ES2270355T3 - Dispositivo para controlar el flujo de medios liquidos o gaseosos. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para controlar el flujo de medios líquidos o gaseosos, en particular de un medio calefactor o refrigerante líquido, en una tubería con un canal (10), en el que se encuentra una válvula, en particular una válvula de cierre (13), y en cuyos dos extremos están previstas conexiones (11, 12), estando previstos otros dos canales (20, 30) que están orientados en ángulo recto respecto al único primer canal (10) y que se extienden paralelamente uno a otro, estando conectado el primer canal (10) con los otros dos canales (20, 30) a través de una válvula (23, 33), respectivamente, y encontrándose, además, la válvula (13) prevista en el primer canal (10) entre las válvulas (23, 33) que conducen a los otros dos canales (20, 30), caracterizado porque el primer canal (10) se encuentra a una distancia del plano formado por los otros dos canales (20, 30).
Description
Dispositivo para controlar el flujo de medios
líquidos o gaseosos.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para controlar el flujo de medios líquidos o gaseosos,
en particular de un medio calefactor o refrigerante líquido, en un
sistema de tuberías con un primer canal, en el que se encuentra una
válvula, en particular una válvula de cierre, y en cuyos dos
extremos están previstas conexiones.
Un dispositivo de este tipo se conoce por el
documento EP0829716.
En sistemas de tuberías para instalaciones
técnicas como, por ejemplo, instalaciones de calefacción,
instalaciones de aire acondicionado e instalaciones sanitarias,
existe la necesidad de conducir medios líquidos o gaseosos a
elección a distintos canales de flujo, para conseguir de esta forma
distintos efectos o para corresponder distintas necesidades
técnicas. Por ejemplo, en una instalación de calefacción existe la
necesidad de conducir el medio calefactor que se encuentra en el
sistema de calefacción a un dispositivo, en el que se elimina el
aire contenido en el medio calefactor. Si no se realiza ninguna
purga de aire, en los aparatos de calefacción, por ejemplo, en las
tuberías de una calefacción del suelo o de una calefacción de la
pared, se acumula aire, que reduce el rendimiento de los aparatos
de calefacción o que puede provocar fallos funcionales. En las
instalaciones que contienen filtros, a su vez, es necesario limpiar
los filtros de tal forma que se laven los mismos con un producto de
limpieza líquido en la dirección opuesta al proceso de filtración.
Lavados análogos también son necesarios en el caso de
catalizadores.
Para poder tomar medidas de este tipo, es
conocido disponer en los sistemas de tuberías válvulas de control,
en particular válvulas de tres vías, pudiendo realizarse las
desviaciones necesarias mediante la inversión de éstas. Puesto que
para ello puede ser necesario prever en sistemas de tuberías
múltiples válvulas de inversión, esto requiere un gran esfuerzo de
montaje o unos costes elevados. Además, un mal funcionamiento de
algunas válvulas puede causar fallos de servicio que afecten todo
el sistema de tuberías.
Por lo tanto, la presente invención tiene el
objetivo de crear un dispositivo para el control del flujo de
líquidos o gases, mediante el cual pueda realizarse en un sistema de
tuberías un número de desviaciones considerablemente mayor en
comparación de lo que puede hacerse con las válvulas de control
conocidas. Esto se consigue según la invención mediante las
características de la reivindicación 1.
Preferiblemente, al menos una parte de las
válvulas está configurada con una unidad de mando, respectivamente.
Según otra característica preferible, la válvula que se encuentra en
el primer canal se encuentra al menos aproximadamente en el centro
entre los otros dos canales. Además, pueden estar dispuestos
sensores en los canales, mediante los cuales se realizan funciones
de control en función de parámetros de los medios que fluyen en los
canales. Preferiblemente, los canales están configurados en sus
extremos con bridas de unión o en uno de sus extremos con una rosca
exterior y en el otro extremo con una tuerca de unión,
respectivamente. Los parámetros pueden estar formados por los
caudales o las temperaturas de los medios.
Preferiblemente, el dispositivo está fabricado
de un material plástico, en particular, de poliftalimida reforzada
con fibra de vidrio, que está configurada con canales, en los que
están insertadas las válvulas, que están hechas, en particular, de
latón, de cerámica o de plástico.
A continuación, el objeto de la invención se
explicará más detalladamente con ayuda de un ejemplo de realización
representado en el dibujo. Muestran:
la fig. 1, una representación axonométrica de
una primera forma de realización de un dispositivo según la
invención;
la fig. 2, una vista en planta desde arriba del
dispositivo según la fig. 1;
la fig. 2a, una vista en planta desde arriba de
una primera variante de realización del dispositivo según la fig.
1;
la fig. 3, un alzado lateral del dispositivo
según la fig. 1;
la fig. 4, el dispositivo según la fig. 1 en una
vista en corte según la línea IV-IV de la fig.
2;
la fig. 4a, una segunda variante de realización
según la fig. 1 en una vista en corte según la línea
IV-IV de la fig. 2;
la fig. 5, el dispositivo según la fig. 1 en una
vista en corte según la línea V-V de la fig. 2;
la fig. 6, una representación axonométrica de
una segunda forma de realización de un dispositivo según la
invención;
la fig. 7, una vista en planta desde arriba del
dispositivo según la fig. 6;
la fig. 8, un alzado lateral del dispositivo
según la fig. 6;
la fig. 9, el dispositivo según la fig. 6 en una
vista en corte según la línea IX-IX de la fig.
7;
la fig. 10, el dispositivo según la fig. 6 en
una vista en corte según la línea X-X de la fig.
7;
la fig. 11, una instalación de calefacción con
la primera forma de realización de un dispositivo según la
invención, y
las fig. 11a a 11e, la instalación de
calefacción según la fig. 11 con dos dispositivos según la
invención, que adoptan cinco posiciones de conmutación diferentes,
permitiéndose de esta forma cinco modos de servicio diferentes.
Como puede verse en las fig. 1 a fig. 5, un
dispositivo según la invención está formado por un primer trozo de
tubo 1, que está configurado en sus dos extremos con bridas de unión
11 y 12. Por encima del primer trozo de tubo 1 se encuentran otros
dos trozos de tubo 2 y 3, que están orientados en ángulo recto
respecto al primer trozo de tubo 1, que están unidos con el primer
trozo de tubo 1 y que están configurados, además, en sus extremos
con bridas de unión 21 y 22, así como 31 y 32. Dentro del canal de
flujo 10 del primer trozo de tubo 1 se encuentra una válvula de
cierre 13, que tiene asignada una unidad de mando, por ejemplo, un
servomotor eléctrico 14. El canal de flujo 10 del primer trozo de
tubo 1 está conectado mediante canales de unión con los canales de
flujo 20 y 30 de los otros dos trozos de tubo 2 y 3, encontrándose
en el interior de los canales de unión otras válvulas de cierre 23
y 33, que tienen asignadas otras unidades de mando, por ejemplo,
servomotores eléctricos 24 y 34. Las unidades de mando también
pueden estar formadas, por ejemplo, por elementos térmicos.
Este dispositivo presenta seis entradas o
salidas A, B, C, D, E y F, que están conectadas entre sí mediante
los canales 10, 20 y 30, controlándose el flujo de un medio que
fluye por este dispositivo mediante las válvulas de cierre 13, 23 y
33. En los canales 10, 20 y 30 pueden estar previstos, además,
sensores 15, 25 y 35 que asumen funciones de control.
Si entra un medio a través de la entrada A en el
canal 10 y la válvula 13 está abierta, estando cerradas, por lo
contrario, las válvulas 23 y 33, sale por el orificio B. Si está
cerrada, en cambio, la válvula 13 y está abierta la válvula 23, el
medio pasa a través del canal de unión, en el que se encuentra la
válvula 23, al canal 20 del trozo de tubo 2 llegando a uno de los
orificios C y D. Si la válvula 13 está abierta, la válvula 23 está
cerrada y la válvula 33 está abierta, el medio fluye al canal 30 del
trozo de tubo 3, llegando a uno de los orificios E y F.
De forma complementaria se menciona aquí que las
válvulas 13, 23 y 33 también pueden estar sólo parcialmente
abiertas, por lo que pueden realizarse, en particular, controles de
caudales y controles de temperaturas.
Si el medio se introduce a través del orificio
C, puede llegar a través del canal 20 al orificio D. Si en cambio
está abierta la válvula 23, el medio fluye al canal 10, desde el
cual llega al orificio A. Si está abierta la válvula 13, el medio
puede fluir al orificio B. Si también está abierta la válvula 33,
puede fluir a través del canal 30 a los orificios E y F.
La dirección en la que se produce el flujo,
respectivamente, depende de las tuberías dispuestas a continuación
a través de las cuales sea posible seguir fluyendo. Además, las
válvulas también pueden estar parcialmente abiertas o cerradas.
Puesto que son posibles flujos análogos entre
todos los seis orificios A a F, gracias a este dispositivo son
posibles flujos por 15 recorridos diferentes, pudiendo realizarse,
además, los flujos por estos recorridos en direcciones opuestas,
respectivamente.
Por lo tanto, aunque este dispositivo sólo
contenga tres válvulas controlables, en particular, válvulas de
cierre, con él se pueden conseguir múltiples procesos de control. A
pesar de que gracias a este dispositivo se permiten múltiples
flujos diferentes, presenta una estructura técnicamente sencilla,
por lo que puede fabricarse a un precio económico. Puesto que,
además, sólo contiene tres válvulas, el peligro de fallos
funcionales es correspondientemente reducido. En lugar de válvulas
de cierre también pueden estar previstas otras válvulas como, por
ejemplo, válvulas reductoras de presión, válvulas reguladoras,
válvulas de rebose, válvulas de retención, válvulas compensadoras.
Las válvulas pueden estar hechas de metal, en particular, de latón,
de cerámica o de plástico. En instalaciones de aire acondicionado
es ventajoso usar válvulas hechas de plástico, puesto que se evita
la formación de agua condensada.
La conexión entre los distintos dispositivos se
realiza mediante las bridas de unión 11, 21, 31 y 12, 22, 32 o
mediante las roscas exteriores 11', 21', 31' representadas en la
fig. 2a y las tuercas de unión 12', 22', 32' asignadas a éstas.
En la fig. 4a está representada otra variante de
realización, en la que las válvulas 13', 23', y 33' están
insertadas de forma intercambiable en los trozos de tubo 1, 2 y
3.
Con ayuda de las fig. 1 a 6 está representado el
principio de realización de un dispositivo de este tipo. A
continuación, se explicará un dispositivo de este tipo que está
fabricado de forma económica de plástico. Para ello se fabrica en
un procedimiento de moldeo por inyección una caja 100 de un
plástico, en particular, de poliftalimida reforzada con fibra de
vidrio, encontrándose los canales en el interior de esta caja 100 y
estando insertadas las válvulas, que están hechas, en particular, de
latón, de plástico o de cerámica, en la caja.
Como puede verse en las fig. 6 a 10, este
dispositivo está formado por una caja 100, que está configurada con
un primer canal 110 y con dos otros canales 120 y 130 configurados
en ángulo recto respecto a éste, encontrándose en los extremos de
los canales 110, 120 y 130 placas de unión 111, 112 y 121, 122 y
131, 132, en las que pueden fijarse tuberías de unión. En el lado
superior, la caja 100 termina con una cubierta 101 impermeable al
agua. Además, la caja 100 está configurada con un canal 102, que
sirve para el alojamiento de líneas de control eléctricas
insertadas de forma estanca a la humedad.
Dentro del canal de flujo 110 se encuentra una
válvula 113, que tiene asignada una unidad de mando, por ejemplo,
un servomotor eléctrico 114. El canal de flujo 110 está conectado
mediante canales de unión con los canales de flujo 120 y 130,
encontrándose en el interior de los canales de unión otras válvulas
123 y 133, que tienen asignadas unidades de mando, por ejemplo,
servomotores eléctricos 124 y 134.
Este dispositivo presenta, por lo tanto, también
seis entradas o salidas A, B, C, D, E y F, que están conectadas
entre sí mediante los canales 110, 120 y 130, controlándose el flujo
de un medio que fluye por este dispositivo mediante las válvulas
113, 123 y 133. En los canales 110, 120 y 130 pueden estar
previstos, además, sensores 115, 125 y 135 que asumen funciones de
control. Las válvulas pueden ser válvulas de cierre, válvulas
reductoras de presión, válvulas reguladoras, válvulas de rebose,
válvulas de retención, válvulas compensadoras o similares.
Si entra un medio a través de la entrada A en el
canal 110 y la válvula 113 está abierta, estando cerradas, por lo
contrario, las válvulas 123 y 133, sale por el orificio B. Si está
cerrada, en cambio, la válvula 113 y está abierta la válvula 123,
el medio pasa a través del canal de unión, en el que se encuentra la
válvula 123, al canal 120 llegando a uno de los orificios C y D. Si
la válvula 113 está abierta, la válvula 123 está cerrada y la
válvula 133 está abierta, el medio fluye al canal 130 llegando a uno
de los orificios E y F.
Si el medio se introduce a través del orificio
C, llega a través del canal 120 al orificio D. Si en cambio está
abierta la válvula 123, el medio fluye al canal 110, desde el cual
llega al orificio A. Si está abierta la válvula 113, el medio puede
fluir al orificio B. Si también está abierta la válvula 133, puede
fluir a través del canal 130 a los orificios E y F. La dirección en
la que se produce el flujo, respectivamente, depende de las
tuberías dispuestas a continuación a través de las cuales sea
posible seguir fluyendo.
Puesto que son posibles flujos análogos entre
todos los seis orificios A a F, también gracias a este dispositivo
son posibles flujos por 15 recorridos diferentes, pudiendo
realizarse, además, los flujos por estos recorridos en direcciones
opuestas, respectivamente. Puesto que, además, las válvulas también
pueden estar sólo parcialmente abiertas o cerradas, es posible
realizar múltiples controles en función de los caudales del medio
circulante y en función de las temperaturas de éste. Gracias a
ello, este dispositivo puede usarse en múltiples instalaciones.
Por lo tanto, aunque este dispositivo sólo
contenga tres válvulas controlables, con él se pueden conseguir
múltiples procesos de control. A pesar de que gracias a este
dispositivo se permiten múltiples flujos diferentes, presenta una
estructura técnicamente sencilla, por lo que puede fabricarse a un
precio económico. Puesto que, además, sólo contiene tres válvulas,
el peligro de fallos funcionales es correspondientemente
reducido.
En sistemas de tuberías conocidos, las tuberías
se encuentran fundamentalmente en un plano, encontrándose también
las uniones y conexiones en este plano. La gran funcionalidad del
presente dispositivo se consigue porque las tuberías están
dispuestas, a diferencia de ello, en dos planos que se encuentran
uno encima del otro, cruzándose las tuberías que se encuentran una
encima de otra y estando previsto en los puntos de cruce canales de
unión, que contienen una válvula, respectivamente. De esta forma se
ha creado un sistema de tuberías en el espacio, en el que puede
conseguirse el flujo del medio de un primer plano a un segundo
plano. De esta forma se consigue la alta funcionalidad
explicada.
Si se añaden otros dispositivos de este tipo, el
número de los distintos recorridos del flujo puede aumentarse aún
más, pudiendo adaptarse de esta forma a múltiples necesidades
técnicas. Para permitir aquí un número máximo de variaciones, los
distintos trozos de tubo presenta preferiblemente el mismo
diámetro.
A continuación, se explicará más detalladamente
la aplicación de dos dispositivos de este tipo según las fig. 1 a 6
conectados entre sí en una instalación de calefacción, que está
configurada con un dispositivo para la purga de aire de la
instalación.
En la fig. 11 está representada una instalación
de calefacción, que contiene una caldera de calefacción 4, un
circuito de consumidores 5 y un dispositivo de purga de aire 6. En
las tuberías de alimentación 41 y 42 al circuito de consumidores 5
se encuentra una bomba 43, mediante la cual el medio calefactor se
transporta al circuito de consumidores 5, retornando el mismo a
través de las tuberías 44 y 45 a la caldera de calefacción 4. Con
las tuberías 41, 42 y 43, 44 está conectado el dispositivo de purga
de aire 6 a través de las tuberías 61 y 62. En la tubería 61 se
encuentra, además, una bomba 63. La conexión de las tuberías 41 y 42
con las tuberías 61 y 62 se realiza mediante dos dispositivos de
control según la invención, cuyos componentes están identificados
mediante los signos de referencia según las fig. 1 a 5, habiéndose
añadido, no obstante, las letras a y b. Estos dispositivos tienen
asignadas una unidad de mando 7. Los orificios que no se necesitan
están cerrados mediante placas de cubierta 26b y 36b.
El modo de funcionamiento de este dispositivo se
explicará a continuación con ayuda de las fig. 11a a 11e.
En el servicio de calefacción, que está
representado en la fig. 11a, las válvulas asignadas a las unidades
de mando 34a y 24a, así como 24b y 34b están cerradas, mientras que
están abiertas las válvulas asignadas a las unidades de mando 14a y
14b. De esta forma, el medio calefactor se transporta de la caldera
de calefacción 4 mediante la bomba 43 a través de la tubería 41 y
el trozo de tubo 1a y llega a través de la tubería 42 al circuito
de consumidores 5, del que retorna a través de la tubería 44, el
tubo 1b y la tubería 45 de nuevo a la caldera de calefacción 4.
Si el medio calefactor que se encuentra en el
circuito de consumidores 5 debe conducirse, por lo contrario, como
está representado en la fig. 11b, por el dispositivo 6 para la purga
de aire de éste, se abren las válvulas asignadas a las unidades de
mando 34a y 14a cerrándose, por lo contrario, la válvula asignada a
la unidad de mando 24a. Además, se abre la válvula asignada a la
unidad de mando 24b y se cierran las válvulas asignadas a las
unidades de mando 14b y 34b. De esta forma, el medio de calefacción
que se encuentra en el sistema se transporta mediante la bomba 63 a
través de la tubería 61 al trozo de tubo 3a, desde el cual llega a
través del trozo de tubo 1a y la tubería 42 al circuito de
calefacción 5. Del circuito de calefacción 5, el medio calefactor
llega a través de la tubería 44 al trozo de tubo 1b. De éste pasa a
los trozos de tubo 2b y 2b y retorna a través de la tubería 62 al
dispositivo 6, en el que se realiza la purga de aire.
En la fig. 11c, las válvulas están controladas
de tal forma que el medio calefactor fluya en la dirección opuesta
por el circuito de consumidores 5. Para ello, están abiertas las
válvulas asignadas a las unidades de mando 34b, 14b y 24a, mientras
que están cerradas las válvulas asignadas a las unidades de mando
34a, 24b y 14a. Gracias a ello, el flujo se realiza por la tubería
61, el trozo de tubo 3a, el trozo de tubo 3b, el trozo de tubo 1b y
la tubería 44 al sistema de consumidores 5, realizándose el retorno
a través de la tubería 42, el trozo de tubo 1a y el trozo de tubo
2a, así como la tubería 62 al dispositivo para la purga de aire
6.
Como está representado en la fig. 11d, un lavado
de la caldera de calefacción 4 para la eliminación del aire
contenido en ésta se realiza de forma análoga a través de la tubería
61, los trozos de tubo 3a y 3b, el trozo de tubo 1b y la tubería 45
a la caldera de calefacción 4, retornando al dispositivo de purga de
aire 6 a través de la tubería 41, el trozo de tubo 1a, así como la
tubería 62, estando cerradas las válvulas asignadas a las unidades
de mando 34a, 14b y 24b y estando abiertas las válvulas asignadas a
los dispositivos de mando 34b, 14a y 24a.
Un lavado de la caldera de calefacción 4 en la
dirección opuesta, que está representado en la fig. 11e, requiere
que estén abiertas las válvulas asignadas a las unidades de mando
34a, 14b y 24b estando cerradas, por lo contrario, las válvulas
asignadas a las unidades de mando 34b, 24a y 14a.
En este ejemplo se ve que, gracias a la
combinación de los trozos de tubo que se encuentran uno encima de
otro con las válvulas que se encuentran en éstos, así como en los
canales de unión, son posibles varios modos de funcionar, que en
disposiciones de tuberías conocidas con válvulas de tres vías
requerirían un número fundamentalmente mayor de válvulas. Mediante
otras combinaciones de dispositivos de este tipo puede realizarse de
forma sencilla un número muy elevado de funciones de control. Todos
los trozos de tubo presentan preferiblemente el mismo diámetro para
permitir combinaciones de cualquier tipo.
Los elementos de unión pueden estar formados,
por un lado, por placas de unión o piezas roscadas y, por otro
lado, por tuercas de unión. Las unidades de mando pueden estar
formadas por elementos térmicos o servomotores. Además, también
puede estar previsto un control manual de las válvulas. Las válvulas
son válvulas de cierre, válvulas reductoras de presión, válvulas
reguladoras, válvulas de rebose, válvulas de retención, válvulas
compensadoras o similares. Mediante los sensores puede realizarse un
control de las válvulas en función de parámetros, por ejemplo, de
los caudales o de las temperaturas de los medios que fluyen en los
trozos de tubo, estando conectadas las salidas de los sensores a
una unidad de mando electrónica.
Claims (9)
1. Dispositivo para controlar el flujo de medios
líquidos o gaseosos, en particular de un medio calefactor o
refrigerante líquido, en una tubería con un canal (10), en el que se
encuentra una válvula, en particular una válvula de cierre (13), y
en cuyos dos extremos están previstas conexiones (11, 12), estando
previstos otros dos canales (20, 30) que están orientados en ángulo
recto respecto al único primer canal (10) y que se extienden
paralelamente uno a otro, estando conectado el primer canal (10) con
los otros dos canales (20, 30) a través de una válvula (23, 33),
respectivamente, y encontrándose, además, la válvula (13) prevista
en el primer canal (10) entre las válvulas (23, 33) que conducen a
los otros dos canales (20, 30), caracterizado porque el
primer canal (10) se encuentra a una distancia del plano formado por
los otros dos canales (20, 30).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque al menos una parte de las válvulas (13,
23, 33) están configuradas con una unidad de mando (14, 24, 34),
respectivamente.
3. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 y 2, caracterizado porque la válvula (13) que se encuentra
en el primer canal (10) se encuentra al menos aproximadamente en el
centro entre los dos otros canales (20, 30).
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado porque en los canales (10, 20, 30)
están dispuestos sensores (15, 25, 35).
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque los canales (10, 20, 30) están
configurados en sus extremos con conexiones (11, 12, 21, 22, 31,
32), en particular con bridas.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizado porque los canales (10, 20, 30) están
configurados en un extremo con una tuerca de unión (11', 21', 31') y
en el otro extremo con una rosca interior (12', 22', 32'),
respectivamente.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizado porque las válvulas están insertadas de
forma intercambiable en la caja de válvula.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 8, caracterizado porque los canales presentan la misma
sección transversal de flujo.
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 8, caracterizado porque está fabricado de un material
plástico, en particular de poliftalimida reforzada con fibra de
vidrio, que está configurada con canales (10, 20, 30), en los que
están insertadas las válvulas (13, 23, 33).
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