ES2399029B1 - Válvula de regulaci�n de caudal - Google Patents
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Abstract
V�lvula de regulaci�n de caudal en presas.#Válvula de regulaci�n que comprende un cuerpo cilíndrico (1), que en uno de sus extremos queda fijado a un conducto de desagüe (8) por medio una brida (2), un cono obturador (3), dispuesto de manera concéntrica con relación al cuerpo cilíndrico (1) de la válvula, un cilindro hidráulico (4) de doble efecto, encargado del desplazamiento lineal del cono obturador, y unos soportes (5) que unen radialmente el cuerpo (1) de la válvula con el cilindro hidráulico (4), sobre los que se fija el cilindro hidráulico (4), además cuenta con un deflector (6) que puede estar perforado, y con un aro de goma dispuesto en la brida de unión, con objeto de asegurar el cierre estanco. Se logra una válvula fácil y económica de mecanizar, especialmente diseñada para el desagüe de caudales medios y bajos.
Description
V�lvula de regulaci�n de caudal
Es objeto de la presente invención, tal y como el título de la misma establece, una válvula de regulaci�n de aplicación en presas y similares, especialmente diseñada para caudales pequeños o medianos.
Caracteriza a la presente instalación, el diseño y las características constructivas que presenta la válvula objeto de la invención, de manera que se consigue una válvula fácil de fabricar, económica, y especialmente apta para el desagüe de caudales pequeños y medianos en presas.
Por lo tanto, la presente invención se circunscribe dentro del ámbito de las válvulas, y de manera particular de entre aquellas especialmente diseñadas para la regulaci�n de caudales en presas.
Hasta el momento se conocen las válvulas “Howell-Bunger” o válvulas de chorro hueco como elemento de regulaci�n de caudales en las presas,
La descarga y evacuación de grandes caudales en presas, independientemente de la presión a al que sea realizada, necesita de unos sistemas que permitan una importante disipación de energía.
La válvula de chorro hueco, o “Howell-Bunger” cumple perfectamente con estos requisitos. Estas válvulas se ubican en el final del conducto, quedando en la mayoría de los casos en voladizo, por lo que el final del conducto debe estar especialmente reforzado para resistir todos los esfuerzos que se pueda transmitir a la válvula, tanto por su peso como por los esfuerzos propios de funcionamiento.
El cierre y la regulaci�n se realizan a través de un cilindro obturador móvil, y un cono de guía fijo. El movimiento del obturador altera la sección de paso entre dicho obturador y el cono fijo, realizando de este modo la regulaci�n de caudal necesaria.
Las válvulas de chorro hueco son utilizadas básicamente para descargas de grandes caudales en régimen de flujo de aire.
Gracias al cono de salida, el agua sale con alta velocidad divergente, en forma de cono. Esto provoca el roce del agua con una gran superficie de agua, logrando de este modo la disipación de gran parte de la energía cinética del agua.
Estas válvulas se componen básicamente de los siguientes elementos:
- -
- Cuerpo: Es aquella parte de la válvula que proporciona continuidad en la conducción, y que sirve de soporte para el desplazamiento del obturador sobre el mismo para permitir las operaciones de apertura y cierre.
- -
- Enlaces a la conducción: podrán realizarse mediante uniones tipo brida, unido al cuerpo interior.
- -
- Obturador: Elemento cilíndrico de cierre que permite realizar la maniobra de apertura y cierre y es accionado por servomotor o cualquier otro medio.
- -
- Cilindro(s) Hidráulico(s), antiguos husillos: Permite el desplazamiento del cuerpo en la apertura y cierre facilitando la maniobra y la precisión de la misma.
- -
- Concentrador: Encargado de dirigir el flujo del agua.
Si bien estas válvulas de chorro hueco o válvulas “Howell-Bunger” cumplen perfectamente con la finalidad buscada, presentan aspectos susceptibles de ser mejorados y particularmente cuando se quieren emplear para caudales medianos y pequeños.
Los inconvenientes que presentan estas válvulas son:
- -
- Por un lado precisan de mucha y compleja mecanización, en cuanto que para el desplazamiento del obturador sobre el cuerpo se requiere que todas las partes est�n mecanizadas.
- -
- el accionamiento precisa de al menos dos cilindros equilibrados, y una elevada precisión de mecanización.
- -
- Por otro lado, se hace necesario el empleo de grandes cantidades de materiales como el acero inoxidable y bronce en las zonas de deslizamiento.
- -
- No son la mejor solución para caudales pequeños y medianos, ya que son una solución económicamente cara.
Por lo tanto, es objeto de la presente invención superar los inconvenientes apuntados, de complejidad en la mecanización, materiales utilizados y falta de adaptación a caudales pequeños y medianos, desarrollando una válvula como la que a continuación se describe y que queda recogida en su esencialidad en la reivindicación primera de la solicitud.
ES 2 399 029 A2
El objeto de la presente invención es una válvula de regulaci�n de caudales en presas, que busca simplificar y mejorar las ya conocidas válvulas “Howell-Bunger”, que presenta como características esencial diferenciadora con relación a dichas válvulas, el hecho de que es el obturador, el que tiene forma de cono y es el que se desplaza por el interior del cuerpo, a diferencia de lo que ocurría antes, que era el obturador cilíndrico el que se desplazaba por el exterior y cerraba el interior.
Por otro lado, el accionamiento del cono obturador se hace con un solo cilindro dispuesto en el eje central, en vez de tener que utilizar al menos dos cilindros exteriores perfectamente equilibrados, lo que ciertamente reduce los costes de materiales y manufactura.
Y finalmente, el propio cuerpo de la válvula incorpora el deflector necesario para dirigir el flujo de agua, no siendo necesario acoplar medios adicionales como concentradores o similares.
Por lo tanto, la válvula cuenta con:
- -
- Un cuerpo de la válvula, que es cilíndrico que por uno de sus extremos cuentan con unos medios de fijación al conducto de desagüe
- -
- Un cono obturador desplazable linealmente y montando centrado sobre la boca de desagüe
- -
- Un cilindro que produce el desplazamiento lineal del cono obturador
- -
- Unos soportes que unidos al cuerpo cilíndrico del deflector, sirven de soporte y fijación del cilindro de actuación sobre el cono obturador
El cuerpo de la válvula queda unido a la boca de la tubería de desagüe mediante una junta de cierre por medio de una brida asegurando la sujeción del conjunto de la válvula por medio de torniller�a o mediante soldadura sobre la tubería existente, pudiéndose realizar de todas aquellas maneras que se considere conveniente.
En el interior del cuerpo de la válvula, y con objeto de conseguir la conformación de un chorro hueco, y en el que además se consiga la reducción de la energía cinética del agua, se dispone un deflector, que va desde el borde de conexión con la boca de entrada a la válvula y con las paredes del deflector. Además, el deflector cuenta con una serie de perforaciones dispuestas en su superficie, que reducen la energía cinética del agua, y el exceso de presión que pudiera originarse.
Cuando la válvula est� abierta el cono obturador se desplaza aguas abajo de la válvula y cuando est� cerrada el cono avanza hasta el cierre con el aro de goma alojado en la unión del cuerpo de la válvula.
La estanqueidad se realiza por medio de un aro de goma situado en el extremo del cuerpo entre la brida de unión del cuerpo con el deflector y asegura el cierre cuando se produce el asiento entre el cono obturador con el aro de goma.
La válvula est� diseñada de manera que el aro de goma siempre quede fuera del alcance directo del chorro de agua.
El cono obturador, en su extremo de cierre, est� m�nimamente mecanizado para que se consiga un perfecto asiento del cono obturador con el aro de goma de cierre.
En una posible forma de realización el cilindro de accionamiento es un cilindro hidráulico de doble efecto, construido con tubo de acero de alta resistencia estirado y sin soldadura con acabado interior a espejo, y con los vástagos de acero inoxidable cromado y rectificado al objeto de conseguir gran deslizamiento y durabilidad, realizándose la unión entre la parte fija y la parte móvil por medio de rosca.
Las juntas dinámicas del pistón y guía del vástago, son de alta calidad, resistentes al envejecimiento y su diseño garantiza una estanqueidad perfecta y bajo coeficiente de rozamiento.
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de sus características, se acompaña a la presente memoria descriptiva, de un juego de planos en cuyas figuras, de forma ilustrativa y no limitativa, se representan los detalles más significativos de la invención.
Figura 1, muestra una representación de la sección obtenida al cortar por un plano vertical diametral la válvula objeto de la invención.
Figura 2, muestra una representación de la vista lateral de la válvula, vista desde la boca de salida del caudal de agua.
A la vista de las figuras se describe seguidamente un modo de realización preferente de la invención propuesta.
En la figura 1, puede observarse que la válvula comprende un cuerpo cilíndrico (1), que en uno de sus extremos queda fijado a un conducto de desagüe (8), que en la realización mostrada dicha fijación es por medio una brida (2), pudiéndose realizar por medio de un soldadura.
Adicionalmente, cuenta con un cono obturador (3), dispuesto de manera concéntrica con relación al cuerpo cilíndrico (1)
5 de la válvula, y desplazable linealmente por accionamiento de un cilindro hidráulico (4), quedando el cilindro fijado a unos soportes (5), como los mostrados en la figura 2, que unen radialmente el cuerpo (1) de la válvula con el cilindro hidráulico (4).
Interiormente, el cuerpo (1) de la válvula cuenta con un deflector (6), conectado con el borde la boca de salida al cuerpo de la válvula, y en donde uno de sus extremos queda fijado sobre el interior del cuerpo, presentando una inclinación
10 igual a la del cono obturador (3).
Sobre la superficie del deflector (6) hay realizadas una serie de perforaciones (7), con el objetivo de reducir la energía cinética del agua en su salida y aliviar el posible exceso de presión ejercida en dicho momento.
Sobre la brida de unión (2) del cuerpo de la válvula con el conducto de desagüe (8), se puede observar un aro de goma (9), que asegura el cierre cuando se produce el asiento entre cono obturador (3) y dicho aro de goma (9). El aro de
15 goma (9) siempre debe quedar fuera del alcance directo del chorro de agua.
La sección de paso de este tipo de válvulas es circular y funcionamiento perfectamente equilibrado, consiguiendo la estanqueidad mediante la unión goma del cono obturador y el metal de la boca de acceso a la válvula.
No altera la esencialidad de esta invención variaciones en materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos componentes, descritos de manera no limitativa, bastando ésta para su reproducción por un experto.
Claims (7)
- REIVINDICACIONES1.- Válvula de regulaci�n de caudal caracterizada porque comprende-un cuerpo cilíndrico (1), que en uno de sus extremos queda fijado a un conducto de desagüe (8), 5 -un cono obturador (3), dispuesto de manera concéntrica con relación al cuerpo cilíndrico (1) de la válvula,
- -
- un cilindro hidráulico (4) de doble efecto, encargado del desplazamiento lineal del cono obturador.
- -
- unos soportes (5) que unen radialmente el cuerpo (1) de la válvula con el cilindro hidráulico (4), sobre los que se fija el cilindro hidráulico (4).
- 2.- Válvula de regulaci�n de caudal, según la reivindicación primera caracterizada porque interiormente el cuerpo (1) de 10 la válvula cuenta con un deflector (6), que est� conectado con el borde la boca de la entrada al cuerpo de la válvula, teniendo un extremo fijado sobre el interior del cuerpo, presentando una inclinación igual a la del cono obturador (3).
- 3.- Válvula de regulaci�n de caudal, según la reivindicación 2, caracterizada porque sobre la superficie del deflector (6) hay realizadas una serie de perforaciones (7).
- 4.- Válvula de regulaci�n de caudal, según la reivindicación 1, caracterizada porque la fijación del cuerpo cilíndrico (1) 15 sobre el conducto de desagüe (8) se realiza por medio de una brida de unión (2).
- 5.- Válvula de regulaci�n de caudal, según la reivindicación 4, caracterizada porque sobre la brida de unión (2) del cuerpo de la válvula con el conducto de desagüe (8), cuenta con un aro de goma (9), montado de manera que queda fuera del alcance directo del chorro de agua.
- 6.- Válvula de regulaci�n de caudal, según la reivindicación 1, caracterizada porque la fijación del cuerpo cilíndrico (1) 20 sobre el conducto de desagüe (8) se realiza por medio de una soldadura.OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCASN.� solicitud: 201130719ESPA�AFecha de presentación de la solicitud: 05.05.2011Fecha de prioridad:INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA51 Int. Cl. : F16K1/38 (2006.01)DOCUMENTOS RELEVANTES
- Categor�a
- 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
- Y
- DE 1928969 U (WALTHER & CIE AG) 09.12.1965, 1,2,4
- p�ginas 1-3; figuras 1,2.
- Y
- NL 7206917 A (LUCO TECHNIC, A.G.) 30.11.1972, 1,2,4
- p�gina 1, línea 1 – página 2, línea 11; página 2, línea 24 – página 3, línea 28; figura 1.
- A
- GB 2090379 A (WAESCHLE MASCHF GMBH) 07.07.1982, 1,4,5
- p�gina 1, líneas 5-6; página 2, línea 7; figuras 1,2.
- A
- GB 2130110 A (HARNISCHFEGER CORP) 31.05.1984, 1,3
- p�gina 1, líneas 6-13; página 3, línea 79 – página 4, línea 41; figuras 4,5.
- A
- CN 201818837 U (WISDRI ENG & RES INC LTD CHINA) 04.05.2011, 1,6
- resumen; figuras 1,2.
- Categor�a de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones n�:
- Fecha de realización del informe 26.07.2013
- Examinador M. C. Fernández Rodríguez Página 1/4
INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICAN� de solicitud: 201130719Documentaci�n mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) F16K Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos deb�squeda utilizados) INVENES, EPODOCInforme del Estado de la Técnica Página 2/4OPINI�N ESCRITAN� de solicitud: 201130719Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 26.07.2013Declaraci�n- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones 1-6 Reivindicaciones SI NO
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-6 SI NO
Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).Base de la Opinión.-La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.Informe del Estado de la Técnica Página 3/4OPINI�N ESCRITAN� de solicitud: 2011307191. Documentos considerados.-A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.- Documento
- Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
- D01
- DE 1928969 U (WALTHER & CIE AG) 09.12.1965
- D02
- NL 7206917 A (LUCO TECHNIC, A.G.) 30.11.1972
- 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaraciónEl objeto de la invención es una válvula de regulaci�n de caudal con cono obturador y cilindro hidráulico de doble efecto para su desplazamiento.El documento D01 (ver D01, páginas 1 - 3; figuras 1, 2.) divulga una válvula de regulaci�n de caudal caracterizada porque comprende: -un cuerpo cilíndrico (3), que en uno de sus extremos queda fijado a un conducto de desagüe , -un cono obturador (6), dispuesto de manera concéntrica con relación al cuerpo cilíndrico (3) de la válvula, un cilindro (15), encargado del desplazamiento lineal del cono obturador (6). -unos soportes (11) que unen radialmente el cuerpo de la válvula con el cilindro (15), sobre los que se fija el cilindro (15).El D01 no anticipa, a diferencia de la solicitud, que la válvula se desplace por un cilindro hidráulico de doble efecto. (Las referencias entre paréntesis corresponden al D01).No obstante, el D02 (ver D02, página 1, línea 1 - página 2, línea 11; página 2, línea 24 - página 3, línea 28; figura 1.) anticipa un cono obturador (25) que se desplaza mediante un cilindro hidráulico de doble efecto (22).Resultar�a evidente para un experto en la materia combinar las características anticipadas por el D02 con las divulgadas por el D01, para obtener la válvula objeto de la reivindicación independiente 1, que por tanto, no tiene actividad inventiva (Art.8 L11/86).El D01 describe que interiormente el cuerpo (3) de la válvula cuenta con un deflector (5) en la boca de la entrada al cuerpo de la válvula, presentando una inclinación igual a la del cono obturador (6).El D01 no describe, a diferencia de la solicitud, que el deflector sea una pieza independiente que est� en contacto con la boca de entrada al cuerpo de la válvula, sino que es parte del mismo.No obstante, se considera que se trata de una opción de diseño evidente para un experto en la materia, a la vista del estado de la técnica, y por tanto, que la reivindicación 2 no presenta actividad inventiva (Art.8 L11/86).El D02 anticipa que la fijación del cuerpo (1) sobre el conducto de desagüe (3) se realiza por medio de una brida de unión (2, 4).Resultar�a evidente para un experto en la materia combinar las características anticipadas por el D02 con las divulgadas por el D01, para obtener la válvula objeto de la reivindicación 4, que por tanto, no implica actividad inventiva (Art.8 L11/86).Se considera que las reivindicaciones 3, 5 y 6 representan opciones de diseño evidentes, para un experto en la materia, y por tanto que no implican actividad inventiva (Art.8 L11/86).Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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