ES2302783T3 - Conjunto de valvula aireadora. - Google Patents
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Abstract
Un conjunto (10) de válvula adaptado para proporcionar comunicación de fluido selectiva entre un suministro de gas y una botella (36) de presión y adaptado para proporcionar comunicación de fluido selectiva entre la botella (36) de presión y una estructura (144) de manipulación de material a granel, comprendiendo dicho conjunto (10) de válvula un alojamiento (11) de válvula que incluye un cuerpo (12) de válvula y un asiento (100) de pistón, incluyendo dicho cuerpo (12) de válvula un primer extremo (15), y un segundo extremo (17), una lumbrera (21) adaptada para proporcionar comunicación de fluido con la botella (36) de presión, y una pared interior (31) que forma una cámara (32), estando dicha cámara (32) en comunicación de fluido con dicha lumbrera (21), incluyendo dicho segundo extremo (17) de dicho cuerpo (12) de válvula un paso para fluido adaptado para proporcionar comunicación de fluido entre el suministro de gas y dicha cámara (32) de dicho cuerpo (12) de válvula, un pistón (150) situado dentro de dicha cámara (32) de dicho cuerpo (12) de válvula entre dicho segundo extremo (17) de dicho cuerpo (12) de válvula y dicho asiento (100) de pistón, incluyendo dicha cámara (32) una subcámara formada entre dicho pistón (150) y dicho segundo extremo (17) de dicho cuerpo (12) de válvula en comunicación de fluido con dicho paso para fluido de dicho segundo extremo (17), siendo dicho pistón (150) deslizable selectivamente dentro de dicha cámara (32) entre una posición extendida, en la que dicho pistón (150) se acopla con obturación a dicho asiento (100) de pistón y por tanto obtura dicha lumbrera de salida (119) cerrándola, y una posición retraída en la que dicho pistón (150) está separado de dicho asiento (100) de pistón, abriendo por tanto dicha lumbrera de salida (119), y un miembro de carga o empuje (170) que se extiende entre dicho segundo extremo (17) de dicho cuerpo (12) de válvula y dicho pistón (150), cargando elásticamente dicho miembro de carga (170) a dicho pistón (150) desde dicha posición retraída hasta dicha posición extendida, teniendo dicho asiento (100) de pistón un primer extremo (106) aplicado de manera retirable a dicho cuerpo (12) de válvula y un segundo extremo (108) que tiene una lumbrera de salida (119) de modo que dicho asiento (100) de pistón es retirable selectivamente desde dicho cuerpo de válvula (12) para ser inspeccionado, reparado o sustituido, que se caracteriza porque dicha lumbrera de salida (119) está adaptada para proporcionar comunicación de fluido entre dicha subcámara de dicha cámara (32) de dicho cuerpo (12) de válvula y la estructura (144) de manejo de material a granel.
Description
Conjunto de válvula aireadora.
El invento presente está dirigido a un conjunto
de válvula aireadora para ser usado con aireadores tales como
cañones de aire, y en particular a un conjunto de válvula aireadora
que tiene un pistón deslizable que incluye una falda cilíndrica
para mantener la alineación adecuada del pistón y una pluralidad de
pasos fluidos que se extienden a través de un diafragma del
pistón.
El almacenamiento de material a granel granular
o similar en recipientes, silos y similares crea muchos problemas,
particularmente en la descarga de dicho material a granel, ya que el
material a granel tiene tendencia a no fluir debido a la
aglomeración y a otros problemas. Se usan aireadores tales como
cañones de aire en relación con el manejo y la aireación del
material a granel. Un aireador almacena un gran volumen de aire u
otro gas a presión en un tanque de presión y después libera
rápidamente el aire instantáneamente dentro del receptáculo de
almacenamiento de tal manera que el chorro de aire hace que sea
desplazado cualquier material a granel que esté obstruyendo,
permitiendo por tanto que el material a granel fluya libremente
desde el receptáculo de almacenamiento.
En las patentes americanas Nº 4.767.024 y
4.817.821 se describen conjuntos de válvula de técnica anterior
usados con material a granel granular y similares. En el primero de
esos documentos de técnica anterior, se describe un conjunto de
válvula que tiene una abertura situada en la pared lateral (o falda)
de un pistón para permitir el paso de fluido presurizado. En el
último documento de técnica anterior se describe un conjunto de
válvula que tiene un pistón sin una pared lateral (o falda), en el
que el borde periférico del pistón está separado de un cilindro
asociado para proporcionar una holgura muy pequeña a través de la
cual puede pasar un fluido presurizado.
El documento
EP-A-0240205, en el que se basa la
cláusula precaracterizadora de la reivindicación 1, describe un
aireador de actuación rápida para descargar ráfagas intermitentes de
aire presurizado dentro de un recipiente de almacenamiento, que
comprende un alojamiento de válvula que incluye un cuerpo de válvula
y un asiento de pistón, incluyendo dicho cuerpo de válvula un
primer extremo, un segundo extremo, una lumbrera adaptada para
proporcionar comunicación de fluido con la botella de presión, y una
pared interior que forma una cámara, estando dicha cámara en
comunicación de fluido con dicha lumbrera, incluyendo dicho segundo
extremo de dicho cuerpo de válvula un paso para fluido adaptado
para proporcionar comunicación de fluido entre el suministro de gas
y dicha cámara de dicho cuerpo de válvula, un pistón situado dentro
de dicha cámara de dicho cuerpo de válvula entre dicho segundo
extremo de dicho cuerpo de válvula y dicho asiento de pistón,
incluyendo dicha cámara una subcámara formada entre dicho pistón y
dicho segundo extremo de dicho cuerpo de válvula en comunicación de
fluido con dicho paso para fluido de dicho segundo extremo, siendo
dicho pistón deslizable selectivamente dentro de dicha cámara entre
una posición extendida, en la que dicho pistón se aplica como junta
de obturación a dicho asiento de pistón y por tanto obtura dicha
lumbrera de salida, y una posición retraída en la que dicho pistón
está separado de dicho asiento de pistón, abriendo por tanto dicha
lumbrera de salida, y un miembro de carga o empuje que se extiende
entre dicho segundo extremo de dicho cuerpo de válvula y dicho
pistón, cargando elásticamente dicho miembro de carga dicho pistón
desde dicha posición retraída a dicha posición extendida.
En el documento
US-A-4197966 se describe otro
conjunto de válvula.
De acuerdo con el invento presente, se
proporciona un conjunto de válvula adaptado para proporcionar
comunicación de fluido selectiva entre un suministro de gas y una
botella de presión y adaptado para proporcionar comunicación de
fluido selectiva entre la botella de presión y una estructura de
manejo de material a granel, comprendiendo dicho conjunto de
válvula un alojamiento de válvula que incluye un cuerpo de válvula y
un asiento de pistón, incluyendo dicho cuerpo de válvula un primer
extremo, un segundo extremo, una lumbrera adaptada para proporcionar
comunicación de fluido con la botella de presión, y una pared
interior que forma una cámara, estando dicha cámara en comunicación
de fluido con dicha lumbrera, incluyendo dicho segundo extremo de
dicho cuerpo de válvula un paso para fluido adaptado para
proporcionar comunicación de fluido entre el suministro de gas y
dicha cámara de dicho cuerpo de válvula, un pistón situado dentro
de dicha cámara de dicho cuerpo de válvula entre dicho segundo
extremo de dicho cuerpo de válvula y dicho asiento de pistón,
incluyendo dicha cámara una subcámara formada entre dicho pistón y
dicho segundo extremo de dicho cuerpo de válvula en comunicación de
fluido con dicho paso para fluido de dicho segundo extremo, siendo
dicho pistón deslizable selectivamente dentro de dicha cámara entre
una posición extendida, en la que dicho pistón se aplica con
obturación a dicho asiento de pistón y por tanto obtura dicha
lumbrera de salida, y una posición retraída en la que dicho pistón
está separado de dicho asiento de pistón, abriendo por tanto dicha
lumbrera de salida, y un miembro de carga que se extiende entre
dicho segundo extremo de dicho cuerpo de válvula y dicho pistón,
cargando elásticamente dicho miembro de carga a dicho pistón desde
dicha posición retraída hasta dicha posición extendida, que se
caracteriza porque dicho asiento de pistón tiene un primer extremo
aplicado de manera retirable a dicho cuerpo de válvula y un segundo
extremo que tiene una lumbrera de salida adaptada para proporcionar
comunicación de fluido entre dicha subcámara de dicha cámara de
dicho cuerpo de válvula y la estructura de manejo del material a
granel, por lo que dicho asiento de pistón es retirable
selectivamente desde dicho cuerpo de válvula para ser inspeccionado,
reparado y sustituido.
Un conjunto de válvula está adaptado para
proporcionar comunicación de fluido selectiva entre un suministro
de gas presurizado y una botella de presión, y está también adaptado
para proporcionar comunicación de fluido selectiva entre la botella
de presión y un recipiente de almacenamiento. El conjunto de válvula
incluye un alojamiento de válvula que tiene un cuerpo de válvula,
una tapa de extremo y un asiento de pistón. El cuerpo de válvula
incluye un primer miembro tubular que tiene un primer extremo, un
segundo extremo y una lumbrera adaptada para proporcionar
comunicación de fluido con la botella de presión. El primer miembro
tubular incluye una pared interior que forma una cámara que está en
comunicación de fluido con la lumbrera. La tapa de extremo está
aplicada al segundo extremo del primer miembro tubular del cuerpo de
válvula e incluye un paso para fluido que se extiende a través de
la tapa de extremo, que está adaptado para proporcionar comunicación
de fluido entre la cámara del primer miembro tubular y el
suministro del gas presurizado. El asiento de pistón incluye un
segundo miembro tubular que tiene un primer extremo aplicable con
obturación al primer miembro tubular del cuerpo de válvula y un
segundo extremo que incluye una lumbrera de salida para proporcionar
comunicación de fluido con el recipiente de almacenamiento.
Un pistón está situado dentro de la cámara del
primer miembro tubular del cuerpo de válvula entre la tapa de
extremo y el asiento de pistón. El pistón es deslizable
selectivamente dentro de la cámara del primer miembro tubular entre
una posición extendida y una posición retraída. El pistón incluye un
diafragma central y una falda cilíndrica que se extiende hacia
fuera desde el borde periférico exterior del diafragma. El diafragma
incluye un primer lado y un segundo lado en oposición. Uno o más
orificios se extienden a través del diafragma desde el primer lado
hasta el segundo lado y forman respectivamente pasos de fluido a
través del diafragma. El primer miembro tubular incluye un apoyo
cilíndrico que forma una porción de la pared interior del primer
miembro tubular. La falda cilíndrica se extiende muy cerca, a lo
largo de y adyacente a, la pared interior del apoyo cilíndrico. Un
miembro de carga, tal como un resorte helicoidal, se extiende entre
la tapa de extremo y el pistón y carga el pistón elásticamente
desde la posición retraída hasta la posición extendida.
Cuando el pistón está en la posición extendida,
los pasos de fluido del diafragma del pistón proporcionan
comunicación de fluido entre el paso para fluido de la tapa de
extremo y la lumbrera del primer miembro tubular del cuerpo de
válvula, de tal manera que se proporciona comunicación de fluido
entre el suministro de gas presurizado y la botella de presión, y
el pistón se acopla con obturación al asiento del pistón y obtura la
lumbrera de salida del asiento de pistón impidiendo la comunicación
de fluido con la lumbrera del primer miembro tubular. Cuando el
pistón está en la posición retraída, el pistón permite la
comunicación de fluido entre la lumbrera del primer miembro tubular
del cuerpo de válvula y la lumbrera de salida del asiento de pistón
de tal manera que se proporciona comunicación de fluido entre la
botella de presión y el recipiente de almacenamiento.
Se describe a continuación una realización del
invento presente haciendo referencia a los dibujos que se acompañan,
en los que:
la Figura 1 es una vista en corte transversal
del conjunto de válvula aireadora del invento presente mostrada con
el pistón en la posición de carga extendida;
la Figura 2 es una vista en corte transversal
del conjunto de válvula aireadora mostrada con el pistón en la
posición de descarga retraída;
la Figura 3 es una vista en corte transversal
tomada a lo largo de la línea 3-3 de la Figura
2;
la Figura 4 es una vista en corte transversal
tomada a lo largo de la línea 4-4 de la Figura 2;
y
la Figura 5 es una vista parcial en corte
transversal de la superficie de obturación biselada del asiento de
pistón.
El conjunto 10 de válvula aireadora del invento
presente incluye un alojamiento 11 de válvula que tiene un cuerpo
12 de válvula generalmente con forma de T. El cuerpo 12 de válvula
incluye un conducto o tubo 14 cilíndrico, alargado, que tiene un
eje longitudinal central 16. El tubo 14 incluye un primer extremo 15
que tiene una primera brida 18 y un segundo extremo 17 que tiene
una segunda brida 20. El tubo14 incluye una lumbrera 21. La primera
brida 18 incluye un asiento 22 con rebajo circular que se extiende a
lo largo de la circunferencia interior de la brida 18. El cuerpo 12
de válvula incluye también un conducto o tubo de extensión 24
cilíndrico, situado centralmente en general, que tiene un primer
extremo 26 unido al tubo 14 y un segundo extremo 28 que tiene una
brida 30. El tubo 14 incluye una pared interior 31 que forma una
cámara 32 que está en comunicación de fluido con la lumbrera 21. El
tubo de extensión 24 incluye un paso para fluido 34 que está en
comunicación de fluido con la lumbrera 21 y la cámara 32. La brida
30 del tubo 24 de extensión está adaptada para ser conectada a la
botella o tanque de presión 36. Preferentemente, está prevista una
junta 38 entre la brida 30 y el tanque de presión 36 para
proporcionar entre ellos una obturación hermética al gas. El paso
para fluido 34 del tubo de extensión 24 está adaptado para estar
situado en comunicación de fluido con una cámara 40 del tanque de
presión 36. Los tubos 14 y 24 están preferentemente hechos de metal
en su totalidad.
El tubo 14 del cuerpo 12 de válvula incluye un
asiento 44 generalmente cilíndrico que se extiende a lo largo de la
circunferencia de la superficie interior del tubo 14 y que se
extiende longitudinalmente desde el segundo extremo 17 del tubo 14
hacia dentro hasta una posición adyacente a la lumbrera 21. Un apoyo
cilíndrico 46 está situado dentro del asiento cilíndrico 44. El
apoyo 46 incluye una superficie interior 48 cilíndrica que forma
una porción de la pared interior 31 del tubo 14. El apoyo 46 incluye
un primer extremo 50 situado adyacente a la lumbrera 21 y un
segundo extremo 52 situado en el segundo extremo 17 del tubo 14. La
superficie interior 48 del apoyo 46 tiene un diámetro
aproximadamente igual que el diámetro de la pared interior 31 del
tubo 14. El apoyo 46 es preferentemente un apoyo autolubricante que
tiene un refuerzo de acero con una estructura interior de bronce
poroso y un recubrimiento FTFE. Un asiento preferido es el Modelo Nº
104DU48 fabricado por Garlock Bearing Inc.
El alojamiento 11 de válvula incluye también una
tapa 58 de extremo. La tapa 58 de extremo incluye una placa 59
generalmente circular que está adaptada para ser aplicada de manera
retirable, con obturación, a la brida 20 del tubo 14. La tapa
extrema 58 incluye un cubo central 60 que tiene una pared lateral 62
generalmente cilíndrica y una pared 64 de extremo generalmente
circular y plana que se extiende desde la placa 59 hacia el
interior dentro de la cámara 32. Un vástago 66 generalmente
cilíndrico se extiende hacia fuera desde una pared exterior de la
placa 59 hasta un extremo exterior 68. Un paso para fluido 70 se
extiende a través de la tapa 58 de extremo desde el extremo
exterior 68 del vástago 66 hasta la pared 64 de extremo interior del
cubo 60. El paso 70 incluye un orificio 72 roscado internamente,
situado en el extremo exterior 68 del vástago 66, que está en
comunicación de fluido con un orificio 74 generalmente cilíndrico
que se extiende concéntricamente dentro del vástago 66 hasta el
cubo 60. El agujero cilíndrico 74 está en comunicación de fluido con
un orificio 76 de forma generalmente cónica que se extiende hacia
dentro desde la pared 64 de extremo interior del cubo 60. El
orificio cónico 76 converge hacia el interior desde la pared 64 de
extremo interior del cubo 60 hacia el orificio cilíndrico 74. Un
anillo tórico 82 elastómero está situado entre la brida 20 y la
placa 59 para formar entre ellas una junta de obturación hermética
al gas. El cubo central 60, el vástago 66 y el paso para fluido 70
están situados concéntricamente alrededor del eje central 16. Como
se muestra en la Figura 1, la pared lateral 62 cilíndrica del cubo
60 está separada del apoyo cilíndrico 46 y del tubo 14, formando una
cavidad anular 84 entre ellos. La tapa 58 de extremo está hecha
preferentemente de metal en su totalidad.
El vástago 66 de la tapa 58 de extremo está
adaptado para estar conectado a una válvula 90, de tal manera que
la válvula 90 está en comunicación de fluido con el paso para fluido
70. La válvula 90 está también en comunicación de fluido con un
suministro de gas presurizado 92, tal como aire o nitrógeno, y con
una salida 94 de gas. La válvula 90 puede ser una válvula de
solenoide y está adaptada para situar selectivamente el paso para
fluido 70 en comunicación de fluido, ya sea con el suministro de gas
presurizado 92 ó la salida 94 de gas.
El alojamiento 11 de válvula incluye también un
asiento 100 de pistón. El asiento 100 de pistón incluye un tubo 102
generalmente cilíndrico que tiene un orificio que forma un paso para
fluido 104. El tubo 102 se extiende desde un primer extremo 106
hasta un segundo extremo 108. El primer extremo 106 del tubo 102
incluye una base 110 generalmente cilíndrica que se extiende hacia
fuera desde y alrededor del tubo 102. La base 110 tiene una pared
exterior 112 generalmente cilíndrica. La pared exterior 112 tiene un
diámetro mayor que el diámetro de la pared exterior del tubo 102.
La base 110 incluye una brida circular 114 que se extiende hacia
fuera. El asiento de pistón 100 está situado dentro del tubo 14 del
cuerpo de válvula 12 de tal manera que el tubo 102 está situado
concéntricamente alrededor del eje 16. La pared exterior 112 de la
base 110 está situada adyacente a la pared interior 31 del tubo 14
y la brida 114 del asiento 100 de pistón está situada dentro del
asiento circular 22 de la primera brida 18 del cuerpo 12 de válvula.
Una anillo tórico 116 elastómero está situado entre la brida 114 y
la brida 18 para formar entre ellas una junta de obturación
hermética al gas. La porción del tubo 102 del asiento 100 de pistón
que se extiende más allá de la base 110 está separada de la pared
interior 31 del tubo 14 del cuerpo 12 de válvula de tal manera que
hay entre ellas una cámara anular 118. El segundo extremo 108 del
tubo 102 incluye una lumbrera de salida 119 y un rebajo 120
generalmente cilíndrico formado a lo largo de la circunferencia
interior del tubo 102. Como se muestra mejor en la Figura 5, el
segundo extremo 108 del tubo 102 incluye una superficie de
obturación 122 biselada, interior. La superficie de obturación 122
es anular y forma la lumbrera de salida 119. La superficie de
obturación 122 está dispuesta en un ángulo "A" con la pared
interior del tubo 102 y con el eje central 16. El ángulo "A" es
de preferencia de aproximadamente unos veintisiete grados. El
asiento 100 de pistón está preferentemente hecho de metal en su
totalidad, tal como aluminio colado.
El alojamiento 11 de válvula incluye también un
conjunto 128 de tubo de extensión hecho preferentemente de metal en
su totalidad. El conjunto 128 de tubo de extensión incluye un tubo
130 de extensión generalmente cilíndrico que tiene un primer
extremo 132 y un segundo extremo 134. El segundo extremo 134 del
tubo 130 de extensión incluye una pestaña 134. El primer extremo
132 del tubo 130 de extensión tiene una rosca y está adaptado para
acoplarse a rosca a una brida 138 que tiene un orificio con rosca
interna. La brida 136 del tubo de extensión 130 está adaptada para
estar conectada de manera retirable a la primera brida 18 del tubo
14, comprimiendo por tanto la brida 114 del asiento 100 de pistón
entre las bridas 18 y 136. El tubo 130 incluye un paso para fluido
140 que está en comunicación de fluido con el paso para fluido 104
del asiento 100 del pistón. El tubo 130 está situado
concéntricamente alrededor del eje 16. La brida 138 está adaptada
para ser conectada por pernos, soldadura o medios similares a una
estructura de manejo de material a granel, tal como un receptáculo
o recipiente de almacenamiento 144 que tiene una cámara 146 adaptada
para recibir y a que pase material granular a granel a través de
ella. El paso para fluido 140 está adaptado para estar situado en
comunicación de fluido con la cámara 146 del receptáculo de
almacenamiento 144. El receptáculo de almacenamiento 144 puede ser
un recipiente de almacenamiento, silo, tolva de transferencia, obra
de conducción u otra estructura de manejo de material a granel.
El conjunto 10 de válvula aireadora incluye
también un pistón 150. El pistón 150 incluye un diafragma 152
generalmente con forma de placa circular y una falda 154
generalmente cilíndrica y anular. La falda 154 forma una cavidad
156 que tiene un extremo abierto. El diafragma 152 incluye un borde
periférico 157 exterior. La falda 154 se extiende a lo largo del
borde periférico 157 alrededor del perímetro del diafragma 152 y se
extiende hacia fuera y en general perpendicularmente desde el
diafragma 152. Una pluralidad de orificios 158 se extienden a
través del diafragma152 desde un lado interno 160 del diafragma 152
hasta un lado externo 162 del diafragma 152. Los orificios 158
forman pasos para fluidos respectivos. Los orificios 158 están
situados simétricamente uno respecto al otro alrededor del centro
del diafragma 152 y alrededor del eje 16. El diafragma 152 incluye
una porción elevada 164 que se extiende hacia fuera, que está
situada centralmente en el lado 162 exterior del diafragma 152. La
proyección 164 es generalmente circular e incluye una superficie 166
plana generalmente circular, y una superficie de obturación 168
biselada que se extiende alrededor del perímetro circular de la
superficie plana 166 y que está dispuesta en ángulo con la
superficie plana 166. Los orificios 158 están situados entre la
superficie de obturación 168 y el borde periférico 157 exterior del
diafragma 152. La superficie de obturación 168 biselada está
dispuesta al mismo ángulo que está dispuesta la superficie de
obturación 122 biselada del asiento 100 del pistón, de tal manera
que la superficie de obturación 168 y la superficie de obturación
122 son conjugadas cooperativa y complementariamente y se obturan
entre sí cuando las superficies de obturación 122 y 168 son
llevadas a acoplarse entre sí. El pistón 150 está hecho
preferentemente de metal, tal como aluminio colado, en su
totalidad.
El pistón 150 está situado deslizablemente
dentro de la cámara 32 del tubo 14 del cuerpo 12 de válvula entre
la tapa 58 de extremo y el asiento 100 de pistón. La falda 154 del
pistón 150 está situada hacia la tapa 58 de extremo y la proyección
164 del diafragma 152 del pistón 150 está situada hacia el asiento
100 del pistón. El diafragma 152 y la falda 154 del pistón 150
están situados concéntricamente alrededor del eje 16. El pistón 150
es deslizable longitudinalmente a lo largo del eje 16 entre el
asiento 100 del pistón y la tapa 58 de extremo. Como se muestra en
la Figura 1, la falda 154 del pistón 150 se acopla deslizablemente a
la superficie interior 48 del apoyo cilíndrico 46 del cuerpo 12 de
válvula alrededor del perímetro exterior de la falda 154. La falda
154 se extiende también alrededor del cubo central 160 de la tapa 58
de extremo y dentro de la cavidad anular 84 formada entre el cubo
60 y el cuerpo 12 de válvula. La falda 154 está separada
transversalmente de la pared lateral 62 cilíndrica del cubo 60
proporcionando un espacio anular entre ellas.
Un resorte helicoidal 170 elástico se extiende
desde el lado interior 160 del diafragma 152 del pistón 150 hasta
la superficie interior de la placa 59 de la tapa 58 de extremo. El
resorte 170 se extiende alrededor de la circunferencia de la pared
lateral 62 cilíndrica del cubo central 60 de la tapa 58 de extremo y
se extiende dentro de la cavidad 156 de la falda 154 adyacente a, y
a lo largo de, el perímetro interno de la falda 154 del pistón 150.
El resorte 170 carga de manera elástica el pistón 150 hacia el
asiento 100 de pistón y hacia la posición de carga extendida. El
resorte 170 está hecho preferentemente de metal.
El resorte 170 proporciona movimiento rápido al
pistón 150 desde la posición de descarga retraída, como se muestra
en la Figura 2, hasta la posición de carga extendida, como se
muestra en la Figura 1, después de la evacuación del gas comprimido
desde la botella 36 de presión. El resorte 170 está diseñado para
tener un diámetro exterior transversal de tal manera que la fuerza
de carga proporcionada por el resorte 170 esté dirigida contra el
perímetro exterior del diafragma 152 del pistón 150. Esta
disposición del resorte proporciona movimiento conveniente
concéntrico y lineal al pistón dentro de la cámara 32 del tubo 14 y
dentro del apoyo 46 y por tanto una obstrucción apropiada del
pistón 150 con el asiento 100 del pistón. El resorte 170 vuelve a
obturar el pistón 150 contra el asiento 100 de pistón después de la
descarga del gas presurizado desde la botella 36 de presión,
impidiendo por tanto que cualquier material a granel pase a través
de la lumbrera de salida 119 y entre en la cámara anular 118,
disminuyendo los tiempos del ciclo y reduciendo las fuerzas de
choque o impacto.
El pistón 150 es longitudinalmente deslizable a
lo largo del eje 16 entre una posición de carga extendida como se
muestra en la Figura 1, en la que el pistón 150 se aplica con
obturación al segundo extremo 108 y a la superficie de obturación
122 del asiento 100 de pistón, y una posición de descarga retraída
como se muestra en la Figura 2, en la que el pistón 150 está
separado del segundo extremo 108 del asiento 100 de pistón. Cuando
el pistón 150 es movido desde la posición extendida hasta la
posición retraída, como se muestra en la Figura 2, el pistón 150
comprime el resorte 170. El lado interior 160 del diafragma 152
puede acoplarse la pared 64 de extremo de la tapa 58 de extremo y
cubrir el paso para fluido 70 en la posición retraída, como se
muestra en la Figura 2. El apoyo 46 cilíndrico facilita el
movimiento de deslizamiento longitudinal del pistón 150 dispuesto
internamente y aumenta la vida del componente, elimina la rayadura
del metal, y asegura una obturación conveniente del pistón y un
desplazamiento del pistón. La falda 154 del pistón 150 proporciona
una alineación y control del pistón mejorados cuando el pistón se
desliza longitudinalmente dentro del cuerpo 12 de válvula.
En operación, cuando el pistón 150 está en la
posición de carga extendida, como se muestra en la Figura 1, la
superficie de obturación 168 del pistón 150 se acopla con obturación
a la superficie de obturación 122 biselada del asiento 100 de
pistón para crear entre ellas una junta de cierre hermética al gas
de metal con metal. De esta manera, el pistón 150 cierra un paso
para fluido del paso para fluido 70 de la tapa 58 de extremo, a
través de los orificios 158, y hacia el paso de fluido 140 del
asiento 100 del pistón. Sin embargo, cuando el pistón 150 está en
la posición extendida de carga, como se muestra en la Figura 1, un
paso para fluido se extiende desde el paso para fluido 70 de la
tapa 58 de extremo a la lumbrera 21 y al paso para fluido 34 del
tubo de extensión 24 del cuerpo de válvula 12 a través de los
orificios 158. Como se muestra en la Figura 1, el gas que entra en
el paso 70 fluye a través de él dentro de la cavidad 156 formada por
la falda 154 del pistón 150, a través de pasos para fluido 158 del
diafragma 152 del pistón 150 a la cámara anular 118 formada entre
el asiento de pistón 100 y el tubo 14. El gas fluye desde la cámara
anular 118 a través de la lumbrera 21 hasta el paso para fluido 34
del tubo 24 de extensión y dentro de la cámara 40 del tanque 36 de
presión. Al gas que fluye a través del paso para fluido 70 el
pistón 150 le impide entrar en el paso para fluido 104. La junta
metal con metal entre el pistón 150 y el asiento 100 de pistón
elimina la necesidad de usar caucho u otros materiales elastómeros
para proporcionar la junta de pistón con asiento de pistón.
Consecuentemente, las altas temperaturas de operación y la
contaminación o degradación potenciales de una junta de caucho o
elastómero que de otra manera pudieran ocurrir, no afectan
negativamente la operación del conjunto 10 de válvula aireadora. El
conjunto 10 de la válvula aireadora puede ser usado con temperaturas
de operación de hasta aproximadamente 1.100ºC. El conjunto 10 de
válvula puede por tanto ser usado en estructuras de manejo de
material a granel, tales como torres de precalentamiento para
hornos de cemento.
Cuando la presión del gas dentro de la cámara 40
del tanque 36 de presión es igual a la presión de suministro del
gas 92, la presión del gas sobre cada lado 160 y 162 del pistón 150
será la misma y el sistema se detendrá. Cuando se haya alcanzado la
presión de gas deseada dentro del tanque 36 de presión, la válvula
90 cerrará el suministro de gas presurizado 92 al conjunto 10 de
válvula aireadora. Cuando el gas del tanque 36 de presión deba ser
descargado dentro del recipiente de almacenamiento 144, la válvula
90 pondrá la salida 94 del gas en comunicación con el paso 70 de la
tapa 58 de extremo. Como se muestra en la Figura 2, el gas situado
en el lado interior 160 del pistón 150 es impulsado desde el
conjunto 10 de válvula aireadora a través del paso 70 y la salida
94 de gas hasta un lugar de presión inferior. Esto reduce la presión
del resto del gas situado entre el pistón 150 y la tapa 58 de
extremo en el lado interior 160 del pistón 150 y da lugar a una
presión diferencial con la presión de gas que ejerce una fuerza
sobre el lado exterior 162 del pistón 150. La presión del gas sobre
el lado exterior 162 del pistón 150 es entonces mayor que la presión
del gas que ejerce una fuerza sobre el lado interior 160 del pistón
150. La presión diferencial del gas da lugar a una diferencia entre
la fuerza del gas aplicada sobre el lado exterior 162 y la aplicada
sobre el lado interior 160 del pistón 150. La fuerza del gas que
actúa sobre el lado exterior 162 del pistón 150 debida al gas de
presión superior en contacto con el lado exterior 162, cuya fuerza
tiende a hacer deslizar el pistón 150 a la posición retraída, es
mayor que la fuerza acumulada ejercida sobre el pistón 150 por la
presión del gas que actúa sobre el lado interior 160 del pistón 150
más la fuerza de carga ejercida por el resorte 170 sobre el pistón
150, cuyas fuerzas tienden a hacer deslizar el pistón 150 hasta la
posición extendida. La diferencia de presiones del gas, y la
diferencia resultante de las fuerzas de la presión de gas aplicadas
al pistón 150 hace que el pistón 150 deslice desde la posición de
carga extendida, como se muestra en la Figura 1, hacia la tapa 58 de
extremo hasta la posición de descarga retraída, como se muestra en
la Figura 2, mientras comprime el resorte 170.
El movimiento del pistón 150 desde la posición
extendida hasta la posición retraída suprime la junta creada entre
el pistón 150 y el asiento 100 de pistón y abre un paso para fluido
desde el paso 34 para fluido del tubo de extensión 24, a través de
la lumbrera 21 hasta el paso 104 del asiento 100 de pistón. El gas
presurizado almacenado en la cámara 40 del tanque 36 de presión
fluye por tanto a través del paso 34 y de la lumbrera 21 hacia la
cámara anular 118, en la que el gas fluye entre el pistón 150 y el
segundo extremo 108 del asiento 100 de pistón, a través de la
lumbrera de salida 119 hasta el paso 140. El gas fluye desde el paso
140 hacia la cámara 146 del recipiente de almacenamiento 144 para
desalojar el material a granel del interior. El gas almacenado
dentro de la cámara 40 del tanque 36 de presión es descargado a
través del paso para fluido 140 hacia la cámara 146 del recipiente
de almacenamiento 144 a una velocidad de descarga de aproximadamente
mach uno. Inmediatamente después de que el gas haya sido descargado
desde el tanque 36 de presión, la presión del gas situado en el
lado exterior 162 del pistón 150 se reduce de tal manera que el
resorte 170 puede hacer que el pistón 150 deslice desde su posición
retraída, como se muestra en la Figura 2, hasta la posición
extendida, como se muestra en la Figura 1, para volver a cerrar el
pistón 150 con el asiento 100 del pistón. Los ciclos de carga y de
descarga del conjunto 10 de válvula aireadora son entonces
continuación.
La conexión a rosca entre el tubo de extensión
130 y la brida 138 permite la retirada y la sustitución fáciles del
conjunto 10 de válvula aireadora desde el recipiente de
almacenamiento 144. Además, como la brida 18 del tubo 14 está
conectada de manera retirable a la brida 136 del tubo 130, el tubo
14 puede ser retirado selectivamente del tubo 130 de tal manera que
el asiento 100 de pistón, el pistón 150 y el resorte 170 pueden ser
retirados fácilmente y ser sustituidos desde dentro del tubo
14.
Claims (4)
1. Un conjunto (10) de válvula adaptado para
proporcionar comunicación de fluido selectiva entre un suministro
de gas y una botella (36) de presión y adaptado para proporcionar
comunicación de fluido selectiva entre la botella (36) de presión y
una estructura (144) de manipulación de material a granel,
comprendiendo dicho conjunto (10) de válvula un alojamiento (11) de
válvula que incluye un cuerpo (12) de válvula y un asiento (100) de
pistón, incluyendo dicho cuerpo (12) de válvula un primer extremo
(15), y un segundo extremo (17), una lumbrera (21) adaptada para
proporcionar comunicación de fluido con la botella (36) de presión,
y una pared interior (31) que forma una cámara (32), estando dicha
cámara (32) en comunicación de fluido con dicha lumbrera (21),
incluyendo dicho segundo extremo (17) de dicho cuerpo (12) de
válvula un paso para fluido adaptado para proporcionar comunicación
de fluido entre el suministro de gas y dicha cámara (32) de dicho
cuerpo (12) de válvula, un pistón (150) situado dentro de dicha
cámara (32) de dicho cuerpo (12) de válvula entre dicho segundo
extremo (17) de dicho cuerpo (12) de válvula y dicho asiento (100)
de pistón, incluyendo dicha cámara (32) una subcámara formada entre
dicho pistón (150) y dicho segundo extremo (17) de dicho cuerpo (12)
de válvula en comunicación de fluido con dicho paso para fluido de
dicho segundo extremo (17), siendo dicho pistón (150) deslizable
selectivamente dentro de dicha cámara (32) entre una posición
extendida, en la que dicho pistón (150) se acopla con obturación a
dicho asiento (100) de pistón y por tanto obtura dicha lumbrera de
salida (119) cerrándola, y una posición retraída en la que dicho
pistón (150) está separado de dicho asiento (100) de pistón,
abriendo por tanto dicha lumbrera de salida (119), y un miembro de
carga o empuje (170) que se extiende entre dicho segundo extremo
(17) de dicho cuerpo (12) de válvula y dicho pistón (150), cargando
elásticamente dicho miembro de carga (170) a dicho pistón (150)
desde dicha posición retraída hasta dicha posición extendida,
teniendo dicho asiento (100) de pistón un primer extremo (106)
aplicado de manera retirable a dicho cuerpo (12) de válvula y un
segundo extremo (108) que tiene una lumbrera de salida (119) de
modo que dicho asiento (100) de pistón es retirable selectivamente
desde dicho cuerpo de válvula (12) para ser inspeccionado, reparado
o sustituido,
que se caracteriza porque dicha lumbrera
de salida (119) está adaptada para proporcionar comunicación de
fluido entre dicha subcámara de dicha cámara (32) de dicho cuerpo
(12) de válvula y la estructura (144) de manejo de material a
granel.
2. El conjunto de válvula de la reivindicación
1, en el que dicho cuerpo (12) de válvula incluye un primer miembro
(14) generalmente tubular que se extiende entre dicho primer extremo
(15) y dicho segundo extremo (17) de dicho cuerpo (12) de válvula,
incluyendo dicho primer miembro (14) tubular dicha lumbrera (21) de
dicho cuerpo (12) de válvula, incluyendo dicho primer extremo (15)
de dicho primer miembro (14) tubular una primera brida (18) que
tiene un asiento (22) rebajado, incluyendo dicho asiento (100) de
pistón un segundo miembro (102) generalmente tubular que tiene un
primer extremo (106) y un segundo extremo (108), incluyendo dicho
primer extremo (106) una base (110) generalmente cilíndrica que se
extiende hacia fuera desde y alrededor de dicho segundo miembro
(102) tubular, incluyendo dicha base (110) una pared exterior (112)
generalmente cilíndrica y una segunda brida (114) que se extiende
hacia fuera, estando adaptada dicha pared exterior (112) para estar
situada adyacente a dicha pared interior (31) de dicho primer
miembro (14) tubular y estando dicha segunda brida (114) de dicho
segundo miembro (102) tubular adaptada para estar situada en dicho
asiento (22) rebajado de dicha primera brida (18) de dicho primer
miembro (14) tubular de tal manera que dicha segunda brida (114)
está en acoplamiento de obturación con dicho primer extremo (15) de
dicho cuerpo (12) de válvula, estando situado dicho segundo extremo
(108) de dicho segundo miembro (102) tubular dentro de dicho primer
miembro (114) tubular e incluyendo dicha lumbrera de salida (119),
incluyendo el conjunto de válvula una cámara anular (118) formada
entre dichos primer miembro (14) tubular y segundo miembro (102)
tubular, estando dicha cámara anular en comunicación de fluido con
dicha lumbrera (21) de dicho primer miembro (14) tubular.
3. El conjunto de válvula de la reivindicación
1, que incluye un tubo (130) de extensión conectado de manera
retirable a dicho primer extremo (15) de dicho cuerpo (12) de
válvula, estando asegurado de manera retirable dicho primer extremo
(106) de dicho asiento (100) de pistón a dicho primer extremo (15)
de dicho cuerpo (12) de válvula por dicho tubo de extensión
(130).
4. El conjunto de válvula de la reivindicación
1, en el que dicho pistón (150) incluye un primer lado (160) y un
segundo lado (162) en oposición y uno o más pasos para fluido (158)
que se extienden a través de dicho pistón (150) entre dicho primer
lado y dicho segundo lado.
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