ES2255577T3 - Valvula. - Google Patents

Abstract

Válvula para un medio líquido o gaseoso con un cuerpo de válvula móvil, por medio del cual se puede ajustar una sección transversal de paso interna, comprendiendo la válvula un sensor de presión para detectar la presión P(real) del medio, transmitiéndose la presión P(real) detectada por el sensor de presión en forma de señales eléctricas y se suministrándose a un dispositivo de regulación, cuyo regulador activa el cuerpo de válvula en función de la señal del sensor de presión, donde el dispositivo de regulación determina un valor P(ref) de presión de referencia, que el dispositivo de regulación fija en su regulador, y donde se ha dispuesto una tobera (15) con un orificio (16) de tobera fijo, por el lado de salida de la válvula (21) en la carcasa (4) de válvula, por ejemplo, por medio de un manguito (12¿), caracterizada porque el sensor (1) de presión - visto en la dirección del paso de flujo - se ha dispuesto aguas abajo del cuerpo (8, 115) de válvula, determinando el dispositivo (3) de regulación el valor P(ref) de presión de referencia en función del volumen (l/minref) de paso de referencia incluyendo el orificio (16) de la tobera (15) pospuesta y estando el vástago del cuerpo (8, 115) de válvula conectado activamente por el lado del accionamiento con una cámara (11, 113, 114) de presión, estando conectada la cámara (11, 113, 114) de presión por medio de un conducto (23) o bien un orificio (112) de paso con la corriente volumétrica del lado de la entrada del medio líquido o gaseoso y siendo atacada dicha cámara (11, 113, 114) con presión por el medio.

Description

Válvula.

El invento se refiere a una válvula para un medio líquido o gaseoso con un cuerpo de válvula móvil ajustable por medio de la sección transversal de paso interior.

Se conoce una válvula con las características definidas en el preámbulo de la reivindicación 1 por el documento US-A-5 694 973.

Válvulas de ese género se utilizan en muchos campos de la economía hidráulica o de la industria, en los que deban controlarse, dosificarse y distribuirse con precisión agua u otros fluidos líquidos, eventualmente también fluidos gaseosos. Los conocidos reguladores de presión se dimensionan de modo que mantengan constante la presión durante una corriente volumétrica prefijada. A condición de que exista una corriente volumétrica suficiente, esto significa que se alimenta una tobera pospuesta con la presión necesaria (calculada). Aunque en la práctica, se evidencian como variables ambas magnitudes, corriente a presión y corriente volumétrica como variables.

Es por ello problema del invento proporcionar una válvula, que, incluso con corriente volumétrica variable, pueda alimentar una tobera pospuesta a presión constante o a presión variable definida.

Según el invento, se consigue esto por que la válvula - vista en la dirección del flujo de paso - presente un sensor de presión por detrás del cuerpo de válvula para detectar la presión del medio y el cuerpo de válvula se regule en función de la señal del sensor de presión y/o de una unidad de control externa, habiéndose manifestado como especialmente ventajoso que el dispositivo de regulaciones se disponga directamente en la válvula, por ejemplo, en forma de un circuito electrónico sobre una placa de circuitos impresos.

Gracias a que la válvula tenga un circuito de regulación propio, es posible una regulación de la presión variable, controlada. Esto significa que la cantidad de agua, que sale la tobera pospuesta a la válvula, ya no debe determinarse, como hasta ahora, por medio del intercambio de toberas con diámetros de tobera diferentes, sino que se regula con más sencillez por la presión en una tobera determinada. Cuando el dispositivo regulador, como se ha previsto según otro ejemplo de realización adicional del invento, se ha configurado para la regulación sin escalonamiento de la presión y/o para conectar/desconectar la válvula, una válvula de este tipo materializa dos componentes en una construcción, a saber, un regulador de presión y una válvula "on/off".

Una realización especialmente ventajosa consiste en una válvula con una carcasa de válvula, en la que se han dispuesto una manguera flexible y, como cuerpo de válvula, un mecanismo de aplastamiento para estrangular continuamente el paso del flujo de paso del fluido, habiéndose dispuesto un sensor de presión por delante y/o por detrás del punto de aplastamiento, y regulándose el mecanismo de aplastamiento en función de la señal emanada del sensor de presión y/o una unidad de control externa.

Para no falsear los valores de presión, se puede prever según otro ejemplo de realización más, que el espesor de la pared de la manguera se reduzca a un mínimo en la zona de contacto con el sensor de presión, dispuesto en el exterior de la manguera. Se ha evidenciado como especialmente ventajoso para ello que la carcasas de válvula presente, al menos, dos guías céntricas dirigidas de modo sensiblemente transversal a la dirección longitudinal de la manguera, en cuyas guías se han dispuesto el sensor de presión y partes del dispositivo de aplastamiento, de modo que, junto a una sencilla construcción, se obtenga adicionalmente una protección del sensible sensor de presión.

Según otro aspecto más del invento, el mecanismo de aplastamiento puede ser accionable hidráulicamente, con lo cual resulta un ajuste especialmente preciso de la presión de referencia. Aunque para mantener la construcción lo más sencilla y libre de mantenimiento posible, se puede prever, según otra forma de realización más del invento, que el mecanismo de aplastamiento comprenda, por lo menos, una corredera, una palanca y un motor, preferiblemente un servomotor, propulsando el motor la palanca y ésta acciona la corredera, que aplasta o abre el paso de la manguera. Gracias al accionamiento eléctrico de la corredera, por medio de un servomotor, se consigue una construcción filoambiental y casi libre de
mantenimiento.

Según otro aspecto más del invento, se puede prever que el cuerpo de la válvula se configure de modo accionable por un émbolo impulsable por los dos lados, habiéndose dispuesto el émbolo en una carcasa de émbolo y, al menos, una cámara que se puede alimentar con presión variable por medio de una válvula de control. Una solución técnicamente sencilla resulta si la válvula de control es accionada por un accionamiento lineal, por ejemplo, un servomotor o un motor "voice-coll", siendo regulado el accionamiento lineal en función de la señal del sensor de presión. Se ha evidenciado como especialmente ventajoso que la válvula de control se configure como aguja cónica y se disponga en un canal de unión, por medio del cual se devuelve la cámara de medio regulador.

Se ha de proporcionar además un dispositivo para distribuir medios líquidos en gran superficie, en especial agua, con una fuente de líquido central, un sistema de tubería para el líquido, una unidad de control central y conductores eléctricos de control para las distintas válvulas distribuidas en varios lugares de salida del sistema de tuberías para el líquido.

Se instala preferiblemente la válvula según el invento en una instalación de riego por aspersión para conseguir una distribución de agua controlada con precisión. En un riego por aspersión de precisión de este género se analizan parámetros del sistema medidos, por ejemplo, mediante sensores de humedad o bien de temperatura y/o por observación por satélite, y se regula el aporte necesario de agua, según ello, puntual y diferenciadamente, y se ahorra así la preciada agua. Un sistema de riego por aspersión equipado con tales válvulas reguladoras según el invento permite además tanto el funcionamiento lineal, como también el circular con el mismo equipamiento de toberas.

Para poder conectar o desconectar selectivamente las distintas toberas, se puede prever, según otra variante de realización más del dispositivo según el invento, que, al menos, una parte de las válvulas sean ajustables continuamente en volumen de paso y/o conectables/desconectables individualmente, de modo que no hayan de instalarse válvulas adicionales con un caro control electromagnético.

Otras ventajas y detalles del invento se explican más detalladamente a continuación a base de la descripción de las figuras. En ellas se muestra:

Figura 1 una sección esquemática a través de una válvula según el invento,

Figura 2 una representación esquemática de un circuito de regulación,

Figura 3 una representación esquemática de un dispositivo para distribuir medios líquidos en gran superficie, y

Figura 4 una representación esquemática de otro ejemplo de realización.

La válvula 21 representada en la figura 1 se compone de una manguera 5 de goma perfilada, que es plana por principio y está moldeada en redondo por los extremos en aras de la fabricación sencilla. La manguera 5 está embutida en una carcasa 4 de válvula, que presenta dos guías 6, que ofrecen el acceso a la manguera 5. En la guía 6 superior, se ha instalado una corredera 8, que es accionada por medio de una palanca 9, que es propulsada por un servomotor 10 o un motor "voice coll" un servomotor y que aplasta (línea de trazos) o abre la manguera 5. La guía 6 inferior sirve de asiento para el sensor 1 de presión. En la zona 7 de contacto con el sensor 6 de presión, se ha reducido a un mínimo el espesor de la pared de la manguera. El dispositivo 3 de regulación se ha montado en forma de un circuito electrónico en una placa de circuitos impresos en la carcasa 4 de la válvula 21. La carcasa 4 de válvula se cierra por arriba y por abajo mediante manguitos 12, 12' de unión, de modo que la válvula 21 reguladora de presión esté lista para el montaje. El manguito 12 superior presenta una abertura 13 de alimentación, a través de la cual se introduce el medio a regular. A continuación del manguito 12' inferior, se ha pospuesto a la válvula 21 una tobera 15 con una abertura 16 de tobera.

En la válvula representada en la figura 1, el cuerpo de válvula se compone básicamente de una corredera 8 y de la sección de manguera aplastada hacia adentro por la corredera. Alternativamente, sería posible utilizar la corredera sin manguera directamente como cuerpo de válvula, siendo necesarias entonces las correspondientes juntas de estanqueidad.

Se describirá, a continuación más detalladamente, a base del dispositivo 3 de regulación representado en la figura 2, el modo de funcionamiento de la válvula 21 según el invento. El dispositivo 3 de regulación dispone de una memoria 17 y un regulador 18. La memoria 17 recibe, por medio de una unidad 2 exterior o del usuario, un volumen de paso nominal en l/min y almacena la presión del sistema así como el tamaño de la tobera resultantes de ello. A partir de estos valores, la memoria 18 calcula la presión P_{ref} de referencia, que hace llegar al regulador 18. El sensor 1 de presión instalado en la válvula 21 capta la presión P_{real} real y envía el valor al regulador 18 del dispositivo 3 de regulación. En función de ello, se excita el motor 10, que acciona, a su vez, la corredera 8, que aplasta la manguera 5 de tal modo hasta que se ajuste la necesaria presión P_{ref.}

En el dispositivo mostrado en la figura 3, las válvulas 21 están conectadas, por medio de un sistema 20 de tuberías para líquido, con un emisor 19 central de líquido. Además, todas las válvulas 21 reguladas por presión están unidas con una unidad 2 de control externa por medio de conductores 22 de control. Adicionalmente, las válvulas 21 pueden estar unidas por una tubería de reconocimiento, que permite sustituir las válvulas 21 con sencillez, en caso de un defecto, sin perder la codificación.

En la válvula mostrada en la figura 4, entra la corriente de medio a través de la entrada A en la válvula. La carcasa 109 del émbolo es bañada, al mismo tiempo entra agua en la cámara 113 a través del orificio 112 y la hendidura entre la espiga 108 y el cuerpo 109 de válvula, y ataca la cara 111 superior del émbolo 101. Se genera así una fuerza hacia abajo en la dirección del flujo. La espiga 108 con sus movimientos tiene la misión de mantener la fina hendidura 112 libre de depósitos y sedimentos. Al mismo tiempo, fluye el medio a través de los orificios 103 inferiores hacia la cámara 110 del émbolo 101. Se genera una fuerza hacia arriba. Las dos cámaras 113 y 114 están separadas por un elemento 102 de estanqueidad, preferiblemente por una membrana, para mantener mutuamente separadas las presiones en las cámaras 113 y 114. El émbolo 101 se puede mover axialmente hacia arriba y hacia abajo. En el extremo inferior se ha fijado un cabezal 115, que abre o cierra totalmente el orificio 116 en función de la posición del émbolo 101 y, al mismo tiempo, genera una caída de presión en función de la posición del émbolo 101.

El sensor 1 de presión, que está separado del agua por una delgada membrana 7 de goma, mide la presión existente y pasa el valor real al dispositivo 3 de regulación, donde es comparado con el valor de referencia. El dispositivo 3 de regulación emite, inmediatamente a continuación, una señal por medio de la línea 24 de control al accionamiento 10 lineal. Este accionamiento 10 lineal puede ser un servomotor o un motor "voice coll". Por medio de este accionamiento 10 lineal, es movida una aguja 104 cónica por su extremo distal axialmente al canal 105 de unión. El canal 105 de unión une la cámara 113 de presión con el canal 107, que devuelve nuevamente el medio de regulación. La aguja 104 está estanqueizada por medio de un elemento 106 de estanqueidad, preferiblemente una membrana.

La válvula es regulada por presión diferencial, que es provocada entre la hendidura 112 y el orificio 105 de unión estrechado por la aguja. Al mismo tiempo, se ajusta la presión en las dos cámaras 113, y 114 de tal modo que el émbolo 101 llegue a detenerse en una determinada posición. El cabezal 115 se coloca, al mismo tiempo, enfrente del orificio 116 de tal modo que se alcance el valor de presión de referencia. La aguja 104 cierra el orificio 105 de unión, de este modo la fuerza generada por la superficie 111 del émbolo es mayor que la fuerza generada por la superficie 114 del émbolo, la válvula queda totalmente abierta. Este es el caso en tanto que la presión de entrada en A sea menor que la deseada presión de referencia. Si la aguja 104 está totalmente parada y el orificio 105 de unión está completamente libre, predomina la fuerza generada por la superficie 114 del émbolo. El émbolo 101 será empujado hacia arriba y, al mismo tiempo, el cabezal 115 cierra el orificio 116, la válvula está cerrada.

Cada posición de la aguja 104, que no cierre totalmente o libere completamente el orificio 105 de unión, genera una diferencia de presión, que empuja al émbolo 101 a una determinada posición. De acuerdo con ello, el orificio 116 liberado por el cabezal 115 genera la deseada caída de presión para conseguir el valor de presión de referencia, que se necesita para producir una determinada corriente volumétrica a través de la tobera 15 fija.

Se entiende por sí mismo que el invento no se limita a estos ejemplo concretos de realización.

Claims (14)

1. Válvula para un medio líquido o gaseoso con un cuerpo de válvula móvil, por medio del cual se puede ajustar una sección transversal de paso interna, comprendiendo la válvula un sensor de presión para detectar la presión P_{(real)} del medio, transmitiéndose la presión P_{(real)} detectada por el sensor de presión en forma de señales eléctricas y se suministrándose a un dispositivo de regulación, cuyo regulador activa el cuerpo de válvula en función de la señal del sensor de presión, donde el dispositivo de regulación determina un valor P_{(ref)} de presión de referencia, que el dispositivo de regulación fija en su regulador, y donde se ha dispuesto una tobera (15) con un orificio (16) de tobera fijo, por el lado de salida de la válvula (21) en la carcasa (4) de válvula, por ejemplo, por medio de un manguito (12'), caracterizada porque el sensor (1) de presión - visto en la dirección del paso de flujo - se ha dispuesto aguas abajo del cuerpo (8, 115) de válvula, determinando el dispositivo (3) de regulación el valor P_{(ref)} de presión de referencia en función del volumen (l/min_{ref}) de paso de referencia incluyendo el orificio (16) de la tobera (15) pospuesta y estando el vástago del cuerpo (8, 115) de válvula conectado activamente por el lado del accionamiento con una cámara (11, 113, 114) de presión, estando conectada la cámara (11, 113, 114) de presión por medio de un conducto (23) o bien un orificio (112) de paso con la corriente volumétrica del lado de la entrada del medio líquido o gaseoso y siendo atacada dicha cámara (11, 113, 114) con presión por el medio.

2. Válvula según la reivindicación 1, caracterizada porque la tobera (15) se ha configurado en un cuerpo de tobera separable, preferiblemente atornillable.

3. Válvula según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el dispositivo (3) de regulación, por ejemplo, en forma de un circuito electrónico sobre una placa de circuitos impresos, se ha dispuesto directamente en la carcasa (4) de válvula.

4. Válvula según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el dispositivo (3) de regulación se ha configurado para la regulación sin escalonamiento de la presión P_{(real)} y/o para conectar/desconectar la válvula (21).

5. Válvula según una de las reivindicaciones 1 a 4 con una carcasa de válvula, en la que se ha dispuesto una manguera flexible y un dispositivo de aplastamiento como cuerpo de válvula para estrangular continuamente el flujo de paso del medio fluido, caracterizada porque, por detrás del lugar de aplastamiento, se ha dispuesto un sensor (1) de presión, que transmite la presión P_{(real)} detectada en forma de señales eléctricas, y el dispositivo (8, 9, 10, 11) de aplastamiento se regula en función de la señal del sensor (1) de presión, prefijando un dispositivo (3) de regulación el valor P_{(ref)} de presión de referencia.

6. Válvula según la reivindicación 5, caracterizada porque la carcasa (4) de válvula presenta, al menos, dos guías (6) céntricas, dirigidas de forma sensiblemente transversal a la manguera (5), en las que se ha dispuesto el sensor (1) de presión y partes (8) del dispositivo (8, 9, 10, 11) de aplastamiento.

7. Válvula según la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque se ha reducido el espesor de la pared de la manguera (5) en la zona (7) de contacto con el sensor (1) de presión dispuesto fuera de la manguera (5).

8. Válvula según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque el dispositivo (8, 9, 10, 11) de aplastamiento se puede accionar hidráulica y/o eléctricamente.

9. Válvula según la reivindicación 8, caracterizada porque el dispositivo de aplastamiento comprende, al menos, una corredera (8), una palanca (9) y un motor (10), preferiblemente un servomotor, accionando el motor (10) la palanca (9) y accionando ésta la corredera (8), que comprime o abre el flujo de paso de la manguera.

10. Válvula según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el cuerpo (115) de válvula se ha configurado de modo accionable por un émbolo (101) impulsable por ambos lados, habiéndose dispuesto el émbolo (101) en una carcasa (109) de émbolo y siendo impulsable con presión variable, al menos, una cámara (113, 114) por medio de una válvula (104) de control.

11. Válvula según la reivindicación 10, caracterizada porque la válvula (104) de control es accionada por un accionamiento (10) lineal, por ejemplo, un servomotor o un motor "voice coll", siendo regulado el accionamiento (10) lineal en función de la señal del sensor (1) de presión.

12. Válvula según la reivindicación 10 u 11, caracterizada porque la válvula (104) de control se ha configurado como aguja cónica y se ha dispuesto en un canal (107, 105) de unión, por medio del cual se suministra el medio regulador a la cámara (113, 114).

13. Válvula según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizada porque se ha dispuesto, en la carcasa (109) del émbolo, al menos, un orificio (112, 103) de paso para el medio líquido o gaseoso para cada cámara (113, 114).

14. Aplicación de una válvula según una de las reivindicaciones 1 a 13 a un dispositivo para aplicar en gran superficie medios líquidos, en especial, una instalación de riego por aspersión para cultivos de plantas, con una fuente de líquido central, un sistema de tuberías para el líquido, una unidad central de control y líneas eléctrica de control a las distintas válvulas en múltiples puntos de salida del sistema de tuberías para líquidos.