ES2269235T3 - Valvula. - Google Patents

Abstract

Válvula con un mecanismo (8) de mando, que presenta una corredera (12) de válvula para controlar co- rrientes de fluidos y que se puede accionar por aplicación de fuerzas (S1, S2) reguladoras con respecto a la caja (2) de válvula para un primer movimiento de conmutación, que sigue a un primer sentido (23) de conmutación y para un segundo movimiento de conmutación, subsiguiente a un segun- do sentido (24) de conmutación opuesto y que se puede colo- car, por ello, en diferentes posiciones de conmutación; pudiéndose desplazar dicho mecanismo (8) de mando desplazar con el primer movimiento de conmutación recorriendo un tra- yecto de conmutación desde una primera posición de conmuta- ción a una posición de conmutación extrema prefijada por medios (39) limitadores; habiéndose previsto únicamente en una región extrema del mecanismo (8) de mando un mecanismo (43) de accionamiento con medios (44) elásticos, que se pueden poner en tensión con el primer movimiento de conmu- tación; y pudiéndose sujetar el mecanismo (8) de mando en la posición extrema de conmutación por medio de unas prime- ras fuerzas (F1) reguladoras activas en el primer sentido (23) de conmutación, de cuya posición de conmutación extre- ma se puede sacar en el marco del segundo movimiento de conmutación por aplicación de fuerzas (S2) reguladoras ac- tivas en el segundo sentido (24) de conmutación opuesto; y habiéndose configurado la válvula como válvula (1) de dos posiciones, que es conmutable sin una posición de conmuta- ción intermedia únicamente entre la primera posición de conmutación y la posición de conmutación extrema; caracte- rizada porque las primeras fuerzas (S1) reguladoras activas en el primer sentido de conmutación son provocadas por un resorte neumático, por medio del cual se mantiene el meca- nismo (8) de mando en la posición de conmutación extrema, porque el mecanismo (43) de accionamiento se ha configurado de modo que los medios (44) elásticos estén aún inactivos al comienzo del primer movimiento deconmutación dirigido a la posición de conmutación extrema y sólo durante la sec- ción final del primer movimiento de conmutación son puestos en tensión por la energía cinética del mecanismo (8) de mando, cooperando la fuerza (FS) tensora de los medios (44) elásticos, al comienzo del segundo movimiento de conmuta- ción, adicionalmente con las fuerzas (FS) de accionamiento, generadas por el ataque de aire comprimido, para la genera- ción de las segundas fuerzas (S2) reguladoras.

Description

Válvula.

El invento se refiere a una válvula con un mecanismo de mando, que presenta una corredera de válvula que sirve para controlar corrientes de fluido, dicho mecanismo de mando se puede accionar aplicando fuerzas de regulación con respecto a la caja de válvula para un primer movimiento de conmutación, que sigue a un primer sentido de conmutación, y un segundo movimiento de conmutación, que sigue a un segundo sentido de conmutación opuesto, y que, por ello, se puede colocar en diferentes posiciones de conmutación, pudiéndose desplazar con el primer movimiento de conmutación desde una primera posición de conmutación a una posición de conmutación extrema prefijada por un medio limitador estacionario con la caja de válvula después de recorrer un trayecto de conmutación; habiéndose previsto un mecanismo de accionamiento en únicamente una región extrema del mecanismo de mando con medios elásticos, que se pueden someter a tensión con el primer movimiento de conmutación; y pudiéndose mantener el mecanismo de mando en la posición de conmutación extrema por las primeras fuerzas reguladoras, que actúan en el primer sentido de conmutación, posición de conmutación extrema de la que se puede sacar el mecanismo de mando por aplicación de unas segundas fuerzas reguladoras, que actúan en el segundo sentido de conmutación opuesto en el marco del segundo movimiento de conmutación; y habiéndose configurado la válvula como válvula de dos posiciones, que se puede conmutar sin una posición intermedia de conmutación únicamente entre la primera posición de conmutación y la posición de conmutación extrema.

En el documento US 3.060.688, se revela un sistema hidráulico con un depósito que contiene líquido hidráulico, que está conectado por medio de conductos con una válvula, moviéndose el líquido hidráulico hacia la válvula por medio de una bomba. La válvula, a su vez, está conectada con un émbolo de trabajo, cuya cámara de émbolo es alimentada o vaciada de líquido hidráulico según la posición de conmutación de la válvula. La válvula posee una caja de válvula, que define una cámara de válvula, en la que se ha dispuesto axialmente móvil un émbolo de válvula. El émbolo de válvula divide la cámara de válvula en una primera y una segunda cámaras de émbolo, que son alimentadas discrecionalmente de líquido hidráulico para mover el émbolo de válvula en uno u otro sentido. El émbolo de válvula posee además unas escotaduras, dispuestas en sus caras frontales mutuamente opuestas, en las que se ha integrado, en cada caso, un elemento elástico, manteniendo los elementos elásticos el émbolo de válvula en una posición central, en tanto las cámaras de émbolo no sean alimentadas de líquido hidráulico. Si se alimentase de líquido hidráulico una de las dos cámaras de émbolo, se movería entonces el émbolo de válvula desde su posición central a una de sus posiciones extremas, chocando contra la pared trasera de la cámara de émbolo no alimentada de fluido. Al mismo tiempo, se tensaría el resorte, que sobresale en la cámara de émbolo no alimentada de líquido. Tan pronto como se relajase la presión de la cámara de émbolo alimentada de líquido, se movería el émbolo de válvula, a causa de la fuerza elástica del resorte previamente tensado, desde su posición final de vuelta a su posición central.

Resulta del documento EP 0 678 676 B1 una válvula de varios pasos. En este caso, el mecanismo de mando se ha formado por una corredera de válvula en forma de émbolo con un émbolo de regulación antepuesto y que puede ser colocado por alimentación de líquido de control en dos posiciones de conmutación extremas mutuamente opuestas. Según la posición de conmutación, se comunican por fluido con ello los conductos de la válvula con diferente configuración.

Un problema de todas las válvulas de este tipo consiste en que, en una larga permanencia del mecanismo de mando en una de las posiciones de conmutación extremas, aumenta sensiblemente la fricción estática entre la corredera de válvula y las empaquetaduras que la rodean. Este comportamiento es especialmente típico en casos de tiempos de parada de más de 2 horas. La consecuencia de ello es que aumentan las fuerzas reguladoras necesarias para sacar el mecanismo de mando de la referida posición de conmutación extrema y conmutarlo a otra posición de conmutación. Esto da lugar, a su vez, a que aumente la resistencia a la conmutación opuesta a las fuerzas de accionamiento fluidas disponibles, de modo que aumentan los tiempos de conmutación, lo que puede causar fallos operativos a los usuarios conectados a la válvula. Especialmente crítico es el comportamiento en el caso de válvulas de dos posiciones monoestables.

Es, por ello, problema del presente invento hallar medidas, que garanticen, incluso tras largos tiempos de parada, un comportamiento de conmutación de la válvula fiable.

Este problema se resuelve por que las primeras fuerzas reguladoras que actúan en el primer sentido de conmutación, sean provocadas por un resorte neumático, por medio del cual se mantenga el mecanismo de mando en la posición extrema de conmutación, por que se configure el mecanismo de accionamiento de tal modo que los medios elásticos se mantengan aún inactivos al comenzar el primer movimiento de conmutación dirigido hacia la posición de conmutación extrema y sólo se pongan en tensión por la energía cinética del mecanismo de mando durante el periodo extremo del primer movimiento de conmutación, contribuyendo la fuerza tensora de los medios elásticos, al comenzar el segundo movimiento de conmutación, adicionalmente a la generación de las segundas fuerzas reguladoras por medio de las fuerzas de accionamiento generadas por la alimentación del aire comprimido.

Al conmutar el mecanismo de mando a una posición de conmutación extrema, tiene lugar, por lo tanto, primero un movimiento de conmutación de tipo convencional. Pero si el mecanismo de mando ha recorrido una parte del trayecto de conmutación en dirección hacia la posición de conmutación extrema, se ponen bajo tensión los medios elásticos de, al menos, un mecanismo de accionamiento por la energía cinética del mecanismo de mando existente en este instante. Se transmite, pues, energía a los medios elásticos y se almacena en ellos. El almacenamiento de energía en los medios elásticos persiste por tanto tiempo como el mecanismo de mando es mantenido en la posición de conmutación extrema por las primeras fuerzas reguladoras, que actúan sobre dicho mecanismo. Estas primeras fuerzas reguladoras son fuerzas reguladoras por fluidos y se aplican en válvulas monoestables por un resorte neumático. Si se alimenta, pues, de aire comprimido el mecanismo de mando con el fin de moverlo afuera de la posición de conmutación extrema en el segundo sentido de conmutación, se suma inicialmente a sus fuerzas de accionamiento la fuerza tensora de los medios elásticos, lo que es suficiente para superar la elevada fricción estática y conmutar el mecanismo de mando. Por consiguiente, se pueden evitar eficazmente los retrasos de conmutación incluso en el caso de tiempos de parada prolongados de la válvula.

Perfeccionamientos ventajosos del invento se deducen de las reivindicaciones subordinadas.

Es posible prever estacionariamente en la caja de válvula, al menos, un mecanismo de accionamiento que contenga los medios elásticos, teniendo lugar la puesta en tensión de los medios de accionamiento por que el mecanismo de mando móvil actúe sobre una superficie de choque, conectada activamente con los medios elásticos, al aproximarse a la posición de conmutación extrema.

Adicional o alternativamente, se puede prever también, al menos, un mecanismo de accionamiento en el mecanismo de mando, de modo que sea soportado éste y, en caso de movimientos de conmutación, que sea arrastrado por el mismo. Esta forma constructiva se puede realizar, por lo general, de modo constructivamente más sencillo que una integración en la caja de la válvula. En especial cuando el mecanismo de accionamiento se integra en un pistón regulador del mecanismo de mando, que representa una pieza separada con respecto a la corredera de válvula, de modo que se pueda utilizar con gran sencillez en lugar de un pistón regulador convencional.

La puesta en tensión de los medios elásticos tiene lugar, por conveniencia, de modo que los medios elásticos sean comprimidos entre el mecanismo de mando móvil y los medios de apoyo estacionarios con la caja de válvula, cuando el mecanismo de mando se aproxima a su posición de conmutación extrema. La trayectoria necesaria para poner en tensión los medios elásticos puede ser además muy pequeña y, al mismo tiempo, en especial, sensiblemente menor que la trayectoria restante del recorrido de conmutación, con el cual aún no están operativos los medios elásticos y aún no han sido comprimidos. Gracias a ello, queda suficiente tiempo al mecanismo de mando, durante el movimiento de conmutación, para la formación de la energía cinética necesaria para poner en tensión los medios elásticos.

La superficie de choque impulsada al comienzo del proceso del tensado y subordinada a los medios elásticos se encuentra, por conveniencia, en un émbolo de accionamiento conducido de modo desplazable del mecanismo de accionamiento, que además se puede alojar conducido de modo desplazable en la caja de válvula o en el mecanismo de mando.

Para obtener la especificación deseada, se ha previsto, por conveniencia, que los medios elásticos estén también sometidos a una determinada tensión previa en el estado sin solicitar. Se pueden prever además medios de ajuste, que posibiliten fijación previa variable de la tensión previa de los medios elásticos. Tales medios de ajuste permiten también una compensación de tolerancias en cuanto a la longitud de los medios elásticos, en especial, cuando están formados por, al menos, un resorte mecánico. Alternativa o adicionalmente a al menos un muelle mecánico, los medios elásticos también pueden estar formados por un resorte de gas y, al mismo tiempo, preferiblemente por un resorte neumático.

El mecanismo de accionamiento está subordinado, por conveniencia, a una región extrema del mecanismo de mando. Es posible, en el caso de un mecanismo de mando que disponga de dos posiciones de conmutación extremas, subordinar un mecanismo de accionamiento a ambas posiciones de conmutación extremas, y precisamente, por conveniencia, en la zona de los dos extremos axiales del mecanismo de mando.

Las primeras fuerzas reguladoras son creadas por un resorte neumático, por ejemplo, para realizar una válvula monoestable de dos posiciones. Al mismo tiempo, se eligen, por conveniencia, las circunstancias de tal modo que la fuerza tensora de los medios elásticos corresponda, al menos, aproximadamente a las primeras fuerzas reguladoras o que sea algo más pequeña. De este modo, se pueden compensar sensiblemente las primeras fuerzas reguladoras por la fuerza tensora encontrándose el mecanismo de mando en la posición de conmutación extrema, de tal modo que las fuerzas de accionamiento a ser aplicadas por un fluido de control sólo tengan que superar básicamente la fricción estática de las empaquetaduras para conmutar el mecanismo de mando nuevamente desde la posición de conmutación extrema a otra posición de conmutación.

A continuación, se explica más detalladamente el invento a base de los dibujos anexos. Se muestra en éstos:

Figura 1 una forma de realización preferida de una válvula equipada con las medidas según el invento, en este caso ejemplificada en una forma constructiva como válvula monoestable de 5/2 pasos, que esquematiza en parte el conjunto en sección longitudinal, y

Figura 2 el detalle II, marcado de puntos y trazos en la figura 1, en una representación ampliada, habiéndose mostrado en líneas continuas una posición del mecanismo de mando directamente al comienzo de la puesta en tensión previa de los medios elásticos y habiéndose indicado de puntos y trazos la posición de conmutación extrema subordinada con los medios elásticos sometidos a tensión.

En el caso de la válvula 1 representada en el dibujo, se trata de una válvula de pasos múltiples, mostrando el ejemplo, en concreto, una válvula de 5/2 pasos.

La válvula 1 dispone de una caja 2 de válvula, que contiene un cuerpo 3 principal antepuesto, en cuyas dos caras frontales axiales se han dispuesto, en cada caso, un elemento 4, 5 de conexión. Se han indicado en la referencia 6 por medio de puntos y trazos unos medios de fijación apropiados para fijar los elementos 4, 5 de conexión al cuerpo 3 principal, tratándose, por ejemplo, de tornillos de fijación.

En el interior de la caja 2 de válvula, se extiende en su dirección longitudinal una cámara 7 receptora alargada, en la que se ha instalado un mecanismo 8 de mando asimismo alargado. El mecanismo 8 de mando contiene una corredera 12 de válvula alargada en forma de émbolo así como dos pistones 13, 14 reguladores, que se han colocado a la corredera 12 de válvula por sus dos caras frontales axiales.

En la cámara 7 receptora desembocan lateralmente, en lugares distanciados longitudinalmente, varios conductos 15 de válvula, donde las secciones de cámara receptora comunicantes con los distintos conductos 15 de válvula están flanqueadas, en cada caso, axialmente por un dispositivo 16 obturador anular por ambos lados. Entre secciones de cámara receptora vecinas axialmente, se encuentra además sólo un dispositivo 16 obturador en cada caso. La corredera 12 de válvula dispone alternativamente en dirección longitudinal de zonas de secciones transversales mayores y menores, que cooperan o no cooperan, en cada caso, con dispositivos 16 obturadores individuales, fijados estacionariamente con la caja de válvula en el ejemplo de realización, según la posición axial instantánea de la corredera 12 de válvula. Si existe un contacto estanco, se separan mutuamente de forma estanca al fluido las secciones de cámara receptora, que se encuentran a ambos lados de la disposición 16 obturadora referida. Si se encuentra, por el contrario, una zona de menor diámetro de la corredera 12 de válvula a la misma altura de un dispositivo 16 obturador, se produce una cámara intermedia, a través de la cual se unen mutuamente las secciones de cámara receptora vecinas, de modo que un medio a presión fluido pueda rebosar entre los conductos 15 de válvula mutuamente comunicados por dicha cámara intermedia.

En el ejemplo de realización, uno de los conductos 5 de válvula es un conducto P de alimentación, a través del cual se alimenta el medio a presión, especialmente aire comprimido, a distribuir por medio de la válvula. Por ambos lados y en la proximidad del conducto P de alimentación, desemboca, en cada caso, un conducto A, B de trabajo en la cámara 7 receptora, pudiéndose conectar dichos conductos A, B de trabajo con un dispositivo consumidor, por ejemplo, con un cilindro neumático. Se conecta además a cada conducto A, B de trabajo un conducto R, S de purga axialmente hacia fuera.

Los dispositivos 16 obturadores rodean coaxialmente el mecanismo 8 de mando, conteniendo, en cada caso, un cuerpo 17 obturador anular consistente en material obturador apropiado, por ejemplo, un cuerpo elastómero. El cuerpo 17 obturador es sujetado en el ejemplo de realización por una caja 18 obturadora anular, abierta radialmente hacia adentro, por medio de la cual se fija el dispositivo 16 obturador a la superficie interior de la cámara 7 receptora, por ejemplo, mediante encaje a presión.

El contacto estanco entre un dispositivo 16 obturador y el mecanismo 8 de mando se origina por que el cuerpo 17 obturador rodee una sección de mayor diámetro de la corredera 12 de válvula con contacto estanco.

El mecanismo 1 de mando se puede conmutar en el ejemplo de realización entre dos posiciones de conmutación. La primera posición de conmutación posible se ha mostrado en la figura 1 por debajo del eje 22 longitudinal de la cámara 7 receptora, mientras que la segunda posición de conmutación - indicada a continuación como posición de conmutación extrema - se ha configurado por encima del eje 22 longitudinal.

En la primera posición de conmutación, tiene lugar en el ejemplo de realización la asignación de conducto de válvula de tal modo que el conducto P de alimentación esté conectado con uno de los conductos B de trabajo, mientras que, al mismo tiempo, el otro conducto A de trabajo comunica con uno de los conductos R de purga. El segundo conducto S de purga queda cerrado en este caso. Por el contrario, en la posición de conmutación final, el conducto P de alimentación está conectado con el conducto A de trabajo aún purgado anteriormente, mientras que, al mismo tiempo, el otra conducto B de trabajo se purga a través del conducto S de purga aún cerrado anteriormente. En este caso, se cierra 8 de mando desde la primera posición de conmutación a la posición de conmutación extrema se indica como primer movimiento de conmutación y tiene lugar en un segundo sentido 24 de conmutación opuesto al primer sentido 23 de conmutación, igualmente marcado con una flecha. Los sentidos de conmutación están dirigidos de igual modo que el eje 22 longitudinal.

En el caso de la válvula del ejemplo de realización, se trata de una válvula monoestable, que en forma de la posición de conmutación final tiene una posición de conmutación preferida. Esta posición se origina por que uno de los pistones 13 reguladores, colocado a la derecha en la figura 1, es atacado permanentemente en su primera superficie 25 de ataque, opuesta a la corredera 12 de válvula, por un medio a presión fluido en forma de aire comprimido, que se halla a una determinada presión de accionamiento. En el ejemplo de realización, se deriva aire comprimido del conducto P de alimentación por un primer conducto 26 de accionamiento del interior de la caja 2 de válvula y se alimenta una primera cámara 27 de alimentación formada por la zona extrema subordinada de la cámara 7 receptora, que se delimita por el pistón 13 regulador móvil o bien por su primera superficie 25 de ataque. Con el concepto de "fluido" o "medio a presión" se entiende, a continuación, aire comprimido.

Por el medio a presión actuante sobre la primera superficie 25 de ataque, el mecanismo 8 de mando experimenta unas primeras fuerzas S_{1} de regulación, que actúan en el primer sentido 23 de conmutación.

Por la conexión permanente de la primera cámara 27 de ataque con el conducto P de alimentación, resulta en el ejemplo de realización un resorte neumático por el aire comprimido existente en la primera cámara 27 de alimentación, resorte neumático que ataca permanentemente al dispositivo 8 de mando con las primeras fuerzas S_{1} reguladoras.

El segundo pistón 14 de regulador, subordinado a la zona extrema axialmente opuesta de la corredera 12 de válvula, es conducido, como el otro primer pistón 12 regulador, de modo desplazable y estanco en la sección extrema subordinada de la cámara 7 receptora. Para la estanqueidad, se puede prever un dispositivo 28 obturador anular, que descanse en una ranura anular del pistón 12, 13 regulador respectivo y que esté en contacto estanco deslizante con la superficie 32 del contorno interior radialmente enfrentada de la cámara 7 receptora.

El segundo pistón 14 regulador delimita con una segunda superficie 33 de ataque, axialmente opuesta de la corredera 12 de válvula, una segunda cámara 34 de alimentación formada por la sección extrema subordinada de la cámara 7 receptora. Dicha cámara 34 de impulsión está conectada con el conducto P de alimentación a través de un segundo conducto 35 de accionamiento, tal como ya lo estaba la primera cámara 27 de alimentación, tratándose, por supuesto, de una conexión controlada. Esto último resulta de que, en el trayecto del segundo conducto 35 de accionamiento, se ha intercalado una válvula 36 piloto, que dispone de un mecanismo 37 de accionamiento activable eléctricamente - por ejemplo, un electroimán o un dispositivo piezoeléctrico -, por medio del cual se puede liberar o bloquear discrecionalmente el paso de fluido a través del segundo conducto 35 de accionamiento. Con el segundo conducto 35 de accionamiento bloqueado, se purga la segunda cámara 34 de alimentación por un conducto, que no se ha representado con más detalle, por ejemplo, dentro del dispositivo 37 de accionamiento. Con conexión liberada, se bloquea el conducto, que sirve para la purga, y en vez de ello se conecta la segunda cámara 34 de alimentación con el conducto P de alimentación, de modo que se introduzca fluido de control desde el conducto P de alimentación en la segunda cámara 34 de alimentación, que por ataque a la segunda superficie 33 de ataque ejerce fuerzas F_{B} de accionamiento, indicadas por medio de una flecha, sobre el mecanismo 8 de mando en el segundo sentido 24 de conmutación.

El fluido de control también podría ser alimentado a través de un conducto de control separado en vez de por una derivación del conducto P de alimentación, lo que vale también para el medio a presión, que sirve para la alimentación del primer pistón 13 regulador.

La cámara 7 receptora se extiende preferiblemente en dirección longitudinal a través de todo el cuerpo 3 principal y hasta adentro de los dos elementos 4, 5 de cierre. Los pistones 13, 14 reguladores recorren, al menos, la mayor parte de su trayecto de regulación además dentro del elemento 4, 5 de cierre subordinado, en cada caso, pudiéndose instalar un manguito 38 guía coaxialmente en la respectiva sección extrema de la cámara 7 receptora para conseguir una superficie deslizante óptima. El mecanismo 37 de accionamiento se ha previsto, por conveniencia, asimismo en uno de los elementos 4 de cierre.

Si se interrumpe la alimentación de fluido de control a la segunda cámara 34 de alimentación por el mecanismo 37 de accionamiento y se purga dicha cámara 34 de alimentación, resulta un desplazamiento del mecanismo 8 de mando en el primer sentido 23 de conmutación partiendo de la primera posición de conmutación, hasta que finalmente se presenta la primera posición de conmutación extrema, que se define por que el mecanismo 8 de mando hace contacto mediante sus primeros medios 38 limitadores previstos en él con los segundos medios 39 limitadores estacionarios con la caja de válvula. Estos últimos están formados en el ejemplo de realización por la superficie 41 de cierre de la cámara 7 receptora frontal axialmente enfrentada al mecanismo 8 de mando. Los medios 38 limitadores previstos en el mecanismo 8 de mando se encuentran en el ejemplo de realización en el pistón 14 regulador y están formados preferiblemente por su superficie 42 frontal enfrentada axialmente a la superficie 41 de cierre.

Para volver a sacar el mecanismo 8 de mando de la posición de conmutación extrema y volver a conmutarlo a la primera posición de conmutación, se libera por activación del mecanismo 37 de accionamiento el paso de fluido a través del segundo conducto 35 de accionamiento, lo que tiene como resultado las fuerzas F_{B} de accionamiento mencionadas arriba, activas en el segundo sentido 24 de conmutación. Dichas fuerzas junto con una fuerza F_{S} tensora aún por explicar seguidamente y activa en el mismo sentido producen unas segundas fuerzas S_{2} reguladoras, que juntas son mayores que las primeras fuerzas S_{1} reguladoras y las fuerzas F_{H} de fricción estática, que actúan en la posición de conmutación extrema sobre el mecanismo 8 de mando debido a los dispositivos 16 obturadores. Con ello, se conmuta sin retraso el mecanismo 8 de mando de vuelta a la primera posición de conmutación.

Un punto esencial del presente invento estriba en la disponibilidad de la fuerza F_{S} tensora mencionada anteriormente por un mecanismo 43 de accionamiento representado ampliadamente en la figura 2, que se integra preferiblemente tal como está configurado en el pistón 14 regulador y, por consiguiente, es soportado por el mecanismo 8 de mando.

El mecanismo 43 de accionamiento está dotado de medios 44 elásticos, que durante el curso del primer movimiento de conmutación son sometidos a tensión para generar la fuerza F_{S} tensora. En efecto, la disposición de ha concebido de modo que los medios 44 elásticos estén inactivos al comienzo del primer movimiento de conmutación y preferiblemente durante la mayor parte del trayecto de conmutación y sólo sean sometidos a tensión durante la sección extrema del primer movimiento de conmutación, o sea, durante el recorrido de la sección del trayecto de conmutación colocada inmediatamente delante de la posición de conmutación extrema. Esto último lo lleva a cabo la energía cinética del mecanismo 8 de mando, que genera la energía al recorrer la sección del primer movimiento de conmutación no frenada por los medios 44 elásticos. En tanto que el mecanismo 8 de mando sea sujetado por las primeras fuerzas S_{1} reguladoras en la posición de conmutación extrema, la fuerza F_{S} tensora permanece almacenada en los medios 44 elásticos. Sin embargo, si se añaden las fuerzas F_{B} de accionamiento fluidas, el mecanismo 8 de mando se desplaza por el exceso de fuerza a la segunda posición 24 de conmutación, cediendo los medios 44 elásticos la energía almacenada en forma de fuerza F_{S} tensora al dispositivo 8 de mando y ocupándose de un comportamiento óptimo de la aceleración inicial del mecanismo 8 de mando.

La solución constructiva preferida realizada en el ejemplo de realización preve que el mecanismo 43 de accionamiento contenga una cámara 46 de accionamiento configurada en el pistón 14 regulador, que forma un cuerpo 45 básico, cámara que está abierta hacia la superficie 42 frontal axial. En la cámara 46 de accionamiento, se ha apoyado de modo axialmente desplazable un embolo 47 de accionamiento en la dirección de los movimientos de conmutación según la flecha 48 doble. Los medios 44 elásticos instalados igualmente en la cámara 46 de accionamiento se apoyan, por un lado, en el cuerpo 45 básico y, por otro, en el émbolo 47 de accionamiento e impulsan a éste en un sentido 49 de salida orientado igualmente que el primer sentido 23 de conmutación. En tanto que el mecanismo 8 de mando ocupe la primera posición de conmutación, el émbolo 47 de accionamiento será mantenido, al mismo tiempo, en la posición básica, configurada en la figura 2 con líneas continuas, a la que se ha antepuesto, a distancia de la superficie 41 de cierre de la cámara 7 receptora, una superficie 52 de ataque prevista en el émbolo 47, orientada en el sentido de salida, con respecto a los primeros medios 38 limitadores. Esta distancia marcada en la figura 2 con la letra "h" constituye, al mismo tiempo, el recorrido de tensado máximo posible de los medios 44 elásticos.

La posición básica del émbolo 47 de accionamiento se fija previamente mediante superficies 53, 54 limitadoras primera y segunda mutuamente cooperantes y enfrentadas del émbolo 47 de accionamiento y del pistón 14 regulador.

El émbolo 47 de accionamiento está escalonado longitudinalmente y posee una sección 56 de choque prevista frontalmente con la superficie 52 de choque, a la que se adjunta axialmente una sección 53 limitadora de mayor diámetro. La primera superficie 53 limitadora está orientada en el sentido 49 de salida y está prevista sobre la superficie frontal de la sección 55 limitadora radialmente sobresaliente de la sección 56 de choque, mientras que la segunda superficie 54 limitadora se ha previsto en un cuerpo 57 de casquillo, que rodea coaxialmente la sección 56 de choque y que sobresale hacia el interior de la cámara 46 de accionamiento. Los medios 44 elásticos se apoyan, por un lado, en la cara trasera de la sección 55 tope orientada opuestamente a la primera superficie 53 limitadora y, por otro, en la superficie 58 límite la cámara 46 de accionamiento interior opuesta a distancia de la sección 55.

Se ha previsto una superficie 61 de choque estacionaria con la caja antagónica respecto a la superficie 52 de choque en el primer movimiento 23 de conmutación.

En la primera posición de conmutación del mecanismo 8 de mando, se han dispuesto tanto los primeros y segundos medios 38, 39 de choque, como también la superficie 52 de choque y la superficie 61 de choque antagónica a relativa gran distancia mutua. El émbolo 47 de accionamiento adopta, al mismo tiempo, la posición básica.

Si se activa el primer movimiento de conmutación partiendo de la primera posición de conmutación, primero no varía nada en estas condiciones. A decir verdad, disminuyen las distancias antes mencionadas, aunque sin que se llegue a un contacto recíproco. Los medios 44 elásticos no tienen actuación alguna, pues, al comienzo del primer movimiento de conmutación y, partiendo de ahí, durante la mayor parte del mismo.

Todo ello varía cuando, hacia el final del primer movimiento de conmutación, la superficie 52 de choque impacta en la superficie 61 de choque antagónica. En este punto, los dos medios 38, 39 de tope primero y segundo están aún mutuamente distanciados en el recorrido h tensor. Debido a la energía cinética del mecanismo 8 de mando, no se detiene, sin embargo, el mismo, sino que continúa moviéndose hasta el contacto recíproco de los medios 38, 39 de choque primero y segundo con respecto al émbolo 47 de accionamiento impedido de un movimiento adicional. Al mismo tiempo, el émbolo 47 de accionamiento es comprimido axialmente hacia adentro con respecto al pistón 14 regulador adentro de la cámara 46 de accionamiento, lo que tiene como consecuencia un tensado de los medios 44 elásticos. La posición de conmutación final se caracteriza, pues, por que tanto la superficie 52 de choque y la superficie 61 de choque antagónica, como también los dos medios 38, 39 de tope quedan mutuamente adosados, siendo tensados los medios 44 elásticos en el recorrido h tensor. En la figura 2, se han indicado con líneas de puntos y trazos las circunstancias de la posición de conmutación final.

El tensado de los medios 44 elásticos tiene lugar en el ejemplo de realización por una compresión de los mismos. Se trata en este caso de uno o varios muelles mecánicos, preferiblemente muelles de compresión. Sin duda, serían también posibles otros tipos de resortes y se podría recurrir, en especial, a un resorte de gas, preferiblemente en forma de un muelle neumático, pudiéndose generar el colchón neumático por ejemplo derivando aire comprimido de los conductos que discurren en la válvula 1.

En tanto el mecanismo 8 de mando se encuentre en la posición de conmutación final, los medios 44 elásticos tensados generan la ya mencionada fuerza F_{S} elástica a través del contacto recíproco de la superficie 52 de choque y la superficie 61 de choque antagónica, cuya fuerza trata de desplazar el mecanismo 8 de mando en el segundo movimiento de conmutación. Por supuesto que la fuerza F_{S} tensora sola no es suficiente para activar el segundo movimiento de conmutación. Sólo cuando el mecanismo 37 de accionamiento es activado y se superponen también las fuerzas F_{B} de accionamiento por aportación del fluido de control, se ajustan las segundas fuerzas S_{2} de regulación más elevadas que las primeras fuerzas S_{1} de regulación y las fuerzas F_{H} de fricción estática, que devuelven el mecanismo 8 de mando a la primera posición de conmutación.

Realmente, la fuerza F_{S} tensora actúa además sólo durante la fase inicial del segundo movimiento de conmutación, y precisamente a lo largo de una porción del trayecto de conmutación correspondiente al recorrido h tensor. Incluso cuando dicho recorrido h tensor sea muy pequeño - se puede mover por ejemplo en un orden de magnitud de 5 a 10 mm - basta a la energía elástica almacenada para contribuir a la superación de las fuerzas F_{H} de fricción estática inicialmente elevadas y poner en movimiento el mecanismo 8 de mando. Tan pronto como se mueve el mecanismo 8 de mando, bastan las fuerzas F_{B} de accionamiento para mover el mecanismo 8 de mando de vuelta a la primera posición de conmutación y mantenerlo allí tanto como se desee a pesar de la alimentación de fluido permanente de la primera cámara 27 de alimentación.

El diseño de la válvula 1 tiene lugar de tal modo que, basándose en idénticas presiones de fluido en las dos cámaras 27, 34 de alimentación, la fuerza F_{S} tensora de los medios 44 elásticos tensados sea igual o ligeramente menor que las primeras fuerzas S_{1} reguladoras originadas por un efecto de resorte neumático. A pesar de las fuerzas coincidentes, los medios 44 elásticos pueden ser tensados en este caso, porque la superficie 52 de choque impacta, por el movimiento inicialmente sin obstáculos del mecanismo 8 de mando, con fuerza contra la superficie 61 de choque antagónica y es posible una compresión de los medios 44 elásticos por la energía cinética. El que el mecanismo 8 de mando permanezca entonces más en la posición de conmutación extrema depende de las fuerzas F_{H} de fricción estática causadas por los mecanismos 16 obturadores. Si hubiese de tener lugar inmediatamente una conmutación del mecanismo 8 de mando, la presión de control, alimentada por el segundo conducto 35 de accionamiento, debe entonces superar primero sólo la fricción F_{H} estática, lo que es posible sin más, de modo que el mecanismo 8 de mando conmute prácticamente sin retraso.

Para prefijar una característica deseada en los medios 44 elásticos, resulta ventajoso si éstos se encuentran ya sometidos a una determinada tensión previa también en la posición básica del émbolo 47 de accionamiento. En el ejemplo de realización, se puede prefijar la tensión previa variablemente eligiendo una profundidad de montaje axial adecuada del elemento 7 de casquillo con respecto a la cámara 46 de accionamiento. El elemento 7 de casquillo forma, pues, en este caso unos medios 62 de ajuste para prefijar variablemente la puesta en tensión previa de los medios 44 elásticos, realizándose las diferentes profundidades de montaje en cuestión por encaje a presión de diferente amplitud del elemento 57 de casquillo en la cámara 46 de alimentación. Alternativamente, también sería posible, no obstante, realizar el elemento 57 de casquillo como pieza roscada y ajustar la profundidad de montaje variando a voluntad la profundidad de enroscado.

En especial, también se podría encontrar el mecanismo 43 de accionamiento en otro lugar que antepuesto en una zona extrema radial del mecanismo 8 de mando, en función del tipo constructivo de la corredera 12 de válvula. Sería posible adicionalmente dotar a un dispositivo 8 de mando, desplazable entre dos posiciones de conmutación extremas, de una multiplicidad de mecanismos de accionamiento que, partiendo de las dos posiciones de conmutación extremas provoquen un refuerzo del movimiento de recuperación. Para ello, se podría prever, en cada caso, un mecanismo de accionamiento, en especial en las dos zonas finales extremas del mecanismo 8 de mando.

En una forma de realización, que no se ha representado más detalladamente, se encuentra alternativa o adicionalmente, al menos, un mecanismo de accionamiento en la caja de válvula. Se puede imaginar entonces la disposición, por ejemplo, de modo que el cuerpo 45 básico se disponga del lado de la caja de válvula y que la superficie 52 de choque se contraponga a la superficie 61 de choque antagónica prevista en el mecanismo 8 de mando móvil. En este caso, también existiría entonces la posibilidad de recurrir, en especial, a la caja 2 de válvula directamente como cuerpo básico para apoyar los medios 44 elásticos y, dado el caso, para apoyar el émbolo 47 de accionamiento.

Uno o los dos pistones 13, 14 reguladores podrían estar completamente unidos fijamente con la corredera 12 de válvula de tal modo que pudiesen transmitir, en cada caso, fuerzas de tracción y de compresión a la corredera 12 de válvula. En especial, en el caso de un mecanismo 43 de accionamiento previsto en un pistón regulador, resulta ventajosa, no obstante, una configuración separada con respecto a la corredera 12 de válvula, porque esto posibilita un fácil reequipamiento de válvulas convencionales, siempre que se instale un pistón regulador dotado de un mecanismo 43 de accionamiento en lugar de un pistón regulador convencional.

Claims (16)

1. Válvula con un mecanismo (8) de mando, que presenta una corredera (12) de válvula para controlar corrientes de fluidos y que se puede accionar por aplicación de fuerzas (S_{1}, S_{2}) reguladoras con respecto a la caja (2) de válvula para un primer movimiento de conmutación, que sigue a un primer sentido (23) de conmutación y para un segundo movimiento de conmutación, subsiguiente a un segundo sentido (24) de conmutación opuesto y que se puede colocar, por ello, en diferentes posiciones de conmutación; pudiéndose desplazar dicho mecanismo (8) de mando desplazar con el primer movimiento de conmutación recorriendo un trayecto de conmutación desde una primera posición de conmutación a una posición de conmutación extrema prefijada por medios (39) limitadores; habiéndose previsto únicamente en una región extrema del mecanismo (8) de mando un mecanismo (43) de accionamiento con medios (44) elásticos, que se pueden poner en tensión con el primer movimiento de conmutación; y pudiéndose sujetar el mecanismo (8) de mando en la posición extrema de conmutación por medio de unas primeras fuerzas (F_{1}) reguladoras activas en el primer sentido (23) de conmutación, de cuya posición de conmutación extrema se puede sacar en el marco del segundo movimiento de conmutación por aplicación de fuerzas (S_{2}) reguladoras activas en el segundo sentido (24) de conmutación opuesto; y habiéndose configurado la válvula como válvula (1) de dos posiciones, que es conmutable sin una posición de conmutación intermedia únicamente entre la primera posición de conmutación y la posición de conmutación extrema; caracterizada porque las primeras fuerzas (S_{1}) reguladoras activas en el primer sentido de conmutación son provocadas por un resorte neumático, por medio del cual se mantiene el mecanismo (8) de mando en la posición de conmutación extrema, porque el mecanismo (43) de accionamiento se ha configurado de modo que los medios (44) elásticos estén aún inactivos al comienzo del primer movimiento de conmutación dirigido a la posición de conmutación extrema y sólo durante la sección final del primer movimiento de conmutación son puestos en tensión por la energía cinética del mecanismo (8) de mando, cooperando la fuerza (F_{S}) tensora de los medios (44) elásticos, al comienzo del segundo movimiento de conmutación, adicionalmente con las fuerzas (F_{S}) de accionamiento, generadas por el ataque de aire comprimido, para la generación de las segundas fuerzas (S_{2}) reguladoras.

2. Válvula según la reivindicación 1, caracterizada porque se ha previsto, al menos, un mecanismo (43) de accionamiento en la caja (2) de válvula y contiene una superficie activa que está en unión activa con los medios (44) elásticos, contra la cual puede chocar el mecanismo (8) de mando con una superficie antagónica opuesta para poner en tensión los medios (44) elásticos.

3. Válvula según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque, al menos, un mecanismo (43) de accionamiento es soportado por el mecanismo (8) de mando y contiene una superficie (52) activa, que está en unión activa con los medios (44) elásticos, superficie (52) activa que puede chocar contra la superficie (61) antagónica opuesta estacionaria respecto de la caja de válvula para tensar los medios (44) elásticos.

4. Válvula según la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque la superficie (52) activa se ha previsto en un taqué (47) de accionamiento móvil con respecto a un cuerpo (45) básico del mecanismo (43) de accionamiento en los sentidos (23, 24) de conmutación, sobre el que actúan medios (44) elásticos apoyados en el cuerpo básico.

5. Válvula según la reivindicación 4, caracterizada porque el cuerpo (45) básico está formado, según la colocación del mecanismo (43) de accionamiento, por la caja (2) de válvula o por el mecanismo (8) de mando.

6. Válvula según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizada porque el mecanismo (43) de accionamiento se ha previsto junto a un pistón (14) regulador del mecanismo(8) de mando o en el mismo, el cual (el pistón) está en unión activa con la corredera (12) de la válvula.

7. Válvula según la reivindicación 6, caracterizada porque el pistón (14) regulador y la corredera (12) de la válvula se han configurado como piezas mutuamente separadas.

8. Válvula según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque, al menos, un mecanismo (43) de accionamiento se encuentra en una región axial del mecanismo (8) de mando.

9. Válvula según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el mecanismo (8) de mando se puede desplazar entre dos posiciones de conmutación extremas, donde, al menos, un mecanismo (43) de accionamiento, en cada caso, es operante en las dos posiciones de conmutación extremas.

10. Válvula según la reivindicación 9 en combinación con la reivindicación 8, caracterizada porque, en las dos regiones extremas axiales del mecanismo (8) de mando, se ha previsto, en cada caso, un mecanismo (43) de accionamiento.

11. Válvula según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque los medios (44) elásticos están permanentemente bajo tensión.

12. Válvula según la reivindicación 11, caracterizada porque se han previsto medios (62) de ajuste para fijar variablemente la tensión previa de los medios (44) elásticos.

13. Válvula según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque los medios (44) elásticos contienen, al menos, un resorte mecánico.

14. Válvula según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque los medios (44) elásticos contienen, al menos, un resorte de gas y, al mismo tiempo, preferiblemente un resorte neumático.

15. Válvula según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada por, al menos, un mecanismo (37) de accionamiento para controlar el ataque del mecanismo (8) de mando con un fluido de control causante de las fuerzas (F_{B}) de accionamiento, que actúan en el segundo sentido (24) de conmutación.

16. Válvula según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque la fuerza (F_{S}) tensora de los medios (44) elásticos corresponde o es, al menos, algo menor que aproximadamente las primeras fuerzas reguladoras.