ES2385873T3

ES2385873T3 - Unidad de válvula térmica

Info

Publication number: ES2385873T3
Application number: ES06700624T
Authority: ES
Inventors: Anders Engelbrektsson; Daniel Stenberg
Original assignee: Tour and Andersson AB; TA Hydronics AB
Current assignee: Tour and Andersson AB; TA Hydronics AB
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2006-01-16
Publication date: 2012-08-02
Anticipated expiration: 2026-01-16
Also published as: EP1888951A4; EP1888951A1; EP1888951B8; EP1888951B1; DK1888951T3; SE0501259L; WO2006130061A1; PL1888951T3; ATE553322T1; SE531242C2; PT1888951E

Abstract

Un dispositivo para la regulación del flujo y la medición de un medio en un sistema de calefacción orefrigeración , que comprende una unidad de válvula térmica (39), compuesta por una carcasa de válvula (1), unaconexión auxiliar para una conexión de alimentación (2), una conexión de salida (3), un soporte de conexión (5) parauna pieza integral superior (6) y además con dos ni pies de medida para medir la presión o temperatura, un niple demedición (7) en el extremo de alimentación y un niple de medición (8) para el extremo de salida, respectivamente; lapieza superior (6) montada en el soporte de conexión (5); estando dicho dispositivo diseñado con un velo (21),montado conjuntamente con una porción de ajuste (12) y bloqueado en la dirección axial por una contratuerca (9),dicho velo (21) está presionado contra el asiento de la válvula (4) por medio de un muelle (15), dicho velo (21) estádiseñado para proporcionar un hueco sucesivamente creciente entre un borde inferior (29) del velo (21) y el asiento(4) de la carcasa de la válvula, un cono de válvula (11) montado sobre un husillo de válvula (19) y su extremo planoinferior (45), no estando limitado mecánicamente en su movimiento hacia arriba por un muro superior interno (38) delvelo (21), teniendo el velo (21) la capacidad de girar en varias posiciones de ajustes mediante la rotación de laporción de ajuste (12), moviendo luego igualmente el velo (21) en las nuevas posiciones adecuadas, siendo guiadoel flujo a través de la válvula (1) por el velo (21), el cual, puesto que puede girarse por medio de la porción de ajuste(12), proporciona una abertura variable de la abertura de escape (31) y, consecuentemente, un flujo variable segúnlos requisitos o necesidades, siendo dicho flujo mesurable mediante un registro de los niveles de presión en losni pies de medición (7) y (8) caracterizado porque una parte cilíndrica (14) del husillo (19) está presionada contra unplano interno (24) de la porción de ajuste (12) mediante una fuerza opuesta a la fuerza del muelle que presiona alvelo (21) hacia abajo, este contacto entre los planos (14) y (24) proporciona un sellado que hace posible lasustitución de una junta tórica (17) montada para sellar entre el husillo (19) y la porción de ajuste (12) durante laoperación, y porque está previsto un número de labios de sellado (27 y 28) en la periferia del velo (21), impidiendoun flujo no intencionado desde el asiento de la válvula (4) hacia el exterior de la conexión de salida (3) .

Description

Unidad de válvula térmica.

La presente invención se refiere a una unidad de válvula térmica con una construcción simplificada de la pieza entera superior y en la que la cadena dimensional de los detalles integrales tiene un mayor grado de libertad que hace la válvula más rentable económicamente, a pesar del hecho de que la función de el producto final es completamente fiable y cumple los requisitos de la mercado.

Modernas configuraciones de válvula, que con respecto a ciertas funciones son similares al diseño descrito a continuación, se deterioran por varios inconvenientes que ahora se eliminarán según la presente invención.

Así, por ejemplo, EP 1 306 594 Al describe un válvula que tiene una válvula de cono, que está provista de una capa especialmente diseñada de sellado entre el cono y la válvula de asiento, pero que no incorpora una solución en cuanto a cómo el control de flujo se lleva a cabo.

Otra configuración de válvula se describe en el documento DE 10158577 Al. Esta configuración está provista de un cono descomprimido, que sella contra el asiento mediante fuerza, que no está específicamente descrito, provista de un velo que se puede ajustar con diversos grados de apertura, pero en esta construcción, por ejemplo, no se incorpora un sellado entre el velo y la carcasa circundante de la válvula, lo que podría haber impedido un flujo accidental desde el asiento más allá del velo y aliado de escape. Otra configuración de válvula conocida se describe en el DE 10 305 394 A 1.

En el mercado hay algunas configuraciones de válvulas, pero con frecuencia se basan en el hecho de que hay un muelle independiente que trata de abrir un hueco entre el asiento y el cono, que se asegura mediante un muelle especial, cuyo único papel consiste en retener un velo o similar contra el asiento en aquellas construcciones que utilizan velos u otros dispositivos limitadores y que sólo se hacen girar y no tienen ninguna función de montaje/movimiento.

En muchas de las configuraciones se utiliza un muelle independiente pero únicamente para garantizar que el velo sella contra el asiento en su posición inferior.

Los inconvenientes de las configuraciones descritas anteriormente son muchos. La más importante de ellas es que se necesitan varios elementos de construcción para asegurar la estanqueidad entre el cono y el velo, respectivamente, contra el asiento. En las configuraciones existentes se usa un muelle independiente, diseñado para sellar el cono y también un muelle o similar en aquellos casos en los que se utiliza algún tipo de dispositivo para la regulación de f1ujolvelo. El resultado de esto serán costes más altos en comparación con la presente invención.

Otro inconveniente es, que los detalles que interactúan deben ser fabricados con una alta precisión dimensional con el fin de obtener la función necesaria y esto también da como resultado mayores costes en comparación con la presente invención. Con frecuencia se desarrollan nuevos productos, basados en un número importante de nuevos componentes, con un gran esfuerzo tanto inicial como en materia de inversión. En este nuevo invento, han sido útiles una serie de componentes estándar en la fabricación de productos en grandes series, y esto significa que el nuevo desarrollo para obtener la nueva unidad de válvula térmica se ha concentrado en la inserción de las partes y componentes de la nueva válvula.

El objeto de la presente invención es contrarrestar y, en la medida de lo posible, eliminar los inconvenientes anteriormente descritos. También, el objeto de la invención es desarrollar la tecnología tanto en esta área como en otras áreas de aplicación, para otras aplicaciones de válvulas que no están particularmente mencionadas en esta solicitud de patente.

Estos objetos se logran mediante la fabricación de la unidad de válvula térmica de acuerdo con la presente invención tal como se describe en la parte caracterizadora de la reivindicación 1. Otras características y ventajas que caracterizan y ventajas de la invención se exponen en la siguiente descripción, haciendo referencia a las figuras adjuntas, que muestran sólo unas pocas realizaciones a modo de ejemplo:

Las figuras muestran en detalle en:

-La Fig. 1 una vista en sección de la válvula integral; -La Fig. 2 una vista en sección de la parte superior de la inserción de la válvula; -La Fig. 3 una vista en sección de la parte inferior de la inserción de la válvula, y -La Fig. 4 esquemáticamente la fabricación del diseño geométrico de la función de restricción.

La Fig. 1 muestra sólo un ejemplo de cómo puede ser diseñada una válvula de acuerdo con la presente invención. Otras realizaciones son, por supuesto, posibles, diferentes de ésta, pero en estas realizaciones la función es la misma que la función descrita en el presente texto.

Así, la Fig. 1 muestra la unidad de válvula térmica integral en una vista en sección, en la que se muestra una carcasa de válvula 1, cuyo lado de entrada está provisto de una conexión roscada preferiblemente 2 y cuyo lado de salida está provisto de la correspondiente conexión roscada 3. En la carcasa de la válvula 1, también hay un soporte de conexión 5 para la pieza integral superior 6. La pieza superior 6 está encajada en el soporte de conexión 5 y sujeta por una contratuerca 9.

Están previstas las conexiones correspondientes para medir, por ejemplo, la presión o temperatura, con niples de medida montados, para el nivel de alta presión del extremo de entrada -niple de medición 7 y para el nivel de baja presión del extremo de salida -niple de medición 8 respectivamente. Los niples de medición 7 y 8 son componentes estándar para el fabricante y su función y el diseño se describen en documentos de patente anteriores, por ejemplo, SE 465 636.

En una instalación, la válvula 1 se conecta a un sistema de tubo a través de las conexiones 2 y 3 Y la pieza superior 6 se complementa además con algún tipo de dispositivo de ajuste -no mostrado en la Fig. 1 -que controla el movimiento axial de la pieza superior y, por consiguiente, también la posición del cono 11 en relación con la abertura de paso 10 en la válvula y, por tanto, destapa el paso desde el lado de alimentación aliado de salida.

Para ser capaz de controlar el flujo de alimentación, el conjunto está provisto de un velo 21. Un velo, en términos genéricos, el cual se utiliza a menudo dentro de, por ejemplo, la tecnología de calefacción para la restricción o control de los flujos, es un tipo de muro pantalla que, de acuerdo con la presente invención, está diseñado de un modo especial, según la siguiente descripción.

El velo comprende dos partes principales, una parte inferior 41, que es cilíndrica y con respecto a sus dimensiones se ajusta al diámetro interior 37 del soporte de conexión 5, y una parte superior 42, que también es cilíndrica y que interacciona con la porción de ajuste 12, según la siguiente descripción.

La Fig. 2 muestra detalles adicionales del montaje de la pieza superior 6. Asi, se utiliza una porción de ajuste 12 que puede girar alrededor de su eje longitudinal utilizando una llave o similar, y este movimiento se transmite al detalle, el cual comprende el velo 21 en su parte inferior. El movimiento giratorio de la porción de ajuste 12 del velo integral 21 puede tener lugar mediante ranuras y barras, que se hacen en los dos detalles interactuantes 12 y 21. Hay diversas realizaciones alternativas sobre cómo esta transmisión de potencia puede llevarse a cabo, pero no serán descritas con más detalle. Por ejemplo, se pueden utilizar barras de rotación axial en el lado interior de la porción de ajuste 12 en esa porción, que se encuentra enfrente de esta porción de la parte cilíndrica del velo 21, y donde estos dos detalles discurren paralelos entre sí, se pueden utilizar ó barras en la parte correspondiente del velo 21 u otras configuraciones, con el fin de obtener una interacción entre los dos detalles. Los componentes 12 y 21 están hechos de metal, preferiblemente de latón, pero se puede usar en su lugar un material plástico adecuado.

Con el fin de sellar el conjunto contra las fugas involuntarias en el entorno, se utiliza una junta tórica 16, la cual se monta en una ranura tórica en la porción de ajuste 12 e interactua con el lado opuesto, la superficie interior del soporte de conexión 5. Gracias al montaje de la junta tórica 16 se impide al medio interno llegar a la contratuerca 9 por encima y más allá del entorno. El husillo de la válvula 19 está montado dentro de la porción de ajuste 12, y en relación con el montaje final de la pieza superior 6, el muelle 15 y la arandela de resorte 22 se encuentran en la cavidad interior del velo 21 . Luego, el cono 11 se fija a la superficie del extremo inferior 45 del husillo 19 por medio de un tornillo de montaje 23. El cono 11 es, en este caso, un cono fabricado de una manera completamente normal, es decir, es una pieza metálica cilíndrica -con un espesor de aproximadamente 2-5 mm -preferentemente hecha de latón, sobre la que se añade un material de sellado 43 de caucho o similar en la superficie del extremo inferior del cono. Se ajustan las dimensiones del diámetro exterior del cono para que superen, con un margen de preferiblemente con 3-8 mm, el diámetro de la abertura de paso 10 de la carcasa de la válvula 1, al mismo tiempo que su diámetro exterior es menor que la porción inferior 41 del velo y su diámetro interior 44. En el montaje final de la pieza superior 6 en el soporte de conexión 5, se bloquea la porción de ajuste 12 en su posición axial mediante la contratuerca 9, yen esta posición, el velo 21 tendrá una cierta pre-tensión, que se traduce en una fuerza de sellado contra el asiento de la válvula. La fuerza opuesta a esta fuerza existirá entre la parte cilíndrica 14 del husillo y el correspondiente plano interno 24 de la porción de ajuste. El tamaño de la fuerza depende de muelle 15 y su grado de pre-tensión. En un último paso durante el montaje de la pieza superior 6 integral, se montan la junta tórica 17 y la tuerca prensaestopas 13. Esto se puede hacer por medio de una herramienta de ensamblaje 25 que se monta encima de la parte superior del husillo 19 y que se acopla con ranuras 18 en la tuerca prensaestopas.

La construcción de la pieza superior 6 depende de varios requisitos. Así, las cadenas dimensionales de las partes integrales -en particular la 12 y 21 -, en combinación con los parámetros del muelle elegido dan como resultado, por ejemplo, una construcción que siempre muestra una función satisfactoria. Las cadenas dimensionales garantizan que siempre se obtenga la dimensión "a" en la Fig. 1, lo que a su vez significa que las fuerzas que han sido obtenidas por medio del muelle 15, serán recibidas por el detalle correcto en la superficie correcta.

Dado que la construcción se basa en el hecho de que los detalles tienen la geometría que permite un cierto amplio juego = dimensión "a", los diversos detalles pueden ser fabricados con mayores tolerancias en lo que se refiere a ciertas dimensiones, consiguiéndose asi menores costes.

Puesto que las fuerzas de resorte siempre son recibidas por partes seleccionadas de la construcción, resulta posible llevar a cabo una sustitución de la junta tórica 17 durante la operación, ya que la parte cilíndrica 14 del husillo se presiona contra el plano 24 y, en consecuencia, proporciona una aceptable sellado durante el tiempo que requiere la sustitución de una junta tórica.

La Fig. 3 muestra la parte inferior de la pieza superior 6 y partes de la carcasa de la válvula 1. La parte izquierda de la figura muestra el velo seccionado, mientras que la parte derecha muestra una vista exterior del velo. Esta figura también muestra que la parte inferior del velo está diseñada de una manera especial. Hay una brecha que aumenta gradualmente entre el borde inferior 29 del velo y el asiento de la válvula 4 de la carcasa de la válvula 1. Este aumento escalonado 30 está diseñado para dar a la válvula una función deseada, en cuanto al flujo como una función del grado de apertura del velo de la válvula. Con el fin de guiar realmente el flujo descargado de manera correcta, se ha provisto también al velo de un número de labios o zonas de sellado, que sellan entre la superficie circunferencial del velo y el soporte de conexión 5 y su diámetro interior 37. Este diámetro interior 37 es algo más pequeño que el resto del diámetro del soporte de conexión 5 y se elige de tal manera que interactuará preferiblemente con un borde o labio de sellado 27, que se extiende alrededor del velo, a lo largo su periferia y por tanto, sella de una manera eficaz contra un flujo ascendente no intencionado y alrededor del velo hacia fuera del extremo de descarga 3. También en la otra dirección, es decir en paralelo al eje longitudinal del husillo 19 -Ydel velo 21 -hay un número, preferentemente de 3 a 6, de labios o costillas de sellado 28, que también tienen una función de guiado de flujo, puesto que obstruyen un flujo inintencionado en el hueco que existe entre la periferia del velo y diámetro interior 37 del soporte de conexión 5. Gracias a este diseño configurativo de la superficie periférica del velo es ahora posible guiar el flujo de una manera eficiente y deseada.

El diseño del aumento escalonado de la abertura entre el velo y el asiento de la válvula se muestra esquemáticamente en la Fig. 4, donde se ha representado la abertura de escape 31 a la conexión de salida 3 de la válvula. Al utilizar el diseño elegido de la superficie del extremo del velo 21 dirigido hacia el asiento de la válvula 4 y su aumento escalonado de la distancia al asiento de la válvula 4, es posible obtener una imagen del flujo guiado y calculado.

En las Figs. 1 y 3 también se muestran las perforaciones 32 y 33, respectivamente, en la carcasa de la válvula 1 y en el lado de escape de la válvula. En la Fig. 3 se muestra que la perforación 32 llega hasta la perforación 34 del soporte de conexión, el diámetro de la cual es algo mayor que el diámetro 30. Por medio del hueco de abertura 46 ahi formado, se establece una comunicación en la transición desde la perforación 32 a la perforación 34 entre el lado de escape y el niple de medición 8, que registrará el nivel de baja presión del paso medio, ya que el nivel de presión del medio puede propagarse al niple de medición 8 a través de la brecha 46 y después principalmente sobre el velo

21.

Se realiza la perforación de diámetro 33 para obtener un agujero, una abertura de escape 31, que se prueba, en cooperación con el cambio escalonado del velo, para proporcionar la característica adecuada de la válvula integral. La posición axial de la perforación 33 en relación con el soporte de conexión 5 y su inferior, diámetro interior 37 es también importante para la función final de la válvula. En el lado de alta presión, en el extremo de alimentación de la válvula, se obtiene una comunicación correspondiente desde el medio al niple de medición 7 a través del orificio perforado 35.

La Fig. 4 muestra esquemáticamente algunas posiciones del velo 21, que se ha girado alrededor de su eje central en relación a la abertura de escape 31 . Las diversas posiciones que se ejemplifican se pueden conectar preferiblemente a una indicación de ajuste legible, que puede colocarse sobre la porción de ajuste 12 y su superficie externa 36. Mediante la rotación de esta indicación de ajuste en una nueva posición se obtiene el correspondiente cambio de la abertura de escape 31 .

En la Fig. 4a se muestra la posición de apertura para el primer paso, para la posición de ajuste 1 de la indicación de ajuste legible. En esta posición, sólo ha entrado una porción del grado de apertura más pequeño del velo en una "posición de acoplamiento" en relación con la perforación 33.

En la fig. 4b se muestra el paso siguiente, es decir, la posición de ajuste 2 de la indicación de ajuste, y en una correspondiente figura 4c, se muestra el siguiente paso de ajustes posibles.

La elección de algunos pasos de ajuste y su cambio de tamaño mutuo pueden, por supuesto, ser variados dentro del alcance de la idea inventiva. Existen varios requisitos en cuanto a los parámetros del flujo y utilizando un diseño de acuerdo con la invención es posible, en principio, cumplir estos diversos requisitos de manera técnicamente y económicamente satisfactoria.

Mediante el uso de la presente invención con un velo 21 , provisto de una distancia escalonada creciente al asiento de la válvula 4, es posible ahora obtener una imagen de flujo guiado y calculado para la unidad de válvula térmica.

LISTA DE ELEMENTOS

= carcasa de la válvula

= conexión de alimentación

=conexión de salida

= asiento de la válvula

= soporte de conexión

= pieza superior integral

=niple de medición -alta presión

= niple de medición -baja presión

= contratuerca

= abertura de paso

= cono

= porción de ajuste

= tuerca prensaestopas

= parte cilíndrica de un husillo

= muelle

=junta tórica

=ranura

=husillo

= herramienta de ensamblaje

=velo

= arandela de resorte

= tornillo

= plano

= herramienta de ensamblaje

= junta tórica

= labio de sellado

=borde inferior del velo

=cambio escalonado

=abertura de escape

= perforación

=perforación

= perforación

= cara externa, detalle 12

= diámetro interno

= muro superior interno

= unidad de válvula térmica

=plano superior

=la porción inferior del velo

= la porción superior del velo

=material de sellado

= el diámetro interior del velo

= el extremo plano del husillo

= hueco de abertura

Claims

REIVINDICACIONES
1 . Un dispositivo para la regulación del flujo y la medición de un medio en un sistema de calefacción o refrigeración, que comprende una unidad de válvula térmica (39), compuesta por una carcasa de válvula (1), una conexión auxiliar para una conexión de alimentación (2), una conexión de salida (3), un soporte de conexión (5) para una pieza integral superior (6) y además con dos nipies de medida para medir la presión o temperatura, un niple de medición (7) en el extremo de alimentación y un niple de medición (8) para el extremo de salida, respectivamente; la pieza superior (6) montada en el soporte de conexión (5); estando dicho dispositivo diseñado con un velo (21), montado conjuntamente con una porción de ajuste (12) y bloqueado en la dirección axial por una contratuerca (9), dicho velo (21) está presionado contra el asiento de la válvula (4) por medio de un muelle (15), dicho velo (21) está diseñado para proporcionar un hueco sucesivamente creciente entre un borde inferior (29) del velo (21) y el asiento

(4)

de la carcasa de la válvula, un cono de válvula (11) montado sobre un husillo de válvula (19) y su extremo plano inferior (45), no estando limitado mecánicamente en su movimiento hacia arriba por un muro superior interno (38) del velo (21), teniendo el velo (21) la capacidad de girar en varias posiciones de ajustes mediante la rotación de la porción de ajuste (12), moviendo luego igualmente el velo (21) en las nuevas posiciones adecuadas, siendo guiado el flujo a través de la válvula (1) por el velo (21), el cual, puesto que puede girarse por medio de la porción de ajuste (12), proporciona una abertura variable de la abertura de escape (31) y, consecuentemente, un flujo variable según los requisitos o necesidades, siendo dicho flujo mesurable mediante un registro de los niveles de presión en los ni pies de medición (7) y (8) caracterizado porque una parte cilíndrica (14) del husillo (19) está presionada contra un plano interno (24) de la porción de ajuste (12) mediante una fuerza opuesta a la fuerza del muelle que presiona al velo (21) hacia abajo, este contacto entre los planos (14) y (24) proporciona un sellado que hace posible la sustitución de una junta tórica (17) montada para sellar entre el husillo (19) y la porción de ajuste (12) durante la operación, y porque está previsto un número de labios de sellado (27 y 28) en la periferia del velo (21), impidiendo un flujo no intencionado desde el asiento de la válvula (4) hacia el exterior de la conexión de salida (3).
2.

Un dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la junta tórica (17) es intercambiable durante la operación.
3.

Un dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el velo (21) está diseñado de tal forma que se obtiene un hueco sucesivamente creciente entre el borde inferior (29) del velo (21), su extremo plano, y relación al asiento de la válvula (4), y porque este aumento se obtiene por medio de un cambio escalonado (30) del perfil del velos (21).
4.

Un dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el labio de sellado (27), que sella contra diámetro interior (37) del soporte de conexión (5), está dirigido en ángulo recto al eje longitudinal del velo (21) y el husillo (19), Y por tanto impide un flujo no deseado en el lado exterior del velo desde el asiento de la válvula abierta (4) hacia la conexión de salida (3) de la válvula.
5.

Un dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque hay entre 3 a 6 labios o barras de sellado (28), que discurren paralelas al eje longitudinal del velo y el husillo respectivamente, y que sellan contra el soporte de conexión (5) y su diámetro interior (37) y que, por consiguiente, impiden un flujo no deseado desde el asiento de la válvula abierta (4) hacia fuera hacia la conexión de salida (3) de la válvula.
6.

Un dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque una perforación (33) en la conexión de salida (3) tiene una posición axial graduada con respecto al soporte de conexión (5) y su diámetro interior (37), que proporciona una abertura de escape (31) que conjuntamente con el velo (21), de una forma escalonada, aumenta el hueco (30), proporcionando los parámetros deseados de la válvula térmica integral (39).
7.

Un dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque el número de pasos (30) sobre el velo (21) puede variar en cuanto a número y tamaño, y por consiguiente, permiten la realización de la válvula para controlar diferentes situaciones exigidas.
8.

Un dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque un plano superior (40) del cono (11) siempre proporciona un juego "a" hasta el muro superior interno superior (38) del velo, que garantiza que siempre exista la función de sellado entre la parte cilíndrica (14) del husillo y el plano (24) de la porción de ajuste (12).

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