ES2342855T3 - Unidad de mando para el accionamiento de una valvula de presion, particularmente de una valvula de presion diferencial de una cabina de avion. - Google Patents

Abstract

Unidad de mando (100) para el accionamiento de una válvula de presión, particularmente para el accionamiento de una válvula de sobrepresión de una cabina de avión, con un cuerpo de ajuste (20) y un actuador (30) controlado por presión para el accionamiento del cuerpo de ajuste (20) en función de un valor límite de presión predeterminado, en donde el valor límite de presión se puede ajustar mediante un dispositivo de ajuste, caracterizado porque el dispositivo de ajuste comprende una primera unidad de ajuste (40) y una segunda unidad de ajuste (50), en donde mediante la primera unidad de ajuste (40) se puede ajustar el cuerpo de ajuste (20), y mediante la segunda unidad de ajuste (50) se puede ajustar el actuador (30).

Description

Unidad de mando para el accionamiento de una válvula de presión, particularmente de una válvula de presión diferencial de una cabina de avión.

La presente invención se refiere a una unidad de mando para el accionamiento de una válvula de presión, particularmente de una válvula de sobrepresión de una cabina de avión. La unidad de mando comprende un cuerpo de ajuste y un actuador controlado por presión para el accionamiento del cuerpo de ajuste en función de un valor límite de presión predeterminado. El valor límite de presión se puede ajustar mediante un dispositivo de ajuste.

Del estado de la técnica se conocen diferentes tipos de unidades de mando y válvulas de presión.

El documento US 3,856,042 publica una unidad de mando para el accionamiento de una válvula de presión. La válvula se controla a través de un emisor de señal y un motor paso a paso, y regula la presión de gas de un gas procedente de una fuente de gas conducido a través de una conducción de gas, que debe de controlar un actuador. Como cuerpo de ajuste está prevista una válvula esférica que se puede desplazar hacia la izquierda en contra de un resorte, de tal forma que en función de la presión de gas existente en la cámara de presión, el gas que fluye a través de la conducción hacia la cámara de presión se puede evacuar desde allí a través del orificio de salida y de la conducción en dirección hacia el actuador. Un orificio, en cuyo interior se encuentran dispuestos un resorte y el cuerpo de ajuste, está fijado y obturado a una rosca mediante un obturador de protección. El obturador de protección sirve como contraapoyo para el resorte. La cámara de presión está limitada por un lado por la placa final en forma de una carcasa y por el otro lado por una membrana flexible. La membrana está dispuesta sobre una placa, pretensada mediante un resorte con una fuerza determinada. Un pivote se encuentra unido a la placa, que empuja el cuerpo de ajuste hacia la izquierda para un determinado valor límite de presión y deja libre el orificio. La fuerza ejercida por el resorte sobre la placa y el pivote y de este modo sobre el cuerpo de ajuste se puede ajustar mediante un mecanismo de ajuste.

El documento US 3,699,998 publica un regulador de presión con un cuerpo de válvula desplazable longitudinalmente, un primer resorte que proporciona una tensión inicial para situar el cuerpo de válvula en una posición abierta, y una membrana, fijada entre dos placas metálicas. La fuerza elástica del resorte se puede ajustar a través de la
manija.

Para proteger una cabina de avión frente a una sobrecarga debida a la excesiva diferencia de presión entre la presión de la cabina y la presión del entorno, independientemente de sistemas electrónicos de regulación, se emplea habitualmente una válvula de seguridad con una unidad de mando en forma de un interruptor de presión mecánico-neumático. Un interruptor de presión tradicional de este tipo comprende una unidad de sensor y una unidad de conmutación. Para ello, la unidad de sensor dispone de un resorte de trabajo, un resorte de ajuste y una membrana rodante. La tensión inicial del resorte de ajuste se puede modificar en función del giro de un tornillo de ajuste. En cualquier caso, el intervalo de trabajo del interruptor de presión viene determinado por la tensión inicial del resorte de trabajo. Este resorte de trabajo se fija durante el ensamblaje de la unidad de mando, de tal forma que la tensión inicial, y con ello el intervalo de trabajo, quedan predefinidos de forma fija. El ensamblaje se realiza de tal forma que el resorte de ajuste actúa en contra del resorte de trabajo, con lo que el punto de conmutación del interruptor de presión se obtiene a partir de la suma de las dos fuerzas elásticas de tensión inicial de direcciones opuestas. Para lograr un disparo de la unidad de conmutación, a partir de un valor predeterminado de la contrapresión, se genera un empuje a través de la membrana rodante, sobre cuya superficie de actuación actúa una fuerza presión como consecuencia de la solicitación con la diferencia de presión, que actúa sobre un empujaválvulas de la unidad de mando y lleva de este modo a un cuerpo de válvula a su posición de apertura, por ejemplo.

En estas unidades de mando conocidas se ha mostrado como inconveniente el hecho de no poder seguir cumpliendo los cada vez mayores requisitos en lo que respecta a la precisión de conmutación y al comportamiento a largo plazo sobre la base de la conformación tradicional.

El objeto de la invención es el de proporcionar una unidad de mando para el accionamiento de una válvula de presión mediante la cual se logre una elevada precisión de conmutación y resistente a las influencias que actúan sobre ella en lo que respecta a su comportamiento a largo plazo.

Este objetivo se resuelve mediante una unidad de mando para el accionamiento de una válvula de presión del tipo mencionado en la introducción, cuyo dispositivo de ajuste comprende una primera unidad de ajuste y una segunda unidad de ajuste, en donde mediante la primera unidad de ajuste se puede ajustar el cuerpo de ajuste, y mediante la segunda unidad de ajuste se puede ajustar el actuador.

La unidad de mando de acuerdo con la invención se basa, entre otros, en la utilización de una de las unidades de ajuste para el ajuste grueso de, por ejemplo, el intervalo de presión de trabajo, la posición inicial del actuador o del cuerpo de ajuste o del valor límite de presión, y de otra unidad de ajuste diferente de la unidad de ajuste anteriormente mencionada para el ajuste fino de al menos uno de los parámetros anteriormente mencionados. En otras palabras, se propone un sistema de ajuste compuesto por al menos dos fases, en donde mediante al menos una primera fase se realiza un ajuste grueso y mediante al menos una segunda fase se realiza un ajuste fino de los parámetros
deseados.

De este modo es posible emplear el cuerpo de ajuste como componente de una válvula, por ejemplo de una válvula de aguja, o emplearlo para la regulación del flujo de un medio de presión para el mando de una válvula conectada a continuación. La unidad de mando propuesta se denomina también interruptor de presión.

En una conformación preferida, las diferentes unidades de ajuste se encuentran dispuestas y ubicadas de tal forma que es posible una variación de la posición relativa del cuerpo de ajuste con respecto al actuador o viceversa y/o una variación de la fuerza de tensión inicial de al menos una de las unidades de resorte en conexión activa con una unidad de ajuste, el cuerpo de ajuste o el actuador.

La unidad de mando de acuerdo con la invención se emplea preferentemente para el mando de la caída de presión entre una cabina de avión y del entorno que la rodea. Básicamente, la unidad de mando se adecúa también de forma general para el mando de un dispositivo de accionamiento neumático.

Mediante una tensión inicial dirigida de las fuerzas entre el actuador y el cuerpo de ajuste se suprime la oscilación del sistema resorte/masa, lo que permite desplazar la frecuencia de resonancia a valores más altos, menos críticos. Estos efectos dan lugar a un comportamiento vibratorio mejorado, es decir, a una unidad de mando o interruptor de presión menos sensible con respecto a las vibraciones.

Otra ventaja se obtiene en lo que respecta a la estabilidad a largo plazo, al poder reducir estados inestables. De este modo se pueden evitar por ejemplo variaciones del punto de referencia mediante el giro de resortes o una elevación desigual de la caja del resorte. El comportamiento de rendimiento de la unidad de mando se puede definir básicamente a través de las propiedades del actuador, fundamentalmente cuando se utiliza una cápsula de presión (por ejemplo, NiBe2) como actuador. No es necesaria una combinación de resortes con una membrana rodante de goma. Además también se pueden evitar efectos de envejecimiento tales como, por ejemplo, el desgaste de los materiales.

También se puede lograr un comportamiento térmico mejorado. De este modo, mediante la conformación correspondiente de la geometría o de las dimensiones y una selección adecuada de los materiales se pueden dimensionar los componentes o elementos de la unidad de mando de tal forma que las variaciones resultantes de efectos externos, particularmente de efectos térmicos, se pueden anular o compensar mutuamente en su mayor medida. De este modo se puede obtener una unidad de mando menos sensible en su comportamiento térmico en comparación con formas de realización tradicionales. A este respecto, también se puede hablar de una compensación activa de la temperatura. Los materiales se pueden elegir particularmente en lo que respecta a unos coeficientes de dilatación longitudinal o coeficiente de dilatación térmica y/o módulos de elasticidad adecuados, para lograr una amplia compensación
térmica.

Particularmente, se puede mejorar notablemente la sensibilidad a la temperatura con respecto a una cápsula de presión descompensada mediante el emparejamiento de los componentes, es decir, por ejemplo, la sintonización mutua de los materiales y de los coeficientes de dilatación longitudinal de la cápsula de presión con respecto a la carcasa y al cuerpo de ajuste.

En las reivindicaciones 2 a 25 se describen conformaciones ventajosas de la unidad de mando de acuerdo con la invención.

Una conformación ventajosa consiste en que la segunda unidad de ajuste esté dispuesta para el ajuste grueso del valor límite de presión y que la primera unidad de ajuste esté dispuesta para el ajuste fino del valor límite de presión, o viceversa. Ello permite un ajuste preciso de la presión de respuesta con respecto al punto de conmutación para el accionamiento del cuerpo de ajuste a través del actuador.

El actuador comprende ventajosamente un cuerpo de membrana deformable en función de la presión. En otras palabras, el cuerpo de membrana se deforma en mayor o menor medida en función de la presión solicitada. En una conformación ventajosa, el cuerpo de membrana presenta un fuelle o una cápsula de presión, particularmente de metal. A diferencia de la conformación tradicional con dos resortes de presión y una membrana rodante, un cuerpo de membrana de este tipo presenta un comportamiento de conmutación mejorado debido a su menor histéresis. De esta forma, por ejemplo, la elevación a generar por el actuador para el accionamiento del cuerpo de ajuste se puede producir exclusivamente mediante una cápsula metálica de presión o un fuelle metálico. Además, las cápsulas de presión conformadas en una o varias etapas presentan un buen comportamiento a largo plazo.

En un perfeccionamiento ventajoso, la primera unidad de ajuste comprende un primer soporte, mediante el cual el cuerpo de ajuste queda alojado en una primera cámara y se puede posicionar de forma variable y/o la segunda unidad de ajuste presenta un segundo soporte, mediante el cual el actuador queda alojado en una segunda cámara y se puede posicionar de forma variable. De este modo, el actuador, preferentemente una cápsula de presión, queda alojado en la segunda cámara mediante el segundo soporte y está sometido a una diferencia de presión formada por la diferencia de presión entre la presión de cabina y la presión del entorno.

En una conformación ventajosa, el primer soporte y/o el segundo soporte comprenden un roscado de soporte, que se puede encajar preferentemente con un roscado de carcasa. De este modo se puede fijar la primera unidad de ajuste o la segunda unidad de ajuste de una forma sencilla mediante el primer soporte o mediante el segundo soporte, y modificar la distancia de separación entre el cuerpo de ajuste y el actuador mediante el giro de uno o de todos los soportes y ajustar el valor limite de presión. El primer soporte y/o el segundo soporte están ventajosamente sujetados a la pared de la carcasa mediante una abertura conformada en un roscado. Los roscados sirven además de para posicionar el cuerpo de ajuste y/o el actuador al mismo tiempo para la fijación de los soportes o de las unidades de ajuste a la carcasa de la unidad de mando.

También resulta ventajoso el hecho de que el primer soporte y/o el segundo soporte comprendan un elemento de fijación para la fijación del primer soporte y/o del segundo soporte, en donde el roscado de soporte se puede encajar preferentemente con un roscado de carcasa. Asimismo, el elemento de fijación se puede encajar con el roscado de soporte. De este modo se pueden lograr las funciones deseadas para cada uno de los componentes mediante unos sencillos elementos de roscado y un número mínimo de componentes necesarios.

La segunda cámara se puede solicitar preferentemente a través de un primer canal con una presión de entorno y el actuador a través de un segundo canal con una presión de cabina.

Para reducir aún más los componentes de la unidad de mando, el segundo soporte forma al mismo tiempo el segundo canal. En otras palabras, el segundo canal está integrado en el segundo soporte y discurre preferentemente a lo largo de un canal tubular interior.

En otra conformación preferida, una unidad de resorte está acoplada con el actuador y/o con el elemento de ajuste. En otras palabras, el actuador, el cuerpo de ajuste o tanto el cuerpo de ajuste como el actuador pueden estar en conexión activa con una unidad de resorte, que puede ser a su vez componente de una o de varias unidades de ajuste. En una realización alternativa, la unidad de resorte puede estar intercalada entre el actuador y el cuerpo de ajuste.

Con respecto al cuerpo de ajuste, también se muestra como ventajoso el hecho de que éste comprenda un émbolo guiado de forma desplazable, particularmente un empujaválvulas. Un émbolo de este tipo o empujaválvulas puede estar dotado de una tensión inicial a través de, por ejemplo, una unidad de resorte en una posición de apertura o en una posición de cierre. Al mismo tiempo, la tensión inicial de la unidad de resorte se puede utilizar para modificar el punto de conmutación en un pequeño intervalo en función de la tensión inicial.

En un perfeccionamiento ventajoso, el cuerpo de ajuste comprende un cuerpo de válvula para la apertura o cierre de un conducto de unión que se encuentra preferentemente unido con la primera cámara. De este modo, la primera cámara puede ser al menos parcialmente parte del conducto de unión, de tal forma que el cuerpo de válvula puede cerrar o abrir un flujo a través del conducto de unión. El cuerpo de válvula presenta ventajosamente una unidad de obturación, particularmente una junta de obturación, para la apertura o cierre del conducto de unión. La junta de obturación puede estar conformada, por ejemplo, mediante un cono de obturación, que se mantiene en su posición de cierre mediante una fuerza ejercida, por ejemplo, por la unidad de resorte.

La unidad de mando comprende ventajosamente una carcasa, en donde la primera unidad de mando y la segunda unidad de mando están conformadas y dispuestas de forma accesible por un lado de la carcasa. Ello permite un ajuste sencillo de las unidades de ajuste incluso en las generalmente estrechas dimensiones espaciales. Básicamente las unidades de ajuste también pueden estar conformadas y dispuestas de tal forma que puedan ser manejadas desde diferentes lados de la carcasa o secciones de carcasa.

En otra forma preferida de realización, las dimensiones y los valores característicos de los materiales de cada uno de los componentes individuales de la unidad de mando, particularmente del cuerpo de ajuste, del empujaválvulas, del actuador, de las unidades de ajuste, de los soportes, de la unidad de resorte y/o de la carcasa o de las secciones individuales de la carcasa, se encuentran previamente sintonizadas entre sí para la compensación de los efectos térmicos. De este modo es posible compensar dilataciones longitudinales e influencias sobre el módulo de elasticidad, y garantizar la estabilidad térmica de la unidad de mando. Las diferentes dilataciones térmicas de los componentes se aprovechan ventajosamente de tal forma que se compensan en su totalidad los efectos individuales de la influencia térmica correspondiente sobre el módulo de elasticidad del componente. De este modo se puede compensar el efecto térmico que actúa sobre el actuador, en forma de, por ejemplo, una cápsula de presión. Asimismo, la característica de elevación/presión de la cápsula está dimensionada de tal forma que la compensación de temperatura muestra un efecto uniforme a lo largo de un amplio intervalo de presiones (intervalo útil).

En una conformación preferida, la primera sección de la carcasa, la segunda sección de la carcasa, el cuerpo de ajuste, el actuador, particularmente la cápsula de presión, al menos una de las unidades de ajuste, al menos uno de los soportes y/o la unidad de resorte, presentan como valor característico del material al menos un coeficiente de dilatación longitudinal, en donde los coeficientes de dilatación longitudinal de al menos dos de los componentes anteriormente mencionados se encuentran sintonizados entre sí de forma dirigida para la compensación de influencias de la temperatura.

Asimismo, la primera sección de la carcasa, la segunda sección de la carcasa, el cuerpo de ajuste, el actuador, particularmente la cápsula de presión, al menos una de las unidades de ajuste, al menos uno de los soportes y/o la unidad de resorte pueden comprender al menos un módulo de elasticidad como valor característico del material, en donde los módulos de elasticidad de al menos dos de los componentes anteriormente mencionados se encuentran sintonizados entre sí de forma dirigida para la compensación de influencias de la temperatura.

Mediante la selección adecuada de los coeficientes de dilatación longitudinal o de los coeficientes de dilatación térmica y/o de los módulos de elasticidad y/o de la geometría o de las dimensiones, los componentes o elementos de la unidad de mando pueden estar dimensionados de tal forma que las variaciones resultantes como consecuencia de influencias externas, particularmente de influencias de la temperatura, se pueden compensar o suprimir mutuamente en gran medida. De este modo se puede obtener una unidad de mando cuyo comportamiento térmico es entre 10 y 20 veces menos sensible que las formas de realización tradicionales. En este sentido también se puede hablar de una compensación activa de la temperatura.

Particularmente, mediante el emparejamiento de los componentes, es decir, por ejemplo, mediante la sintonización mutua de los materiales y de los coeficientes de dilatación longitudinal de la cápsula de presión con respecto a la carcasa y el cuerpo de ajuste, es posible mejorar la sensibilidad térmica en un factor de entre 10 y 20 con respecto a una cápsula de presión no compensada.

Asimismo, la sensibilidad con respecto a las vibraciones se puede mejorar en aproximadamente 30 veces con respecto a formas de realización tradicionales, mediante el uso de una membrana de goma.

Asimismo, con respecto a la sensibilidad gravitatoria se puede lograr una mejora de aproximadamente 4 veces. Además también se puede lograr una buena estabilidad a largo plazo (por ejemplo, inferior a aproximadamente 2 hPa tras 1 millón de ciclos de presión).

Asimismo, una unidad de mando de este tipo es menos sensible a la histéresis.

El actuador dispone ventajosamente de un intervalo de trabajo y de una curva característica y se puede ajustar para una compensación de temperatura sustancialmente constante dentro del intervalo de trabajo.

El actuador comprende preferentemente una cápsula de presión, que presenta un intervalo de trabajo desde 300 mbar aproximadamente hasta 900 mbar aproximadamente, particularmente desde 500 mbar aproximadamente hasta 700 mbar aproximadamente, y la curva característica de la cápsula de presión está dimensionada de tal forma que se puede ajustar una compensación de temperatura sustancialmente constante dentro del intervalo de trabajo.

En una conformación preferida, el cuerpo de ajuste y el actuador se encuentran separados entre sí a una distancia predeterminada de separación en una primera posición, y en contacto para el accionamiento del cuerpo de ajuste en una segunda posición. Mediante la distancia de separación existente en la primera posición se debe evitar que se produzca un desgaste de estos componentes debido a vibraciones y a la fricción que aparecería como consecuencia de ello. Asimismo, en una conformación de este tipo tampoco se produce ninguna vibración propia. La distancia de separación se puede elegir en función del valor límite de presión predeterminado o del punto de conmutación.

En otra conformación ventajosa está previsto que el cuerpo de ajuste y el actuador se encuentren constantemente en contacto, preferentemente de forma permanente, durante el uso previsto de la unidad de mando. Esto se consigue preferentemente haciendo que el cuerpo de ajuste se mantenga en la segunda posición, preferentemente de forma permanente, debido a la fuerza ejercida por la unidad de resorte. En otras palabras, el cuerpo de ajuste se mantiene en una posición empujada contra el actuador. La tensión inicial requerida correspondiente de la unidad de resorte se puede ajustar a su vez, por ejemplo, a través del soporte. De este modo se puede reducir o evitar cualquier vibración y el desgaste provocado por ello de los componentes que entran en contacto, así como una derivación del punto de conmutación.

Asimismo, el actuador puede estar provisto de una unidad de actuación, particularmente una placa de exploración, que se puede situar en contacto con el cuerpo de ajuste. Una placa de este tipo se compone de un material resistente al desgaste, como, por ejemplo, un acero inoxidable para resortes, piedra preciosa o cerámica, para evitar un desgaste y con ello una deriva debida a una variación de la longitud del empujaválvulas.

A continuación se describe más detalladamente la invención con referencia a los dibujos. Éstos muestran esquemáticamente:

fig. 1 una sección longitudinal a través de una primera forma de realización de la unidad de mando de acuerdo con la invención,

fig. 2 una sección longitudinal a través de una segunda forma de realización de la unidad de mando de acuerdo con la invención.

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Las unidades de mando 100 representadas en las fig. 1 y 2 sirven para el accionamiento de una válvula de sobrepresión de una cabina de avión.

La unidad de mando 100 representada en la fig. 1 comprende una carcasa 1 con una primera sección 2 de carcasa y una segunda sección 3 de carcasa. Las dos secciones 2, 3 de carcasa están atornilladas entre sí. En la primera sección 2 de carcasa está dispuesto un conducto de unión 7 con un primer orificio 8 y un segundo orificio 9. Una primera cámara 5 es un componente parcial del conducto de unión 7 y presenta una pared interior 6. La segunda sección 3 de carcasa presenta una segunda cámara 10, que se puede someter a una presión del entorno a través de un canal 12.

La unidad de mando 100 comprende además un cuerpo de ajuste 20 en forma de empujaválvulas 22 guiado de forma forzada a través de la primera sección 2 de carcasa, y un actuador 30 dispuesto en la segunda cámara 10 en la segunda sección 3 de carcasa. El empujaválvulas 22 dispone de un primer extremo 23 y de un segundo extremo 24, y presenta entre estos extremos 23, 24 un cono de obturación 26 a modo de cuerpo de válvula para el cierre o apertura del conducto de unión 7. En la posición de cierre representada en la fig. 1 del cono de obturación 26, una junta de obturación 28 del cono de obturación 26 se apoya de forma hermética contra la pared interior 6 de la primera cámara 5. El actuador 30 está conformado como cuerpo de membrana en forma de una cápsula de presión 34. Esta cápsula de presión 34 está situada en la segunda cámara 10 y presenta una placa de exploración 35, prevista para el contacto con el primer extremo 23 del empujaválvulas 22.

El cuerpo de ajuste 20 se puede posicionar con respecto a la primera sección 2 de carcasa por un lado de forma variable en su posición y por otro lado de forma fija a ésta a través de una primera unidad de ajuste 40. Con este objetivo, la primera unidad de ajuste 40 comprende un primer portador 42 en forma de casquillo de ajuste con un roscado de ajuste exterior como roscado de soporte 44, que se encuentra encajado con la primera sección 2 de carcasa a través de un roscado 46 de carcasa. Un elemento de fijación 47 en forma de una contratuerca sirve para la fijación adicional del primer soporte 42 a la carcasa 1.

En el extremo del primer soporte 42 que sobresale de la cámara 5 está previsto un resalto 48, a cuyo primer extremo 62 se encuentra fijada una unidad de resorte 60. Un segundo extremo 64 de la unidad de resorte 60 está fijado a un resalto del cono de obturación 26 del cuerpo de ajuste 20. La unidad de resorte 60 acopla el cuerpo de ajuste 20 con la primera unidad de ajuste 40. La tensión inicial ejercida por la unidad de resorte 60 actúa como una fuerza de retroceso que actúa en la dirección B sobre el empujaválvulas 22 y mantiene a éste a una presión nominal por debajo del valor límite de presión en su posición de cierre presionada de forma hermética contra la pared interior 6.

El actuador en forma de cápsula de presión 34 se puede posicionar con respecto a la segunda sección 3 de carcasa por un lado de forma variable en su posición y por otro lado de forma fija a ésta a través de una segunda unidad de ajuste 50. Con este objetivo, la segunda unidad de ajuste 50 comprende un segundo soporte 52 en forma de un casquillo de ajuste con un roscado de ajuste exterior conformado como roscado de soporte 54, que se encuentra encajado con la segunda sección 3 de carcasa a través de un roscado 56 de carcasa. Un elemento de fijación 57 sirve para la fijación adicional del segundo soporte 52 a la carcasa 1. Asimismo, el segundo soporte 52 presenta un canal 58 tubular interior para la formación de una unión entre la cabina y el interior de la cápsula de presión 34. De este modo se puede evacuar el medio a presión existente en la cabina hacia el interior de la cápsula de presión 34, y solicitar la cápsula de presión 34 por su interior con la presión de la cabina.

Para el ajuste del valor limite de presión a partir del cual la cápsula de presión 34 acciona el empujaválvulas 22, se gira en primer lugar el segundo soporte 52. De este modo se reduce o amplia la distancia separación C mostrada en una sección ampliada en la fig. 1 entre la placa de exploración 35 y el primer extremo 23 del empujaválvulas 22, y de este modo se ajusta el intervalo de conmutación de la unidad de mando 100. El ajuste exacto del valor limite de presión o del punto de conmutación se realiza mediante el giro del primer soporte 42 y de la variación provocada por ello de la tensión inicial de la unidad de resorte 60 sobre el empujaválvulas 22. Una vez finalizado el ajuste se fijan el primer soporte 42 y el segundo soporte 52 mediante los elementos de fijación 47, 57 a la carcasa 1.

En una situación inicial de la unidad de mando 100, la primera unidad de ajuste 40 y la segunda unidad de ajuste 50 se encuentran en las posiciones mostradas en la fig. 1. Asimismo, la cápsula de presión 34 se encuentra en la posición inicial identificada mediante la línea continua. En esta posición existe una distancia de separación C entre el primer extremo 23 del empujaválvulas 22 y la placa de exploración 35 (véase la representación ampliada de la fig. 1). El empujaválvulas 22 se encuentra en su posición de cierre, en la que el cono de obturación 2 6 se apoya de forma hermética por su junta de obturación 28 contra la pared interior 6 la primera cámara 5.

El medio de presión existente en la cabina llega hasta el interior de la cápsula de presión 34 a través del canal 58 conformado por el segundo soporte 52, y ejerce una presión sobre la membrana de la cápsula de presión 34 correspondiente a la presión de la cabina. Asimismo, un medio a presión del entorno llega hasta la segunda cámara 10 a través del canal 12 y solicita la cara exterior de la cápsula de presión 34 con la presión del entorno. La diferencia entre la presión de cabina existente en el interior de la cápsula de presión 34 y la presión de entorno existente en el lado exterior de la cápsula de presión 34 produce la diferencia de presión que actúa sobre la cápsula de presión 34, que se debe de controlar mediante la unidad de mando 100 y que se debe de modificar en caso de superar el valor limite de presión ajustado mediante las unidades de ajuste 40, 50.

En el presente ejemplo de realización, en lo sucesivo, la presión de cabina es mayor que la presión del entorno. De este modo se produce una diferencia de presión que actúa sobre la cápsula de presión, que da lugar a una deformación de la cápsula de presión 34 en una dirección A hacia la posición representada mediante línea discontinua. Para el caso en que la elevación de la placa de exploración 35 provocada por la deformación sea mayor que la distancia de separación C, sólo se empujará el empujaválvulas 22 aún más en la dirección A en caso de que la fuerza procedente de la cápsula de presión 34 sobre el empujaválvulas 22 (en dirección A) sea mayor que la tensión inicial ejercida por la unidad de resorte 60 (en dirección B). En este caso, el cono de obturación 26 perderá contacto con la pared interior 6 y pasará a su posición de apertura. El empujaválvulas 22 se encuentra ahora en su posición abierta. Ahora es posible un flujo de otro medio de presión a través del conducto de unión 1, Este flujo puede controlar, por ejemplo, una válvula de sobrepresión conectada a continuación. Del mismo modo, el empujaválvulas 22, la unidad de resorte 60 y el primer soporte 42 pueden formar una válvula de conmutación, que se controla a través de la cápsula de presión 34.

Ante una reducción posterior de la diferencia de presión existente, retrocede de nuevo la deformación de la cápsula de presión 34. Tan pronto como la tensión inicial ejercida por la unidad de resorte 60 en dirección B sea mayor que la fuerza ejercida por la diferencia de presión sobre la cápsula de presión 34, el empujaválvulas 22 vuelve a su posición de cierre, en la que el cono de obturación 26 se vuelve a apoyar de nuevo de forma hermética contra la pared interior 6 de la primera cámara 5. Como consecuencia de ello, el flujo a través del conducto de unión 7 está cerrado y se controla correspondientemente también una válvula de sobrepresión posiblemente conectada a continuación.

La unidad de mando 100 mostrada en la fig. 2 se diferencia de la conformación de la primera forma de realización básicamente en que el primer soporte 42 y el segundo soporte 52 son accesibles y manejables desde un lado de la carcasa. Tal y como muestra la fig. 2, como consecuencia de esta conformación, las dos unidades de ajuste 40, 50 son accesibles desde el lado superior de la carcasa. El cuerpo de membrana 30 del actuador está realizado a modo de fuelle metálico 32. Asimismo, la unidad de resorte 60 conecta el primer soporte 42 con la placa de exploración 35, que se encuentra unida al extremo inferior del fuelle metálico 32. Para ello, la unidad de resorte 60 discurre de forma coaxial y al menos parcialmente por el interior del fuelle metálico 32. La rigidez de la unidad de resorte 60 es inferior a la rigidez del fuelle metálico 32. Asimismo, el empujaválvulas 22 se muestra en la fig. 2 en su posición de cierre y es parte de una válvula de aguja.

En un funcionamiento similar al descrito para la fig. 1, el fuelle metálico 32 se dilata hacia abajo al superar un valor límite de presión ajustado mediante las unidades de ajuste 40, 50 hasta tal punto que acciona el empujaválvulas 22 a través de la placa de exploración 35 de una placa rígida unida a ésta y la presiona hacia abajo. De este modo, la válvula de aguja puede controlar dispositivos adyacentes con control neumático (no representados), como, particularmente, una válvula de sobrepresión para una cabina de avión.

También en esta forma de realización, el ajuste grueso del valor límite de presión se realiza a través de la segunda unidad de ajuste 50, particularmente a través del segundo soporte 52, y el ajuste fino a través de la primera unidad de ajuste 40, particularmente a través del primer soporte 42. La tensión inicial de la unidad de resorte 60 se ajusta mediante el giro de un casquillo de ajuste 43 del primer soporte 42. Asimismo, el giro del casquillo de ajuste 43 y del segundo soporte 52 permiten la modificación de la distancia de separación entre el primer extremo 2 3 del empujaválvulas 22 y la placa de exploración 35.

Ambas formas de realización se caracterizan particularmente porque mediante la primera unidad de ajuste 40 y la segunda unidad de ajuste 50 se logra un dispositivo de ajuste para el ajuste exacto del valor límite de presión con respecto a un punto de conmutación de la unidad de mando 100 a través de un ajuste grueso y de un ajuste fino.

Asimismo, el uso de un cuerpo metálico de membrana 32, 34 para el actuador 30 garantiza un buen comportamiento a largo plazo. Además, el número de componentes requeridos se ha reducido notablemente en comparación con la conformación tradicional.

Por otro lado, la forma de realización de acuerdo con la fig. 1 está especialmente caracterizada porque la unidad de mando 100 se puede sintonizar de forma ampliamente insensible frente a influencias externas tales como vibración y/o temperatura.

De este modo, para la compensación de la temperatura se aprovechan las diferentes dilataciones térmicas de los componentes al predeterminar, por ejemplo, de forma dirigida los valores característicos de los materiales, particularmente con respecto al coeficiente de dilatación térmica, de tal forma que la suma del efecto provocado por la influencia de la temperatura se compensa sobre el módulo de elasticidad del actuador 30, particularmente de la cápsula de presión 34.

Adicionalmente o de forma alternativa, los valores característicos de las superficies activas de los componentes y particularmente la tensión inicial de la unidad de resorte 60 se pueden sintonizar previamente entre sí, de tal forma que en el valor límite de presión o en el punto de conmutación se encuentra presente un estado óptimo de equilibrio en lo que respecta al comportamiento vibratorio. Ello se consigue preferentemente haciendo que el empujaválvulas 22 se mantenga mediante la unidad de resorte 60 permanentemente en una posición en la que el primer extremo 23 del empujaválvulas 22 se mantenga presionado contra la placa de exploración 35. De este modo se puede reducir o evitar el desgaste del primer extremo 23. Además se evita un desplazamiento indeseado del punto de conmutación.

Lista de símbolos de referencia

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1

carcasa

2

primera sección de carcasa

3

segunda sección de carcasa

5

primera cámara

6

pared interior

7

conducto de unión

8

orificio

9

orificio

10

segunda cámara

12

canal

20

cuerpo de ajuste

22

empujaválvulas

23

primer extremo

24

segundo extremo

26

cono de obturación

28

junta de obturación

30

actuador

32

fuelle

34

cápsula de presión

35

placa de exploración

40

primera unidad de ajuste

42

primer soporte

43

casquillo de ajuste

44

roscado de soporte

46

roscado de carcasa

47

elemento de fijación

48

resalto

49

ranura

50

segunda unidad de ajuste

52

segundo soporte

54

roscado de soporte

56

roscado de carcasa

57

elemento de fijación

58

canal

60

unidad de resorte

62

primer extremo

64

segundo extremo

100

unidad de mando

A

dirección

B

dirección

C

distancia de separación

Claims (15)

1. Unidad de mando (100) para el accionamiento de una válvula de presión, particularmente para el accionamiento de una válvula de sobrepresión de una cabina de avión, con un cuerpo de ajuste (20) y un actuador (30) controlado por presión para el accionamiento del cuerpo de ajuste (20) en función de un valor límite de presión predeterminado, en donde el valor límite de presión se puede ajustar mediante un dispositivo de ajuste, caracterizado porque el dispositivo de ajuste comprende una primera unidad de ajuste (40) y una segunda unidad de ajuste (50), en donde mediante la primera unidad de ajuste (40) se puede ajustar el cuerpo de ajuste (20), y mediante la segunda unidad de ajuste (50) se puede ajustar el actuador (30).

2. Unidad de mando (100) según la reivindicación 1, caracterizada porque la segunda unidad de ajuste (50) está destinada para el ajuste grueso del valor límite de presión y la primera unidad de ajuste (40) está destinada al ajuste fino del valor límite de presión.

3. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el actuador (30) comprende un cuerpo de membrana (32, 34) deformable en función de la presión, en donde el cuerpo de membrana comprende preferentemente un fuelle (32) o una cápsula de presión (34), particularmente de metal.

4. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la primera unidad de ajuste (40) o la segunda unidad de ajuste (50) presentan un elemento de ajuste (42, 52) ajustable, particularmente un elemento roscado giratorio, para modificar la distancia de separación entre el cuerpo de ajuste (20) y el actuador (30).

5. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones la 4, caracterizada porque la primera unidad de ajuste (40) comprende un primer soporte (42), alojado y posicionable de forma variable en una primera cámara (5) a través del cuerpo de ajuste (20) y/o la segunda unidad de ajuste (50) comprende un segundo soporte (52), alojado y posicionable de forma variable en una segunda cámara (10) a través del actuador (30).

6. Unidad de mando (100) según la reivindicación 5, caracterizada porque la segunda cámara (10) se puede solicitar con una presión de entorno a través de un primer canal (12) y el actuador (30) con la presión de cabina a través de un segundo canal (58), en donde preferentemente el segundo soporte (52) forma el segundo canal (58).

7. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque una unidad de resorte (60) está acoplada con el actuador (30) y/o con el cuerpo de ajuste (20).

8. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el cuerpo de ajuste (20) comprende un cuerpo de válvula (26) para la apertura o cierre de un conducto de unión (7), conectado particularmente con la primera cámara (5).

9. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por una carcasa (1), en donde la primera unidad de ajuste (40) y la segunda unidad de ajuste (50) están conformadas y dispuestas de forma accesible desde un lado (2) de la carcasa.

10. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque las dimensiones y los valores característicos de los materiales de los componentes individuales de la unidad de mando (100), particular del cuerpo de ajuste (20), del empujaválvulas (22), del actuador (30, 32, 34), de las unidades de ajuste (40, 50), de los soportes (42, 52), de la unidad de resorte (60) y/o de la carcasa (1) están previamente mutuamente sintonizados entre sí para la compensación de influencias de la temperatura.

11. Unidad de mando (100) según la reivindicación 10, caracterizada porque la primera sección (3) de carcasa, la segunda sección (4) de carcasa, el cuerpo de ajuste (20), el actuador (30), particularmente la cápsula de presión (34), al menos una de las unidades de ajuste (40, 50), al menos uno de los soportes (42, 52) y/o la unidad de resorte (60) comprenden como valor característico del material al menos un coeficiente de dilatación longitudinal, en donde los coeficientes de dilatación longitudinal de al menos dos de los componentes anteriormente mencionados están mutuamente sintonizados de forma dirigida entre sí para la compensación de influencias de la temperatura, y/o porque la primera sección (3) de carcasa, la segunda sección (4) de carcasa, el cuerpo de ajuste (20), el actuador (30), particularmente la cápsula de presión (34), al menos una de las unidades de ajuste (40, 50), al menos uno de los soportes (42, 52) y/o la unidad de resorte (60) comprenden como valor característico del material al menos un módulo de elasticidad, en donde los módulos de elasticidad de al menos dos de los componentes anteriormente mencionados están mutuamente sintonizados de forma dirigida entre sí para la compensación de influencias de la temperatura.

12. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque el actuador (30) presenta un intervalo de trabajo y una curva característica y se puede ajustar una compensación de temperatura sustancialmente constante dentro del intervalo de trabajo, en donde el actuador (30) comprende preferentemente una cápsula de presión (34), que presenta un intervalo de trabajo desde 300 mbar aproximadamente hasta 900 mbar aproximadamente, particularmente desde 500 mbar aproximadamente hasta 700 mbar aproximadamente, y la curva característica de la cápsula de presión (34) está dimensionada de tal forma que se puede ajustar una compensación de temperatura sustancialmente constante dentro del intervalo de trabajo.

13. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque el cuerpo de ajuste (20) y el actuador (30) se encuentran separados entre sí una distancia de separación (C) predeterminada en una primera posición, y en una segunda posición se encuentran en contacto para el accionamiento del cuerpo de ajuste (20).

14. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque el cuerpo de ajuste (20) y el actuador (30) se encuentran en contacto constante, preferentemente permanente durante el uso previsto de la unidad de mando (100), y/o porque el cuerpo de ajuste (20) se mantiene de forma constante, preferentemente permanente, en la segunda posición debido a la fuerza ejercida por la unidad de resorte (60).

15. Unidad de mando (100) según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque el actuador (30) está provisto de una unidad de actuación, particularmente una placa de exploración (35), que se puede situar en contacto con el cuerpo de ajuste (20).