ES2306364T3 - Conjunto de valvula. - Google Patents

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ES2306364T3
ES2306364T3 ES06101296T ES06101296T ES2306364T3 ES 2306364 T3 ES2306364 T3 ES 2306364T3 ES 06101296 T ES06101296 T ES 06101296T ES 06101296 T ES06101296 T ES 06101296T ES 2306364 T3 ES2306364 T3 ES 2306364T3
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Micha Alexander Held
Arthur Frans Van Der Knaap
Marcus Johannes Voskuil
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Abstract

Un conjunto de válvula (6) que comprende: Una cubierta (12) y un miembro valvular (17) montado dentro de la cubierta (12) giratorio alrededor de un eje y entre al menos una posición de dispensación y una posición adicional, y, un asiento (19, 21) para montar y guiar el miembro valvular (17) dentro de la cubierta, caracterizado porque al menos dicha cubierta y el miembro valvular (17) están hechos de un material sintético y el conjunto (6) comprende además un resorte (23), que obliga al menos al miembro valvular (17) y al asiento (19, 21) de dicha cubierta (12), a unirse.

Description

Conjunto de válvula.
Antecedentes Campo de la técnica
Un conjunto de válvula, una bomba para un fluido viscoso, y un aparato para dispensar fluidos.
Antecedentes de la técnica relacionada
Los conjuntos de válvulas para dispensadores de fluido viscoso son conocidos, por ejemplo a partir de la solicitud de la patente internacional WO 03/083 334. Este documento presenta un conjunto de válvula para un dispensador de fluidos incluyendo una cubierta que tiene al menos una primera abertura (19) y una segunda abertura (20), y un miembro valvular ajustado en la cubierta, siendo el miembro valvular (15) rotatorio alrededor de un eje y comprendiendo un primer canal (22), que se extiende a lo largo de dicho eje comunicándose con la primera abertura en la cubierta, y al menos dos canales de salida (23, 24) que se extienden de manera radial desde el primer canal a la circunferencia del miembro valvular, en el que cada uno de los canales de salida que se extienden de manera radial pueden alinearse con la segunda abertura rotando el miembro valvular.
La Patente de los EE. UU. No. 6 595 240 se refiere a una válvula de tres vías de plástico de diafragma provista de un sistema bastante complicado de compensación por deslizamiento, que compensa la compresión de los componentes internos de la válvula así como la extensión del cuerpo de la válvula. En una realización de una válvula manual de tres vías de la Patente de los EE. UU. No. 6 595, 240, un mecanismo de resorte atrapado e insertado entre la porción del dispositivo de accionamiento y un miembro superior de la válvula provee la fuerza de cierre del miembro superior de la válvula en el asiento superior de la válvula. Un ejemplo del mecanismo de resorte se muestra en la Figura 7.
La Patente de los EE. UU. No. 4 155 536 se refiere a un conjunto de sello de asiento en una válvula esférica. La realización mostrada en la Figura 3 comprende un inserto del sello de asiento (señalado por el número 23) y los resortes de compresión (9), que presionan al sello de asiento (3) y por tanto al inserto (23) a la derecha en la Figura 3, estableciendo un primer sello o sello primario de metal a metal y un sello secundario de metal y resina sintética.
La Patente de los EE. UU. No 3 266 769 se refiere a un dispositivo de asiento de válvula que incluye un sello de asiento (22) hecho de "material plástico" (Figura 1; columna 4, línea 72). El sello incluye además a una distancia sustancial detrás del área real de asiento una nervadura anular sustancialmente rígida (24) que tiene una superficie externa convexa, cuya nervadura (24) le permite a la estructura del sello balancearse como un todo. "Tal acción de balanceo necesariamente implica el empuje del sello alejándolo del miembro de obturación..." despegando por tanto al sello del miembro.
Por lo tanto, se necesita una válvula que comprende un medio eficaz y relativamente sencillo para la compensación por deslizamiento.
Sumario de la presentación
Como satisfacción de las necesidades antes mencionadas, se presenta un conjunto de válvula que comprende las características definidas en la reivindicación 1.
En una realización, la cubierta comprende una abertura, preferiblemente una abertura de salida o una abertura que se comunica con una salida, rodeada por un primer asiento comprendiendo el miembro valvular al menos un canal (de salida) que se extiende de manera radial, que puede alinearse con la abertura rotando el miembro valvular, por lo que dicho resorte obliga al miembro valvular contra el asiento.
En una realización, la cubierta comprende al menos una segunda abertura, que se comunica preferiblemente con una entrada conectada o que puede conectarse a una bomba o a un contenedor, rodeada por un segundo asiento, y en la que el miembro valvular está engrampado contra el primer y segundo asiento mediante dicho resorte.
Los conjuntos de válvula presentados pueden fabricarse en parte o totalmente a partir de uno o más materiales sintéticos y por lo tanto son relativamente económicos cuando se comparan con conjuntos de válvula similares hechos de metal. El deslizamiento resultante del uso del(os) material(es) sintético(s) se compensa de manera efectiva, lo que permite preferiblemente un diseño relativamente directo y robusto del conjunto de válvula.
También se presenta una bomba para un fluido viscoso que comprende el conjunto de válvula presentado antes descrito y un mecanismo de bombeo asociado con dicho conjunto.
Finalmente, se presenta un aparato para dispensar fluidos, que comprende:
Una plataforma giratoria que puede rotar alrededor de un eje de rotación;
Una pluralidad de bombas fijas a y distribuidas alrededor del eje de la plataforma giratoria;
Al menos una de las bombas que comprenden un conjunto de válvula tal como se describió anteriormente.
Breve descripción de los diagramas
Los conjuntos de válvula presentados, bombas y aparatos serán explicados más adelante con referencia a los diagramas acompañantes en los cuales se muestran esquemáticamente las presentes realizaciones preferidas.
La Figura 1 es una vista en perspectiva de parte de un aparato presentado para dispensar fluidos viscosos;
La Figura 2 es una vista en perspectiva de un conjunto de válvula apropiado para uso en el aparato de la Figura 1.
La Figura 3 es una vista de sección transversal frontal del conjunto de válvula de la Figura 2; y
La Figura 4 es una vista de sección transversal lateral del conjunto de válvula de la Figura 2.
La Figura 5 es una sección transversal frontal de un conjunto de válvula alternativo.
Se señala que los diagramas no están necesariamente a escala y que los detalles, que no son necesarios para un entendimiento de la válvula presentada, pueden haberse omitido.
Los términos "superior", "inferior", "horizontal", "vertical", "frontal", "trasero" y similares se refieren a las realizaciones tal como se orientan en las figuras. Es más, los elementos que son al menos sustancialmente iguales o que realizan al menos sustancialmente la misma función se señalan con el mismo número.
Como es natural, la presentación no se limita a las realizaciones particulares aquí ilustradas.
Descripción detallada de las realizaciones presentes preferidas
La Figura 1 ilustra las partes principales de una realización preferida de un aparato 1 para dispensar fluidos viscosos, tales como champú, acondicionadores, bases, tintes para el pelo y/o componentes de estos. Otros ejemplos de fluidos viscosos que pueden dispensarse con el aparato 1 son colorantes, pinturas básicas y componentes de pinturas con propósitos decorativos, tales como pintura de albañilería, y/o con propósitos industriales.
Este aparato dispensador 1 en particular incluye una plataforma giratoria 2, que rota alrededor de un eje vertical mediante una guía (no se muestra) para rotar la plataforma giratoria 2 entre posiciones discretas. Sobre la plataforma giratoria 2, están montadas una pluralidad de bombas 3, e. g. dieciséis bombas. Cada bomba 3 está asociada a un contenedor de fluido 4 que comprende un paquete reemplazable flexible (no se muestra) contenido en un portador rígido removible. Cuando un paquete flexible está vacío, el paquete y el portador que lo contiene pueden retirarse. Subsecuentemente, el portador puede abrirse para sacar el paquete vacío e insertar un nuevo paquete lleno, luego de lo cual el portador y el paquete lleno pueden colocarse de nuevo en la posición original. Los detalles adicionales de dicho aparato se presentan en la Patente de los EE. UU. No. 6 273 298, cuyo contenido se incorpora aquí como
referencia.
Las Figuras 2 a la 4 muestran una realización de una bomba 3 apropiada para uso en el aparato de la Figura 1 y que comprende un mecanismo de bombeo 5 y un conjunto de válvula 6.
El mecanismo de bombeo 5 es del tipo de émbolo e incluye un vástago del émbolo 7 provisto de un émbolo 8 (ver Figuras 2 y 3), dispuestos dentro de un cilindro 9, y una pestaña superior 10. La pestaña 10 puede engancharse mediante un dispositivo de accionamiento (no se muestra) adaptado para mover el vástago del émbolo 7 y el émbolo 8 hacia arriba durante un golpe de admisión y hacia abajo durante un golpe de descarga. El dispositivo de accionamiento es estacionario y la plataforma giratoria 2 está adaptada para posicionar una bomba 3 de cada vez en línea con el dispositivo de accionamiento para permitirle accionar el mecanismo de bombeo 5.
El conjunto de válvula 6 comprende una cubierta 11, sobre la cual está montado el cilindro 9, y una cubierta inferior 12. La cubierta superior 11 define una primera cavidad 13 que comunica con el cilindro 9 y un canal de entrada 14 que está separado de la cavidad 13 y adaptado para estar en comunicación fluida con un contenedor de fluido 4 como se muestra en la Figura 1.
La cubierta inferior 12 está asegurada a presión ala cubierta superior 11 mediante una pluralidad de dediles elásticos 15 (Figura 2). La conexión entre las cubiertas superior e inferior 11, 12 está sostenida adicionalmente por una articulación de lengüeta y ranura 15A (Figura 3) y, al ensamblar el aparato mostrado en la Figura 1, por una pestaña (no se muestra) sobre la plataforma giratoria 2. La cubierta inferior 12 define una segunda cavidad 16, que comunica, vía la primera cavidad 13, con el mecanismo de bombeo 5. Un miembro valvular, preferiblemente una válvula esférica 17, se ajusta dentro de la segunda cavidad 16 giratoria alrededor de un eje A. La cubierta inferior 12 incluye además una primera abertura o salida 18 rodeada por un primer asiento 19 que forma una parte integral de la pared inferior de la cubierta inferior 12 y una segunda abertura o entrada 20, que comunica con el canal de entrada 14 y que está rodeada por un segundo asiento 21. El segundo asiento 21 está montado en la cubierta superior 11 mediante una membrana elástica 22, que sella la segunda cavidad 16 con respecto al canal de entrada 14.
Al menos el miembro valvular 17 y las cubiertas 11, 12 están hechas de un material sintético, tales como poli (oximetileno) (POM), poliamida (PA o Nylon®) o polietileno (PE), e. g. mediante moldeo por inyección. Sin embargo se prefiere que todas las partes antes descritas sean hechas de un material sintético.
Adicionalmente, generalmente se prefiere que al menos uno de los asientos, preferiblemente ambos, sean curvos y que el radio de curvatura del(os) asiento(s) sea mayor que el radio del miembro valvular, obteniendo por tanto un sello más ajustado entre el asiento(s) y el miembro valvular.
Un resorte helicoidal 23, preferiblemente hecho de un metal tal como el acero inoxidable (304 o 316) está situado sobre el segundo asiento 21, de manera que el miembro valvular 17 está engrampado entre los dos asientos 19, 21, compensando por tanto la compresión de los componentes internos de la válvula, en este ejemplo los asientos 19, 21 y el miembro valvular 17, así como la extensión de la cubierta inferior 12. El resorte helicoidal 23 está posicionado preferiblemente entre los miembros guía 23A. En una realización alternativa, la membrana sirve como sello y como un resorte, obviando la necesidad de un resorte separado.
El miembro valvular 17 incluye primeros canales 24, que se extienden a lo largo, i. e. coaxiales con o paralelos a, el eje A y que descargan dentro de la segunda cavidad 16. Este incluye además un canal de entrada 25 y un canal de salida 26, extendiéndose ambos de manera radial desde uno de los primeros canales 24 a la circunferencia del miembro valvular 17. El miembro valvular 17 puede operarse mediante una palanca 27 (Figuras 1 a la 3). Para facilitar el ensamblaje, se prefiere que un extremo de la palanca esté provisto de un saliente 28 o una muesca, de manera que el miembro valvular 17 esté provisto de un saliente o muesca complementaria 29 respectivamente, y que el saliente 28 se reciba de manera deslizante en la muesca 29, preferiblemente de manera que la rotación de la palanca 27 respecto al miembro valvular 17 se evite sustancialmente.
Las Figuras 3 y 4 muestran la posición de admisión del miembro valvular 17, en las que el canal de entrada 25 del miembro valvular 17 está en línea con la segunda abertura 20 y por tanto con el canal de entrada 14. En esta posición, las cavidades 13, 16 y el cilindro 9 pueden llenarse con la cantidad deseada del fluido de un contenedor conectado al canal de entrada 14 moviendo el émbolo 8 hacia arriba a lo largo de un tramo deseado o predeterminado.
Tan pronto como una cantidad apropiada de fluido ha sido asimilada, el miembro valvular 17 rota a la posición de dispensación, i. e. hasta que el canal de salida 26 esté alineado con la abertura de salida 18, que en esta realización en particular equivale a una rotación de 50° respectivamente, y el émbolo 8 se mueve hacia abajo para dispensar una cantidad deseada del fluido desde dicha abertura 18.
El conjunto de válvula en correspondencia con la presente invención está hecho en su mayor parte a partir de uno o más materiales sintéticos y por tanto es relativamente económico cuando se compara con conjuntos de válvulas similares hechos de metal. El deslizamiento resultante del uso de material sintético se compensa de una manera efectiva, permitiendo un diseño relativamente directo y robusto del conjunto de válvula.
La Figura 5 muestra la parte inferior de una segunda realización preferida, que es especialmente apropiada para uso en bombas que son, en su mayor parte, de metal. En esta realización, una cubierta inferior 12 define una (segunda) cavidad 16, que comunica, vía una cubierta superior, con un mecanismo de bombeo. Un miembro valvular, preferiblemente una válvula esférica 17, se ajusta dentro de la segunda cavidad 16 giratoria alrededor de un eje A. La cubierta inferior 12 incluye una primera abertura o salida 18 rodeada por un primer asiento 19, formado por una parte separada del asiento 19A, y una segunda abertura o entrada 20, que comunica con un canal de entrada y que está rodeada por un segundo asiento 21.
En esta realización el miembro valvular 17 y la cubierta 12 están hechos de un metal, tal como acero inoxidable. Los asientos 19, 21 están hechos de material sintético, preferiblemente politetrafluoroetileno (PTFE o Teflon®), evitando por tanto sustancialmente que la superficie de la válvula esférica o los asientos sean arañados por partículas de polvo o suciedad o reduciendo al menos tales arañazos, y como resultado, evitando o al menos reduciendo el riesgo de salidero del fluido con el tiempo.
En correspondencia con la realización de la Figura 5, un resorte, en este ejemplo una arandela 30, hecha preferiblemente de resorte de acero, está situada entre el primer asiento 19 y la pared del fondo de la cubierta 12, de manera que el primer asiento (inferior) 19 sea obligado hacia arriba y el miembro valvular 17 quede engrampado entre los dos asientos 19, 21. Por lo tanto, el deslizamiento resultante del uso de asientos de un material sintético es compensado de una manera efectiva.
Para facilitar la inserción del miembro valvular 17, los asientos 19, 21 y el resorte dentro de la cubierta inferior 12, la pared del fondo de la cubierta inferior 12 está provista de una tapa 31, montada de manera desmontable en la cubierta 12, preferiblemente mediante una conexión roscada 32.
La parte del asiento 19 comprende, en adición al asiento 19 en sí, una anilla externa 19B, que es retenida entre la tapa 31 y la cubierta inferior 12 y que restituye la conexión 32 de la tapa 31 a la cubierta inferior 12 sustancialmente estanca, sola, o como en este ejemplo, de conjunto con una empaquetadura 33. La parte del asiento 19 comprende además una conexión relativamente delgada y elástica 19C entre la anilla externa 19B y el asiento 19. Esta construcción de la parte del asiento 19A permite el ensamblaje relativamente fácil y el posicionamiento certero del asiento 19 y facilita el desplazamiento de este asiento bajo la fuerza del resorte 30 y hacia el miembro valvular 17.
Los conjuntos de válvulas presentados no se restringen a las realizaciones antes descritas y mostradas en los diagramas. Por ejemplo, el miembro valvular puede estar provisto de dos o más canales de salida que tengan diámetros diferentes, para facilitar el dispensado de diferentes volúmenes (mayores y menores). También, el conjunto de válvula puede montarse directamente sobre o dentro (la parte del fondo de) de un contenedor, i. e., sin la presencia de un mecanismo de bombeo.
Por supuesto, esta presentación no se restringe a la realización antes presentada y puede variarse en diversas formas quedando siempre dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, el resorte puede colocarse dentro de un miembro valvular elástico que lo obligue a expandirse o puede adoptar la forma de una articulación elástica montada al menos alrededor del miembro valvular y de la cubierta obligando por tanto a unirlos.
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Referencias citadas en la descripción
Este listado de referencias citadas por el solicitante es únicamente para conveniencia del lector. Este no forma parte del documento de la patente europea. Aunque se ha tomado especial cuidado en la compilación de las referencias, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP no reconoce reclamaciones o responsabilidad en este sentido.
Documentos de patentes citados en la descripción
\bullet WO 03 083 334 A
\bullet EE. UU. 6 595 240 B
\bullet EE. UU. 4 155 536 A
\bullet EE. UU. 3 266 769 A
\bullet EE. UU. 6 273 298 B

Claims (18)

1. Un conjunto de válvula (6) que comprende:
Una cubierta (12) y
un miembro valvular (17) montado dentro de la cubierta (12) giratorio alrededor de un eje y entre al menos una posición de dispensación y una posición adicional, y, un asiento (19, 21) para montar y guiar el miembro valvular (17) dentro de la cubierta,
caracterizado porque al menos dicha cubierta y el miembro valvular (17) están hechos de un material sintético y
el conjunto (6) comprende además un resorte (23), que obliga al menos al miembro valvular (17) y al asiento (19, 21) de dicha cubierta (12), a unirse.
2. El conjunto de válvula (16) de la reivindicación 1, en el que el resorte (23) obliga al miembro valvular (17) hacia o hacia dentro de una pared interior (19) de la cubierta (12).
3. El conjunto de válvula (16) de la reivindicación 1 o 2, en el que la cubierta (12) comprende una abertura, preferiblemente una abertura de salida (18) o una abertura que comunica con una salida, rodeada por el asiento (19) y
en el que el miembro valvular (17) comprende al menos un canal que se extiende de manera radial (26), que puede ser alineado con la abertura (18) rotando el miembro valvular (17), y
en el que dicho resorte (23) obliga al miembro valvular (17) contra este asiento (19) o viceversa.
4. El conjunto de válvula (6) de la reivindicación 3, que comprende un segundo asiento (21), en el que el miembro valvular (17) está engrampado entre el primero y segundo asientos (19, 28) mediante dicho resorte (23).
5. El conjunto de válvula (6) de la reivindicación 4, en el que la cubierta (12) comprende al menos una segunda abertura (20), que se comunica preferiblemente con una entrada (14) conectada o que puede conectarse a una bomba (5) o a un contenedor (11), cuya abertura (20) está rodeada por el segundo asiento (21).
6. El conjunto de válvula (6) de la reivindicación 5, en el que el segundo asiento (21) está montado en la cubierta (11) mediante una membrana (22), cuya membrana (22) sella el espacio entre el asiento (21) y la cubierta (11).
7. El conjunto de válvula (6) de una cualquiera de las reivindicaciones 1-3 en el que la cubierta (12) define una cavidad (16) que comunica con un mecanismo de bombeo (5), y
el miembro valvular (16) comprende un canal (24) que se extiende a lo largo del eje rotatorio del miembro valvular (17) y comunica con la cavidad (16).
8. El conjunto de válvula (6) de la reivindicación 7, en el que el miembro valvular (17) comprende un canal adicional que se extiende de manera radial, y
en el que el canal adicional puede alinearse con la segunda abertura (20) rotando el miembro valvular (17).
9. El conjunto de válvula (6) de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el asiento (19) es una parte integral de la cubierta (12).
10. El conjunto de válvula (6) de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el asiento (19) es curvo y en el que el radio de curvatura del asiento (19) es mayor que el radio del miembro valvular (17).
11. El conjunto de válvula (6) de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el primer asiento (19) está hecho de material sintético y un resorte (30) está situado entre el primer asiento (19) y la pared del fondo de la cubierta (12), de manera que el primer asiento (19) es obligado hacia el miembro valvular (17).
12. El conjunto de válvula (6) de la reivindicación 11, en el que el resorte comprende una arandela (30).
13. El conjunto de válvula (6) de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una palanca (27) para rotar el miembro valvular (17) y
en el que un extremo de la palanca (27) está provisto de un saliente (28) o una muesca, y
el miembro valvular (17) está provisto de respectivamente una muesca complementaria (29) o saliente, y
en el que el saliente (20) se recibe de manera deslizante en la muesca (29).
14. El conjunto de válvula (6) de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que el miembro valvular (17) es sustancialmente esférico.
15. El conjunto de válvula (6) de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el resorte es un resorte helicoidal (23).
16. El conjunto de válvula (6) de la reivindicación 15, en el que la cubierta (11) comprende miembros guía (23A), que definen un espacio para retener los resortes helicoidales (23).
17. Una bomba (3) para un fluido viscoso que comprende el conjunto de válvula (6) de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, y
un mecanismo de bombeo (5) asociado con dicho conjunto (6).
18. Un aparato (1) para dispensar fluidos, que comprende:
una plataforma giratoria (2) que puede rotar alrededor de un eje de rotación;
una pluralidad de bombas (3) fijas a y distribuidas alrededor del eje de la plataforma giratoria (2), comprendiendo al menos una de las bombas (3) un conjunto de válvula (6) en correspondencia con una cualquiera de las reivindicaciones 1-16.
ES06101296T 2005-02-04 2006-02-03 Conjunto de valvula. Active ES2306364T3 (es)

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US11/051,709 US20060175570A1 (en) 2005-02-04 2005-02-04 Valve assembly
US11/098,935 US7644840B2 (en) 2005-02-04 2005-04-05 Valve assembly for viscous fluid dispensers
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