ES2295977T3 - Limitador de caudal. - Google Patents
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Abstract
Limitador de caudal (DUR) con un cuerpo de flujo (DUK), estando atravesado el cuerpo de flujo (DUK) por al menos un canal (KAN) a través del que puede pasar un fluido, con un orificio de admisión (EIN) y un orificio de escape (AUS), y estando previsto al menos un canal de gas (GKA) con un orificio de aspiración de gas (GAF) y un orificio de salida de gas (GUF) para un gas a mezclar con el fluido que sale del canal (KAN) y estando unido una tolva de admisión (ELT) al orificio de admisión (EIN), caracterizado porque la curvatura de la tolva de admisión (ELT) corresponde a una curva F(x) = C*1/x.
Description
Limitador de caudal.
La invención se refiere a un limitador de caudal
con un cuerpo de flujo, estando atravesado el cuerpo de flujo por
al menos un canal, a través del cual puede pasar un fluido, con un
orificio de admisión y un orificio de escape, y estando previsto al
menos un canal de gas con un orificio de aspiración de gas y un
orificio de salida de gas para un gas a mezclar con el fluido que
sale del canal y estando unida una tolva de admisión al orificio de
admisión.
Además, la invención se refiere a un alojamiento
para la limitación de caudal con un orificio de entrada y un
orificio de salida para al menos un fluido, presentando el orificio
de entrada un diámetro transversal mayor que el orificio de
salida.
Además, la invención se refiere a un
procedimiento para la mezcla de al menos un fluido con al menos un
gas, entre otros de agua y gas.
Limitadores de caudal del tipo mencionado al
inicio se han dado a conocer, por ejemplo, por el documento DE 100
08 438 A1, EP 0 856 691 A o US 5,11,994. El documento DE 100 08 438
A1 se refiere a un dispositivo de aireación con el que puede
añadirse facultativamente aire al agua, estando dispuesto el
dispositivo de aireación aguas arriba entre una grifería de agua y
una pieza de empalme del conducto de alimentación. El documento EP
0 856 691 A da a conocer una válvula que ahorra agua para la mezcla
de agua con aire. El documento US 5,11,994 describe un dispositivo
para el aumento de la energía de flujo del agua en una alcachofa de
ducha con un orificio de entrada de aire para aire ambiente, un
canal de agua para la recepción de agua de una fuente de suministro
de agua y al menos una cámara de mezcla que está en comunicación de
fluido con el canal de agua y el orificio de entrada de aire para
la recepción de agua y aire.
El documento DE 36 04 267 A1 se refiere a un
alojamiento para la limitación de caudal, realizándose la reducción
de flujo a través de un pistón móvil de tobera en relación con una
barra de tobera y aspirándose y adicionalmente aire.
Además, el regulador de chorro de agua y el
limitador de flujo para griferías sanitarias, dados a conocer en el
documento WO 94/20219, contiene un dispositivo para dispersar el
chorro de agua alojado en una carcasa, encargándose una placa de
estrangulación de una estrangulación previa del caudal y
encargándose un dispositivo de estrangulación en una placa de
agujero cilíndrico de la regulación de precisión, pudiéndose regular
el mismo durante el funcionamiento.
En los limitadores conocidos de caudal son
desventajosos una pequeña relación de mezcla del fluido y del gas,
así como su estructura mecánica complicada.
Por ello el objetivo de la invención es
proporcionar un limitador de caudal para obtener una clara reducción
de caudal con gran absorción de gas.
Este objetivo se resuelve según la invención por
un limitador de caudal del tipo mencionado al inicio, de forma que
una tolva de admisión está unida al orificio de admisión. La tolva
de admisión provoca unas elevadas velocidades de flujo del fluido
en el canal; además el fluido entra en rotación. Estas elevadas
velocidades de flujo provocan una depresión en la zona del orificio
de salida del canal, de forma que se aspiran volúmenes elevados de
gas a través del canal de gas y se absorben por el fluido
arremolinado. El caudal en el agua de ducha puede reducirse por
ello, por ejemplo, de habitualmente 15 a 19 l/min a 3 a 5 l/min sin
que se reduzca el confort en la ducha, ya que a causa de la
aspiración de aire a través del orificio de aspiración de gas se
aumenta el volumen del chorro de agua. Esto permite una clara
reducción del coste por consumo de agua, así como por los costes de
energía para la preparación de agua caliente.
En una realización preferida la curvatura de la
tolva de admisión corresponde a una curva F(x) = C*1/x. Esto
tiene como consecuencia una mayor aceleración del fluido en el
canal. Esta forma de curva corresponde en la naturaleza a fenómenos
conocidos en los que las fuerzas pueden actuar de forma óptima (por
ejemplo, tornados, fuerza de Coriolis, etc.).
La mayor absorción de gas y, por consiguiente,
el aumento de volumen del fluido se obtiene si el al menos un canal
para el fluido y el al menos un orificio de salida de gas desembocan
en un plano, por ejemplo, en una cámara de mezcla.
La fabricación de un limitador de caudal según
la invención se facilita considerablemente si el al menos un canal
está realizado de forma cilíndrica circular en la zona a
continuación de la tolva de admisión y está dispuesto axialmente en
el cuerpo de flujo.
En los limitadores de caudal habituales en el
mercado puede interrumpirse la aspiración del gas a causa de las
diferencias de presión en el tubo de alimentación del fluido y puede
llegar fluido al canal de gas. Este efecto puede impedirse si está
prevista de forma ventajosa una válvula de retención en el canal de
gas.
En otra realización del limitador de caudal,
éste presenta al menos una escotadura para el alojamiento de
material magnético, mineral u orgánico. Los imanes influyen según
diferentes estudios en la acumulación de cal en conductos y
griferías que conducen agua.
Además, el objetivo se resuelve de forma que un
limitador de caudal está dispuesto entre el orificio de entrada y
el orificio de salida de un alojamiento. Este alojamiento puede
montarse fácilmente en mangueras, tubos, griferías y otros
elementos que están previstos para el transporte de fluidos.
En el alojamiento nombrado arriba, el orificio
de aspiración de gas del limitador de caudal en el estado montado
está en comunicación alineada con un canal de aspiración de gas del
alojamiento, de forma que se garantiza una aspiración de gas sin
trabas.
En otra variante de la invención, el al menos un
canal para el fluido y el al menos un orificio de salida de gas
desembocan en una cámara de mezcla permeable en la dirección de
flujo. Esto tiene la ventaja de que la mezcla del fluido con el gas
se realiza después de la aceleración del fluido en el canal.
Si la cámara de mezcla presenta una sección
transversal troncocónica se produce así una absorción de gas máxima
del fluido.
En otra realización de la invención, la cámara
de mezcla presenta resaltos redondeados cuya curvatura corresponde
a una curva F(x) = C*1/x. Esto tiene la ventaja de que el
remolino del fluido se refuerza una vez más y se aumenta el
enriquecimiento de gas.
En el estado montado, el limitador de caudal
colocado en el alojamiento puede entrar en oscilación a causa de la
elevada velocidad de circulación del fluido. Esto conduce a la
generación no deseada de ruidos (silbidos, zumbidos, etc.). Para
evitar esto y para permitir una compensación de presión
eventualmente necesaria, el limitador de caudal presenta al menos
un ranurado en la superficie lateral exterior.
Igualmente puede realizarse un alojamiento
semejante en el que el alojamiento presenta al menos un ranurado en
la superficie lateral interior.
Hospitales y hoteles tienen naturalmente un gran
consumo de agua; por ello es deseable, por motivos ecológicos y
económicos, el empleo de alojamientos que hacen posible una
reducción del consumo de agua. Dado que sobre todo en los
hospitales se requieren superficies limpias y fáciles de limpiar, la
superficie exterior del alojamiento está realizada lisa en otra
realización preferida del alojamiento.
En otra realización de la invención está
previsto en el alojamiento al menos un medio para la regulación del
caudal. Este medio puede accionarse adicionalmente desde el
exterior, por ejemplo, mediante una llave con macho hexagonal.
Además, en otra variante preferible de la
invención, la carcasa presenta en la zona del orificio de salida o
en la zona del limitador de caudal al menos una escotadura para el
alojamiento de material magnético, mineral u orgánico. El material
dispuesto en la escotadura puede ser, por ejemplo, material mineral
que se emplea con finalidades terapéuticas. Así se emplean
preferiblemente piedras semipreciosas para la energización de agua
potable.
El empleo del limitador de caudal para la mezcla
de agua como fluido y de aire como gas es una de las aplicaciones
preferidas de la invención, sin embargo, la invención puede
emplearse igualmente para el arremolinado y la mezcla de los
líquidos o gases más diferentes con un gas aspirado.
El alojamiento puede emplearse en un
procedimiento para la mezcla de al menos un fluido con al menos un
gas, reduciéndose el caudal del al menos un fluido y aumentándose
su velocidad de circulación, así como arremolinándose el fluido y
mezclándose por ello con el al menos un gas. Mediante el
arremolinado del fluido se hace posible una absorción máxima de
volumen de gas.
Este procedimiento, que emplea agua como fluido
y aire como gas, es apropiado para aumentar el contenido de oxígeno
del agua que eventualmente ha sido almacenada bajo presión mucho
tiempo en, por ejemplo, tuberías o tanques y por consiguiente para
revalorizarla como agua potable.
A continuación se explica la invención mediante
algunos ejemplos de realización no limitativos que están
representados en los dibujos. En estos muestran
esquemáticamente:
Fig. 1 en sección longitudinal un alojamiento
para un limitador de caudal según la fig. 3 con limitador de caudal
montado según la fig. 2,
Fig. 2 en una vista a escala ampliada un
limitador de caudal en sección longitudinal,
Fig. 3 en sección longitudinal un alojamiento
para un limitador de caudal sin limitador de caudal montado,
\newpage
Fig. 4 un alojamiento para un limitador de
caudal con limitador de caudal montado según la fig. 3 y medios
adicionales para la reducción de la sección transversal en el canal
u orificio de escape,
Fig. 5 en sección longitudinal un alojamiento
para un limitador de caudal según la fig. 3 con limitador de caudal
montado según la fig. 2 con escotaduras en la zona del orificio de
escape,
Fig. 6a-d vista de la fig. 5 a
lo largo de la línea A-A,
Fig. 7-9 otras realizaciones de
un alojamiento según la invención.
El alojamiento AUF representado en la fig. 1
para la limitación de caudal se emplea, por ejemplo, en duchas para
la reducción del consumo de agua.
El núcleo del alojamiento AUF es el limitador de
caudal DUR representado en la fig. 2. En un cuerpo de flujo DUK
presenta un orificio de admisión EIN que presenta una tolva de
admisión ELT a través de la que puede entrar el fluido, en este
caso agua, en el canal KAN. La curvatura del cono de admisión ELT
corresponde a una curva F(x) = C*1/x en un plano que
discurre a través de la línea media longitudinal. Mediante esta
forma especial se pone en rotación el agua durante el paso a través
del canal KAN y se acelera en el canal KAN. A causa de la elevada
velocidad de paso del agua se origina en el espacio por debajo del
orificio de salida AUS una depresión que provoca una aspiración de
gas, por ejemplo, aire en el canal de gas GKA. El aire aspirado se
mezcla con el agua acelerada, arremolinada. Mediante la aportación
de aire al agua se aumenta el volumen del chorro de agua y se
mantiene el confort en la ducha mientras que el consumo de agua se
reduce, por ejemplo, de 15 a 19 l/min a 3 a 5 l/min.
Naturalmente puede emplearse el limitador de
caudal DUR representado en la fig. 2 sin el alojamiento AUF mostrado
en la fig. 3. Por ejemplo, en los dos extremos del limitador de
caudal DUR, del lado longitudinal, asignados al orificio de
admisión EIN y el orificio de salida AUS, se fija cada vez una pieza
de manguera mediante abrazaderas de manguera.
El alojamiento AUF, según se muestra en la fig.
3, está formado por una carcasa GEH que presenta en la zona del
orificio de admisión INL y del orificio de escape OUT una rosca,
respectivamente (no representada en las figuras) que sirve, por
ejemplo, para el montaje del alojamiento AUF en una manguera de
ducha. La superficie OBE de la carcasa GEH está realizada lisa, lo
cual permite una limpieza sencilla del alojamiento AUF, una
propiedad que es deseable también con vistas a la ausencia de
gérmenes, por ejemplo, en hospitales.
La carcasa GEH presenta adicionalmente un canal
de aspiración de gas GAS que está en comunicación alineada con el
orificio de aspiración de gas GAF del limitador de caudal cuando
éste está montado (fig. 1). El canal de gas GKA se asegura con una
válvula de retención RUC, por lo que no puede salir agua por el
orificio de aspiración de gas GAF por fluctuaciones de presión o
similares.
El orificio de salida AUS del limitador de
caudal DUR se encuentra con el orificio de salida GUF del canal de
gas GKA en un plano y desemboca en una cámara de mezcla MIS. Esta
cámara de mezcla MIS presenta una sección transversal troncocónica
que garantiza una mezcla óptima del agua con el aire.
El limitador de caudal DUR se monta en esta
forma de realización de la invención sin medios adicionales de
fijación en la carcasa GEH del alojamiento AUF. Esto tiene la
ventaja de que el limitador de caudal DUR puede retirarse
fácilmente del alojamiento AUF, por ejemplo, con finalidades de
limpieza o que puede montarse de forma sustitutoria un limitador de
caudal realizado con, por ejemplo, diferentes diámetros de canal.
Por consiguiente puede equiparse un alojamiento AUF con diferentes
limitadores de caudal.
Ya que en la forma de realización aquí descrita
el limitador de caudal DUR sólo se inserta en el alojamiento AUF y
no se fija adicionalmente, puede producirse una vibración del
limitador de caudal DUR en el alojamiento AUF a causa de la elevada
velocidad de paso del agua. Esta vibración va unida a la generación
no deseada de ruido. Para evitar efectos semejantes, la superficie
lateral exterior AMA del cuerpo de flujo DUK presenta un ranurado
NUT.
En otra realización de la invención (no
representada), el ranurado se encuentra en la superficie lateral
interior IMA del alojamiento AUF.
En la fig. 4 está representada otra variante de
la invención. La cámara de mezcla MIS presenta igualmente resaltos
SUL curvados, cuyo trazado corresponde a una curva F(x) =
C*1/x. Adicionalmente se representan medios MIT que regulan la
afluencia o descarga de agua. Para ello se inserta, por ejemplo, una
clavija que dispone de una punta aumentada (no representada) en el
canal KAN o en el orificio de escape OUT. De esta forma se reduce
el diámetro del canal o del orificio de escape OUT, y el flujo se
reduce. El posicionamiento de la punta de clavija puede realizarse,
por ejemplo, mediante el giro de la clavija en una rosca
correspondiente.
Los medios empleados son agua como fluido y aire
como gas aspirado. Naturalmente es concebible el empleo de
cualquier fluido (líquido o gaseoso).
\newpage
La otra realización de la invención representada
en la fig. 5 presenta en la zona del orificio de escape OUT una
escotadura AUN. Esta está configurada de forma anular según se
muestra en la fig. 6a. La escotadura AUN sirve para el alojamiento
de material magnético. Estudios han mostrado que los campos
magnéticos influyen positivamente en la acumulación de cal en
conductos y griferías que conducen agua. El empleo de imanes puede
reducir por ello las acumulaciones posibles de cal en el limitador
de caudal DUR o en el alojamiento AUF.
Las fig. 6b a 6d muestran otras formas de
realización de la escotadura AUN. La escotadura AUN puede estar
realizada también en forma de dos o más orificios que están
dispuestos simétricamente alrededor del orificio de escape OUT.
Además, la posición de las escotaduras AUN puede
estar realizada en la carcasa GEH o también en el limitador de
caudal DUR. En la forma de realización representada en la fig. 7 se
encuentran en la carcasa dos escotaduras AUN que están dispuestas
en la zona del limitador de caudal DUR, mientras que en las
variantes mostradas en las fig. 8 y 9 las escotaduras AUN están
realizadas en el limitador de caudal DUR. La última realización
tiene la ventaja de que puede fabricarse de forma sencilla.
Se entiende que las escotaduras pueden estar
dispuestas en el dispositivo de la manera más diferente. Asimismo
pueden realizarse combinaciones de las formas de realización
descritas arriba. Asimismo la escotadura puede estar configurada de
forma que se hace posible el alojamiento de una pluralidad de imanes
dispuestos unos junto a otros o unos dentro de otros.
También el empleo de las escotaduras no se
limita al alojamiento de material magnético. Asimismo puede estar
previsto el alojamiento de material mineral u orgánico, por ejemplo,
piedras semipreciosas, sales de Schüssler o esencias de flores de
Bach con finalidades terapéuticas. Asimismo son posibles
combinaciones de diferentes materiales.
Claims (17)
1. Limitador de caudal (DUR) con un cuerpo de
flujo (DUK), estando atravesado el cuerpo de flujo (DUK) por al
menos un canal (KAN) a través del que puede pasar un fluido, con un
orificio de admisión (EIN) y un orificio de escape (AUS), y estando
previsto al menos un canal de gas (GKA) con un orificio de
aspiración de gas (GAF) y un orificio de salida de gas (GUF) para
un gas a mezclar con el fluido que sale del canal (KAN) y estando
unido una tolva de admisión (ELT) al orificio de admisión (EIN),
caracterizado porque la curvatura de la tolva de admisión
(ELT) corresponde a una curva F(x) = C*1/x.
2. Limitador de caudal (DUR) según la
reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un canal
(KAN) para el fluido y el al menos un orificio de salida de gas
(GUF) desembocan en un plano.
3. Limitador de caudal (DUR) según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el al menos un
canal (KAN) está dispuesto axialmente en el cuerpo de flujo
(DUK).
4. Limitador de caudal (DUR) según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en el canal de
gas (GKA) está dispuesta una válvula de retención (RUC).
5. Limitador de caudal (DUR) según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el limitador de
caudal (DUR) presenta al menos una escotadura (AUN) para el
alojamiento de material magnético, mineral u orgánico.
6. Alojamiento (AUF) para la limitación de
caudal con un orificio de entrada (INL) y un orificio de salida
(OUT) para un fluido, presentando el orificio de entrada (INL) una
sección transversal mayor que el orificio de salida (OUT),
caracterizado porque un limitador de caudal (DUR) según una
de las reivindicaciones 1 a 5 está dispuesto entre el orificio de
entrada (INL) y el orificio de salida (OUT).
7. Alojamiento (AUF) según la reivindicación 6,
caracterizado porque el orificio de aspiración de gas (GAF)
del limitador de caudal (DUR) en el estado montado está en
comunicación alineada con un canal de aspiración de gas (GAS) del
alojamiento (AUF).
8. Alojamiento (AUF) según la reivindicación 6 ó
7, caracterizado porque el al menos un canal (KAN) para el
fluido y el al menos un orificio de salida de gas (GUF) desembocan
en una cámara de mezcla (MIS) permeable en la dirección de
flujo.
9. Alojamiento (AUF) según la reivindicación 8,
caracterizado porque la cámara de mezcla (MIS) presenta una
sección transversal troncocónica.
10. Alojamiento (AUF) según la reivindicación 9,
caracterizado porque la cámara de mezcla (MIS) presenta
resaltos (SUL) redondeados cuya curvatura corresponde a una curva
F(x) = C*1/x.
11. Alojamiento (AUF) según una de las
reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque el limitador de
caudal (DUR) presenta al menos un ranurado (NUT) en la superficie
lateral exterior (AMA).
12. Alojamiento (AUF) según una de las
reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque el alojamiento
(AUF) presenta al menos un ranurado (NUT) en la superficie lateral
interior (IMA).
13. Alojamiento (AUF) según una de las
reivindicaciones 7 a 12, caracterizado porque la superficie
(OBE) exterior del alojamiento está realizada lisa.
14. Alojamiento (AUF) según una de las
reivindicaciones 7 a 13, caracterizado porque está previsto
al menos un medio (MIT) para la regulación del caudal.
15. Alojamiento según una de las
reivindicaciones 7 a 14, caracterizado porque la carcasa
(GEH) presenta en la zona del orificio de salida (OUT) al menos una
escotadura (AUN) para el alojamiento de material magnético, mineral
u orgánico.
16. Alojamiento según una de las
reivindicaciones 6 a 15, caracterizado porque la carcasa
(GEH) presenta en la zona del limitador de caudal (DUR) al menos un
vaciado (AUN) para el alojamiento de material magnético, mineral u
orgánico.
17. Utilización de un limitador de caudal (DUR)
según una de las reivindicaciones 1 a 6 para la mezcla de agua como
fluido y de aire como gas.
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