ES2259241T3 - Racor con valvula de flujo elevado. - Google Patents
Racor con valvula de flujo elevado.Info
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Abstract
Un racor con válvula (30) que tiene un primer miembro (34) de cuerpo con un primer extremo (38), un segundo extremo (40) y un primer pasaje de flujo (42) que se extiende entre los extremos primero y segundo; un segundo miembro (36) de cuerpo con un primer extremo (50), un segundo extremo (54) y un segundo pasaje de flujo (56) que se extiende entre los extremos primero y segundo del mismo, estando el primer extremo (50) de dicho segundo miembro (36) del cuerpo conectado de forma separable a dicho primer miembro (34) del cuerpo junto al segundo extremo (40) de dicho primer miembro (34) del cuerpo, con lo que dicho segundo miembro (36) del cuerpo puede desconectarse de dicho primer miembro (34) del cuerpo y el primer pasaje de flujo (42) está alineado con el segundo pasaje de flujo (56), el segundo extremo (54) de dicho segundo miembro (36) del cuerpo se extiende más allá del segundo extremo (40) de dicho primer miembro (34) del cuerpo; y un conjunto de válvula (64, 64'') asegurado a dicho segundo miembro (36) del cuerpo, con lo que dicho conjunto de válvula (64, 64''), junto con dicho segundo miembro (36) del cuerpo, puede retirarse de dicho primer miembro (34) del cuerpo, incluyendo dicho conjunto de válvula una cabeza de válvula (68, 68'''', 268) y un vástago de válvula (66, 266), y dicho vástago de válvula está dispuesto dentro de dicho segundo pasaje de flujo (56) y tiene un primer extremo conectado a dicha cabeza de válvula y un segundo extremo (82) que se extiende hacia el segundo extremo (54) de dicho segundo miembro (36) del cuerpo, de modo que esté en una posición adecuada para que sea cogido por un miembro de accionamiento de un conector.
Description
Racor con válvula de flujo elevado.
La presente invención se refiere en general a
racores con válvula en bloques de válvula de servicio de unidades
de acondicionamiento de aire. Más particularmente, la presente
invención se refiere a un racor con válvula que permite un flujo
elevado y una conexión rápida a un conducto de fluido.
Es común en sistemas de refrigeración, tales
como unidades de acondicionamiento de aire, emplear un bloque de
válvula de servicio en la tubería de succión entre el evaporador y
el compresor y entre el condensador y el evaporador. Estos bloques
de válvula de servicio incluyen típicamente conductos de entrada y
de salida, un racor de válvula de corte que controla el flujo entre
los conductos de entrada y salida, y un racor de carga/evacuación
para permitir la carga, evacuación y/o comprobación del sistema.
En la figura 1 se ilustra un bloque de válvula
de servicio típico 10 que incluye un conducto 12 que puede
conectarse a, por ejemplo, el compresor, y un conducto 14 que puede
conectarse al evaporador, y un racor de válvula de corte 16 para
controlar el flujo entre los conductos 12, 14. El bloque de servicio
10 incluye además un racor de carga/evacuación 18 para permitir la
carga, evacuación y comprobación del sistema con el que se utiliza
el bloque de servicio.
Como puede verse en las figuras 1 y 2, el racor
18 incluye un cuerpo 20 que tiene un extremo fijo a un alojamiento
22 del bloque de servicio 10 y que tiene un pasaje de flujo interior
que comunica con el interior del alojamiento. Un conjunto de
válvula Schrader 24 está asegurado de forma retirable dentro del
cuerpo 20, tal como por roscado, para controlar el flujo a través
del cuerpo 20. La superficie exterior del cuerpo 20 está roscada
para permitir la conexión de una tapa de cierre 26 al mismo cuando
el racor 18 no esté en uso, y para permitir la conexión a una
tubería de fluido internamente roscada cuando se retire la tapa 26
para permitir la introducción o retirada de fluidos del sistema a
través de la tubería de fluido. El conjunto de válvula Schrader 24
incluye un alojamiento de válvula 28 a través del cual fluye el
fluido, y que está externamente roscado, de modo que el conjunto de
válvula pueda sustituirse cuando sea necesario simplemente
desatornillando el conjunto de válvula del cuerpo y sustituyendo el
conjunto de válvula defectuoso por un nuevo conjunto de válvula. Un
vástago de válvula solicitado por resorte y una cabeza de válvula
29 están dispuestos dentro del alojamiento para controlar el flujo a
su través. La cabeza 29 de la válvula, que tiene una junta en la
misma y que es solicitada normalmente hacia un acoplamiento sellado
con el alojamiento 28 para evitar el flujo a través del cuerpo 20,
es accionada hacia fuera del alojamiento 28 por el vástago de
válvula a fin de permitir que el fluido fluya a través del
cuerpo.
Aunque el racor 18 es generalmente adecuado para
permitir la introducción y/o retirada de fluidos del sistema, el
área de flujo y, por tanto, el caudal proporcionado por el racor 18
son limitados. En particular, el fluido debe fluir a través del
área relativamente pequeña del alojamiento 28, lo que restringe la
cantidad de flujo que puede fluir a través del racor. Aunque sería
posible incrementar el tamaño del alojamiento 28 e incrementar el
tamaño del pasaje de flujo del cuerpo 20, tales incrementos están
limitados por restricciones mecánicas, así como por el hecho de que
el tamaño de los cuerpos de los racores de válvula están
generalmente estandarizados para permitir el uso intercambiable de
los racores de válvula 18 en bloques de válvula de servicio 10.
Además, el sellado en la cabeza de la válvula Schrader incrementa
el tamaño de la cabeza 29 de la válvula y reduce así la cantidad de
flujo de fluido a través del racor 18. Además, aunque las roscas en
la superficie exterior del cuerpo 20 permiten la conexión con una
tubería de fluido, ésta debe roscarse sobre el cuerpo, lo que puede
ser difícil y consumir tiempo y deja también abierta la posibilidad
de dañar las roscas en el cuerpo, lo cual podría requerir la
sustitución del racor.
Lo que se necesita entonces es un racor con
válvula mejorado para uso en un bloque de válvula de servicio que
tenga un área de flujo mayor y, por tanto, un caudal mayor que los
racores convencionales con conjuntos de válvula Schrader, y que
esté diseñado para permitir una conexión rápida y fácil con una
tubería de fluido, mientras se retienen muchas de las
características de los racores convencionales, tales como la
posibilidad de sustituir el conjunto de válvula.
Los documentos US 2.006.712 y US 5.067.521 son
ejemplos de la técnica anterior. El documento US 2.006.712 muestra
una válvula de corte diseñada para uso en aparatos o sistemas de
refrigeración. La válvula de corte comprende medios para controlar
el flujo usual del fluido circulante, medios que permiten que un
manómetro para lecturas de presión sea conectado fácilmente a la
misma y/o un dispositivo para cargar y expulsar o purgar porciones
del aparato de refrigeración. El documento US 5.067.521 concierne a
una válvula de refrigeración de doble vía que usa una cabeza de
válvula montada en un vástago roscado para controlar selectivamente
el fluido a través de la válvula.
La invención proporciona una racor con válvula
mejorado, particularmente para uso de un bloque de válvula de
servicio en un sistema de acondicionamiento de aire y similar para
permitir la carga, evacuación y/o comprobación, que tiene un área
de flujo y, por tanto, un caudal que es mayor que en los racores con
válvula convencionales. El racor con válvula de la invención
proporciona preferiblemente un área de flujo mayor que
aproximadamente tres veces el área de flujo de un racor
convencional con un conjunto de válvula Schrader. Más
preferiblemente, el área de flujo de la invención es
aproximadamente tres a aproximadamente cinco veces mayor que el área
de flujo de un racor convencional con un conjunto de válvula
Schrader. Muy preferiblemente, el área de flujo de la invención es
aproximadamente cuatro veces mayor que el área de flujo de un racor
convencional con un conjunto de válvula Schrader.
El racor con válvula está diseñado para
conectarse con una tubería de fluido por roscado o con un conector
de enclavamiento. El racor con válvula está diseñado también para
permitir que el conjunto de válvula sea retirado del mismo y
sustituido por un conjunto de válvula diferente sin pérdida de
medios fluidos.
Según la invención, se proporciona un racor con
válvula como el definido en la reivindicación 1.
Se consiguen un área de flujo mayor y, por
tanto, un caudal mayor con el racor de la invención en comparación
con racores convencionales que utilizan un cuerpo de una sola pieza
con una válvula Schrader debido a que el asiento de válvula está
definido sobre el cuerpo y la cabeza de válvula puede acoplarse con
el asiento de válvula. Por tanto, el área de flujo está determinada
por el pasaje de flujo del cuerpo y no por un alojamiento de
válvula Schrader. Además, el conjunto de válvula es retirable,
permitiendo así que el conjunto de válvula sea sustituido cuando
sea necesario.
Dado que se incrementa el área de flujo del
racor con válvula de la invención, el racor con válvula tiene uso
particular en un bloque de válvula de servicio tal como el que se
encuentra típicamente en un sistema de acondicionamiento de aire.
Se consigue un caudal mayor hacia el bloque de válvula de servicio o
desde el mismo, de modo que en un periodo de tiempo más corto puede
completarse la carga, evacuación o comprobación del sistema con el
que se usa el bloque de válvula de servicio. Además, el cuerpo está
diseñado de modo que pueda casar con todas las herramientas de
conexión de servicio existentes, tales como conectores roscados y
conectores de enclavamiento.
Una variedad de ventajas adicionales de la
invención se expondrá en parte en la descripción que sigue y en
parte serán evidentes a partir de la descripción o pueden aprenderse
por la práctica de la invención. Las ventajas de la invención se
desarrollarán y conseguirán por medio de los elementos y
combinaciones particularmente señalados en las reivindicaciones.
Debe entenderse que tanto la anterior descripción general como la
posterior descripción detallada son únicamente ejemplares y
explicativas y no son restrictivas de la invención según se
reivindica.
La figura 1 ilustra un bloque de válvula de
servicio convencional con el que puede usarse la presente
invención.
La figura 2 es una vista detallada de un racor
con válvula convencional usado en el bloque de válvula de servicio
de la figura 1.
La figura 3 es una vista en sección transversal
longitudinal del racor con válvula de acuerdo con la presente
invención.
La figura 3A es una vista por un extremo del
espaciador que se utiliza para soportar deslizablemente el vástago
de válvula.
La figura 4 es una vista similar a la figura 3,
pero con el conjunto de válvula abierto para ilustrar el área de
flujo.
La figura 5 ilustra el racor con válvula de la
presente invención con una tapa asegurada al mismo.
La figura 6 ilustra el racor con válvula de la
presente invención conectado a una tubería de fluido roscada.
La figura 7 ilustra un conector de enclavamiento
en una tubería de fluido que puede conectarse al racor con válvula
de la presente invención.
Las figuras 8 y 8A ilustran posibles
configuraciones para la superficie exterior del primer extremo del
primer miembro del cuerpo.
La figura 9 es una vista similar a la figura 3,
pero que muestra una realización alterna del racor con válvula.
La figura 10 es una vista por un extremo del
racor con válvula de la figura 9 mirando en la dirección de la
línea 10-10.
La figura 11 ilustra todavía otra realización
del racor con válvula.
La figura 12 ha sido suprimida.
La figura 13 es una vista en sección transversal
longitudinal parcial de todavía otra realización de un racor con
válvula y una tapa asociada de acuerdo con la invención.
La figura 14 es una vista en sección transversal
longitudinal parcial del racor con válvula en la figura 13 provisto
de una contratuerca.
Las figuras 15A y 15B ilustran un hombro de
acoplamiento entre los dos miembros de cuerpo para un sellado
mejorado.
La figura 16 ilustra un racor con válvula
alternativo que utiliza un anillo de bloqueo estriado para asegurar
los dos miembros de cuerpo entre sí.
La figura 17 es una vista por un extremo del
anillo de bloqueo estriado.
La figura 18 ilustra el racor con válvula de la
figura 16 en combinación con una tapa.
Las figuras 19A, 19B y 19C ilustran
construcciones alternativas del vástago de válvula y de la cabeza de
válvula.
La figura 20 ilustra una vista en sección
longitudinal parcial de un racor con válvula que utiliza un anillo
elástico.
Con referencia ahora a la figura 3, se ilustra
con detalle un racor con válvula 30 de acuerdo con la presente
invención. El racor con válvula 30 tiene uso particular en conexión
con bloques de válvula de servicio en sistemas de acondicionamiento
de aire para permitir la carga, evacuación y/o comprobación del
sistema de acondicionamiento de aire. Sin embargo, el racor con
válvula 30 podría utilizarse también en conexión con otros sistemas.
La frase "racor con válvula" está destinada a abarcar racores
del tipo descrito aquí que permitan la carga, evacuación y/o
comprobación de un sistema.
El racor con válvula 30 comprende un cuerpo de
dos piezas 32 que define una trayectoria de flujo a través de la
cual es capaz de fluir un fluido, tal como un refrigerante, según
puede verse en las figuras 3 y 4. El cuerpo de dos piezas 32
incluye un primer miembro de cuerpo generalmente cilíndrico 34 y un
segundo miembro de cuerpo generalmente cilíndrico 36 conectado de
forma retirable al primer miembro 34 del cuerpo. El primer miembro
34 del cuerpo tiene un primer extremo 38 y un segundo extremo 40 y
tiene un pasaje de fluido central 42 definido por una pared
interior 44 y que se extiende entre los dos extremos. El primer
extremo 38 está dimensionado y configurado para asegurarse
fijamente dentro de un receptáculo en un alojamiento de un bloque
de válvula de servicio, tal como soldadura dura o soldadura
antógena, con lo que el racor con válvula 30 está asegurado al
bloque de válvula de servicio, mientras que el segundo extremo 40
está adaptado para conectarse al segundo miembro 36 del cuerpo. La
pared interior 44 está escalonada entre los dos extremos 38, 40 para
definir una región de gran diámetro adyacente al segundo extremo 40
y una región de diámetro pequeño adyacente al primer extremo 38,
con un hombro 46 definido entre las regiones de diámetro grande y de
diámetro pequeño.
Como puede verse en la figura 3, una porción de
la región de diámetro grande de la pared interior 44 en el segundo
extremo 40 está provista de roscas 48. El segundo miembro 36 del
cuerpo tiene un diámetro menor que el diámetro del primer miembro
34 del cuerpo, e incluye un primer extremo 50 dispuesto en el
segundo extremo 40 del primer miembro del cuerpo. Unas roscas 52
están formadas en la superficie exterior del segundo miembro 36 del
cuerpo para acoplamiento conjugado con las roscas 48, de tal modo
que los miembros primero y segundo 34, 36 del cuerpo sean
conectados por un simple acoplamiento roscado que permita que el
segundo miembro 36 del cuerpo sea sustituido cuando se desee
simplemente desatornillándolo del primer miembro del cuerpo. Un
segundo extremo 54 del miembro 36 del cuerpo se extiende más allá
del segundo extremo 40 del miembro 34 del cuerpo, extendiéndose
también las roscas 52 más allá del segundo extremo hacia el extremo
54. A fin de permitir el flujo a través del miembro 36 del cuerpo,
un pasaje de flujo central 56 se extiende entre los dos extremos
50, 54 y es paralelo al pasaje de flujo 42, estando definido el
pasaje de flujo 56 por una pared interior 58.
El primer extremo 50 del miembro 36 del cuerpo
está provisto, además, de un labio 60, y una junta 62 está
dispuesta alrededor el labio 60 y es soportada por éste. Como se
muestra en las figuras 3 y 4, cuando se atornilla el miembro 36 del
cuerpo en el miembro 34 del cuerpo, la junta 62 se dispone entre el
primer extremo 50 y el hombro 46 para evitar fugas de fluido entre
los miembros 34, 36 del cuerpo y para capturar la junta 62 a fin de
evitar un reventón de dicha junta. El labio 60 y la junta 62 forman
además asientos de válvula contra los cuales se aplica un conjunto
de válvula 64 para cortar el flujo a través de los pasajes 42,
56.
El conjunto de válvula 64 está soportado dentro
del miembro 36 del cuerpo formando una parte del mismo de tal modo
que, cuando el miembro 36 del cuerpo sea retirado del miembro 34 del
cuerpo, el conjunto de válvula sea retirado con él. El conjunto de
válvula 64 incluye un vástago de válvula alargado 66 que se extiende
a través del pasaje 56 paralelo al eje longitudinal del mismo y una
cabeza 68 de válvula está asegurada a un extremo del vástago de
válvula adyacente al primer extremo 50 del miembro 36 del
cuerpo.
Un espaciador 70 está fijado dentro del pasaje
de flujo 56 para soportar deslizablemente el vástago 66 de la
válvula a fin de permitir movimientos de apertura y cierre del
conjunto de válvula 64. El espaciador 70 se ve mejor en las figuras
3 y 3A e incluye un manguito central 72 a través del cual se
extiende el vástago 66 de la válvula, y una pluralidad de brazos
espaciadores 74 están circunferencialmente espaciados alrededor del
manguito 72 y se extienden hasta la pared interior 58 para soportar
el manguito central. Hay preferiblemente dos o tres brazos
espaciadores 74 a fin de proporcionar soporte adecuado para el
manguito central 72. El espaciador 70 puede fijarse en el pasaje de
flujo 56 de cualquier manera adecuada. En la realización preferida
mostrada en la figura 3, la pared interior 58 incluye un surco
circunferencial 76 y los brazos 74 están recalcados en 78 dentro
del surco 76 para fijar el espaciador 70 en el pasaje de flujo 56.
Alternativamente, un anillo elástico podría disponerse en el surco
para fijar el espaciador en el pasaje de flujo. El uso de un anillo
elástico eliminaría la necesidad de recalcar o deformar los brazos
espaciadores.
Un resorte helicoidal 80 rodea el vástago 66 de
la válvula y está acoplado entre el manguito 72 y un extremo
agrandado 82 del vástago de la válvula para solicitar el vástago 66
de la válvula y la cabeza 68 de la válvula hacia la derecha en la
figura 3, con lo que la cabeza de válvula es solicitada normalmente
hacia un acoplamiento sellado con la junta 62, así como con el
labio 60 en el miembro 36 del cuerpo para proporcionar un sellado
de metal con metal a modo de respaldo para la junta 62. Se evita así
el flujo a través del racor 30 hasta que el vástago de válvula sea
solicitado hacia la izquierda contra la solicitación del resorte 80,
lo cual levanta la cabeza de la válvula de su asiento. En la
posición normalmente cerrada del conjunto de válvula, el extremo
agrandado 82 sobresale ligeramente más allá del extremo 54 del
miembro 36 del cuerpo para facilitar el accionamiento del vástago
66 de la válvula. Sin embargo, el extremo agrandado 82 no necesita
extenderse más allá del extremo 54 del miembro 36 del cuerpo, sino
que, en su lugar, podría disponerse completamente dentro del
miembro 36 del cuerpo.
El racor con válvula 30 descrito hasta aquí
proporciona un área de flujo muchas veces mayor que la de los
racores con válvulas Schrader, incrementando así el caudal de fluido
a través del racor con válvula 30. Esto puede verse por una
comparación de las figuras 2 y 4, donde el tamaño relativamente
pequeño del alojamiento 28 de la válvula Schrader limita la
cantidad de flujo que puede fluir a través del racor. Sin embargo,
el racor con válvula 30 de la presente invención utiliza una
construcción de cuerpo de dos piezas 34, 36 en la que pueden
formarse pasajes de flujo mayores para permitir un caudal mayor a
través del racor 30, en lugar del cuerpo de una pieza 20 y el
alojamiento Schrader de la técnica anterior. Además, la colocación
de la junta 62 en el miembro 36 del cuerpo en lugar de en la cabeza
de la válvula proporciona un incremento adicional en el área de
flujo y, por tanto, en el caudal. Preferiblemente, el racor con
válvula 30 tiene un área de flujo mayor que aproximadamente tres
veces el área de flujo de un racor convencional con un conjunto de
válvula Schrader. Más preferiblemente, el área de flujo del racor
30 es aproximadamente tres a aproximadamente cinco veces mayor que
el área de flujo de un racor convencional con un conjunto de válvula
Schrader. Muy preferiblemente, el área de flujo del racor 30 es
aproximadamente cuatro veces mayor que el área de flujo de un racor
convencional con un conjunto de válvula Schrader.
La conexión roscada entre los miembros 34, 36
del cuerpo permite además que el miembro 36 del cuerpo y el
conjunto de válvula 64 sean sustituidos cuando sea necesario
desatornillando simplemente el miembro viejo del cuerpo y
atornillando un miembro nuevo del cuerpo, completo un conjunto de
válvula 64 en el mismo, en el miembro 34 del cuerpo. Por tanto, al
igual que la válvula Schrader 24, el conjunto de válvula 64 puede
ser sustituido fácilmente si el conjunto de válvula llegar a estar
defectuoso.
Cuando el racor con válvula 30 no está en uso,
es deseable cerrar el racor para evitar, además, fugas de fluido a
fin de proteger los componentes del conjunto de válvula de materias
extrañas y para evitar una actuación inadvertida del conjunto de
válvula 64. Por tanto, el racor 30 incluye una tapa 84 asociada con
el mismo para cerrar el racor. La tapa 84 es generalmente
cilíndrica y, como se muestra en las figuras 3 y 5, es hueca a fin
de que pueda encajar sobre el segundo miembro 36 del cuerpo y sobre
el extremo 40 del primer miembro 34 del cuerpo. La tapa 84 incluye
una porción de menor diámetro 86 que está cerrada en un extremo y
que está adaptada para disponerse sobre el segundo miembro 36 del
cuerpo, y una porción de mayor diámetro 88 que está adaptada para
disponerse sobre el extremo 40 del primer miembro 34 del cuerpo y
que está conectada a la porción 86 a través de una porción angulada
90.
La superficie interior de la porción 86 está
provista de roscas 92 que casan con las roscas 52 que se extienden
más allá del extremo 54, de modo que la tapa 84 puede atornillarse
simplemente sobre el racor 30. Una junta de elastómero 94 está
dispuesta dentro de un surco circunferencial 96 en la superficie
interior de la porción 88 y sella herméticamente con la superficie
exterior del extremo 40 del primer miembro 34 del cuerpo cuando se
atornilla la tapa sobre el racor 30, como puede verse en la figura
5. El extremo 40 está provisto, además, de una superficie angulada
98 que hace contacto con una superficie angulada 100 en la porción
angulada 90 de la tapa 84, como se muestra en la figura 5, para
proporcionar un sellado de metal con metal que mejora, además, las
capacidades de sellado de la tapa 84.
Cuando se desea flujo a través del racor 30, se
retira la tapa 84 y se conecta el racor 30 con una tubería de
fluido que está diseñada para accionar el conjunto de válvula 64 a
fin de permitir el flujo a través del racor tras la conexión. Con
referencia a la figura 6, se muestra una primera realización de una
tubería de fluido 102 que está diseñada para atornillarse sobre el
racor 30. La tubería de fluido 102 incluye roscas internas 104 que
casan con las roscas 52 del segundo miembro 36 del cuerpo y que se
extienden más allá del extremo 40 del primer miembro 34 del cuerpo,
con las que la tubería de fluido 102 está atornillada sobre el
racor 30. La tubería de fluido 102 incluye un miembro de
accionamiento 106, tal como un pasador o una válvula, que está fijo
en la misma y se aplica contra el extremo agrandado 82 del vástago
66 de la válvula cuando la tubería de fluido está atornillada sobre
el racor a fin de empujar el vástago 66 hacia la izquierda, contra
la solicitación del resorte 80, que levanta la cabeza 68 de la
válvula de su asiento para permitir el flujo a través del racor 30.
Una junta de elastómero 108 está dispuesta dentro de la tubería de
fluido 102 y se aplica contra el extremo 54 para sellar
herméticamente la conexión entre el racor y la tubería de fluido.
Cuando se retira la tubería de fluido 102, el resorte 80 solicita la
cabeza de la válvula para ponerla de nuevo en acoplamiento de
sellado con la junta 62.
La figura 7 ilustra una tubería de fluido
alterna 102' que está provista de un conector de enclavamiento 110
para permitir una conexión rápida al racor 30. Al igual que la
tubería de fluido 102, la tubería de fluido 102' incluye un miembro
de accionamiento 106', tal como un pasador, una válvula y similar, y
una junta de elastómero 108'. Sin embargo, el conector de
enclavamiento 110 incluye un manguito generalmente cilíndrico 112
que es axialmente deslizable sobre la superficie exterior de la
tubería de fluido 102', como se muestra por la flecha de doble
cabeza en la figura 7. Al menos una bola de detención 114 está
dispuesta dentro de un agujero en el extremo de la tubería de
fluido 102' para acoplamiento de bloqueo dentro de un surco de
detención circunferencial 116 formado en la superficie exterior del
primer miembro 34 del cuerpo. La bola de detención 114 es
radialmente móvil dentro del agujero, estando controlada su posición
por los movimientos deslizantes del manguito 112.
El manguito 112 incluye una superficie interior
que tiene una porción de mayor diámetro 118, una porción de rampa
angulada 120 y una porción de menor diámetro 122. En la posición del
manguito mostrada en la figura 7, la porción 118 está situada por
encima de la bola 114, permitiendo a la bola 114 moverse radialmente
hacia fuera en el agujero, de forma que la tubería de fluido 102'
puede deslizarse sobre el racor hasta que el extremo 54 hace
contacto con la junta 108'. Una vez que el extremo 54 haga contacto
con la junta 108', la bola 114 se alineará con el surco de
detención 116 y, además, la fuerza aplicada al manguito 112 hará que
éste se deslice hacia la izquierda, con lo que la porción de rampa
120 fuerza la bola hacia abajo dentro de su agujero y dentro del
surco de detención 116. El bloqueo se consigue forzando el manguito
hacia la izquierda hasta que la porción de diámetro pequeño 122
esté situada sobre la bola 114, evitando así un movimiento radial de
la bola y manteniendo la conexión hasta que el manguito sea
accionado de nuevo hacia la posición mostrada en la figura 7. De
manera similar a la realización de la figura 6, cuando la tubería
de fluido 102' se desliza sobre el racor y es bloqueada en su sitio
por el conector de enclavamiento 110, el miembro de accionamiento
106' acciona el vástago de válvula para levantar la cabeza de
válvula 68 de su asiento y permitir así el flujo a través del racor.
Preferiblemente, el extremo de la tubería de fluido 102' incluye un
labio 124 vuelto hacia arriba que limita el movimiento del manguito
hacia la izquierda estableciendo contacto con la porción de rampa
120.
Así, proporcionando un surco de detención 116 en
el primer miembro 34 del cuerpo, pueden usarse conectores de
enclavamiento de conexión rápida para asegurar la tubería de fluido
al racor lo que es mucho más rápido y físicamente menos exigente
que un atornillamiento sobre una tubería de fluido. Aunque se ha
descrito una única bola de detención 114, podría utilizarse, si se
desea, una pluralidad de bolas de detención circunferencialmente
espaciadas alrededor de la tubería de fluido 102'.
Con referencia ahora a las figuras 8 y 8A, puede
modificarse el primer miembro 34 del cuerpo junto al extremo 38 del
mismo para facilitar el montaje de los miembros 34, 36 del cuerpo.
Como se muestra en la figura 8, el miembro 34 del cuerpo, junto al
extremo 38, puede conformarse de manera hexagonal o, como se muestra
en la figura 8A, el miembro 34 del cuerpo puede tener planos 126.
La forma hexagonal y los planos 126 permiten que una herramienta,
tal como una llave inglesa, agarre el miembro 34 del cuerpo cuando
se atornilla el miembro 36 del cuerpo en acoplamiento con el mismo
utilizando otra herramienta para asegurar así una conexión estanca
entre los miembros 34, 36 del cuerpo. Además, dado que el extremo 38
del miembro 34 del cuerpo podría estar provisto de una extensión
roscada para atornillamiento en el alojamiento del bloque de válvula
de servicio a fin de asegurar el racor al mismo, la forma hexagonal
y los planos 126 facilitarán también la fijación/retirada del
miembro 34 del cuerpo al/del alojamiento del bloque de válvula.
La figura 9 ilustra una realización alternativa
de un racor con válvula 30' en la que elementos similares a los del
racor con válvula 30 están designados por el mismo número de
referencia con una designación prima. Sin embargo, en lugar de
asegurar el espaciador 70 en el pasaje 56 recalcándolo en 78, el
espaciador 70' del racor 30' es asegurado en su sitio sin deformar
los brazos 74'. En cambio, la pared interior 58' está formada con
un hombro circunferencial 128 y el espaciador 70' se desliza hacia
dentro del extremo 50' del miembro 36' del cuerpo hasta que los
brazos 74' hagan contacto con el hombro 128. Un anillo de retención
130 se asegura a continuación dentro del extremo 50', tal como por
un encaje de deslizamiento o a presión, a fin de asegurar el
espaciador 70' en su sitio. Esta construcción hace más fácil montar
el miembro 36' del cuerpo y el conjunto 64' de válvula, dado que
los brazos 74' no tienen que recalcarse para asegurar el espaciador.
Como puede verse en la figura 9, el anillo de retención 130 forma
el labio 60' que soporta la junta 62' y, así puede considerarse el
anillo de retención 130 como formando una porción del segundo
miembro 36' del cuerpo.
La figura 10 ilustra la forma en que puede
modificarse el miembro 36' del cuerpo para facilitar la conexión y
la desconexión de los dos miembros 34', 36' del cuerpo.
Preferiblemente, la pared interior 58' adyacente al extremo 54 del
miembro 36' del cuerpo está configurada como un receptáculo
hexagonal 132, de modo que una herramienta hexagonal puede
encajarse en el receptáculo para ayudar a girar el miembro 36' del
cuerpo durante el montaje o la retirada de dicho miembro 36' del
cuerpo. El receptáculo hexagonal 132 puede usarse también en
conexión con las realizaciones de las figuras
3-7.
La figura 11 muestra todavía otra realización
alternativa de un racor con válvula 30'' de acuerdo con la
invención. El racor 30'' utiliza una disposición de sellado doble
para sellar entre los miembros 34'', 36'' del cuerpo y entre la
cabeza de válvula 68'' y el labio 60'' en lugar de la junta única 62
de la figura 3. En particular, el labio 60'' ha sido agrandado en
comparación con el labio 60 y sobresale hacia delante de tal modo
que la superficie exterior del labio está dispuesta estrechamente
adyacente a la pared interior 44'' del miembro 34'' del cuerpo
adyacente al hombro 46''. Un surco 134 está formado en la superficie
exterior del labio 60'' y una junta 136 está dispuesta en el surco
para evitar fugas de fluido entre los miembros 34'', 36'' del
cuerpo. Una junta adicional 138 está dispuesta sobre la cabeza 68''
de la válvula para establecer un acoplamiento de sellado con la
cara delantera del labio 60'' a fin de evitar fugas de fluido entre
la cabeza de la válvula y la interfaz del miembro 36'' del cuerpo.
La junta 138 está dispuesta preferiblemente dentro de un surco
formado en la cabeza 68'' de la válvula y está asegurada dentro del
surco de cualquier manera adecuada, tal como con un adhesivo, a fin
de evitar un reventón de la junta.
Volviendo ahora a la figura 13, se muestra otra
construcción alternativa de un racor con válvula de acuerdo con la
invención. El racor con válvula 230 es generalmente similar al racor
con válvula 30 ilustrado en la figura 3, estando los elementos
correspondientes a los ilustrados en la figura 3 referenciados por
los mismos números incrementados en 200. El racor 230 incluye un
primer miembro 234 de cuerpo y un segundo miembro 236 de cuerpo
asegurado de forma retirable dentro del primer miembro 234 del
cuerpo por medio de roscas 252. Sin embargo, en el racor con
válvula 230 se ha formado en las roscas 252 un surco de detención
circunferencial 235, definiendo así una porción de rosca 252a y una
porción de rosca 252b. El surco 235 permite que un conector de
enclavamiento, tal como el conector de enclavamiento 110 mostrado en
la figura 7, se acople con el surco de detención 116 de la primera
porción 234 del cuerpo o con el surco 235 del segundo miembro 236
del cuerpo.
La tapa 284 de la figura 13 difiere también de
la tapa 84 de la figura 3 en que la tapa 284 está provista de una
superficie angulada 300 enfrente de la junta de anillo tórico 294.
La superficie angulada 300 casa con la superficie angulada 298 en
el extremo del primer miembro 234 del cuerpo y se acopla con la
superficie 298 cuando la tapa 284 está atornillada sobre el segundo
miembro 236 del cuerpo de modo que las superficies 298, 300 forman
una junta de metal con metal. La junta de anillo tórico 294 hace
tope a su vez contra la cara extrema del primer miembro 234 del
cuerpo para establecer un cierre hermético con el mismo.
La figura 13 ilustra además el vástago de
válvula 266 como elemento separado de la cabeza 268 de la válvula,
estando asegurada la cabeza 268 de la válvula al vástago 266 de la
válvula a través de una conexión recalcada 267.
El racor con válvula 230 se ilustra en la figura
14 como siendo usado en combinación con contratuerca 290 que se
atornilla sobre la porción de rosca 252a del segundo miembro 236 del
cuerpo y hace tope contra la cara extrema del primer miembro 234
del cuerpo para bloquear entre sí los miembros primero y segundo
234, 236 del cuerpo. Apretando la contratuerca 290, el segundo
miembro 236 del cuerpo no puede desatornillarse del primer miembro
234 del cuerpo. La contratuerca 290 debe aflojarse primero
suficientemente o quitarse para permitir la retirada del segundo
miembro 236 del cuerpo.
Es ventajoso además diseñar el racor con válvula
230 de modo que se mejore el sellado entre los miembros primero y
segundo 234, 236 del cuerpo, así como definir un tope para
determinar la posición completamente montada del segundo miembro
236 del cuerpo. En particular, como se ilustra en las figuras 15A y
15B, los miembros primero y segundo 234, 235 del cuerpo están
diseñados con superficies de tope 292a, 292b, respectivamente, que
hacen tope una contra otra cuando el segundo miembro 236 del cuerpo
está completamente insertado en el primer miembro 234 del cuerpo.
En una versión, las superficies 292a, 292b están angulados,
preferiblemente en ángulos de 45 grados, como se muestra en la
figura 15A. En otra versión, las superficies 292a, 292b son
generalmente perpendiculares al eje del racor con válvula 230, como
se muestra en la figura 15B. Por supuesto, hay que tener en cuenta
que podrían usarse también superficies de tope con otras
orientaciones en tanto se obtenga un efecto de sellado suficiente
entre ellas.
Las superficies de tope 292a, 292b forman una
junta de metal con metal entre los dos miembros 234, 236 del
cuerpo, evitando así además fugas de fluido entre ellas. El uso de
superficies de tope en los miembros primero y segundo del cuerpo
puede implementarse también en los racores con válvula previamente
descritos y mostrados en las figuras 3-11, así como
en las realizaciones descritas posteriormente.
La figura 16 ilustra un racor con válvula
alternativo 230' que es generalmente similar al racor con válvula
de la figura 13, incluyendo los miembros primero y segundo 234',
236' del cuerpo, las porciones de rosca 252a', 252b' y el surco
235'. En lugar de usar una contratuerca para asegurar entre sí los
miembros de cuerpo primero y segundo, como se describe con relación
a la figura 14, el racor con válvula 230' utiliza un anillo de
bloqueo estriado 293. El anillo de bloqueo 293 mostrado en la
figura 17 no está formado como un círculo completo, sino que, en
cambio, tiene forma de C para permitir que sea colocado alrededor
del segundo miembro 236' del cuerpo durante el montaje. Cada
extremo del anillo de bloqueo 293 en forma de C está provisto de
estrías internas y externas 294a, 294b, respectivamente. Las
estrías 294a están adaptadas para acoplarse con las correspondiente
estrías 295 formadas en la superficie exterior del segundo miembro
236' del cuerpo, mientras que las estrías 294b están adaptadas para
acoplarse con las correspondientes estrías 296 formadas en la
superficie interior del primer miembro 234' del cuerpo.
Con esta construcción, una vez que el anillo de
bloqueo 293 está situado alrededor del segundo miembro 236' del
cuerpo y este segundo miembro 236' del cuerpo está atornillado en el
primer miembro 234' del cuerpo, las estrías 294a, 294b están
alineadas con las estrías 295, 296 y el anillo de bloqueo 293 es
empujado entre los dos miembros del cuerpo, evitando así que el
segundo miembro del cuerpo se desatornille del primer miembro del
cuerpo.
A fin de simplificar la construcción del anillo
de bloqueo 293, este anillo de bloqueo podría formarse con
únicamente un grupo de estrías, ya sean las estrías internas 294a o
las estrías externas 294b. Preferiblemente, el anillo de bloqueo
293 estaría formado solamente con estrías externas 294b. La
correspondiente porción no estriada del anillo de bloqueo,
preferiblemente la superficie interior o una porción de la misma,
estaría formada con otra geometría antigiro, tal como planos y
similares. Por supuesto, es evidente que la superficie exterior del
segundo miembro 236' del cuerpo y la superficie interior del primer
miembro 234' del cuerpo tendrían que adaptarse para acoplarse con
las correspondientes superficies del anillo de bloqueo 293. Así,
para un anillo de bloqueo 293 con estrías externas 294b únicamente,
la superficie interior del primer miembro 234' del cuerpo tendría
las estrías correspondientes 296, mientras que la superficie
exterior del segundo miembro 236' del cuerpo estaría formada con
rebajos u otra geometría similar que casa con la geometría de la
superficie interior del anillo de bloqueo.
Además, una junta de anillo tórico 297 está
dispuesta entre el anillo de bloqueo 293 y un hombro 298 formado en
la superficie externa del segundo miembro 236' del cuerpo para
establecer un cierre hermético con una tapa encajada sobre el racor
con válvula 230', como se muestra en la figura 18, o para establecer
un cierre hermético con una tubería de fluido. Además, como se
muestra en la figura 16, la junta 297 sella contra la cara extrema
delantera del primer miembro 234' del cuerpo.
En otra construcción alternativa podría usarse
un anillo elástico 400 en lugar del anillo de bloqueo 293, como se
muestra en la figura 20. En esta construcción, el anillo elástico
400 se dispondría dentro de un surco 402 formado en el primer
miembro del cuerpo y haría tope contra un hombro 404 del segundo
miembro del cuerpo para bloquear entre sí los miembros del
cuerpo.
Las figuras 19A, 19B y 19C ilustran
construcciones alternativas del vástago de válvula y de la cabeza de
válvula que pueden usarse en los racores con válvula de la
invención. En la figura 19A, el vástago de válvula 66A tiene un
extremo con púas 299 que encaja en un agujero formado en la cabeza
68A de la válvula, con lo que la cabeza 68A de la válvula y el
vástago 66A de la válvula quedan bien sujetos entre sí. En la figura
19B, el extremo del vástago 66B de la válvula está encajado a
presión en el agujero dispuesto en la cabeza 68B de la válvula. La
figura 19C ilustra una cabeza 68C de válvula que ha sido troquelada,
teniendo el vástago 66C de la válvula un extremo con púas 299 que
encaja en un agujero formado en la cabeza 68C de la válvula
troquelada. Las construcciones ilustradas en las figuras
19A-C pueden utilizarse con cualquiera de los
racores de válvula descritos aquí.
El racor con válvula de la invención proporciona
un área de flujo que es muchas veces mayor que la de los racores
que utilizan un conjunto de válvula Schrader, teniendo el racor con
válvula de la invención el mismo tamaño total que los racores
previos. Además, se mantiene la posibilidad de sustituir el conjunto
de válvula sin pérdida de fluido. El racor con válvula de la
invención está diseñado específicamente para permitir la conexión a
una tubería de fluido por medio de un conector de enclavamiento de
conexión rápida, de modo que pueden hacerse conexiones con mucha
más rapidez y con menos esfuerzo físico. Sin embargo, el racor puede
conectarse también con una tubería de fluido roscada, de modo que
el racor con válvula de la invención puede conectarse en una
variedad de formas a tuberías de fluido.
Además, aunque en la figura 1 se ha ilustrado un
bloque de válvula de servicio específico de la técnica anterior,
debe tenerse en cuenta que el racor con válvula de la presente
invención puede usarse con una variedad de bloques de válvula de
servicio diferentes, además del bloque de válvula de servicio que se
ilustra.
La memoria, los ejemplos y los datos anteriores
proporcionan una descripción completa de la fabricación y uso de la
composición de la invención. Dado que pueden hacerse muchas
realizaciones de la invención sin apartarse del alcance de la
misma, la invención reside en las reivindicaciones adjuntas a
continuación.
Claims (10)
1. Un racor con válvula (30) que tiene un primer
miembro (34) de cuerpo con un primer extremo (38), un segundo
extremo (40) y un primer pasaje de flujo (42) que se extiende entre
los extremos primero y segundo; un segundo miembro (36) de cuerpo
con un primer extremo (50), un segundo extremo (54) y un segundo
pasaje de flujo (56) que se extiende entre los extremos primero y
segundo del mismo, estando el primer extremo (50) de dicho segundo
miembro (36) del cuerpo conectado de forma separable a dicho primer
miembro (34) del cuerpo junto al segundo extremo (40) de dicho
primer miembro (34) del cuerpo, con lo que dicho segundo miembro
(36) del cuerpo puede desconectarse de dicho primer miembro (34) del
cuerpo y el primer pasaje de flujo (42) está alineado con el segundo
pasaje de flujo (56), el segundo extremo (54) de dicho segundo
miembro (36) del cuerpo se extiende más allá del segundo extremo
(40) de dicho primer miembro (34) del cuerpo; y un conjunto de
válvula (64, 64') asegurado a dicho segundo miembro (36) del cuerpo,
con lo que dicho conjunto de válvula (64, 64'), junto con dicho
segundo miembro (36) del cuerpo, puede retirarse de dicho primer
miembro (34) del cuerpo, incluyendo dicho conjunto de válvula una
cabeza de válvula (68, 68'', 268) y un vástago de válvula (66, 266),
y dicho vástago de válvula está dispuesto dentro de dicho segundo
pasaje de flujo (56) y tiene un primer extremo conectado a dicha
cabeza de válvula y un segundo extremo (82) que se extiende hacia el
segundo extremo (54) de dicho segundo miembro (36) del cuerpo, de
modo que esté en una posición adecuada para que sea cogido por un
miembro de accionamiento de un conector, caracterizado
porque:
dicha cabeza de válvula (68, 68', 268) puede
acoplarse con un asiento de válvula (60, 62) definido en el segundo
miembro (36) del cuerpo para controlar el flujo a través del segundo
pasaje de flujo (56) de dicho segundo miembro (36) del cuerpo, y
dicho conjunto de válvula (64, 64') incluye además un resorte (80)
para solicitar la cabeza de válvula (68, 68', 268) hacia una
posición que evita el flujo a través del segundo pasaje de flujo
(56), e incluyendo además un surco de detención (116) en una
superficie exterior de dicho primer miembro (36) del cuerpo entre
los extremos primero y segundo (38, 40) para su conexión con una
tubería de fluido.
2. Racor con válvula según la reivindicación 1,
en el que el segundo extremo (82) de dicho vástago de válvula está
dispuesto junto al segundo extremo (54) de dicho segundo miembro
(36) del cuerpo.
3. Racor con válvula según la reivindicación 1,
en el que el primer extremo (50) de dicho segundo miembro (36) del
cuerpo está conectado de forma separable a dicho primer miembro (34)
del cuerpo a través de roscas (48, 252a, 252a').
4. Racor con válvula según la reivindicación 1,
en el que el primer extremo (50) de dicho segundo miembro (36) del
cuerpo está conectado de forma separable a dicho primer miembro (34)
del cuerpo dentro de dicho primer pasaje de flujo (42), y dicho
asiento de válvula (60, 62) y dicha cabeza de válvula están situados
junto al primer extremo de dicho segundo miembro del cuerpo.
5. Racor con válvula según la reivindicación 1,
en el que dicho asiento de válvula comprende una junta (62, 62') que
establece un cierre hermético entre los miembros de cuerpo primero y
segundo, pudiendo retirarse dicha junta con el segundo miembro del
cuerpo.
6. Racor con válvula según la reivindicación 1,
en el que dicho asiento de válvula comprende un labio (60, 60',
60'') en el primer extremo del segundo miembro del cuerpo para
formar un tope para la cabeza de la válvula.
7. Racor con válvula según la reivindicación 1,
que incluye además superficies de tope (292a, 292b) en los miembros
de cuerpo primero y segundo, formando dichas superficies de tope una
junta de metal con metal entre los miembros de cuerpo primero y
segundo.
8. Racor con válvula según la reivindicación 1,
que incluye además un espaciador (70) dispuesto en el segundo pasaje
de flujo, soportando deslizablemente dicho espaciador a dicho
vástago de válvula.
9. Racor con válvula según la reivindicación 8,
en el que dicho resorte (80) está dispuesto sustancialmente entre
dicho espaciador y el segundo extremo de dicho segundo miembro del
cuerpo.
10. Racor con válvula según la reivindicación 1,
en el que el área de flujo en sección transversal del primer pasaje
de flujo en el primer extremo de dicho primer miembro del cuerpo es
mayor que el área de flujo en sección transversal del segundo pasaje
de flujo.
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