ES2283226B2 - Valvula ventosa de triple funcion para instalaciones hidraulicas. - Google Patents
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Abstract
Válvula ventosa de triple función para instalaciones hidráulicas. El cuerpo hueco (1) de la válvula incorpora en su interior un flotador (6) asociado a un obturador (8) en cuya cabeza (9) se ha previsto una junta con perfil en ¿V¿ (10) susceptible de ajustar herméticamente sobre el orificio de salida cinético (2) del cuerpo (1), contando el obturador (8) con racores (18) en los que van acoplados conductos de silicona (9) que por su extremo libre cuentan con esferas (20) formando brazos de palanca deslizantes por pistas convexas (13) establecidas en una oquedad (12) del flotador (6) sobre el que se inserta el propio obturador (8), quedando éste vinculado a tal flotador (6) por medio de una varilla (15) con una tuerca (16). En posición de reposo el aire sale a través de la salida cinética (2), mientras que el desplazamiento ascendente del flotador (6) produce primeramente el cierre de ese orificio cinético (2) produciéndose la salida a través de los conductos de silicona (9) y del paso u orificio (17) establecido en el obturador (8), y cuando el agua empuja al flotador (6) se produce el estrangulamiento de los conductos de silicona (19), cerrando la salida de agua y aire al exterior.
Description
Válvula ventosa de triple función para
instalaciones hidráulicas.
La presente invención se refiere a una válvula
ventosa de triple función y de gran caudal aplicable a
instalaciones hidráulicas, ya sean conducciones, depósitos, grandes
filtros, etc, estando prevista para intercambio de aire entre el
interior y el exterior de la instalación, pudiendo extraer aire
durante el llenado de líquido, siendo capaz de eliminar aire de la
instalación con flujo de líquido bajo altas y bajas presiones, así
como admitir aire dentro de la propia instalación durante su
drenado.
El objeto de la invención es proporcionar una
válvula de triple función para instalaciones hidráulicas, provista
de un mecanismo original que permite extraer gran caudal de aire de
forma automática; proporciona un cierre hermético que evita
cualquier fuga de líquido a baja presión. Además, su diseño
proporciona un mecanismo de auto limpieza y evita el cierre
prematuro.
En las instalaciones hidráulicas se conocen
válvulas con una triple función consistente en:
- a)
- Extraer el aire de las conducciones a medida que se van llenando de líquido o agua (efecto cinético). Función que concluye cuando la llegada del agua o líquido a la válvula empuja hacia arriba un flotador, cerrando herméticamente el orificio de salida de dicha válvula;
- b)
- Extraer el aire de las conducciones con flujo de agua o líquido bajo presión (efecto automático). Evita la acumulación de bolsas de aire en los puntos elevados de la instalación producidas por la existencia de aire "libre" en equilibrio de disolución con el líquido, función que se realiza independientemente del valor de la presión del agua o líquido en el interior de las conducciones;
- c)
- Admitir aire exterior durante el drenado de las conducciones, protegiéndolas de su aplastamiento por el vacío que se produce en ellas.
Como se decía, se conocen válvulas ventosas que
cumplen las funciones anteriormente comentadas mediante mecanismos
múltiples, es decir, compuestos por gran número de piezas o partes,
y ninguna de ellas consiguen optimizar su funcionamiento mediante
un sistema mecánico sencillo compuesto de flotador y obturador
actuando de forma combinada que proporciona un cierre totalmente
hermético que elimina cualquier fuga de agua o líquido a baja
presión, además de extraer altos caudales de aire automático.
La válvula ventosa de triple función y de gran
caudal que se describe, ha sido concebida para resolver la
problemática anteriormente expuesta, de manera que constituyéndose,
como es convencional, a partir de un cuerpo general cilíndrico y
hueco en el que va montado un flotador asociado a un elemento de
cierre, denominado obturador, que, en determinadas posiciones,
evita la salida del aire e incluso del líquido o agua de la
instalación en la que es aplicable la válvula. Se decía que a
partir de estas características la válvula de la invención presenta
la particularidad de que el obturador va montado con carácter
desplazable dentro del cuerpo del flotador, y una parte del mismo
formado por una cabeza, con junta de estanqueidad con perfil en
"V", que queda enfrentada al orificio de salida cinético del
cuerpo de la válvula, y por debajo de esa cabeza, comunicada con el
correspondiente conducto de dicho obturador, unas derivaciones
rígidas laterales o racores en las que se acoplan conductos de
silicona que, en sus extremos libres, son portadores de esferas con
un orificio de paso y un elemento de sujeción y acoplamiento al
extremo del respectivo conducto de silicona. El obturador se
vincula al flotador, a través de un vástago axial y pasante por
todo el cuerpo del flotador y fijado mediante una tuerca prevista
en el extremo inferior de ese vástago, todo ello de manera tal que
el flotador en posición de reposo queda apoyado sobre la parte
inferior del cuerpo de válvula, dejando salir el aire a través del
conducto de salida cinético, como consecuencia de que el obturador,
en virtud de estar vinculado al flotador, está igualmente
desplazado hacia abajo, es decir separado de ese orificio de salida
de aire cinético del cuerpo valvular, mientras que cuando va
subiendo el nivel de líquido o agua en dicho cuerpo valvular, el
flotador se va desplazando en sentido ascendente, arrastrando
consigo al obturador que cierra, a través de la junta con perfil en
"V", alojada en su cabeza, el propio orificio de salida
cinético del cuerpo valvular, posibilitando al aire salir a través
de los conductos de silicona en comunicación con el conducto del
obturador. Ahora bien, cuando el nivel de agua o líquido asciende lo
suficiente, entonces el flotador se desplaza hacia arriba, haciendo
que los conductos de silicona se plieguen por los brazos de palanca
que forman precisamente las esferas acopladas en los extremos
libres de dichos conductos de silicona, previéndose para ello que
las esferas, guiadas, se deslicen y roten, a lo largo de unas
pistas de perfil - convexo en el desplazamiento ascendente del
flotador y correspondiente introducción de parte de la cabeza del
obturador en dicho orificio de salida cinético y sellado hermético
efectuado por la junta de perfil en "V", en cuyo caso se
produce el estrangulamiento de los comentados conductos de silicona
y por lo tanto evitando la salida tanto de aire como de agua al
exterior del cuerpo valvular.
De acuerdo con las características mencionadas,
en base a la particular disposición del obturador sobre el flotador
y en general sobre el cuerpo de la válvula, y permaneciendo dicho
obturador fijo cerrando el orificio de salida cinético mediante la
junta de perfil en "V", el movimiento vertical del flotador
hacia arriba provoca el plegado de los conductos de silicona
conectados a dicho obturador, produciendo el cierre hermético de la
salida del líquido o agua y de aire de la instalación, mientras que
su movimiento vertical hacia abajo provoca el despliegue de dichos
conductos de silicona, dejando salir el aire "libre" o
"automático" de la instalación.
Igualmente cabe destacar que el diseño dinámico
y ligado del flotador y el obturador, permiten la purga de aire a
alta velocidad, evitando el cierre prematuro.
También es de destacar el hecho de que el
mecanismo de cierre formado por el obturador con la junta con
perfil en "V" y los conductos de silicona, accionándose aquel
por el flotador a través de los brazos de palanca rígidos que
forman las esferas unidas en los extremos de los conductos de
silicona, resulta un cierre totalmente hermético, no produciendo
gotas de agua o líquido a baja presión, con la particularidad de
que en el plegado y desplegado de los conductos de silicona y su
posicionamiento en estado de reposo, constituyen un mecanismo de
auto-limpieza, así como el drenaje del agua, al
vaciarse la instalación a través del orificio axial del flotador
por donde se desplaza la varilla o vástago del elemento de
cierre.
Finalmente cabe añadir que el obturador puede
materializarse con una simetría axial de "n caras", permitiendo
alojar "n vías" o "n orificios de salida de aire
automático", para lo que el obturador dispondrá de "n
conectores o racores" para "n conductos de silicona", con
sus correspondientes "n brazos de palanca esféricos",
disponiendo a su vez el flotador de "n pistas de deslizamiento y
rodadura", por donde se desplazan los "n brazos de palanca
esféricos".
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente
de realización práctica del mismo, se acompaña como parte
integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con
carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo
siguiente:
La figura 1.- Muestra un despiece en perspectiva
de los distintos componentes que incluye la válvula ventosa de
triple función realizada de acuerdo con el objeto de la
invención.
La figura 2.- Muestra una vista en alzado
lateral seccionada de la válvula formada por los componentes de la
figura anterior, en situación de reposo y de vacío para la
conducción o elemento que se encuentre acoplado a la misma.
La figura 3.- Muestra una vista como la de la
figura anterior, pero en este caso en la posición correspondiente a
una fase intermedia de vaciado de aire automático de la
conducción.
La figura 4.- Muestra otra vista como la de las
otras dos figuras anteriores, pero en este caso en situación de
carga total de líquido o agua en la conducción donde está acoplada
la válvula.
Como se puede ver en las figuras, la válvula de
la invención incluye un cuerpo de válvula (1), con un conducto de
salida (2), y en oposición al mismo un tramo de rosca (3) sobre el
que se acopla una pieza denominada base de la válvula en forma
cilíndrica (4) que cierra dicho cuerpo hueco (1) de válvula,
estando esta base (4) dotada de un cuello roscado (5) para su
acoplamiento al correspondiente conducto de la instalación en la
que es aplicable la válvula en cuestión.
En el interior del cuerpo valvular, es decir el
determinado por el cuerpo (1) y base (4), va montado un flotador
(6), facultado de desplazarse axialmente en el interior, y de forma
guiada a través de dos cursores verticales (7) en oposición
diametral ubicados en su superficie lateral, que deslizan en
respectivas guías establecidas al efecto en la parte interna del
cuerpo valvular (1).
Ese flotador (6) se complementa con un obturador
(8) que presenta una cabeza (9) con una configuración periférica
apropiada para recibir el acoplamiento de una junta con perfil en
"V"(10) que realiza un cierre perfectamente hermético sobre el
asiento interno del conducto de salida cinético (2) del cuerpo
valvular (1), ese obturador (8) presenta dos cursores verticales en
oposición diametral ubicados en su superficie lateral (11) que
deslizan en respectivas guías situadas en el interior de una
cavidad (12) ubicada en el propio flotador (6), en dicha cavidad se
construyen unas pistas de deslizamiento y rodadura (13) para unas
esferas (14) que seguidamente se comentarán.
En la parte inferior del obturador (8) y
concretamente entre sus prolongaciones de guiado (11), queda
situada una varilla o vástago (15) a través del cual se acopla con
el propio flotador (6), al ser pasante ese vástago o varilla (15)
axialmente al flotador (6) y fijarse mediante una tuerca (16) o
elemento similar.
Además, el obturador (8) define por debajo de su
cabeza (9), un conducto (17) del que se derivan externa y
lateralmente de forma inclinada sendos racores (18) en los que se
acoplan respectivos conductos de silicona (19) sobre cuyo otro
extremo es donde se acoplan las esferas (14), siendo éstas los
elementos que deslizan y rotan sobre las pistas (13)ubicadas
en la cavidad (12) del flotador (6). Dichas esferas, (14) tienen
una perforación diametral que permite el paso del aire y mediante
unos conectores internos(20) fijar los conductos de
silicona(19). En el acoplamiento entre el cuerpo de válvula
(1) y la base de la válvula (4) interviene una junta tórica de
estanqueidad (21).
De acuerdo con las características de la válvula
referida, el funcionamiento es como sigue:
Inicialmente, tanto la instalación como la
válvula conectada a ella está descargada de líquido o agua, con lo
que la válvula está en reposo y el aire en el interior a la presión
atmosférica. En esa situación el flotador (6), por acción de la
gravedad, se apoya en la base del cuerpo valvular (1), y el
obturador (8) alojado en la cavidad (12) del flotador (6) en la
posición más elevada respecto de éste, encontrándose los conductos
de silicona (19) desplegados, manteniéndose en esta posición
relativa inicial entre el flotador (6) y el obturador (8), como se
representa en la figura 2. Cuando empieza a llenarse la
instalación, el aire que hay en la misma, empujado por la presión
del agua, comienza a salir libremente a través del orificio de
salida cinético (2), debido a la diferencia de presión con el
exterior. El obturador (8) se mantiene separado de las proximidades
de ese orificio de salida cinético (2), ligado por la varilla o
vástago (15) al flotador (6). El caudal de aire evacuado puede ser
muy elevado, del orden de 200 m^{3}/h, siendo la posición del
flotador (6) y del obturador (8) la mostrada en la figura 2.
Cuando el aire cinético ha salido, el agua entra
en la válvula empujando al flotador (6) hacia arriba, de manera que
en el desplazamiento de éste se arrastra consigo al obturador (8) y
la cabeza (9) de éste entra parcialmente en el orificio de salida
cinético (2), produciéndose el cierre hermético por apoyo de la
junta con perfil en "V" (10) sobre el asiento interno de dicho
orificio (2). Entonces el aire cinético entra ahora por las esferas
(14) establecidas en los extremos de los conductos de silicona
(19), accediendo al conducto axial (17) del obturador (8) y
saliendo al exterior por el orificio (2) del cuerpo de válvula,
como se representa en la figura 3.
El flotador (6) sigue ascendiendo hasta que el
empuje que experimenta se traduce en sendas fuerzas hacia arriba
aplicadas a las esferas (14), rotando éstas y deslizándose a lo
largo de las pistas convexas (13) de la cavidad (12) del flotador
(6), que producen, respectivamente, un momento de fuerzas con
respecto al eje de giro situado en la zona de plegado de los
conductos de silicona que provoca el plegado y estrangulamiento de
los mismos (19), como se representa en la figura 4, posición que
además corresponde a la de situación más baja del obturador con
respecto al flotador (8), evitando con ello que salga flujo alguno,
ya sea de aire cinético y de agua al exterior.
Ahora bien, cuando una bolsa de aire
"libre" o "automático" se acumula en la parte superior
del cuerpo (1) de la válvula, el nivel de agua desciende de la
misma, descendiendo también el flotador (6), lo que hace que los
conductos de silicona (19) se desplieguen y se abra el paso para
que dicho aire automático salga al exterior. Cuando la citada bolsa
de aire ha sido evacuada, la subida del nivel de agua en la válvula
vuelve a elevar el flotador (6) y a producir el estrangulamiento de
los conductos de silicona (19) y el cierre total de la válvula.
Durante este proceso, el obturador (8) se encuentra adsorbido por
medio de la junta de perfil en "V" (10) al asiento del
orificio cinético del cuerpo de válvula, debido al diferencial de
presión (la presión interior de la válvula es mayor que la
atmosférica). Este proceso automático de purgado de aire se repite
cada vez que una bolsa de aire de volumen suficiente desplaza al
flotador (6) hacia abajo lo suficiente como para que los conductos
de silicona (19) se desplieguen.
Cuando la instalación se vacía, el nivel de agua
desciende, también descenderá el flotador (6) y se libera de su
asiento la junta de perfil en "V" del obturador (8) que
también desciende. En tales circunstancias, el orificio de salida
(2) queda abierto para que entre aire a ocupar el lugar que deja el
agua en la instalación, de manera que durante esta etapa la
posición del flotador (6) y del obturador (8) es la mostrada en la
figura 2.
Claims (4)
1. Válvula ventosa de triple función para
instalaciones hidráulicas, que estando prevista para ser implantada
preferentemente en puntos de elevada cota para permitir la salida
del aire durante el llenado de las conducciones, así como para
permitir la salida de bolsas de aire residuales y para permitir
igualmente la entrada de aire durante el vaciado o drenado de
dichas conducciones, y constituyéndose a partir de un cuerpo hueco
(1) en cuyo interior va montado con facultad de desplazamiento
axial un flotador (6) relacionado con un obturador (8), se
caracteriza porque dicho obturador (8) está ligado con el
flotador (6) a través de una varilla o vástago (15) con la
colaboración de una tuerca extrema (16), estando ese obturador (8)
dotado de una cabeza (9) con una junta con perfil en "V" (10)
de cierre sobre la salida cinética (2) del cuerpo de válvula (1),
con la particularidad de que tal obturador (8) cuenta con racores
(18) en los que están acoplados sendos conductos de silicona (19),
que en sus extremos son portadores de esferas (14) perforadas con
orificios diametrales y que deslizan por pistas convexas (13)
establecidas en el interior del flotador (6) en el que se aloja
dicho obturador (8), comunicándose dichas esferas y los conductos
de silicona (19) con un conducto axial (17) interno del obturador
(8), con salida al exterior a través de la cabeza (9) del mismo;
con la particularidad de que el desplazamiento axial y ascendente
del flotador (6) por aumento del nivel de líquido en el interior de
la conducción a la que está acoplada, lleva consigo una inicial
salida del aire a través del conducto de salida cinético (2), un
posterior cierre de éste por parte de la junta de perfil en
"V" (10) acoplada en la cabeza (9) del obturador (8), con
salida de aire a través de la comunicación de los conductos de
silicona (19) con el orificio axial (17) del obturador (8), y un
posterior plegado y estrangulamiento de los conductos de silicona
(9) por desplazamiento ascendente del flotador (6) cuando penetra
agua en el interior de la válvula, cerrándose por estrangulamiento
de esos conductos de silicona (19) el paso tanto de aire como de
agua al exterior; con la particularidad de que el movimiento
vertical descendente del flotador (6), por bajada de nivel del
agua, produce el despliegue de los conductos de silicona (19),
dejando salir el aire "libre" de la instalación.
2. Válvula ventosa de triple función para
instalaciones hidráulicas, según reivindicación 1ª,
caracterizada porque el obturador (8) tiene dos cursores
verticales en oposición diametral ubicados en su superficie lateral
(11) que deslizan guiadamente en el interior de la cavidad (12) del
flotador (6), entre cuyas prolongaciones (11) queda situado el
extremo superior de la varilla o vástago (15) pasante axialmente a
través del flotador (6) y fijándose a este a través de una tuerca
inferior (16).
3. Válvula ventosa de triple función para
instalaciones hidráulicas, según reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque el obturador (8) presenta su conducto
axial (17) derivado en racores laterales (18) en los que se acoplan
los conductos de silicona (19), con la particularidad de que las
esferas (14) montadas en los extremos libres de dichos conductos
(19) presentan un orificio diametral con conector (20) para
acoplamiento al citado extremo libre del conducto de silicona (19),
formando dichas esferas(14) brazos de palanca laterales, las
cuales rotan y deslizan, sobre las pistas convexas (13)
establecidas en la cavidad (12) del flotador (6).
4. Válvula ventosa de triple función para
instalaciones hidráulicas, según reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque el obturador (8), con simetría
prismática de "n" caras, es susceptible de alojar "n"
vías o "n" orificios de salida de aire automático (siendo n =
2, 3, 4, 5, 6....), para lo cual el obturador dispone de "n"
racores (18) a los que son acoplables otros tantos conductos de
silicona (19) y respectivas esferas (14), incorporando en ese caso
la cavidad (12) del flotador (6), "n" pistas de deslizamiento
y rodadura para desplazamiento de los "n" brazos de palanca
esféricos, determinados por las propias esferas (14) y los
conductos de silicona (19) acoplados a los racores.
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