal (12) e incluyendo una cámara de válvula principal (45) que proporciona comunicación fluida selectiva entre dicha pluralidad de orificios (18, 20, 22, 23, 24)
caracterizada porque una
porción mayor de dicha cámara de válvula principal (45) está
localizada debajo de dicha formación, para encontrarse dentro del
tanque (15) durante el
uso.
2. Válvula de acondicionador de agua según la
reivindicación 1, en la que al menos una porción de una
circunferencia (14) de dicha carcasa (12) está roscada para
acoplarse al tanque (15).
3. Válvula de acondicionador de agua (10) según
la reivindicación 1, en la que dicha cámara de válvula principal
(45) tiene un eje longitudinal (86) de dicha cámara de válvula
principal (45) que está orientado verticalmente.
4. Válvula de acondicionador de agua (10) según
la reivindicación 1, en la que dicha cámara de válvula principal
(45) incluye una pluralidad de juntas (54) para la comunicación
fluida selectiva entre dicha pluralidad de orificios (18, 20, 22,
23, 24).
5. Válvula de acondicionador de agua según la
reivindicación 1, en la que dicha cámara de válvula principal (45)
es de construcción unitaria.
6. Válvula de acondicionador de agua según la
reivindicación 1, que incluye además una segunda cámara de válvula
(46) que es una cámara de eductor.
7. Válvula de acondicionador de agua según la
reivindicación 6, en la que dicha cámara de válvula principal (45)
está acoplada de manera fluida a dicha cámara de eductor (46).
8. Válvula de acondicionador de agua según la
reivindicación 1, en la que dicha porción de trabajo (44) incluye
una entrada de agua dura (20), una salida de agua dura (24), una
salida de agua blanda (22) y un orificio de salmuera (25).
9. Válvula de acondicionador de agua según la
reivindicación 7, que incluye además un pistón principal (58) con un
vástago de pistón (60) localizado en dicha cámara de válvula
principal (45), y un pistón suplementario (76) con un vástago de
pistón suplementario en dicha cámara de válvula de eductor (46).
10. Válvula de acondicionador de agua según la
reivindicación 9, en la que dichas cámaras de válvula principal y de
eductor (45, 46) están también configuradas para recibir dichos
pistones (58, 76) en varias posiciones seleccionadas para
proporcionar comunicación fluida selectiva para un ciclo de
servicio, un ciclo de lavado a contracorriente, y un ciclo de
salmuera.
11. Válvula de acondicionador de agua según la
reivindicación 1, que incluye también un pistón principal (58)
localizado en dicha cámara de válvula principal (45), en la que
dicho pistón principal incluye una pluralidad de juntas (54) para la
comunicación fluida selectiva entre dicha pluralidad de orificios
(18, 20, 22, 24).
12. Válvula de acondicionador de agua (10) según
la reivindicación 1, en la que la porción de trabajo (44) dentro de
dicha carcasa principal (12) incluye también una segunda cámara de
válvula (46);
- un pistón principal (58) montado para moverse alternativamente en dicha cámara de válvula principal (45) y un pistón suplementario (76) montado para moverse alternativamente en dicha segunda cámara (46), moviéndose dichos pistones principal y suplementario (58, 76) entre una pluralidad de emplazamientos en dicha cámara de válvula principal (45);
- en la que una porción de dicha segunda cámara (46) está localizada debajo de dicha formación para quedar dentro del tanque (15) durante el uso.
13. Una combinación de válvula de acondicionador
de agua (10) y un tanque de tratamiento (15), que comprende:
- un tanque (15);
- una carcasa principal (12) configurada para proporcionar comunicación fluida entre una pluralidad de orificios (18, 20, 22, 23, 24) conectados a emplazamientos relacionados con el acondicionamiento de agua, y teniendo una formación para empalmar con una abertura en dicho tanque (15);
- estando dispuesta una porción sustancial de dicha carcasa principal (12) debajo de dicha formación y dentro de dicho tanque (15);
- estando dispuesto uno al menos de dichos orificios (23, 24) debajo de dicha formación y dentro de dicho tanque (15);
- una porción de trabajo (44) dentro de dicha carcasa principal (12) que incluye una primera y segunda cámaras de válvula (45, 46),
- un pistón principal (58) montado para moverse alternativamente en dicha primera cámara de válvula (45) e incluyendo un vástago de pistón principal (60);
- un pistón suplementario (76) montado para moverse alternativamente en dicha segunda cámara de válvula (46) y que incluye un vástago de pistón suplementario;
- y una porción de dicha porción de trabajo (44) que tiene una circunferencia roscada (14) para fijar a dicho tanque (15), estando dicha porción de trabajo (44) en comunicación fluida con dicho tanque (15), caracterizada porque una porción mayor de dicha primera cámara de válvula (45) está montada debajo de dicha formación y dentro de dicho tanque (15), y en la que una porción de dicha segunda cámara (46) está localizada debajo de dicha formación y dentro de dicho tanque (15).
14. Combinación según la reivindicación 12, en la
que dicho tanque (15) incluye un extremo superior que define una
brida (16) y en la que dicha parte de dicha porción de trabajo (44)
localizada dentro de dicho tanque (15) está dispuesta debajo de
dicha brida (16).
15. Combinación según la reivindicación 12, en la
que cada una de dichas primera y segunda válvulas (45, 46) tiene un
eje longitudinal (86), y dichos ejes longitudinales (86) de dichas
primera y segunda cámaras de válvula (46) están orientados
verticalmente.
16. Combinación según la reivindicación 12, en la
que dicha brida (16) define una abertura, y dicha porción de trabajo
(44) localizada dentro de dicho tanque (15) está configurada para
instalarse dentro de dicha abertura.
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