ES2324570B1 - Conmutador automatico para fluidos. - Google Patents
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Abstract
Conmutador automático para fluidos que comprende
un conducto principal y dos conductos secundarios conectados a la
salida del conducto principal, diseñado para permitir e impedir
alternativamente el paso de un fluido a través de uno u otro
conducto secundario en función de impulsos de presión provocados
por la presencia o ausencia de un fluido que se introduzca por el
conducto principal, en el que cada uno de dichos conductos
secundarios comprende en su interior una válvula diseñada para
adoptar diferentes posiciones que interrumpan o permitan el paso
del fluido a través del conducto secundario respectivo como
respuesta a la ausencia o presencia de presión ejercida por dicho
fluido introducido por el conducto principal.
Description
Conmutador automático para fluidos.
La presente invención se aplica al campo de la
industria y la agricultura, y más concretamente, a las aplicaciones
industriales, de agricultura, regadío o de fuentes ornamentales en
las que sea necesario que un fluido circule por varios conductos en
tiempos diferentes y conmute de un conducto a otro.
En muchos sectores de la industria y la
agricultura son necesarios los sistemas de distribución de agua.
Tales sistemas de distribución de agua se emplean habitualmente,
entre otros, para el regadío de fincas o jardines. Así, es conocido
el sistema de riego alternado, en el que se alterna la distribución
del agua por zonas, para favorecer el ahorro de dicho líquido.
Existen diversos modos de control de regadío,
entre los que destaca el empleo de válvulas. Son conocidas
válvulas para el control de flujo de un líquido en las que es
posible un servocontrol de dicha válvula mediante medios eléctricos
o electrónicos sensibles a una señal generada en respuesta a una
determinada condición.
También son conocidas las válvulas de secuencia,
que hacen posible que una pluralidad de aparatos de irrigación
sean accionados en diferentes momentos a partir de una tubería o
conducto de alimentación común que transporta un líquido a presión.
Un ejemplo de estas válvulas viene dado por el documento US3667498,
que describe un sistema de riego por aspersión que comprende un
conducto principal y una serie de ramas secundarias, cada una de
las cuales se conecta al conducto principal a través de una válvula
diseñada para conmutar el flujo de un líquido entre dos posibles
puertos de acceso hacia una salida. Cada una de estas válvulas
comprende una veleta soportada por una vara sobre un eje, apoyada
en unos cojinetes, que permite su giro. Dicha veleta aísla los
puertos de acceso a la válvula al asentarse sobre un orificio de la
válvula. Dicho orificio tiene un anillo elástico, de forma que
cuando la presión del agua se aplica a la veleta, el anillo se
comprime de forma que se evita el filtrado y la veleta retrocede
debido a la deformación del anillo. La veleta comprende además una
protuberancia a la que se engancha uno de los extremos de una
barra. El otro extremo de dicha barra se monta en el extremo
opuesto al del eje sobre el que se monta la veleta.
Como puede observarse, el funcionamiento de cada
una de las válvulas descritas en US3667498 es muy complejo, ya que
intervienen muchas piezas, lo cual complica su fabricación y eleva,
por tanto, su coste. Además, el deterioro de una sola de las piezas
que lo componen provoca que la válvula deje de funcionar
correctamente. Esto conlleva un mantenimiento frecuente y
costoso.
Uno de los aspectos de la presente invención se
refiere a un conmutador automático para fluidos, preferentemente
para líquidos, que está concebido para cambiar el paso del fluido,
procedente de una única entrada, alternativamente por dos salidas
diferentes, cada vez que se abre el paso del líquido del conducto
de entrada. Es decir, el conmutador del flujo de la presente
invención permite o impide el paso de un fluido en respuesta al
comienzo o terminación de una presión ejercida por dicho fluido. El
conmutador automático para fluidos está construido a partir de
elementos de gran sencillez y simplicidad, y comprende un conducto
principal y dos conductos secundarios conectados a la salida del
conducto principal, diseñado para permitir e impedir
alternativamente el paso de un fluido a través de uno u otro
conducto secundario en función de impulsos de presión provocados
por la presencia o ausencia de un fluido que se introduzca por el
conducto principal, en el que cada uno de dichos conductos
secundarios comprende en su interior una válvula diseñada para
adoptar diferentes posiciones que interrumpan o permitan el paso
del fluido a través del conducto secundario respectivo como
respuesta a la ausencia o presencia de presión ejercida por dicho
fluido introducido por el conducto principal.
A diferencia de las costosas instalaciones de
electroválvulas conocidas, el conmutador de la presente invención
está formado a partir de un sencillo mecanismo, que no requiere
apenas ningún tipo de mantenimiento, y que destaca por el reducido
coste de su fabricación y de sus materiales.
El conmutador de la presente invención es
aplicable a sistemas en los que sea necesario que un fluido circule
por distintos lugares en tiempos diferentes.
Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de
las características del invento de acuerdo con un ejemplo
preferente de realización práctica del mismo y para complementar
esta descripción, se acompaña como parte integrante de la misma un
juego de dibujos, cuyo carácter es ilustrativo y no limitativo. En
estos dibujos:
La figura 1 muestra un conmutador para fluidos
según la presente invención.
La figura 2 muestra el despiece de una de las
válvulas que forma el conmutador para fluidos de la presente
invención.
La figura 3 muestra la pieza exterior o tubo de
una válvula según la presente invención.
La figura 4 muestra el émbolo de una válvula
según la presente invención.
La figura 5 muestra el disyuntor y la varilla de
una válvula según la presente invención.
La figura 6 representa un detalle del disyuntor
de una válvula según la presente invención.
Las figuras 7 y 8 muestran dos posiciones
distintas que adopta el conmutador de la presente invención cuando
está en funcionamiento, representadas en tres dimensiones.
Las figuras 9 a 12 representan esquemáticamente
las distintas posiciones que pueden adoptar las válvulas del
conmutador según la presente invención.
La figura 13 muestra un ejemplo de combinación
de conmutadores para formar un sistema de distribución de fluidos
según la presente invención.
Las figuras 14 y 15 representan esquemáticamente
las dos posiciones mostradas en las figuras 7 y 8,
respectivamente.
El conmutador automático para fluidos,
preferentemente para líquidos, está concebido para cambiar el paso
del fluido, procedente de una única entrada, alternativamente por
dos salidas diferentes, cada vez que se abre el paso del líquido
del conducto de entrada.
La figura 1 muestra un ejemplo de una posible
realización del conmutador para fluidos (1) de la presente
invención. El conmutador para fluidos (1) es un mecanismo con tres
conductos: uno principal o de entrada (2) y dos secundarios o de
salida (3, 4). Cada uno de estos tres conductos (2, 3, 4) es
preferentemente tubular. El conducto principal (2) es el acceso a
través del cual el fluido penetra en el conmutador (1). Los
conductos secundarios (3, 4), que están conectados al extremo o
puerto de salida del conducto principal (2), permiten la salida
alternativa del fluido por uno de los dos conductos secundarios (3,
4).
En este ejemplo de la figura 1, el conmutador
para fluidos (1) es un mecanismo en forma de "T" cilíndrica,
en el que el conducto principal (2) se sitúa en el brazo de la
"T" que actúa como eje de simetría, mientras que los conductos
secundarios (3, 4) se sitúan en los dos brazos opuestos entre sí de
la "T". La forma de "T" del conmutador (1) de la figura 1
no debe considerarse como limitativa, sino meramente ilustrativa de
una posible implementación del conmutador (1).
Cada uno de los conductos secundarios (3, 4) del
conmutador (1), que permiten la salida de un fluido, comprende una
válvula (5, 6). Estas dos válvulas (5, 6) son idénticas, y se abren
y cierran alternativamente. Así, cada vez que se introduce un
fluido por el conducto principal (2), éste es conducido a través de
uno u otro de los conductos secundarios (3, 4), como se explica más
adelante. Preferentemente, dicho fluido es un líquido.
Aunque la figura 1 muestra un conmutador (1) en
el que las válvulas (5, 6) se sitúan a la entrada del conducto
secundario (3, 4) respectivo, dichas válvulas (5, 6) pueden
situarse en un lugar más profundo del conducto secundario
respectivo. En este caso, el fluido que haya penetrado a través del
conducto principal (2) ocupará también la parte del conducto
secundario (3, 4) previa a la localización de la válvula respectiva
(5, 6).
La figura 2 muestra las piezas que forman cada
una estas dos válvulas (5, 6). Su funcionamiento se describe más
adelante en esta descripción. Las figuras 3, 4, 5 y 6 muestran en
detalle varias piezas comprendidas en cada válvula. Las figuras 7,
8, 9, 10, 11 y 12 muestran varios esquemas del funcionamiento de
las válvulas (5, 6) que forman el conmutador (1).
Cada una de estas válvulas (5, 6) comprende los
siguientes elementos:
Cada válvula (5, 6) comprende una pieza exterior
o tubo exterior (7), ilustrada en la figura 3, de forma cilíndrica
y hueca, y que forma el soporte del conjunto. A partir de ahora se
denominará a dicha pieza exterior como tubo exterior (7). En una de
las bases (11) de dicho tubo exterior (7) cilíndrico, se encuentra
una pieza de entrada (26) de fluido (ilustrada en la figura 5) que
se une también a un disyuntor (9) que se describe posteriormente y
se ilustra en la figura 5. Esta pieza de entrada (26) permite el
paso del fluido a través de unos orificios. Durante el
funcionamiento de la válvula, la parte hueca de esta base (11) del
tubo exterior (7), a la que se une la pieza de entrada (26),
facilita el paso del fluido. El fluido accede a la válvula a través
de la parte de la pieza exterior (7) indicada por el signo de
referencia (11). El tubo exterior (7) cilíndrico aloja en su
interior un muelle (13) de retorno de un émbolo (8), que también se
describe a continuación. El interior del tubo exterior (7)
comprende además un tope (25) (ilustrado en el corte longitudinal
del conmutador de las figuras 7 y 8) que impide el avance del
émbolo (8) ante la presión del fluido. Una junta de goma (14) que
se ilustra en las figuras 4, 7 y 8, queda situada entre dicho tope
(25) y el émbolo (8).
Cada válvula (5, 6) comprende además un émbolo
(8), ilustrado en la figura 4, que tiene forma cilíndrica. Este
émbolo (8) es la pieza que se mueve alternativamente en el interior
del tubo exterior (7) para comprimir el fluido o recibir de éste un
movimiento. Este émbolo (8) está diseñado para adoptar tres
posibles posiciones que determinan que el fluido pueda atravesar o
no la válvula (5, 6). Como muestra la figura 4, uno de los extremos
del émbolo (8) comprende una terminación cilíndrica o pestaña
exterior (15) que, por una parte, bloquea la entrada del fluido o
lo desbloquea durante el funcionamiento de la válvula, y por otra
parte, cierra herméticamente la válvula (5, 6) cuando se sitúa en
el tope (25) del tubo exterior (7). El muelle (13) del tubo
exterior (7) se diseña para que, en ausencia de presión de un
fluido, el muelle (13) esté relajado y empuje al émbolo (8) de
forma que éste tape la entrada (11). Es decir, la pestaña exterior
(15) está diseñada para: bloquear la entrada del fluido a la
válvula cuando el émbolo (8) adopta una primera posición (50, 51)
en la que la pestaña exterior (15) está en contacto con la pieza de
entrada (26) de la válvula; para impedir la salida del fluido de la
válvula cuando el émbolo (8) adopta una segunda posición (52) en
la que la pestaña exterior (15) está en contacto (o bien directo, o
bien a través de una junta de goma (14)) con un tope (25) situado
en el interior del tubo exterior (7); y para permitir el paso del
fluido a través de la válvula cuando el émbolo (8) adopta una
tercera posición (53) intermedia entre las dos posiciones
anteriores. La primera posición se ilustra en las figuras 9
(posición 50) y 11 (posición 51). La segunda posición se ilustra en
la figura 10 (posición 52). La tercera posición se ilustra en la
figura 12 (posición 53).
Como muestra la figura 4, en el otro extremo del
émbolo (8) se coloca una tapa o terminación cilíndrica (17). En el
extremo del émbolo (8) cubierto por dicha tapa o terminación
cilíndrica (17) se sitúan unos medios de sujeción (16),
preferentemente un pasador, para fijar una varilla (18) que se
describe posteriormente. Estos medios de sujeción (16) están fijos
al émbolo (8). La figura 4 ilustra también la junta de goma (14) ya
descrita, situada junto a la pestaña exterior (15), diseñada para
quedar entre dicha pestaña exterior (15) y el tope (25) del
interior del tubo exterior (7) cuando el émbolo (8) adopte la
segunda posición (52).
Cada válvula (5, 6) comprende también medios (9,
18, 19, 20) para desplazar el émbolo (8) en el interior de dicho
tubo exterior (7), de forma que adopte una de las tres posibles
posiciones (50, 51, 52, 53) en función de la presión (o ausencia de
presión) ejercida por el fluido. Estos medios (9, 18, 19, 20)
comprenden la varilla (18) sujeta mediante medios de sujeción (16)
al extremo del émbolo (8) y un disyuntor (9) diseñado para ser
introducido en el interior del émbolo (8) y que se mantiene fijo
mediante su unión a la pieza de entrada (26) de la válvula. Como
puede observarse en la figura 5, el disyuntor (9) está formado por
dos semicilindros (19, 20) iguales, es decir, procedentes de un
cilindro que ha sido cortado longitudinalmente, y totalmente unidos
entre sí, formando un cilindro. En las superficies de corte de los
semicilindros (19, 20) se encuentra un calado (21), por donde
discurre una varilla (18). Como se ha indicado anteriormente, esta
varilla (18) está, en uno de sus extremos, fija a un pasador (16)
unido al émbolo (8) y cubierto por la tapa o terminación cilíndrica
(17) del émbolo (8). El detalle del calado (21) se ilustra en la
figura 6. Dicho calado (21) describe el trayecto que recorre la
varilla (18) durante el funcionamiento de la válvula (5, 6) y, por
tanto, del conmutador (1). El disyuntor (9) lleva unido, en uno de
sus extremos, una pieza de entrada (26) que se une al conjunto
formado por los dos semicilindros (19, 20). Esta parte del
disyuntor (9) terminada por la pieza de entrada (26) se sitúa en un
extremo de la válvula (5, 6) y unida a la pieza exterior (7)
mediante dicha pieza de entrada (26). Es decir, se sitúa en el
interior del tubo exterior (7) junto a su entrada (11). El
disyuntor (9) se introduce en el interior del émbolo (8) y, puesto
que éste es movible en el interior del tubo exterior (7), en una de
las posiciones de funcionamiento de la válvula (5, 6), la
terminación cilíndrica o pestaña exterior (15) del émbolo (8) queda
en contacto con la pieza de entrada (26) del disyuntor (9). Como se
describe más adelante, el fluido entra por los orificios de la
pieza exterior (26), salvo que se lo impida la terminación
cilíndrica o pestaña exterior (15) del émbolo (8), reforzada por la
junta de goma (14).
Como puede observarse en la figura 6, el
trayecto que recorre la varilla (18) debido al desplazamiento del
émbolo (8) como consecuencia del cambio de la presión ejercida por
la ausencia o presencia del fluido, está formado por un brazo (22)
trazado a lo largo de la longitud del semicilindro (19, 20), que se
separa en dos brazos o trayectos que vuelven a unirse
posteriormente, formando un surco cerrado (23). Este trayecto que
recorre la varilla (18) permite a la varilla detenerse y
engancharse en cuatro posiciones que se detallan más adelante. El
trayecto trazado en el disyuntor (9) no está limitado a esta forma
geométrica que hemos descrito y que se ilustra en la figura 6, sino
que cualquier variante de esta forma geométrica descrita que
permita a la varilla (18) detenerse en las cuatro posiciones
mencionadas debe entenderse que forma parte de la presente
invención.
En el ejemplo ilustrado en la figura 6, los dos
trayectos o brazos que forman el surco cerrado (23) a partir del
brazo (22) se acercan a la parte exterior de la superficie de corte
de los semicilindros (19, 20) para después volver a juntarse ambos
trayectos, cerrando el circuito. El disyuntor (9) está sujeto a los
medios de sujeción o pasador (16) del émbolo (8) mediante la
varilla (18).
Esta varilla (18) es de cualquier material
convencional que pueda soportar la presión del fluido y del muelle
(13). Además, la varilla (18) es de un material adecuado para que
la varilla (18) se desplace a lo largo del recorrido o trayecto
indicado en la figura 6, preferentemente de un material inoxidable
adecuado, tales como metales, aleaciones metálicas o plásticos.
Preferentemente, esta varilla (18) tiene forma
de "T" mayúscula y está formada por un brazo central o tronco
(27) muy largo con respecto a la longitud de los brazos de la
"T" formada por la varilla, que termina en una terminación o
enganche (28) que discurre dentro del calado (21). El otro extremo
del brazo central o tronco (27) termina en un anillo (24) que sirve
para sujetar la varilla (18) en el pasador (16) del émbolo (8).
Una vez descritas las piezas comprendidas en las
válvulas (5, 6) del conmutador (1), se describe el funcionamiento
de cada una de las válvulas (5, 6):
Cada una de las válvulas (5, 6) puede adoptar
tres posiciones, definidas por los cuatro lugares del calado (21).
Estas tres posiciones se describen con ayuda de las figuras 9 a 12,
que representan un corte longitudinal del conmutador (1) para
facilitar el entendimiento de su funcionamiento.
En una situación inicial de reposo, que
denominamos situación de reposo 1, como muestra la figura 9, el
émbolo (8) tapa con la terminación cilíndrica o pestaña (15) los
orificios de la pieza de entrada (26), estando el muelle (13)
relajado. En el interior del disyuntor (9), el enganche (28) de la
varilla (18) se sitúa en el lugar del surco cerrado (23) que se
ilustra en la figura 9 con el signo (30). La pestaña exterior (15)
del émbolo (8) está en contacto con la pieza de entrada (26) de la
válvula, bloqueando la entrada del fluido a la válvula, adoptando
el émbolo (8) la primera
posición (50).
posición (50).
Cuando se abre el paso del fluido (cuya apertura
no es objeto de la presente invención, y puede hacerse de
cualquiera de las maneras convencionales de activación de llaves de
paso, tales como mediante una electroválvula, a través de un
temporizador, etc.), el fluido entra por el orificio (11) del tubo
exterior (7) y por tanto por los orificios de la pieza de entrada
(26) y empuja al émbolo (8) hasta el tope (25) del tubo (7)
exterior, quedando la junta de goma (14) entre dicho tope (25) y la
terminación cilíndrica o pestaña (15) del émbolo (8), contrayendo
el muelle (13). La presión del fluido sobre el émbolo (8) cierra
el paso de dicho fluido, favoreciendo la junta de goma (14) dicho
cierre. Simultáneamente, el brazo de la varilla (18) se desplaza
desde la zona (30) del surco cerrado (23) hacia el brazo (22) del
calado (21) del disyuntor (9) pasando por la parte del surco
cerrado (23) ilustrado con el signo de referencia (31). Tras este
desplazamiento, el extremo de la varilla (18) queda situado en el
lugar del calado (21) referenciado con el número (32). Esto se
ilustra en la figura 10. Es decir, el recorrido de la varilla (18)
en su movimiento sigue los signos de referencia (30
\rightarrow 31 \rightarrow
32). La pestaña exterior (15) del émbolo (8) está en contacto con
el tope (25) situado en el interior del tubo exterior (7),
impidiendo la salida del fluido de la válvula, adoptando el émbolo
(8) la segunda posición (52).
Si se corta el paso del fluido, éste disminuirá
la presión sobre la válvula (5, 6), de forma que el muelle (13) se
relaje y vuelva a situar al émbolo (8) en la posición de cierre de
los orificios de la pieza de entrada (26). Mientras ocurre este
desplazamiento del émbolo (8), en el interior del disyuntor (9), la
varilla (18) se desplaza desde el lugar (32) del brazo (22) del
calado (21), a lo largo de todo el brazo (22) del calado (21),
hasta llegar al surco cerrado (23) y, una vez en éste, pasa por la
parte del surco cerrado (23) ilustrada con el signo de referencia
(33) hasta quedar situado en el lugar del calado (21) referenciado
con el número (34). Esta situación se ilustra en la figura 11 y la
denominaremos situación de reposo 2. Es decir, el recorrido de la
varilla (18) en su movimiento sigue los signos de referencia (32
\rightarrow 33 \rightarrow
34). La pestaña exterior (15) del émbolo (8) adopta la
misma situación que cuando la varilla (18) está en el primer lugar
(30), bloqueando la entrada del fluido a la válvula, adoptando el
émbolo (8) la primera posición (51).
Una vez que la válvula (5, 6) está en esta
segunda posición de reposo (situación de reposo 2) ilustrada por
la figura 11, cuando se abre nuevamente el paso del fluido, el
fluido empuja al émbolo (8), pero éste hace un recorrido corto
marcado por el calado (21) y, más concretamente, por su surco
cerrado (23). Este recorrido corto del émbolo (8) se debe al hecho
de que la varilla (18) se desplaza desde el lugar (34) del surco
cerrado (23) del disyuntor (9) hacia el lugar ilustrado con el
número (35), deteniéndose en esta posición. Así, el disyuntor (9) es
sujetado mediante el enganche (28) de la varilla (18). Debido a que
el disyuntor (9) queda detenido en este lugar (35), se permite el
paso del fluido por el espacio que existe de holgura entre el
émbolo (8) y la pieza de entrada (26). Esto se ilustra en la figura
12. Es decir, el recorrido de la varilla (18) en su movimiento sigue
los signos de referencia (34 \rightarrow
35) (recorrido corto). La pestaña exterior (15) del émbolo (8)
adopta una posición intermedia, permitiendo el paso del fluido a
través de la válvula, adoptando el émbolo (8) la tercera posición
(53).
Si se corta de nuevo el paso del fluido, éste
perderá presión, por lo que el muelle (13) vuelve a situar al
émbolo (8) en la posición de reposo inicial (ilustrada en la figura
9). Es decir, el brazo de la varilla (18) se desplaza desde el
lugar (35) del surco cerrado (23) del disyuntor (9) hacia la zona
ilustrada con el número (30), deteniéndose en esta posición. Es
decir, el recorrido de la varilla (18) en su movimiento sigue los
signos de referencia (35 \rightarrow
30).
Una vez descrito el funcionamiento de las
válvulas (5, 6), el funcionamiento del conjunto del conmutador (1)
que comprende dos válvulas (5, 6) tal y como se ilustra en la
figura 1 es el siguiente:
Como ya se ha comentado anteriormente con
referencia a la figura 1, el conmutador (1) está formado por un
conducto principal (2) por el que puede entrar el fluido, a
continuación de lo cual hay dos conductos secundarios (3, 4), cada
uno de los cuales comprende una válvula (5, 6). Estos dos conductos
secundarios se conectan en paralelo, es decir, parten los dos del
mismo punto del conducto principal (2). Es decir, el término
"paralelo" debe entenderse con el significado dado en
electrónica, sin tener nada que ver con su definición geométrica.
Es, por tanto, irrelevante, la dirección, sentido u orientación
geográfica que tomen estos conductos secundarios (3, 4) o sus
prolongaciones. El fluido introducido por el conducto de entrada
(2) del conmutador (1) accede a los conductos secundarios (3, 4) y
llega simultáneamente a la entrada de ambas válvulas (5, 6).
Como posición inicial de estas dos válvulas (5,
6) se selecciona la siguiente: una de las válvulas (5) se pone en
la posición de reposo ilustrada en la figura.9 (reposo 1) y la otra
válvula (6) se pone en la posición de reposo ilustrada en la figura
11 (reposo 2). Es decir, en una posición inicial, la varilla (18)
de una de las válvulas (5) se coloca en el primer lugar (30), de
forma que el émbolo adopte la primera posición (50), y la varilla
(18) de la otra válvula (6) se coloca en el tercer lugar (34), de
forma que el émbolo (8) adopte la primera posición (51). Así, cada
vez que se abra y cierre el paso del fluido, éste saldrá por una u
otra válvula alternativamente, consiguiéndose el conmutador
automático para fluidos. Más concretamente, al abrirse el paso del
fluido, la válvula que estaba en posición de reposo 1 (figura 9)
pasará a la posición ilustrada en la figura 10. Es decir, su varilla
hará el recorrido (30 \rightarrow 31
\rightarrow 32). Simultáneamente, la
válvula que estaba en posición de reposo 2 (figura 11), pasará a la
posición ilustrada en la figura 12. Es decir, su varilla hará el
recorrido (34 4 35). Esto permite el paso del fluido por esta
válvula. Esto se ilustra en tres dimensiones en la figura 8 (a y
b), y de forma esquemática en la figura 15. Al siguiente cambio de
presión, la varilla de la primera válvula pasa de la posición 32 a
la 34, mientras que la varilla de la segunda válvula pasa de la
posición 35 a la 30. Esto se ilustra en tres dimensiones en la
figura 7(a y b), y de forma esquemática en la figura 14.
Gracias a esta alternancia de aperturas y cierres tan sencillos, el
fluido discurre alternativamente a través de una un otra válvula
(5, 6) y, por tanto, por uno otro conducto.
Como se ha dicho, el conmutador (1) de fluidos
de la presente invención está construido a partir de elementos de
gran sencillez y simplicidad. Más concretamente, la mayoría de los
elementos que lo forman (tubo exterior (7), émbolo (8), disyuntor
(9), etc.) están preferentemente fabricados de un material
plástico. Materiales plásticos adecuados para la puesta en práctica
de la invención pueden ser fácilmente identificados por un experto
en la materia. Ejemplo de estos materiales, sin carácter
limitativo, puede ser PVC. Esto redunda en un coste económico muy
bajo y una gran resistencia frente al deterioro. El muelle (13) es
preferentemente de un material inoxidable adecuado, tales como
metales, aleaciones metálicas o plásticos. Como ya se ha indicado
anteriormente, la varilla (18) es de un material adecuado para que
la varilla (18) se desplace a lo largo del recorrido o trayecto
indicado en la figura 6, y es preferentemente de un material
inoxidable adecuado, tales como metales, aleaciones metálicas o
plásticos.
A diferencia de las costosas instalaciones de
electroválvulas conocidas, el conmutador de la presente invención
está formado a partir de un sencillo mecanismo, que no requiere
apenas ningún tipo de mantenimiento, y que destaca por el reducido
coste de su fabricación y de sus materiales.
Por último, el conmutador (1) de fluidos de la
presente invención permite su acoplamiento a otros conmutadores (1)
similares, de forma que se consiga conmutar el flujo de un fluido no
sólo entre dos conductos, sino entre una pluralidad de conductos,
tal como cuatro conductos, ocho o más. Como ejemplo ilustrativo,
la figura 13 muestra una instalación formada por tres conmutadores
(1) de los descritos en esta descripción, y que permite, por tanto,
conmutar el paso de un fluido por cuatro conductos diferentes.
Obviamente, combinando un mayor número de conmutadores (1) se
consigue conmutar el paso de un fluido por un mayor número de
conductos diferentes.
Ejemplos de aplicación del conmutador automático
para fluidos de la presente invención son, entre otros muchos, los
siguientes: En la industria, para el envasado de fluidos, etc. En
la agricultura, en sistemas de riego por goteo, ya que con el
conmutador de la presente invención pueden regarse grandes
superficies de terreno con un solo control, ya que conectando
adecuadamente varios de estos conmutadores, el líquido,
principalmente agua, saldrá por dos, cuatro, ocho o más salidas, en
tiempos diferentes, cuando la presión del líquido sea la adecuada.
En sistemas de riego por aspersión, ya que se puede utilizar el
conmutador con las mismas posibilidades mencionadas para el riego
por goteo. En fuentes ornamentales, para efectuar juego de agua en
los surtidores.
A la vista de esta descripción y juego de
figuras, el experto en la materia podrá entender que la invención
ha sido descrita según algunas realizaciones preferentes de la
misma, pero que múltiples variaciones pueden ser introducidas en
dichas realizaciones preferentes, sin salir del objeto de la
invención tal y como ha sido reivindicada.
Claims (21)
1. Conmutador automático para fluidos (1) que
comprende un conducto principal (2) y dos conductos secundarios (3,
4) conectados a la salida del conducto principal (2), diseñado
para permitir e impedir alternativamente el paso de un fluido a
través de uno u otro conducto secundario (3, 4) en función de
impulsos de presión provocados por la presencia o ausencia de un
fluido que se introduzca por el conducto principal (2),
caracterizado por el hecho de que cada uno de dichos
conductos secundarios (3, 4) comprende en su interior una válvula
(5, 6) diseñada para adoptar diferentes posiciones que interrumpan
o permitan el paso del fluido a través del conducto secundario
respectivo (3, 4) como respuesta a la ausencia o presencia de
presión ejercida por dicho fluido introducido por el
conducto
principal (2).
principal (2).
2. Conmutador automático para fluidos (1) según
la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que cada
válvula (5, 6) comprende un émbolo (8) diseñado para adoptar tres
posibles posiciones que determinan que el fluido pueda atravesar o
no la válvula (5, 6).
3. Conmutador automático para fluidos (1) según
la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que cada
válvula (5, 6) comprende además un tubo exterior (7) que aloja a
dicho émbolo (8) y un muelle (13) alojado en el interior de dicho
tubo exterior (7) que se comprime o relaja en función de la
respectiva presencia o ausencia de presión ejercida por un
fluido.
4. Conmutador automático para fluidos (1) según
la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dicha
válvula (5, 6) se diseña para que, en ausencia de presión de un
fluido, el muelle (13) tienda a relajarse y empuje al émbolo (8)
hacia la entrada de la válvula (5, 6).
5. Conmutador automático para fluidos (1) según
cualquiera de las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado por
el hecho de que cada válvula (5, 6) comprende una pieza de entrada
(26) unida a un extremo del tubo exterior (7) que comprende unos
orificios a través de los cuales puede penetrar un fluido, y por el
hecho de que el émbolo (8) comprende una pestaña exterior (15) en
uno de sus extremos, estando dicha pestaña exterior (15) diseñada
para: bloquear la entrada del fluido a la válvula cuando el émbolo
(8) adopta una primera posición (50, 51) en la que la pestaña
exterior (15) está en contacto con la pieza de entrada (26) de la
válvula; para impedir la salida del fluido de la válvula cuando el
émbolo (8) adopta una segunda posición (52) en la que la pestaña
exterior (15) está en contacto con un tope (25) situado en el
interior del tubo exterior (7); y para permitir el paso del fluido
a través de la válvula cuando el émbolo (8) adopta una tercera
posición (53) intermedia entre las dos posiciones
anteriores.
anteriores.
6. Conmutador (1) según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que dicho émbolo (8) comprende
una junta de goma (14) situada junto a la pestaña exterior (15),
diseñada para quedar entre dicha pestaña exterior (15) y el tope
(25) del interior del tubo exterior (7) cuando el émbolo (8) adopte
la segunda posición (52).
7. Conmutador automático para fluidos (1) según
la reivindicación 5 ó 6, caracterizado por el hecho de que
cada válvula (5, 6) comprende además medios (9, 18, 19, 20) para
desplazar dicho émbolo (8) en el interior de dicho tubo exterior
(7), de forma que adopte una de las tres posibles posiciones (50,
51, 52, 53) en función de la presión ejercida por dicho fluido.
8. Conmutador automático para fluidos (1) según
la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que
dichos medios (9, 18, 19, 20) para desplazar el émbolo (8)
comprenden una varilla (18) sujeta mediante medios de sujeción (16)
al extremo del émbolo (8) opuesto a la pestaña exterior (15) y un
disyuntor (9) situado en el interior del émbolo (8) y que se
mantiene fijo mediante su unión a la pieza de entrada (26) de la
válvula.
9. Conmutador automático para fluidos (1) según
la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que dicha
varilla (18) se diseña para que, como consecuencia de la presión
ejercida por un fluido a la entrada de la válvula o como
consecuencia de la presión ejercida por el muelle (13) al quedar
liberado de la presión del fluido, pueda desplazarse a lo largo de
un calado (21) trazado en el interior de dicho disyuntor (9).
10. Conmutador automático para fluidos (1) según
la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que dicho
calado (21) comprende cuatro lugares (30, 32, 34, 35) en los que
la varilla (18) puede detenerse y a los que la varilla (18) puede
engancharse mediante unos medios de sujeción (28) situados en su
extremo opuesto al extremo (24) mediante el cual la varilla (18) se
sujeta al émbolo (8).
11. Conmutador automático para fluidos (1) según
la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que
dichos cuatro lugares del calado (21) en los que la varilla (18)
puede detenerse y a los que la varilla (18) puede engancharse son
los siguientes:
- un primer lugar (30) tal que, cuando la
varilla (18) está detenida en él, la pestaña exterior (15) del
émbolo (8) está en contacto con la pieza de entrada (26) de la
válvula, bloqueando la entrada del fluido a la válvula, adoptando
el émbolo (8) dicha primera posición (50);
- un segundo lugar (32) tal que, cuando la
varilla (18) está detenida en él, la pestaña exterior (15) del
émbolo (8) está en contacto con el tope (25) situado en el
interior del tubo exterior (7), impidiendo la salida del fluido de
la válvula, adoptando el émbolo (8) dicha segunda posición
(52);
- un tercer lugar (34) tal que, cuando la
varilla (18) está detenida en él, la pestaña exterior (15) del
émbolo (8) adopta la misma situación que cuando la varilla (18)
está en el primer lugar (30), bloqueando la entrada del fluido a la
válvula, adoptando el émbolo (8) dicha primera posición (51);
-un cuarto lugar (35) tal que, cuando la varilla
(18) está detenida en él, la pestaña exterior (15) del émbolo (8)
adopta una posición intermedia, permitiendo el paso del fluido a
través de la válvula, adoptando el émbolo (8) dicha tercera
posición (53).
12. Conmutador automático para fluidos (1) según
la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que, en
una posición inicial, la varilla (18) de una de las válvulas (5) se
coloca en el primer lugar (30), de forma que el émbolo adopte la
primera posición (50), y la varilla (18) de la otra válvula (6) se
coloca en el tercer lugar (34), de forma que el émbolo (8) adopte
la primera posición (51).
13. Conmutador (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 12, caracterizado por el hecho de que
dicho calado (21) comprende un primer brazo (22) que se abre en dos
ramas (31, 33) para luego cerrarse formando un surco cerrado
(23).
14. Conmutador (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 13, caracterizado por el hecho de que
dicho disyuntor (9) comprende dos semicilindros (19, 20) unidos
entre sí formando un cilindro.
15. Conmutador (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 14, caracterizado por el hecho de que
el disyuntor (9) está formado por un material plástico.
16. Conmutador (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 15, caracterizado por el hecho de que
la varilla (18) está formado por un material que se elige de entre
el grupo formado por: metal, aleación metálica y plásticos.
17. Conmutador (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 16, caracterizado por el hecho de que
el tubo exterior (7) está formado por un material plástico.
18. Conmutador (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 17, caracterizado por el hecho de que
el muelle (13) está formado por un material que se elige de entre
el grupo formado por: metal, aleación metálica y plásticos.
19. Conmutador (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 18, caracterizado por el hecho de que
el émbolo (8) está formado por un material plástico.
20. Conmutador (1) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que dicho fluido es un líquido.
21. Instalación (40) para la conmutación
automática de fluidos que comprende al menos dos conmutadores (1)
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20 conectados entre
sí.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES200602634A ES2324570B1 (es) | 2006-10-17 | 2006-10-17 | Conmutador automatico para fluidos. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200602634A ES2324570B1 (es) | 2006-10-17 | 2006-10-17 | Conmutador automatico para fluidos. |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2324570A1 ES2324570A1 (es) | 2009-08-10 |
| ES2324570B1 true ES2324570B1 (es) | 2010-05-31 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200602634A Expired - Fee Related ES2324570B1 (es) | 2006-10-17 | 2006-10-17 | Conmutador automatico para fluidos. |
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| DE4327618A1 (de) * | 1993-08-17 | 1995-02-23 | Gardena Kress & Kastner Gmbh | Fluidverteiler, insbesondere zur Wasserverteilung in Bewässerungseinrichtungen |
| FR2710125B3 (fr) * | 1993-09-17 | 1996-04-12 | Carlier Anny | Procédé et dispositif de distribution séquentielle de fluides. |
-
2006
- 2006-10-17 ES ES200602634A patent/ES2324570B1/es not_active Expired - Fee Related
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