ES2536926T3 - Sistemas de válvula flexible principalmente para limpiadores automáticos de piscina - Google Patents

Sistemas de válvula flexible principalmente para limpiadores automáticos de piscina Download PDF

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ES2536926T3 ES08745331.2T ES08745331T ES2536926T3 ES 2536926 T3 ES2536926 T3 ES 2536926T3 ES 08745331 T ES08745331 T ES 08745331T ES 2536926 T3 ES2536926 T3 ES 2536926T3
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Hendrikus Johannes Van Der Meijden
Michael Edward Moore
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Abstract

Una válvula (10) que posee una boca (18) de entrada y una boca (22) de salida y que comprende un cuerpo (14) que define un conducto de fluido a su través, donde el cuerpo (14) comprende (a) un tabique flexible y (b) una boquilla (70) que ocupa una posición intermedia entre la boca (18) de entrada y la boca (22) de salida, donde la boquilla (70) está conformada generalmente con forma de parábola o en "V", caracterizada por que el cuerpo (14): - tiene una superficie (30) interior, - comprende dientes (90) y escotaduras (94), donde los dientes (90) están fabricados en la superficie (30) interior, y las escotaduras (94) están creadas en el seno de la superficie (30) interior

Description

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DESCRIPCIÓN
Sistemas de válvula flexible principalmente para limpiadores automáticos de piscina
Campo de la invención
La invención se refiere principalmente a componentes de dispositivos para la limpieza de tanques que contienen fluidos y más en particular, aunque no necesariamente de manera exclusiva, a sistemas de válvula para limpiadores de agua automáticos de tipo interrupción para piscinas.
Antecedentes de la invención
La patente de EE. UU. de titularidad común Nº 4.642.833 a favor de Stoltz y otros (la “Patente Stoltz”), cuyo contenido se incorpora por referencia en la presente memoria en su totalidad, describe diferentes sistemas de válvula útiles para limpiadores automáticos de piscina. Estos montajes incluyen típicamente diafragmas flexibles, generalmente tubulares, rodeados de cámaras, de manera que los diafragmas se interponen en los caminos de flujo de fluido a través de los limpiadores. Como respuesta a la variación en la presión interna y externa, los diafragmas se contraen y se expanden de manera transversal a lo largo de al menos parte de sus extensiones longitudinales, controlando de este modo el flujo de fluido a su través.
En la Patente Stoltz se menciona que versiones de los diafragmas pueden tener “sección recta con forma substancialmente oval o de diamante… cuando pretende conseguirse una interrupción total del flujo de fluido”. Ver Patente Stoltz, col. 3, II. 36-38. También se detalla en la Patente Stoltz el uso de nervios longitudinales “a lo largo de la parte [del diafragma] que se contrae en mayor medida”. Ver id, col. 5, II. 32-33. De acuerdo con la Patente Stoltz, tales nervios permiten al diafragma contraerse hasta alcanzar un patrón con forma de X representado en la Figura 7 de la patente. Ver id, II. 33-35.
La patente de EE. UU. de titularidad común Nº 4.742.593 a favor de Kallenbach (la “Patente Kallenbach”), cuyos contenidos también se incorporan por referencia en la presente memoria en su totalidad, describe sistemas de válvula adicionales para ser utilizados en limpiadores automáticos de piscina. Estos sistemas también tienen generalmente forma tubular y están fabricados con un material flexible. Tal como se indica en la Patente Kallenbach:
El cuerpo [de la válvula tubular] tiene una sección intermedia entre los extremos que adopta una condición sustancialmente aplastada sobre un segmento de la misma en ausencia de un diferencial de presión entre el interior y el exterior. La sección se va aplastando preferiblemente en sentido transversal a lo largo de un segmento.
A lo largo del segmento aplastado, el cuerpo tiene tabiques internos que divergen en la dirección del flujo de agua a su través. Los tabiques divergen desde un diámetro sustancialmente constante que se extiende a lo largo de una porción de la sección adyacente al primer extremo hasta un diámetro sustancialmente constante, pero de mayor valor, que se extiende a lo largo de una porción de la sección adyacente al segundo extremo. Más aún, la divergencia es una función sustancialmente lineal de la distancia a lo largo del segmento.
Ver Patente Kallenbach, col. 1, II. 28-42.
La patente de EE. UU. Nº 6.098.228 a favor de Chang (la “Patente Chang”), titulada “Válvula de Diafragma de Limpiador de Piscina” (“Pool Cleaner Diaphragm Valve”), se ocupa igualmente de válvulas de tipo diafragma y sistemas auxiliares para limpiadores automáticos de piscina. Aparentemente, sin embargo, estas válvulas son del tipo especificado en la Patente Kallenbach. En efecto, de acuerdo con la Patente Chang, este tipo de válvula “resulta ideal” para los propósitos descritos en la misma. Ver Patente Chang, col. 6, II. 60-65.
La Publicación de Patente de EE. UU. de titularidad común Nº 2006/0054229 de van der Meijden y otros (la “Publicación van der Meijden”), se ocupa de sistemas de válvulas generalmente tubulares adicionales. Realizaciones preferidas de los sistemas incluyen bocas divididas en tres partes. Tal como se declara en la Publicación van der Meijden, esta división “admite un orificio pasante de mayor tamaño en el seno de las válvulas, permitiendo de este modo el paso de residuos de tamaño mayor”. Ver Publicación van der Meijden, p.1, ¶ 0008.
El documento US-A-5769125 describe una válvula que comprende las características propias del preámbulo de la reivindicación 1 independiente.
Resumen de la invención
La presente invención proporciona alternativas a las válvulas de las Patentes Stoltz y Kallenbach y de la Publicación van der Meijden. En las presentes válvulas se incluye una región de cierre sustancialmente mayor que las de las válvulas flexibles existentes. Esta región está conformada sustancialmente, de manera ventajosa, con forma de parábola o en “V”, provocando de este modo que parezca el pico de un pato. Al menos en parte debido a su forma generalmente parabólica, la región de cierre no presenta una sección recta transversal lineal al agua que fluye hacia ella.
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Adicionalmente, al menos una porción de la región de cierre está más cerca de la boca de entrada de la válvula que en el caso de las válvulas convencionales. Esta porción, que incluye la parte de “punta” (vértice) del “pico” (parábola), puede extenderse significativamente por debajo de la línea central lateral de la válvula flexible. En contraste, por ejemplo, la sección 98 de la válvula 14 de la publicación de patente de EE. UU. de titularidad común Nº 2006/0032539 de van der Meijden y otros aparece bien en o bien cerca de la línea central lateral de la válvula 14 de dicha publicación.
Mediante el remodelado de la región de cierre, las válvulas flexibles de tipo diafragma de la presente invención cambian también su acción de abatimiento. En particular, una superficie con un área sustancial se incluye ahora como la bisagra, reduciendo la carga de flexión en la boca de salida en comparación con la experimentada en las válvulas existentes. Por lo tanto, se espera que las válvulas de la presente invención tengan unas bisagras más duraderas que las válvulas flexibles convencionales y que reduzcan de ese modo el desgaste en sus bocas de salida.
Las presentes válvulas pueden también incluir dientes en o cerca de las bisagras de la región de cierre. Tales dientes, junto con sus escotaduras correspondientes, funcionan de manera que reducen la probabilidad de un movimiento lateral de una porción de la válvula en relación a otra. Este movimiento lateral reducido disminuye adicionalmente el desgaste en la vecindad del área abatible. Puede proporcionarse, incluso, material de refuerzo bien internamente o bien externamente a los tabiques de la válvula.
Es por lo tanto un propósito opcional, no exclusivo de la presente invención, proporcionar válvulas de nueva concepción para dispositivos tales como limpiadores automáticos de piscina.
Es un propósito adicional opcional, no exclusivo de la presente invención, proporcionar válvulas flexibles que tienen regiones de cierre con forma sustancialmente parabólica o en “V”.
También es un propósito opcional, no exclusivo de la presente invención, proporcionar válvulas flexibles, en forma de diafragmas, que tienen regiones de cierre que se extienden más cerca de las bocas de entrada de fluido de las válvulas.
Es otro propósito opcional, no exclusivo de la presente invención, proporcionar válvulas con áreas abatibles que tengan una durabilidad mejorada.
Es un propósito adicional opcional, no exclusivo de la presente invención, proporcionar válvulas que incluyen dientes y sus correspondientes escotaduras para limitar el movimiento lateral de una porción de las válvulas en relación a otra.
Es, más aún, un propósito opcional, no exclusivo de la presente invención, proporcionar válvulas que no presentan una sección recta transversal lineal al agua que fluye hacia ellas.
Es otro propósito más de la presente invención proporcionar material de refuerzo para los tabiques de la válvula.
Otros propósitos, características propias, y ventajas de la presente invención serán apreciados por aquellas personas expertas en el campo apropiado en referencia al resto del texto y a los dibujos de esta solicitud.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista en alzado de un lado de una válvula de la presente invención.
La Figura 2 es una vista en alzado de la Figura 1 donde la válvula ha sido girada en un ángulo de aproximadamente noventa grados.
La Figura 3 es una vista en sección recta longitudinal de la válvula de la Figura 1.
La Figura 4 es una vista en sección recta longitudinal de la válvula en la posición girada que corresponde a la Figura
2.
La Figura 5 es una vista en sección recta lateral de la válvula de la Figura 1.
Descripción detallada
En las Figuras 1-5 se ilustra una válvula 10 de la presente invención a modo de ejemplo. La válvula 10 comprende un cuerpo 14 junto con una boca 18 de entrada y una boca 22 de salida. El cuerpo 14 tiene una superficie 26 exterior y una superficie 30 interior y preferiblemente, aunque no necesariamente, tiene forma generalmente tubular. El cuerpo 14 está fabricado típicamente de un material flexible, de tipo caucho y esta moldeado como una pieza única; aquellas personas expertas en la técnica apropiada se darán cuenta, sin embargo, de que pueden resultar adecuados otros tipos de cuerpo 14 en lugar del descrito.
En las Figuras 1-5 se representan también aros 34 y 38, una escotadura 42, y un anillo 46 de sellado flexible o más
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de uno del cuerpo 14, útiles, entre otras cosas, para conectar la válvula 10 con otros componentes de un limpiador automático de piscina. El aro 34 y la escotadura 42, que forman parte de la superficie 26 exterior y están situados bien de manera adyacente o bien sobre la boca 22 de salida, se enclavan típicamente de manera directa o indirecta (o están con-moldeados con) tuberías de extensión del limpiador con el fin de fijar la posición de la boca 22 de salida de manera relativa a las tuberías (que a su vez se conectan típicamente de manera directa o de manera indirecta con una manguera flexible). Las válvulas convencionales están sujetas a desgaste en la región en la que se produce el enclavamiento.
Los aros 38 y los anillos 46 forman asimismo parte de la superficie 26 exterior. Cerca de la boca 18 de entrada, el aro 38 y los anillos 46 conectan el cuerpo 14 de la válvula 10 con componentes existentes en una cabeza del limpiador adyacente a la boca del mismo. Sin embargo, ni los aros 34 o 38, ni la escotadura 42, ni los anillos 46 necesitan estar presentes obligatoriamente en el cuerpo 14, ya que pueden utilizarse en su lugar otros mecanismos de conexión.
Preferiblemente, la válvula 10 está ubicada en el camino de flujo de fluido en el seno del limpiador. Si está posicionada de esa manera, un fluido en forma de agua que entra por la boca del limpiador debe pasar a través del cuerpo 14 de la válvula 10 antes de salir a través de las tuberías de extensión. Típicamente, algunos desechos (por ejemplo palitos, hojas, etc.) serán arrastrados por la corriente de agua, algunos de los cuales o todos deberán pasar a través de la válvula 10 y pueden tender a ocluir el conducto definido por la superficie 30 interior del cuerpo 14.
La sección 66 ocupa una posición intermedia entre la boca 18 de entrada y la boca 22 de salida de la válvula 10. Tal como se ilustra en cada una de las Figuras 1-5, la sección 66, de manera beneficiosa, se va aplastando de manera transversal para formar la boquilla 70 del cuerpo 14. La Figura 3, especialmente, muestra detalles de una boquilla 70 preferida que tiene en cierto modo una forma parabólica, o en “V” (mostrada en líneas discontinuas) que se extiende generalmente desde una porción 74 superior (nominalmente) de la válvula 10 hacia la boca 18 de entrada. Más aún, el vértice 78 de la boquilla 70 está ubicado claramente por debajo de la línea LCL central lateral del cuerpo 14, sustancialmente más cerca de la boca 18 de entrada en comparación con las boquillas de válvulas convencionales.
Por lo tanto, en lugar de presentar una sección recta transversal esencialmente lineal al fluido que fluye a través del cuerpo 14, la boquilla 70 presenta una sección recta curva, no lineal que va disminuyendo paulatinamente de manera efectiva hacia la boca 22 de salida. Esta forma y esta ubicación de la boquilla 70 resultan ventajosas en muchas situaciones, ya que permiten conseguir diferentes fuerzas de cierre y temporizaciones en comparación con las válvulas existentes. Dependiendo de las características de las bombas que influirán en el funcionamiento de la válvula 10 y el ambiente acuoso en el que se utilicen los limpiadores que contienen la válvula 10, pueden resultar funcionamientos beneficiosos de los limpiadores.
La terminación de la boquilla 70 de manera remota al vértice 78 se produce en la porción 74 superior de la válvula
10. Las regiones 82 y 86 de terminación están conformadas (al menos en algunos aspectos) como bisagras para la boquilla 70, flexionándose cuando la boquilla 70 se abre y se cierra de manera cíclica durante el uso. También están presentes como parte del cuerpo 14 áreas 88A-B abatibles semi-circunferenciales. Ilustradas en las Figuras 2 y 4 como regiones festoneadas, las áreas 88A-B abatibles se doblan cuando la boquilla 70 se abre y se cierra. Debido a que las áreas 88A-B abatibles son de gran tamaño en relación a las correspondientes secciones de otras válvulas, distribuyen la fuerza de flexión sobre un área de gran tamaño en comparación con el caso convencional, reduciendo el esfuerzo de flexión al que está sujeta la porción 74 superior. El desplazamiento de la carga de flexión hacia esas áreas 88A-B abatibles reduce del mismo modo la flexión de la válvula 10 en el lugar adyacente a la boca 22 de salida o sobre ella, dando como resultado un menor desgaste del cuerpo 14 en la boca 22 de salida (es decir, en el lugar en el que se produce la conexión con las tuberías de extensión).
Los dientes 90 y las escotaduras 94 se muestran especialmente en las Figuras 3-5. Los dientes 90 están fabricados preferiblemente en la superficie 30 interior en el seno de la primera porción 98 longitudinal del cuerpo 14, mientras que las escotaduras 94 están creadas en el seno de la superficie 30 interior en una segunda porción 102 longitudinal del cuerpo 14. Las ubicaciones de los dientes 90 y de las escotaduras 94 se corresponden entre sí, de manera que los dientes 90 encajan en el seno de las escotaduras 94 cuando se cierra la boquilla 70. Este ajuste ayuda a reducir cualquier tendencia de la primera porción 98 longitudinal de moverse lateralmente en relación con la segunda porción 102 longitudinal cuando las bisagras se flexionan, ayudando a evitar el desgaste por fricción que resultaría si se produjese tal movimiento lateral. Aunque en las figuras se representan seis dientes 90 y seis escotaduras 94 (tres de cada en cada una de las regiones 82 y 86 de terminación), pueden utilizarse un número mayor o un número menor de tales dientes 90 y escotaduras 94 (o puede no utilizarse ninguno).
El material 106 de refuerzo para el tabique de la válvula está fabricado (preferiblemente) en la superficie 26 exterior del cuerpo 14. El material 106 puede tener una dureza mayor que la del material del que está fabricado el cuerpo 14, proporcionando de este modo una rigidez estructural mayor a porciones del cuerpo 14. Aunque el material 106 de refuerzo, en caso de estar presente, está típicamente moldeado sobre el cuerpo 14, también puede fijarse o conectarse en el seno de o con el cuerpo 14 de cualquier manera apropiada.
En algunas realizaciones de la válvula 10, el material 106 posee una forma externa compleja que comprende una sección 110 generalmente parabólica y una sección 114 generalmente circunferencial. El vértice 118 de la sección
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110 está ubicado cerca del vértice 78 de la boquilla 70; en contraste, la sección 114 circunferencial está ubicada cerca de las bisagras situadas en las regiones 82 y 86 de terminación. Tal como se ilustra en las Figuras 2 y 4, el material 106 está preferiblemente incorporado sobre cada una de las porciones 98 y 102 longitudinales primera y segunda. Para ayudar en el moldeado, la superficie 26 exterior puede incluir aletas 122 con las cuales interactúa el
5 material 106.
De manera similar a los nervios de la válvula de la Patente Kallenbach, el material 106 de refuerzo sirve, entre otras cosas, para hacer más rígida la válvula 10 en la dirección axial o longitudinal. La rigidez facilita que la válvula 10 resista fuerzas que actúan sobre ella durante el cierre de la boquilla 70, reduciendo la probabilidad de que se aplaste (de manera indeseable) la sección 66 en las vecindades de la boca 22 de salida. Aunque, tal como se indicó
10 anteriormente, el material 106 de refuerzo puede tener una dureza mayor que la del cuerpo 14, no tiene que ser así necesariamente en todas las ocasiones.
Durante el uso, la válvula 10 se instala típicamente en el seno de un limpiador automático de piscina en comunicación de flujo con el lado de la boca de entrada de una bomba. Cuando la bomba funciona, tiende generalmente a evacuar la región interior de la válvula 10, provocando que el agua cargada de desechos de una
15 piscina pase su través. De manera más específica, el funcionamiento de la bomba provoca la abertura y el cierre cíclico de la boquilla 70, creando un efecto de golpe de ariete cuando se cierra la boquilla 70 para aplicar fuerza motriz al limpiador. Aquellas personas expertas en la técnica entenderán que la boquilla 70 no debe necesariamente cerrarse de manera completa mientras describe su ciclo; en vez de ello, un cierre sustancial puede producir resultados satisfactorios.
20 Todo lo anterior se dispone para propósitos de ilustración, ejemplificación, y descripción de realizaciones de la presente invención. Modificaciones y adaptaciones de estas realizaciones serán apreciadas por aquellas personas expertas en la técnica y pueden llevarse a cabo sin abandonar el alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones anexas.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Una válvula (10) que posee una boca (18) de entrada y una boca (22) de salida y que comprende un cuerpo
    (14) que define un conducto de fluido a su través, donde el cuerpo (14) comprende (a) un tabique flexible y (b) una
    boquilla (70) que ocupa una posición intermedia entre la boca (18) de entrada y la boca (22) de salida, donde la 5 boquilla (70) está conformada generalmente con forma de parábola o en “V”,
    caracterizada por que el cuerpo (14):
    -tiene una superficie (30) interior,
    -comprende dientes (90) y escotaduras (94), donde los dientes (90) están fabricados en la superficie (30) interior, y las escotaduras (94) están creadas en el seno de la superficie (30) interior.
    10 2.-Una válvula (10) según la reivindicación 1 en la que la boquilla (70) define un vértice (78) ubicado en una posición más cercana a la boca (18) de entrada que a la boca (22) de salida.
  2. 3.-Una válvula (10) según la reivindicación 2 en la que la boquilla (70) define adicionalmente regiones (82, 86) de terminación más cercanas a la boca (22) de salida que a la boca (18) de entrada.
  3. 4.-Una válvula (10) según la reivindicación 3 en la que las regiones (82, 86) de terminación se flexionan cuando la 15 boquilla (70) se abre y se cierra cíclicamente durante su uso.
  4. 5.-Una válvula (10) según la reivindicación 1 en la que el cuerpo (14) comprende adicionalmente áreas (88A-B) abatibles configuradas para doblarse cuando la boquilla (70) se abre y se cierra durante su uso.
  5. 6.-Una válvula (10) según la reivindicación 5 en la que las áreas (88A-B) abatibles (a) son al menos semicircunferenciales y (b) están más cerca de la boca (22) de salida que de la boca (18) de entrada.
    20 7.-Una válvula (10) según la reivindicación 1 en la que cada diente encaja en el seno de una escotadura cuando la boquilla (70) se cierra durante su uso.
  6. 8.-Una válvula (10) según la reivindicación 1 en la que el cuerpo (14) tiene una superficie (26) exterior, que comprende adicionalmente material (106) de refuerzo en la superficie (26) exterior, de manera que al menos una porción del material (106) de refuerzo tiene una forma parabólica o en “V”.
    25 9.-Una válvula (10) según la reivindicación 8 en la que el material (106) de refuerzo tiene una dureza mayor que el cuerpo (14).
  7. 10.-Una válvula (10) según la reivindicación 1 que comprende adicionalmente un medio para conectarse a un componente o más de uno de un limpiador automático de piscina.
  8. 11.-Una válvula (10) según la reivindicación 1 en la que la válvula es una válvula de diafragma flexible para un 30 limpiador automático de piscina.
  9. 12.-Una válvula (10) según la reivindicación 1 en la que:
    a. El cuerpo (14) tiene una superficie (26) exterior y comprende:
    i. una boquilla (70):
    (A) que define un vértice (78) ubicado en una posición más cercana a la boca (18) de entrada que a la 35 boca (22) de salida; y
    (B) que define regiones (82, 86) de terminación más cercanas a la boca (22) de salida que a la boca (18) de entrada, donde las regiones (82, 86) de terminación se flexionan cuando la boquilla (70) se abre y se cierra cíclicamente durante su uso;
    ii. áreas (88A-B) abatibles configuradas para doblarse cuando la boquilla (70) se abre y se cierra durante su
    40 uso, donde las áreas (88A-B) abatibles (A) son al menos semi-circunferenciales y (B) están más cerca de la boca (22) de salida que de la boca (18) de entrada;
    b.
    cada escotadura recibe un diente cuando la boquilla (70) se cierra durante su uso;
    c.
    la válvula comprende material (106) de refuerzo en la superficie (26) exterior, donde al menos una porción del
    material (106) de refuerzo tiene generalmente una forma parabólica o en “V” y tiene una dureza mayor que la 45 del cuerpo (14); y
    d. la válvula comprende un medio para conectarse a un componente o más de uno de un limpiador automático
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    de piscina. 13.-Un limpiador automático de piscina que comprende una válvula según una de las reivindicaciones 1 a 12.
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US922602P 2007-04-10
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