ES2264718T3 - Regulador automatico de caudal de fluido de un conducto de ida de un circuito de fluido. - Google Patents
Regulador automatico de caudal de fluido de un conducto de ida de un circuito de fluido.Info
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Abstract
Regulador (1) automático de caudal de fluido de un circuito de fluido, tal como un circuito de enfriado y/o de calefacción, que se extiende en particular entre un motor de combustión interna de vehículo y un dispositivo de calefacción o de enfriado, comprendiendo dicho regulador (1) un conducto de ida (2), un conducto de retorno (4) y un conducto de derivación (3) que conecta el conducto de ida (2) al conducto de retorno (4), comprendiendo el regulador (1) además una válvula alojada por lo menos parcialmente en el conducto (3) de derivación, comprendiendo dicha válvula (5) por lo menos dos órganos (6, 7) de obturación dispuestos para obturar por lo menos parcialmente uno (6) el conducto (3) de derivación, el otro (7) la sección (2A) del conducto de ida corriente abajo del conducto (3) de derivación, los órganos de obturación (6, 7) solidarios en desplazamiento del cuerpo de válvula (5), son atraídos, generalmente por medio de un órgano (8) de retorno elástico, a una posición predeterminaday son móviles simultáneamente bajo el efecto exclusivo de una presión en la sección corriente arriba (2B) del conducto de ida (2) superior a la presión de umbral predeterminada, provocando dichos órganos (6, 7) de obturación, de forma concomitante en el curso de su desplazamiento, uno (6) la creación o el aumento de la sección (S1) de paso de fluido por el conducto (3) de derivación, el otro (7) una reducción de la sección (S2) de paso de fluido por la sección corriente abajo (2A) del conducto de ida (2), caracterizado porque, antes de una presión de umbral predeterminada en la sección corriente arriba (2B) del conducto de ida (2), el órgano (7) de obturación de la sección (2A) del conducto de ida (2) corriente abajo del conducto (3) de derivación está alojado, por lo menos parcialmente, preferentemente totalmente, en un escalón (9) de la pared del conducto de ida (2) formado por un rehundido de dicha pared, de manera que libere por lo menos parcialmente la sección de paso de dicho conductode ida.
Description
Regulador automático de caudal fluido de un
conducto de ida de un circuito de fluido.
La presente invención se refiere a un regulador
automático de caudal de fluido de un conducto de ida de un circuito
de fluido, tal como un circuito de enfriado y/o de calentamiento que
se extiende en particular entre un motor de combustión interna de
vehículo y un dispositivo de calentamiento o de enfriado,
comprendiendo dicho regulador una válvula alojada por lo menos
parcialmente en un conducto de derivación que conecta el conducto
de ida a otro conducto, tal como un conducto de retorno de dicho
circuito.
Existen numerosos aparatos, tales como unos
aerotermos, cuyo dañado puede ser provocado por un caudal de
alimentación de fluido demasiado elevado, generando este caudal una
perforación de los tubos del aerotermo. Este problema se plantea en
particular para los radiadores de calefacción de vehículo conectados
por medio del circuito de enfriado y/o de calentamiento al motor de
combustión interna del vehículo, siendo el caudal de líquido que
pasa por el radiador de calefacción directamente función del caudal
de fluido que proviene del motor y transferido hacia el radiador de
calefacción. Ahora bien, este caudal de fluido que proviene del
motor puede variar en una amplia gama en función del régimen motor.
Estas grandes variaciones de caudal han conducido a algunos
constructores a integrar, sobre los circuitos de enfriado, un
bypass. Este bypass se presenta en forma de un conducto de
derivación que conecta al conducto de ida y el conducto de retorno
de dicho circuito. Este conducto de derivación esta dimensionado de
tal manera que, a plena carga, el caudal que pasa por el aerotermo
sea inferior a un valore de caudal max. El inconveniente principal
de dicho conducto de derivación es que crea de forma permanente un
caudal de fuga cualquiera que sea el régimen motor. A régimen bajo,
una parte del fluido es cortocircuitado a través del conducto de
derivación, el caudal que pasa por el aerotermo está entonces
disminuido y la eficacia de calefacción para el habitáculo,
directamente en función de este caudal, es afectada.
Para evitar este inconveniente, han sido
desarrollados diversos reguladores. Unos modelos básicos del tipo
del descrito en la patente
US-A-5.322.217 permiten así, cuando
el diferencial de presión entre el conducto de ida y el conducto de
retorno es superior a un valor predeterminado, la apertura del
conducto de derivación cerrado por medio de una válvula de tipo
registro cargada por un resorte. En dicho regulador, la sección de
paso del conducto de ida permanece constante. Por ello, unos dañados
del aerotermo pueden a pesar de todo ser constatados cuando el
caudal, en la entrada al conducto de ida, alcanza unos valores
demasiado importantes y que la cantidad de corriente derivada es
insuficiente. Por otra parte, un regulador de este tipo impide un
ajuste fino de los caudales.
Ha sido también desarrollada una segunda
generación de aparatos. Esta permite actuar a la vez sobre la
sección de paso del fluido en el conducto de derivación y sobre la
sección de paso del fluido en el conducto de ida. Esta nueva
generación necesita por tanto la presencia de dos órganos de
obturación, uno que obtura el conducto de derivación, el otro
conducto de ida, en particular la sección corriente abajo del
conducto de ida.
Sin embargo, dichos dispositivos funcionan en
todo o nada y aseguran una "regulación" discontinua puesto que
necesitan un órgano de mando aplicado para su funcionamiento así
como una fuente de energía externa. Por otra parte, solo pueden
realizar una función de regulador si un captador les proporciona una
información relativa al caudal o a la presión en la entrada del
circuito. En consecuencia, la función de dichos dispositivos es
diferente puesto que no pueden ejercer una función de regulación
continua del caudal. Así, en el documento
US-A-4.373.666, los órganos de
obturación están soportados por dos elementos de soporte
diferenciados. Uno de los órganos de obturación actúa, en el curso
de su desplazamiento, sobre el otro órgano de obturación. El
desplazamiento de este primer órgano de obturación es mandado por
medio de una membrana sometida a depresión. La puesta en depresión
de la cavidad delimitada por la membrana genera una deformación de
esta última y, en consecuencia, un arrastre en desplazamiento del
órgano de obturación, actuando este primer órgano de obturación
sobre el segundo órgano de obturación. Resulta de ello un conjunto
extremadamente complejo en el que, de nuevo, una fuente exterior de
energía, en particular una fuente de vacío es necesaria para el
funcionamiento de dicho conjunto. Por otra parte, es difícil en
este caso tener una correlación de la variación de las secciones de
paso de manera que no pueden ser previstos unos ajustes finos de los
caudales.
En el documento
US-A-5.564.458, se describe una
válvula cadenciada por la dosificación discontinua de un caudal
volumétrico en particular del caudal de agua de enfriado que
atraviesa un intercambiador de calor de un sistema de calefacción
de un vehículo. En este caso, y de manera análoga a lo que se ha
descrito en la patente US-A.4.373.666, el
desplazamiento del órgano de obturación del conducto de ida es
mandado por medio de un órgano de mando electromagnético, tal como
un electroimán. Este electroimán fuerza, a cadencia predeterminada
independientemente de las características del fluido en el circuito,
el órgano de obturación de la sección de ida a ocupar una posición
de cierre del conducto de ida.
En una configuración particular, dicho
dispositivo cumple la función de un regulador de caudal que actúa
bajo el efecto de la presión que reina en el interior del conducto
de ida. Sin embargo, la configuración de las secciones corriente
arriba y corriente abajo del conducto de ida que forman un codo
entre ellas genera un gran número de turbulencias nefastas para el
flujo del fluido.
Por otra parte, en el documento
US-A-5.564.458 así como en el
documento US-A-4.373.666, el
conducto de ida está acodado por lo menos dos veces y el órgano de
obturación del conducto de ida está situado en la desembocadura de
la sección corriente arriba del conducto de ida en la sección
corriente abajo de este último. Este órgano de obturación
constituye así de forma permanente un obstáculo para el flujo del
fluido en la sección corriente abajo del conducto de ida, incluso
cuando este órgano de obturación está destinado a ocupar una
posición inactiva.
Resultan de ello turbulencias nefastas para el
flujo.
Es por otra parte conocido integrar una válvula
mandada para controlar el caudal que pasa por el radiador de
calefacción. La válvula debe ser manda a partir de una información
tal como la presión o caudal de líquido de enfriado. El sistema no
es por tanto autónomo y funciona en función de una información
eléctrica, hidráulica o neumática para abrir y posicionar la
válvula a fin de cortocircuitar una parte del fluido que se dirige
hacia la aerotermo. El principal inconveniente de una válvula
mandada es el coste elevado del sistema.
Un objetivo de la presente invención es por
tanto proponer un regulador automático de caudal de fluido cuya
concepción completamente mecánica permite la obtención de un
regulador autónomo que asegura una regulación continua del caudal
directamente función del caudal que reina en la sección corriente
arriba del conducto de ida.
Otro objetivo de la presente invención es
proponer un regulador automático de caudal de fluido cuya concepción
permite, en ciertas condiciones, suprimir totalmente la creación de
un caudal de fuga.
Otro objetivo de la presente invención es
proponer un regulador automático de caudal de fluido cuya concepción
permite el funcionamiento de este último sin retorno de información
que proviene de un captador de presión o de caudal de fluido de
manera que no es necesaria ninguna conexión eléctrica con otro
componente.
A este fin, la invención tiene por objeto un
regulador automático de caudal de fluido de un circuito de fluido,
tal como un circuito de enfriado y/o de calentamiento, que se
extiende en particular entre un motor de combustión interna de
vehículo y un dispositivo de calefacción o de enfriado,
comprendiendo dicho regulador por lo menos parcialmente en dicho
conducto de derivación un conducto de ida, un conducto de retorno, y
un conducto de derivación que conecta el conducto de ida al
conducto de retorno, comprendiendo el regulador además una válvula
alojada, comprendiendo dicha válvula por lo menos dos órganos de
obturación dispuestos para obturar por lo menos parcialmente una el
conducto de derivación, la otra la sección del conducto de ida
corriente abajo del conducto de derivación, los órganos de
obturación solidarios en desplazamiento del cuerpo de válvula, son,
corriente arriba del conducto de ida, atraídos, generalmente por
medio de un órgano de retorno elástico, a una posición
predeterminada y son móviles simultáneamente bajo el efecto
exclusivo de una presión en la sección corriente arriba del
conducto de ida superior a la presión umbral predeterminada,
provocando dichos órganos de obturación, de forma concomitante en
el curso de su desplazamiento, uno la creación o el aumento de la
sección de paso de fluido en el conducto de derivación, el otro una
reducción de la sección de paso de fluido en la sección corriente
abajo del conducto de ida, estando dicho regulador dispuesto de
manera que, antes de una presión de umbral predeterminada en la
sección corriente arriba del conducto de ida, el órgano de
obturación de la sección del conducto de ida corriente abajo del
conducto de derivación está alojado por lo menos parcialmente,
preferentemente totalmente, en un escalón de la pared del conducto
de ida formado por un rehundido de dicha pared, de manera que libre
por lo menos parcialmente la sección del paso de dicho conducto de
ida.
Gracias a la concepción de dicho regulador, el
desplazamiento de los órganos de obturación se efectúa
exclusivamente bajo el efecto de la presión que reina en el
interior del circuito y en particular en la sección corriente
arriba del conducto de ida. Resulta de ello la posibilidad de
obtener una correlación perfecta entre las secciones de paso del
conducto de derivación y de la porción corriente abajo del conducto
de ida. El sistema no funciona así en todo o nada si no que puede
permitir obtener unos ajustes muy finos de los caudales garantizando
al mismo tiempo un mantenimiento, en la sección corriente abajo del
conducto de ida, de un valor de caudal inferior al susceptible de
provocar un dañado del aerotermo.
Una construcción de este tipo permite así
aumentar los caudales, en particular en la sección corriente abajo
del conducto de ida, sin en cambio aumentar el volumen del conjunto
del regulador. Además, dicha solución permite limitar las
turbulencias generadas en el seno del flujo de fluido.
Finalmente, dicha solución permite, a voluntad,
actuar sobre la sección corriente abajo o sobre la sección
corriente arriba del conducto de ida en función de la construcción
considerada. En los ejemplos representados, como será descrito a
continuación, se ha preferido una solución en la cual se actúa en
primer lugar sobre la sección corriente abajo del conducto de ida
antes de actuar sobre la sección corriente arriba. Evidentemente,
la inversa habría podido también ser prevista. La acción sobre la
sección corriente abajo del órgano de obturación puede efectuarse
desde la apertura del conducto de derivación o más allá de una
sección de paso por el conducto de derivación predeterminada.
La invención se comprenderá mejor con la lectura
de la descripción siguiente de ejemplos de realización, con
referencia a los planos anexos, en los cuales:
la figura 1 representa una vista en sección del
regulador de caudal en una posición en la cual la presión que reina
en el interior de la sección corriente arriba del conducto de ida es
inferior a una presión de umbral predeterminada;
la figura 2 representa una vista en sección de
un regulador de caudal en una posición en la cual la presión de
umbral que reina en el interior de la sección corriente arriba del
conducto de ida es superior a una presión de umbral
predeterminada;
la figura 3 representa, en forma de un gráfico,
la evolución de las secciones de paso de la sección corriente abajo
del conducto de ida y del conducto de derivación en función de la
posición de la válvula;
la figura 4 representa una vista parcial en
perspectiva de un regulador automático de caudal de acuerdo con la
invención, habiendo sido extraída la cara delantera;
la figura 5 representa una vista en sección de
otro modo de realización de un regulador de caudal de acuerdo con
la invención y
la figura 6 representa la incorporación de un
regulador automático de caudal de acuerdo con la invención en un
circuito de enfriado o de calentamiento que se extiende entre un
motor de combustión interna del vehículo y un dispositivo de
calefacción o de enfriado de dicho vehículo.
Como se ha mencionado anteriormente, el
regulador 1 automático, objeto de la invención, permite la
regulación del caudal de fluido de un conducto de ida 2 de un
circuito de fluido, tal como un circuito de enfriado y/o de
calefacción que se extiende en particular entre un motor de
combustión interna de vehículo y un dispositivo de calefacción o de
enfriado. Este regulador 1 comprende una válvula 5 alojada por lo
menos parcialmente en un conducto 3 de derivación que conecta al
conducto de ida 2 a otro conducto 4, tal como un conducto de retorno
de dicho circuito y forma resalte en el conducto de ida 2 de dicho
circuito. Esta válvula 5 comprende por lo menos dos órganos 6, 7 de
obturación solidarios en desplazamiento del cuerpo de válvula 5 y
dispuestos para obturar por lo menos parcialmente uno, representado
en 6 en las figuras, el conducto 3 de derivación, el otro
representado en 7 en las figuras, por lo menos en la sección 2A del
conducto de ida 2 corriente abajo del conducto 3 de derivación.
Estos órganos 6, 7 de obturación, atraídos a una posición
predeterminada antes de una presión de umbral predeterminada en la
sección corriente arriba 2B del conducto de ida 2, son móviles
simultáneamente bajo el efecto exclusivo de una presión en la
sección corriente arriba 2B del conducto de ida 2 superior a dicha
presión de umbral predeterminada. Estos órganos 6, 7 de obturación
provocan, de forma concomitante en el curso de su desplazamiento,
uno, representado en 6 en las figuras, la creación o el aumento de
la sección S1 de paso de fluido en el conducto 3 de derivación, el
otro, representado en 7 en las figuras, una reducción de la sección
S2 de paso de fluido en la sección corriente abajo 2A del conducto
de ida 2 y esto únicamente bajo el efecto de la presión que reina
en el interior del circuito.
Como ilustran las figuras, el órgano 6 de
obturación del conducto 3 de derivación obtura totalmente dicho
conducto 3 cuando la presión en el conducto de ida 2 es inferior a
una presión de umbral predeterminada. Esta sección S1 de paso
delimitada por la cooperación del órgano 6 de obturación con el
conducto 3 de derivación crece en el curso del desplazamiento de la
válvula 5 bajo el efecto de un aumento de la presión en la sección
corriente arriba 2B del conducto de ida 2. La sección S2 de paso de
la sección corriente abajo 2A del conducto de ida 2 decrece en el
curso del desplazamiento de la válvula 5 bajo el efecto de un
aumento de la presión en la sección corriente arriba 2B del
conducto de ida 2. Así, el aumento de la sección S1 de paso del
conducto 3 de derivación y la reducción de la sección S2 de paso de
la sección corriente abajo 2A del conducto de ida 2 son
directamente función y exclusivamente función de la presión que
reina en la sección corriente arriba 2B del conducto de ida 2,
aumentando estas secciones S1, S2 de paso o respectivamente
disminuyendo según una variación preferentemente lineal, como
ilustra la figura 3 en la cual la curva superior representa la
reducción de la sección S2 de paso de la sección 2A del conducto de
ida 2 bajo el efecto de un aumento de la presión mientras que la
curva inferior representa el aumento de la sección S1 de paso en el
conducto 3 de derivación en el curso del desplazamiento de la
válvula 5 bajo el efecto de un aumento de la presión en la sección
corriente arriba 2B del conducto de ida 2.
En este gráfico, representado en la figura 3,
las abscisas representan la posición del eje de válvula expresada
en mm mientras que las ordenadas representan la evolución de las
secciones de paso expresadas en mm^{2}. Estas secciones S1, S2 de
paso del conducto 3 de derivación y de la porción corriente abajo 2A
del conducto de ida 2 se eligen en correlación de manera que
mantengan en la sección corriente abajo 2A del conducto de ida 2 un
valor de caudal inferior a un valor de umbral predeterminado
independientemente del caudal que reina en la sección corriente
arriba 2B del conducto de ida 2 de manera que no dañen el
dispositivo, tal como un dispositivo de calefacción alimentado por
dicho conducto 2.
La válvula 5 adopta aquí, en los ejemplos
representados, la forma general de un eje coaxial con el conducto 3
de derivación. Este eje, cargado por un resorte 8 de compresión, es
atraído a una posición en la cual uno de sus extremos está alojado
en un escalón 9 practicado en la pared del conducto de ida 2. El
posicionado de este escalón 9, constituido por un rehundido de la
pared del conducto de ida situado frente a la desembocadura del
conducto de ida en el conducto de derivación, permite liberar por lo
menos parcialmente la zona de comunicación entre sección corriente
arriba 2B y sección corriente abajo 2A del conducto de ida. En
efecto, este escalón 9 está destinado a alojar el órgano 7 de
obturación de la sección del conducto de ida corriente abajo del
conducto de derivación. Así, en posición inactiva, este órgano 7 de
obturación no constituye un obstáculo para el flujo del fluido de
la sección corriente arriba hacia la sección corriente abajo en el
conducto de ida. No reduce tampoco la sección de paso del conducto
de ida, como puede ser el caso en las soluciones del estado de la
técnica. Permite a pesar de todo disponer de un regulador cuyos
conductos pueden ser completamente cerrados, no formando resalte
ninguna parte en el exterior de dichos conductos y siendo móvil con
respecto a estos últimos como puede ser el caso en el estado de la
técnica.
En los ejemplos representados, la válvula 5 está
cargada por un resorte 8 helicoidal arrollado por una parte
alrededor del eje de válvula 5, y por otra parte alrededor del eje
de un núcleo 14 soportado por un tapón 15 de cierre del conducto 3
de conducción. Este tapón 15 se extienden frente al escalón 9. El
extremo del eje alojado en el escalón 9 presenta un diámetro
superior al resto del cuerpo de válvula y constituye una parte
cilíndrica maciza o vaciada que forma el órgano 7 de obturación de
la sección corriente abajo 2A del conducto de ida 2 y eventualmente
de la sección corriente arriba 2B de dicho conducto. Esta sección
corriente abajo 2A del conducto de ida 2 está ligeramente
desplazada axialmente con respecto al eje de la sección corriente
arriba 2B del conducto de ida 2 de manera que forma, en la pared del
conducto de ida 2, una escotadura 10 situada a nivel de la
desembocadura del escalón 9 en el conducto de ida permite, en el
curso del desplazamiento de la válvula 5, al obturador 7 del
conducto de ida 2 obturar por lo menos parcialmente una parte de la
sección corriente abajo 2A del conducto de ida 2 antes de penetrar
en la sección corriente arriba 2B del conducto de ida 2. A este
fin, la sección corriente abajo 2A del conducto de ida 2 presenta,
en la vertical del obturador 7 y extendiéndose sensiblemente en una
mitad de la sección corriente abajo 2A del conducto de ida 2, una
parte 11 troncocónica cuya base menor está por el lado del
obturador 7. Esta parte 11 troncocónica está, cuando tiene lugar un
desplazamiento de la válvula 5, obturada totalmente por el órgano 7
de obturación del conducto de ida 2 antes de que este último
penetre en la sección corriente arriba 2B de dicho conducto de ida
2.
El órgano 6 de obturación del conducto 3 de
derivación está a su vez constituido por una superficie 6A,
preferentemente cónica, practicada sobre el cuerpo de válvula 5.
Esta superficie 6A coopera con un asiento 12 de tipo también cónico
practicado en el conducto 3 de derivación para obturar al conducto 3
antes de una presión predeterminada en la sección corriente arriba
2B del conducto de ida 2. Esta superficie 6A cónica del órgano de
obturación 6 está prolongada por la superficie 6B cilíndrica que
coopera, en el curso del desplazamiento de la válvula 5, con unas
nervaduras 23 longitudinales de guiado dispuestas sobre la pared
interior del conducto 3 de derivación.
En una variante representada en la figura 5, el
cuerpo de válvula 5 es un cuerpo hueco que aloja un eje 13 de
guiado enmangado en el escalón 9 de la pared del conducto de ida 2,
adoptando este escalón 9 en este caso una forma anular.
El funcionamiento de las válvulas 5,
representadas en las figuras 1 y 2 ó 5, es análogo. Se observa que,
en la figura 5, la parte 7 cilíndrica del cuerpo de válvula 5,
destinada a formar el órgano 7 de obturación de la sección 2B
corriente abajo del conducto de ida 2, está vaciada mientras que, en
los ejemplos representados en las figuras 1 y 2, esta parte
cilíndrica 7 es maciza.
En el regulador 1 descrito anteriormente,
solamente dos piezas pueden ponerse en movimiento, a saber el
resorte 8 de compresión y el eje de válvula 5.
En el modo de realización preferido de la
invención, la válvula 5 es montada, en particular premontada en el
interior de un cuerpo que presenta un conducto 3 de derivación, una
entrada E de conducto de ida 2, una salida S de conducto de ida 2,
una entrada E de conducto de retorno 4 y una salida S de conducto de
retorno 4, estando el conjunto destinado a ser insertado sobre los
conductos de ida y retorno de un circuito de circulación de fluido,
tal como un circuito de enfriado y/o de calefacción que se extiende
en particular entre un motor de combustión interna de vehículo y un
dispositivo de calefacción o de enfriado, de manera que constituya
un regulador preparado para montar.
Un circuito de este tipo puede estar de acuerdo
con el presentado en la figura 6. Este circuito comprende de forma
clásica un radiador 14, un aerotermo 15 para la calefacción del
habitáculo, una caja de salida de agua 16 que integra un
termostato, un depósito de desgasificado 17, un motor de combustión
interna 18, una bomba 19 de agua de circulación, unos tubos de goma
20 de circulación y los motoventiladores del radiador y del
aerotermo representados respectivamente en 21 y 22.
El circuito de enfriado y/o de calefacción del
vehículo automóvil integra el regulador 1 de caudal entre la caja
16 de salida de agua y el aerotermo 15. El cuerpo del regulador 1 de
caudal está conectado en paralelo al aerotermo 15. El cuerpo del
regulador 1 de caudal está conectado al circuito de agua por medio
de cuatro tubos de goma 20 con un primer tubo de goma que permite
conectar la caja 16 de salida de agua con la entrada E del conducto
corriente arriba 2B del conducto de ida 2 del regulador 1 de caudal,
un segundo tubo de goma que conecta la salida S de la sección
corriente abajo 2A del conducto de ida 2 del regulador 1 de caudal
con la entrada del aerotermo 15, un tercer tubo de goma que conecta
la salida del aerotermo 15 con la entrada E de la sección corriente
arriba del conducto 4 del regulador 1 de caudal y un cuarto tubo de
goma que conecta la salida S del conducto 4 del regulador 1 de
caudal con la bomba de agua 19 o con el tubo de goma de salida del
radiador 14 de enfriado del motor. En otro modo de realización, no
representado, el regulador puede estar integrado directamente a la
caja 16 de salida de agua o con el aerotermo 15.
Desde el punto de vista de el funcionamiento, el
principio de la invención es el siguiente. El resorte de compresión
8, que está pretensado en el interior del cuerpo del regulador 1 de
caudal, está dimensionado de manera que mantenga la válvula 5
apoyada en el interior del escalón 9 del conducto de ida 2 hasta un
valor de caudal que corresponde a una presión de umbral
predeterminada. Para un caudal inferior al caudal de umbral, o
respectivamente una presión inferior a la presión de umbral, todo el
fluido que llega al regulador de caudal 1 es dirigido hacia el
aerotermo 15. El regulador de caudal está por tanto en una posición
que corresponde con la representada en la figura 1 en la cual el
conducto 3 de derivación está cerrado por el órgano 6 de
obturación. Más allá de este valor de presión de umbral
predeterminado, el fluido que llega al regulador 1 de caudal ejerce
una presión suficiente para modificar la posición de la válvula 5 y
liberar un paso entre la superficie cónica del órgano 6 de
obturación y el asiento 12 practicado en el conducto 3 de
derivación. Una parte del fluido se dirige hacia el aerotermo 15 y
otra parte del fluido pasa a través del conducto de derivación 3
fluyendo entre la válvula 5 y la pared interior del conducto 3 de
derivación. El regulador 1 de caudal está por tanto en posición de
válvula abierta. Si la presión del fluido aumenta, la válvula 5
comprime aún más el resorte 8 de retorno y la sección de paso S1
del regulador 1 de caudal entre la válvula 5 y el conducto 3 de
derivación continua aumentando. Esta sección de paso puede
evolucionar según una ley lineal o otra como se ha mencionado
anteriormente. Cuando el eje de válvula 5 se desplaza debido a la
presión ejercida por el fluido sobre la válvula 5 la parte del eje
de válvula 5 que se extiende en la parte inferior del conducto de
ida desempeña la función de obturador disminuyendo por lo menos la
sección de paso de la sección corriente abajo 2A del conducto 2,
conduciendo esta sección al aerotermo 1. Esta sección de paso puede
también disminuir según una ley lineal u otra. El dimensionado de
las evoluciones de sección de paso a nivel de los órganos de
obturación 6 y 7 permite no sobrepasar un caudal máximo determinado
en el aerotermo 15 en función del caudal de entrada del regulador 1
de caudal y que proviene de la caja 16 de salida de agua del
motor.
Los componentes del regulador 1 de caudal
pueden, ventajosamente, estar realizados por unas técnicas de
inyección. Preferentemente, el resorte 8 de compresión es de
material inoxidable para evitar los problemas de corrosión.
Se observará que, en las configuraciones
representadas, un solo tapón 15 de cierre del conducto 3 de
conducción es necesario. Resulta de ello un número de operaciones
de ensamblaje pequeño y por tanto una ganancia económica. Desde el
punto de vista del volumen, se constata también, en razón de la
integración del escalón 9 en la pared de la sección de ida 2 y de
su cooperación con el órgano 7 de obturación constituido por una
parte cilíndrica, un pequeño volumen del conjunto.
En el ejemplo representado en la figura 5, el
guiado del eje de la válvula 5 se efectúa por medio de un eje 13 de
guiado aplicado. Este eje 13 de guiado, preferentemente de metal,
puede estar montado a forzamiento en el escalón 9 practicado en el
conducto de ida 2 corriente arriba del regulador. El tapón 15 de
cierre del conducto 3 de conducción puede eventualmente integrar
una junta de estanqueidad y ser retenido por una técnica de pinzado
en la pared a la cual está fijado. Es también posible realizar esta
unión por medio de tornillos de unión o por una técnica de
engarzado o por pegado. La orientación preferente del regulador 1 de
caudal en el entorno del motor es aquella en la cual la válvula 5
está dispuesta en posición vertical y el tapón 15 de cierre del
conducto 3 de conducción está orientado hacia abajo. El interés de
esta posición es evitar la acumulación de polución interna al
circuito de enfriado a nivel de la zona de guiado entre el órgano 7
de obturación del eje 5 de válvula y el escalón 9 del conducto 2 de
ida.
Este regulador 1 de caudal, que se presenta en
forma de un conjunto preparado para montar, puede también ser
conectado directamente a la caja 16 de salida de agua o al
dispositivo 15 de calefacción de manera que limite el número de
conexiones a realizar. Evidentemente, este regulador 1 de caudal
podrá además incorporar un tornillo de purga para el circuito de
enfriado en el caso en que este regulador 1 de caudal se sitúe en un
punto alto del circuito de enfriado. Es también posible integrar,
en la parte alta del regulador 1 de caudal, una pipeta de conexión
conectada al vaso 17 de enfriado por medio de un tubo de goma,
asegurando esta pipeta el desgasificado del circuito de enfriado en
el caso en que el regulador 1 de caudal se sitúe en un punto alto
del circuito de enfriado. Es también posible integrar un accionador
del termoeléctrico en la sección del cuerpo del regulador 1 de
caudal que se conecta con la entrada del aerotermo 15. El accionador
termoeléctrico, mandado por un órgano de mando, permite calentar el
líquido de enfriado a fin de alcanzar una temperatura de consigna
para el fluido de enfriado que pasa por el aerotermo 15. Es también
posible integrar unas conexiones rápidas a nivel de las entradas E
y S del regulador 1 preparado para montar a fin de poder conectar
rápidamente este regulador 1 con el aerotermo 15 o a la caja 16 de
salida de agua.
Aunque las aplicaciones principales de este
regulador se refieren a los circuitos de enfriado de motores de
combustión interna de vehículos automóviles, estos reguladores
pueden aplicarse de forma análoga a cualquier otra aplicación que
necesite un sistema autónomo de regulación de caudal de fluido a
través de una pieza en la que circula dicho fluido.
Claims (14)
1. Regulador (1) automático de caudal de fluido
de un circuito de fluido, tal como un circuito de enfriado y/o de
calefacción, que se extiende en particular entre un motor de
combustión interna de vehículo y un dispositivo de calefacción o de
enfriado, comprendiendo dicho regulador (1) un conducto de ida (2),
un conducto de retorno (4) y un conducto de derivación (3) que
conecta el conducto de ida (2) al conducto de retorno (4),
comprendiendo el regulador (1) además una válvula alojada por lo
menos parcialmente en el conducto (3) de derivación, comprendiendo
dicha válvula (5) por lo menos dos órganos (6, 7) de obturación
dispuestos para obturar por lo menos parcialmente uno (6) el
conducto (3) de derivación, el otro (7) la sección (2A) del conducto
de ida corriente abajo del conducto (3) de derivación, los órganos
de obturación (6, 7) solidarios en desplazamiento del cuerpo de
válvula (5), son atraídos, generalmente por medio de un órgano (8)
de retorno elástico, a una posición predeterminada y son móviles
simultáneamente bajo el efecto exclusivo de una presión en la
sección corriente arriba (2B) del conducto de ida (2) superior a la
presión de umbral predeterminada, provocando dichos órganos (6, 7)
de obturación, de forma concomitante en el curso de su
desplazamiento, uno (6) la creación o el aumento de la sección (S1)
de paso de fluido por el conducto (3) de derivación, el otro (7) una
reducción de la sección (S2) de paso de fluido por la sección
corriente abajo (2A) del conducto de ida (2), caracterizado
porque, antes de una presión de umbral predeterminada en la sección
corriente arriba (2B) del conducto de ida (2), el órgano (7) de
obturación de la sección (2A) del conducto de ida (2) corriente
abajo del conducto (3) de derivación está alojado, por lo menos
parcialmente, preferentemente totalmente, en un escalón (9) de la
pared del conducto de ida (2) formado por un rehundido de dicha
pared, de manera que libere por lo menos parcialmente la sección de
paso de dicho conducto de ida.
2. Regulador (1) según la reivindicación 1,
caracterizado porque la válvula (5) adopta la forma general
de una eje coaxial con el conducto (3) de derivación, siendo este
eje, cargado por un resorte (8) de compresión, atraído hacia una
posición en la cual uno de sus extremos está alojado en un escalón
(9) practicado en la pared del conducto de ida (2).
3. Regulador (1) según la reivindicación 2,
caracterizado porque el extremo de eje alojado en dicho
escalón (9) presenta un diámetro superior al resto del cuerpo de
válvula y constituye una parte cilíndrica que forma el órgano (7)
de obturación de la sección corriente abajo (2A) del conducto de ida
(2).
4. Regulador (1) según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el órgano (6) de
obturación del conducto (3) de derivación obtura totalmente dicho
conducto (3) cuando la presión en el conducto de ida (2) es
inferior a dicha presión de umbral predeterminada.
5. Regulador (1) según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la sección (S1)
de paso, delimitada por cooperación del órgano (6) de obturación
con el conducto (3) de derivación, crece en el curso del
desplazamiento de la válvula (5) bajo el efecto de un aumento de la
presión en la sección corriente arriba (2B) del conducto de ida
(2).
6. Regulador (1) según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el aumento de la
sección (S1) de paso del conducto (3) de derivación y la reducción
de la sección (S2) de paso de la sección corriente abajo (2A) del
conducto de ida (2) son directamente función de la presión que reina
en la sección corriente arriba (2B) del conducto de ida (2),
aumentando dichas secciones (S1, S2) de paso o respectivamente
disminuyendo según una variación preferentemente lineal.
7. Regulador (1) según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las secciones
(S1, S2) de paso del conducto (3) de derivación y de la porción
corriente abajo (2A) del conducto de ida (2) se eligen en
correlación de manera que mantengan en la sección corriente abajo
(2A) del conducto de ida (2) un valor de caudal inferior a un valor
de umbral predeterminado independientemente del caudal que reina en
la sección corriente arriba (2B) del conducto de ida (2).
8. Regulador (1) según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la sección
corriente abajo (2A) del conducto de ida (2) está ligeramente
desplazada axialmente con respecto al eje de la sección corriente
arriba (2B) del conducto de ida (2) de manera que forma, en la pared
del conducto de ida (2), una escotadura (10) que permite, en el
curso del desplazamiento de la válvula (5), al obturador (7) del
conducto de ida (2) obturar por lo menos parcialmente una parte de
la sección corriente abajo (2A) del conducto de ida (2) antes de
penetrar en la sección corriente arriba (2B) del conducto de ida
(2).
9. Regulador (1) según la reivindicación 8,
caracterizado porque la sección corriente abajo (2A) del
conducto de ida (2) presenta, el la vertical del obturador (7) y
extendiéndose sensiblemente en una mitad de la sección corriente
abajo (2A) del conducto de ida (2), una parte (11) troncocónica cuya
base menor está por el lado del obturador (7), siendo esta parte
(11) troncocónica, cuando tiene lugar un desplazamiento de la
válvula (5), obturada totalmente por el órgano (7) de obturación
del conducto de ida (2) antes de que este último penetre en la
sección corriente arriba (2B) de dicho conducto de ida (2).
10. Regulador (1) según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el órgano (6) de
obturación del conducto (3) de derivación está constituido por una
superficie (6A), preferentemente cónica, realizada sobre el cuerpo
de válvula (5), cooperando esta superficie (6A) cónica con un
asiento (12) realizado en el conducto (3) de derivación para
obturar dicho conducto (3) antes de una presión predeterminada en la
sección corriente arriba (2B) del conducto de ida (2).
11. Regulador (1) según la reivindicación 10,
caracterizado porque la superficie (6A) cónica del órgano de
obturación (6) está prolongada por una superficie (6B) cilíndrica
que coopera, en el curso del desplazamiento de la válvula (5), con
unas nervaduras (23) longitudinales de guiado realizadas sobre la
pared interior del conducto (3) de derivación.
12. Regulador (1) según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el cuerpo de
válvula (5) es un cuerpo hueco que aloja un eje (13) de guiado
enmangado en el escalón (9) de la pared del conducto de ida
(2).
13. Regulador (1) según una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la válvula (5)
está cargada por un resorte (8) helicoidal arrollado por una parte
alrededor del eje de válvula (5), por otra parte alrededor del eje
de un núcleo (14) soportado por un tapón (15) de cierre del conducto
(3) de conducción.
14. Regulador (1) según una de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la válvula (5)
está montada en el interior de un cuerpo que comprende dicho
conducto (3) de derivación, una entrada (E) de dicho conducto de
ida (2), una salida (S) de dicho conducto de ida (2), una entrada
(E) de dicho conducto de retorno (4) y una salida (S) de dicho
conducto de retorno (4), estando el conjunto destinado a ser
insertado sobre los conductos de ida y de retorno de un circuito de
circulación de fluido, tal como un circuito de enfriado y/o de
calefacción que se extiende en particular entre un motor de
combustión interna de vehículo y un dispositivo de calefacción o de
enfriado, de manera que constituya un regulador preparado para
montar.
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