ES2349255T3 - Dispositivo de obturación multifuncional para filtro de lubrificación. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de seguridad por obturación triple con válvulas, denominado a continuación dispositivo multiválvulas (1), asociado a un bote de filtrado o bote-filtro amovible (2) en un circuito hidráulico, preferentemente un grupo de lubrificación, que comprende un cárter de aceite (10), siendo dichas válvulas: - una primera válvula (3) para el cierre de la salida de aceite en el filtro con vistas al desmontaje del filtro; - una segunda válvula de derivación o by-pass (4) que se abre cuando el filtro está colmatado; - una tercera válvula (5) que se abre en caso de sobrepresión en el circuito hidráulico; caracterizado porque las válvulas (3, 4, 5) son móviles según un solo y mismo eje de alineación (20) en el dispositivo multiválvulas (1), siendo este último mecanizado en masa en una pieza intermedia, distinta del cárter de aceite (10), pasando dicha pieza intermedia a colocarse en un alojamiento único mecanizado en el cárter de aceite (10) concéntrico con un eje de simetría (20) del bote-filtro (2), idéntico al eje de alineación citado.
Description
La presente invención se refiere a un dispositivo de obturación de válvulas multifuncional para bomba de aceite que pertenece al sistema de lubrificación en un motor aeronáutico.
El dispositivo de la invención es susceptible de ser utilizado en cualquier otro campo técnico en el que un circuito hidráulico debe ser protegido contra por lo menos dos de los tres fenómenos siguientes: sobrepresión, colmatado del filtro y vaciado del circuito cuando tiene lugar el mantenimiento.
Es conocido que los motores aeronáuticos son lubrificados por un conjunto de bombas. Una parte de éstas, las bombas de alta presión, aseguran la puesta a presión del aceite extraído del depósito que es suministrado a continuación a los órganos motores a lubrificar, por ejemplo a los recintos de soportes de cojinete. Otra parte de las bombas, las bombas de recuperación, aseguran la recuperación del aceite recogido en los puntos bajos del motor para enviarlo de nuevo al depósito, a través de un circuito corriente arriba. Generalmente, estas bombas son o bien accionadas por un mismo árbol en un “grupo de lubrificación“, o bien están repartidas individualmente en el motor. Típicamente, se puede encontrar una bomba de alta presión (más de una decena de bars) que alimenta los surtidores y varias bombas de recuperación sobre el mismo árbol, así como por ejemplo una bomba de recuperación adicional del aceite que procede de otro equipo.
Después del paso por las bombas de recuperación y el retorno al depósito, el aceite es filtrado por un filtro, situado preferentemente hacia la parte baja del cárter del grupo de lubrificación, de manera que evite al máximo el efecto nefasto a nivel de sus enganches, que sería debido a los esfuerzos de cizalladura inducidos por las vibraciones del motor.
El grupo de lubrificación está provisto generalmente de un cierto número de seguros en forma de válvulas que presentan una obturación o una apertura adecuada. Éstas pueden ser de tres tipos:
- -
- una válvula que se abre en caso de sobrepresión en el circuito de aceite;
- -
- una válvula de derivación (by-pass) que se abre cuando el filtro está
- colmatado;
- -
- una válvula que cierra la llegada de aceite al filtro con vistas al desmontaje de
- éste, sin vaciar completamente el circuito de lubrificación.
Según el estado de la técnica, cada alojamiento de válvula separado requiere un mecanizado particular en el cárter del grupo de lubrificación, lo que hace el dispositivo de obturación y filtrado voluminoso, complicado y costoso de realizar.
El documento US 2003/0127384 A1 describe un módulo-filtro para sistema de lubrificación en un avión, una válvula de derivación integrada, accionable por presión diferencial en caso de colmatado del filtro y una válvula de corte para el mantenimiento, en una unidad reemplazable en línea única. Dicho módulo-filtro puede ser incorporado asimismo en una instalación de bomba de lubrificación o de recuperación en un avión.
La presente invención prevé proporcionar una solución que permita liberarse de los inconvenientes del estado de la técnica.
En particular, la invención tiene por objetivo proporcionar un dispositivo de obturación con válvulas mutifuncional, eventualmente menos voluminoso, pero sobre todo más ligero y menos costoso de realizar.
La invención tiene asimismo por objetivo proporcionar un dispositivo de obturación que sea de ensamblaje fácil.
El objeto de la presente invención se refiere a un dispositivo de seguridad para obturación triple con válvulas, denominado a continuación dispositivo multiválvulas, utilizado en un circuito hidráulico y preferentemente asociado a un bote-filtro amovible para grupo de lubrificación en un motor aeronáutico.
El dispositivo multiválvulas de la invención comprende:
- -
- una primera válvula para el cierre de la salida de aceite al filtro con vistas al
- desmontaje del filtro;
- -
- una segunda válvula de de rivaci ón o by-pa ss que se abre cu and o e l filtro está
- colmatado;
- -
- una tercera válvula que abre en caso de sobrepresión en el grupo de
- lubrificación.
Según el estado de la técnica, cada válvula tiene su alojamiento individual mecanizado en un eje arbitrario, que es asimismo el eje de apertura y de cierre, en función del espacio disponible. Según la invención, por el contrario, las válvulas son móviles según un solo y mismo eje de alineación en el dispositivo multiválvulas. Además, el dispositivo multiválvulas está mecanizado en su masa total en una pieza intermedia, distinta del cárter de aceite, pasando dicha pieza distinta a colocarse en un alojamiento único mecanizado en el cárter de aceite concéntrico con un eje de simetría del bote-filtro, idéntico al eje de alineación citado.
Unas formas de realización preferidas de la invención se describen en las reivindicaciones 2 a 7.
La invención se refiere asimismo a un filtro de aceite que comprende un bote-filtro y un dispositivo multiválvulas como se ha descrito más arriba.
La figura 1 representa esquemáticamente una vista en sección del dispositivo de obturación de válvulas mutifuncional según la presente invención, con su bote-filtro.
La figura 2 representa esquemáticamente una vista en perspectiva del dispositivo de la figura 1.
La figura 1 muestra el dispositivo de obturación con válvulas multifuncional 1, en abreviatura pieza multiválvulas, según la presente invención, con las vías de llegada y de salida de aceite en el bote-filtro 2, situado entre la bomba de alimentación y el motor. Una entrada de aceite 11 está prevista a nivel del filtro y una salida 12 está prevista a nivel de
la pieza multiválvulas 1. El aspecto innovador de este dispositivo es que en términos de mecanizado,
comprende una sola zona precisa a realizar a nivel del cárter del grupo de lubrificación 10,
en la cual pasa a alojarse la pieza multiválvulas 1. En el ejemplo, este dispositivo comprende tres válvulas de obturación:
-una primera válvula 3 de forma cilíndrica, solidaria de un resorte de retorno 31, que pasa a obturar una o varias lumbreras 32 mecanizadas en la superficie lateral de un cilindro concéntrico con el dispositivo de filtro (eje 20). La parte fija 33, que comprende en particular una cúpula preferentemente zunchada sobre el cuerpo cilíndrico citado, representada a rayas en la figura, forma parte del cuerpo monobloque de la pieza multiválvulas. Esta primera válvula 3 tiene por función obturar el paso de aceite del grupo de lubrificación hacia el exterior, cuando se retira el bote-filtro 2, lo cual permite evitar el vaciado de todo el circuito de lubrificación, incluso de todo el motor, en el momento en que se efectúa el mantenimiento del motor o si se olvida montar de nuevo el filtro después del mantenimiento. La válvula 3 efectúa un movimiento en el eje de la válvula, es decir hacia arriba con respecto a la figura 1, y obtura por tanto la lumbrera 32, bajo el efecto del resorte 31, cuando se extrae el bote-filtro 2. La estanqueidad está asegurada por una junta de tipo tórico 34. Inversamente, la colocación del bote-filtro 2 arrastra la válvula hacia abajo (siempre con respecto a la figura 1), liberando al mismo tiempo la lumbrera 32. Otra vista está representada en la figura 2;
-una segunda válvula de derivación (o by-pass). Generalmente, la presión en el bote-filtro 2 es ligeramente inferior a la presión corriente arriba del filtro. En el caso en que la pérdida de carga resultara demasiado importante en el filtro, a consecuencia por ejemplo de un colmatado de éste, se crea un circuito de derivación de aceite, no pasando éste entonces ya por el filtro. Esta derivación es necesaria puesto que es imperativo asegurar la continuidad de la lubrificación en los órganos motores tales como los rodamientos de cojinete. La segunda válvula 4 solidaria de un resorte pretensado 41 asegura entonces esta función. Este segundo obturador con válvula comprende una zona de estanqueidad, la zona de contacto 42, que es el asiento de la válvula así como una junta dinámica 43, que no contrarresta la función de la válvula. La junta dinámica, no indispensable, tiene una forma en “V”. Por último, el dispositivo comprende también un tope de resorte 44, ensamblado con la ayuda de un circlip 45. El principio de funcionamiento es el siguiente: cuando la presión corriente arriba del filtro 6 resulte mucho mayor que la presión corriente abajo del filtro 7, el esfuerzo hidráulico dirigido hacia abajo sobre la válvula 4 contrarresta el esfuerzo del resorte 41 dirigido hacia arriba y la válvula se abre dejando pasar el aceite hacia el motor;
-por último, una tercera válvula es activa cuando tiene lugar una sobrepresión en el conjunto del circuito de lubrificación. La válvula 5 solidaria de un resorte pretensado 51 pone en comunicación la zona de sobrepresión interna 7 con un drenaje 8 que asegura el retorno del aceite al depósito a través de una de las bombas de recuperación. La zona de estanqueidad está realizada a nivel del asiento 52. Debido a la sobrepresión del lado corriente abajo del filtro en particular, el esfuerzo hidráulico hacia abajo es suficiente para contrarrestar el esfuerzo hacia arriba del resorte 51. De nuevo las partes fijas, por tanto la zona de guiado de la válvula 53, están representadas a rayas. Debe destacarse que la parte ensamblada 54 sufre un esfuerzo muy importante y debe estar dimensionada en consecuencia.
La pieza multiválvulas 1 comprende además una o varias bridas 9 para su fijación al cárter del grupo de lubrificación, en el ejemplo representado en este caso. En una forma de realización alternativa, la misma puede estar fijada asimismo al filtro.
El dispositivo de obturación con válvulas mutifuncional 1 según la presente invención está ventajosamente realizado o bien en forma de una sola pieza fija mecanizada, o bien en forma de varias piezas fijas ensambladas, después del mecanizado, por soldadura, engarzado, etc. Al final, una sola pieza fija permite asegurar las tres funciones de obturación citadas.
La presente invención presenta un número importante de ventajas sobre el estado de la técnica.
-una reducción de masa debido al mecanizado de un solo cuerpo,
- -
- una sola gestión de pieza para la producción y los documentos administrativos;
- -
- un solo ensamblado;
- -
- un solo mecanizado concéntrico en el cárter de lubrificación, y por tanto la
- utilización de
- una sola herramienta y una mayor facilidad de acceso con
- 5
- reducción de tiempo máquina y por tanto de coste de fabricación. A este
- respecto,
- la ganancia más importante se realiza a nivel del trabajo de
- fundición. En efecto, el hecho de realizar tres alojamientos distintos de válvulas
- como en el estado de la técnica implica una unión muy compleja y por tanto
- muy costosa de canales de fundición (utilización obligatoria de una caja de
- 10
- noyos y en cualquier caso más noyos en el caso de tres válvulas, y dificultades
- de desmoldeo en particular).
Claims (8)
- Reivindicaciones1. Dispositivo de seguridad por obturación triple con válvulas, denominado a continuación dispositivo multiválvulas (1), asociado a un bote de filtrado o bote-filtro amovible (2) en un circuito hidráulico, preferentemente un grupo de lubrificación, que comprende un cárter de aceite (10), siendo dichas válvulas:
- -
- una primera válvula (3) para el cierre de la salida de aceite en el filtro con
- vistas al desmontaje del filtro;
- -
- una segunda válvula de derivación o by-pass (4) que se abre cuando el filtro
- está colmatado;
- -
- una tercera válvula (5) que se abre en caso de sobrepresión en el circuito
- hidráulico;
caracterizado porque las válvulas (3, 4, 5) son móviles según un solo y mismo eje de alineación (20) en el dispositivo multiválvulas (1), siendo este último mecanizado en masa en una pieza intermedia, distinta del cárter de aceite (10), pasando dicha pieza intermedia a colocarse en un alojamiento único mecanizado en el cárter de aceite (10) concéntrico con un eje de simetría (20) del bote-filtro (2), idéntico al eje de alineación citado. -
- 2.
- Dispositivo multiválvulas (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque la primera válvula (3) es de forma cilíndrica, solidaria de un resorte de retorno (31) y configurada para obturar una o varias lumbreras (32) mecanizadas en la superficie lateral de un cilindro concéntrico de dicho dispositivo (1), que define una parte fija (90, 91, 33) aplicada a la válvula (3), siendo esta última apropiada para efectuar un movimiento en el eje del cilindro, de cierre, respectivamente de apertura, para obturar, respectivamente liberar dicha lumbrera (32), bajo el efecto de dicho resorte (31), cuando se extrae, respectivamente se coloca de nuevo el bote-filtro (2).
-
- 3.
- Dispositivo multiválvulas (1) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la segunda válvula de derivación o by-pass (4), para crear un circuito de derivación de aceite y evitar el paso de aceite en el bote-filtro (2), en caso de colmatado de éste, es
solidaria de un resorte pretensado (41) y define un obturador que comprende una zona de estanqueidad que corresponde a una zona de contacto (42), que es el asiento de la válvula (4) y una junta dinámica (43) de forma en “V”, así como un tope de resorte (44), ensamblado con la ayuda de un circlip (45), configurado de manera tal que, cuando la presión corriente arriba del filtro (6) resulta mucho mayor que la presión corriente abajo del filtro (7) del circuito hidráulico, el esfuerzo hidráulico sobre dicha segunda válvula (4) contrarresta el esfuerzo de dicho resorte asociado (41) dirigido a su vez en sentido inverso y dicha segunda válvula (4) se abre dejando pasar el aceite a un circuito de derivación. -
- 4.
- Dispositivo multiválvulas (1), según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque la tercera válvula (5) es solidaria de un resorte pretensado (51) y configurado para ser activo cuando tiene lugar una sobrepresión en el conjunto del circuito hidráulico, por puesta en comunicación de la zona de sobrepresión interna (7) con un drenaje (8) que asegura el retorno del aceite hacia otra parte del circuito hidráulico, siendo el obturador correspondiente a dicha tercera válvula apto para abrirse a nivel de un asiento (52), cuando el esfuerzo hidráulico sobre la válvula (5) es suficiente para contrarrestar el esfuerzo en sentido inverso de dicho resorte asociado (51).
-
- 5.
- Dispositivo multiválvulas (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la parte fija de dicho dispositivo multiválvulas (1) destinada a ser insertada en el cárter de aceite (10) está realizada o bien en forma de una sola pieza fija directamente y completamente mecanizada, o bien en forma de varias piezas (33; 9, 90, 91, 92, 93, 94; 95) ensambladas después del mecanizado por ejemplo por soldadura, engarzado o zunchado.
-
- 6.
- Dispositivo multiválvulas (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una pluralidad de bridas (9) para la fijación del bote-filtro (2) a la pieza multiválvulas (1) y/o para la fijación de la pieza multiválvulas (1) al cárter (10) del circuito hidráulico.
-
- 7.
- Dispositivo multiválvulas (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está realizado en acero inoxidable o en aluminio.
- 8. Filtro de aceite que comprende un bote-filtro (2) y un dispositivo multiválvulas(1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para grupo de lubrificación en un motor aeronáutico.
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