ES2559834T3 - Una válvula de cilindro para cilindro de gas a presión y un cilindro de gas que comprende una válvula de ese tipo - Google Patents

Una válvula de cilindro para cilindro de gas a presión y un cilindro de gas que comprende una válvula de ese tipo Download PDF

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ES2559834T3
ES2559834T3 ES13305230.8T ES13305230T ES2559834T3 ES 2559834 T3 ES2559834 T3 ES 2559834T3 ES 13305230 T ES13305230 T ES 13305230T ES 2559834 T3 ES2559834 T3 ES 2559834T3
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Silvano Bendazzoli
Ivan Pezzo
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Abstract

Una válvula de cilindro que comprende un cuerpo (1) que incluye un extremo de montaje (3) para fijación en la abertura de un cilindro (2) de fluido a presión, un circuito de descarga (4) interno que comprende un primer extremo (14) situado en el extremo de montaje (3) y un segundo extremo (24) situado en una conexión de salida (5) situada en el cuerpo (1), comprendiendo el circuito de descarga (4) una válvula de aislamiento y un dispositivo de regulación (7) para regular de manera selectiva el caudal y/o la presión del fluido que fluye por el circuito de descarga (4), estando controlados la válvula de aislamiento y el dispositivo de regulación (7) mediante órgano(s) actuador(es) (16, 17) manual(es) situados en el cuerpo (1), controlando el(los) órgano(s) actuador(es) (17) el dispositivo de regulación (7) que es móvil con respecto al cuerpo (1) entre una primera posición que fija un caudal o una presión regulada en un valor mínimo definido y al menos una segunda posición que fija un caudal o una presión regulada en un valor máximo definido, caracterizado por que la válvula de cilindro comprende un órgano de retorno (8) que obliga por defecto al órgano actuador (17) que controla al dispositivo de regulación (7) hacia su primera posición, comprendiendo el órgano de retorno (8) un resorte que tiene un primer extremo (18) conectado al órgano actuador (17) que controla al dispositivo de regulación (7) y un segundo extremo conectado a una parte fija del cuerpo (1).

Description

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DESCRIPCION
Una valvula de cilindro para cilindro de gas a presion y un cilindro de gas que comprende una valvula de ese tipo
La invencion se refiere a una valvula de cilindro y un cilindro que comprende una valvula de ese tipo.
La invencion trata mas en particular de una valvula de cilindro que comprende un cuerpo que incluye un extremo de montaje para fijacion en la abertura de un cilindro de fluido a presion, un circuito de descarga interno que comprende un primer extremo situado en el extremo de montaje y un segundo extremo situado en una conexion de salida situada en el cuerpo, comprendiendo el circuito de descarga una valvula de aislamiento y un dispositivo de regulacion para regular de manera selectiva el caudal y/o la presion del fluido que fluye por el circuito de descarga, estando controlados la valvula de aislamiento y el dispositivo de regulacion mediante organo(s) actuador(es) manual(es) situados en el cuerpo, siendo el(los) organo(s) actuador(es) que controla(n) el dispositivo de regulacion movil con respecto al cuerpo entre una primera posicion que fija un caudal o una presion regulada en un valor mlnimo definido y al menos una segunda posicion que fija un caudal o una presion regulada en un valor maximo definido.
Algunas valvulas de cilindro industriales o medicas comprenden un dispositivo de regulacion para permitir al usuario regular la presion y/o el caudal del gas descargado.
Esos dispositivos de regulacion (regulador de presion y/o reguladores de caudal) podrlan ser integrados o montados en la valvula de cilindro.
Esas valvulas de cilindro incluyen, en general, una valvula de aislamiento actuada mediante un organo actuador manual (un volante manual o una palanca pivotante, por ejemplo). El dispositivo de regulacion es actuado manualmente mediante otro organo actuador (un volante manual o palanca pivotante distintos). Una valvula de cilindro de este tipo se conoce del documento US 20030051755, considerada como la tecnica anterior mas proxima.
Esas valvulas de cilindro estan bien adaptadas para aplicaciones que necesitan descargas de gas sobre perlodos largos continuos (por ejemplo, varios minutos u horas).
El usuario debe as! abrir primero la valvula de aislamiento por medio del correspondiente organo actuador y, luego, actuar el organo actuador del dispositivo de regulacion hasta el valor deseado.
Sin embargo, algunas aplicaciones necesitan solo pequenas cantidades de gas entregado en perlodos cortos sucesivos (por ejemplo, pocos segundos cada minuto). Estas necesidades de gas especiales podrlan conducir a un uso diferente de la valvula de cilindro. Por ejemplo, algunos usuarios fijan primero el organo actuador (volante manual) que controla el regulador de presion y, mas tarde, abren o cierran repetidamente la valvula de aislamiento. Es decir: el dispositivo de regulacion es prefijado por el correspondiente organo actuador y permanece inalterado durante el uso (cuando la valvula de aislamiento esta abierta) e incluso despues del uso (cuando la valvula de aislamiento esta cerrada).
Esta forma de usar la valvula de cilindro es contraria a las normas de seguridad de las valvulas de cilindro.
Este tipo de uso genera problemas de fatiga y desgaste en los mecanismos de cierre (especialmente en sistemas integrados).
Ademas, este tipo de uso incrementa los riesgos de seguridad debido a que pueden ocurrir en el circuito compresion adiabatica o una presion elevada no deseada.
Ademas, este uso incrementa el riesgo de una fuga accidental con vaciado del cilindro.
Un objetivo de la presente invencion es resolver al menos parcialmente uno de los problemas mencionados arriba.
A este fin, la valvula de cilindro de acuerdo con la invencion, en otros aspectos de acuerdo con la definicion generica dada por el preambulo anterior, esta caracterizada esencialmente por que la valvula de cilindro comprende un organo de retorno que obliga por defecto al organo actuador que controla al dispositivo de regulacion hacia su primera posicion, comprendiendo el organo de retorno un resorte que tiene un primer extremo conectado al organo actuador que controla al dispositivo de regulacion y un segundo extremo conectado a una parte fija del cuerpo.
Ademas, realizaciones podrlan incluir una o varias de las particularidades que siguen:
- la valvula de aislamiento y el dispositivo de regulacion son separados, independientes y estan dispuestos en serie en el circuito de descarga,
- la valvula de aislamiento y el dispositivo de regulacion estan controlados por organo(s) actuador(es) manual(es) distintos y respectivos situados en el cuerpo, siendo el organo actuador que controla la valvula de aislamiento movil con respecto al cuerpo entre una posicion que obliga la apertura de la valvula de aislamiento (6) y una posicion que obliga a la valvula de aislamiento a su posicion cerrada.
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- la valvula de aislamiento esta controlada por el organo actuador que controla el dispositivo de regulacion, es decir, la valvula de aislamiento y el dispositivo de regulacion estan controlados por un organo actuador unico y comun situado en el cuerpo,
- la valvula de aislamiento consiste en el dispositivo de regulacion, es decir, el propio dispositivo de regulacion actua de manera selectiva como valvula de aislamiento para cerrar de manera selectiva el circuito de descarga cuando el organo actuador esta en su primera posicion,
- el organo actuador que controla el dispositivo de regulacion comprende un volante manual montada de manera que puede girar en el cuerpo,
- el organo de retorno comprende un resorte de alambre arrollado, particularmente un resorte de forma espiral o helicoidal,
- el organo actuador que controla el dispositivo de regulacion comprende una porcion concava que mira al cuerpo, estando alojado el organo de retorno en dicha porcion concava,
- el organo actuador que controla la valvula de aislamiento y el organo actuador que controla el dispositivo de regulacion estan situados respectivamente en caras diferentes del cuerpo y, preferiblemente, en caras opuestas del cuerpo,
- el dispositivo de regulacion comprende un controlador de caudal para controlar y fijar el caudal de fluido en el circuito de descarga en un nivel regulable,
- en su primera posicion, el organo actuador que controla el dispositivo de regulacion fija un caudal igual a cero, es decir el dispositivo de regulacion cierra el circuito de descarga,
- el dispositivo de regulacion comprende un regulador de presion regulable para rebajar la presion del gas descargado hasta un valor determinado,
- el organo actuador que controla la valvula de aislamiento comprende un volante manual y/o una palanca pivotante,
- el circuito de descarga comprende una valvula de presion residual situada entre el dispositivo de regulacion y la valvula de aislamiento,
- el cuerpo comprende un circuito de llenado interno que comprende un primer extremo que sale en una conexion de llenado situada en el cuerpo y un segundo extremo que sale en el extremo de montaje del cuerpo,
- el circuito de descarga comprende una valvula de alivio de presion,
- cuando el esfuerzo que actua sobre el organo actuador que controla el dispositivo de regulacion hacia su segunda posicion esta por debajo de un par torsor incluido en el rango entre cero y 50 Nm (en caso de par); o por debajo de una fuerza incluida en el rango entre cero y 500 N (en caso de fuerza); el organo de retorno mueve, automaticamente dicho organo actuador a su primera posicion.
La invencion puede tambien referirse a un cilindro de fluido a presion que comprende una valvula de cilindro de acuerdo con cualquiera de las particularidades anteriores o siguientes.
La invencion puede tambien referirse a cualquier dispositivo o metodo que comprenda cualquier combinacion de particularidades mencionadas anteriormente o a continuation.
Otras particularidades y ventajas quedaran claras con la lectura de la description que sigue, hecha con referencia a los dibujos, en los que:
- la figura 1 representa una vista en perspectiva de un ejemplo posible de valvula de cilindro de acuerdo con la invencion,
- la figura 2 representa una vista en perspectiva y en despiece ordenado parcial de la valvula de cilindro de la figura
1,
- la figura 3 representa una vista en perspectiva y parcial de un detalle de la valvula de cilindro de la figura 1 que muestra la estructura interna de un organo actuador,
- la figura 4 representa esquematicamente un estructura posible del circuito interno de la valvula de cilindro que materializa la invencion y montada en el cilindro.
- las figuras 5 y 6 representan respectivamente vistas frontales de dos realizaciones posibles diferentes del organo de retorno del organo actuador de la valvula de cilindro de acuerdo con un ejemplo de la invencion.
La valvula de cilindro mostrada como un ejemplo no limitativo en la figura 1 comprende un cuerpo 1 que incluye un extremo de montaje 3 (por ejemplo roscado) para montar en la abertura de un cilindro 2 de gas a presion (vease por
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ejemplo la figura 4).
El cuerpo 1 contiene un circuito de descarga 4 interno que comprende un primer extremo 14 situado en el extremo de montaje 3 y un segundo extremo 24 situado en una conexion de salida 5 del cuerpo 1.
El circuito de descarga 4 comprende, dispuestos en serie, una valvula de aislamiento 6 y un dispositivo de regulacion 7 para regular de manera selectiva el caudal y/o la presion del fluido que fluye en el circuito de descarga 4.
El dispositivo de regulacion 7 puede incluir, por ejemplo, al menos uno de entre: un regulador de presion para rebajar la presion del fluido hasta un nivel prefijado y regulable, un regulador de caudal para fijar el caudal de fluido en un valor prefijado y regulable.
La valvula de aislamiento 6 y el dispositivo de regulacion 7 son distintos, independientes y estan controlados manualmente mediante diferentes y respectivos organos actuadores 16, 17 situados en el cuerpo 1. Es decir: la valvula de aislamiento 6 esta controlada por su organo actuador 16 independiente del organo actuador 17 del dispositivo de regulacion 7 y viceversa.
Preferiblemente, los organos actuadores 16, 17 de la valvula de aislamiento 6 y del dispositivo de regulacion 7 estan situados respectivamente en caras diferentes del cuerpo y particularmente caras opuestas (vease la figura 1).
El organo actuador 16 que controla la valvula de aislamiento 6 es movil con respecto al cuerpo 1 entre una posicion que abre dicha valvula de aislamiento y otra posicion que cierra dicha valvula de aislamiento 6.
En este ejemplo, el organo actuador 16 de la valvula de aislamiento 6 comprende un volante manual montado de manera que puede girar en el cuerpo 1 y que tiene una empunadura para ser agarrada por el usuario.
Por supuesto, el organo actuador 16 puede tener una estructura diferente, por ejemplo, puede comprender una palanca pivotante en el cuerpo y/o un boton movil en traslacion en el cuerpo 1.
El organo actuador 17 que controla el dispositivo de regulacion 7 es movil con respecto al cuerpo 1 entre una primera posicion que fija una presion o caudal mlnimo (por ejemplo, un caudal igual a cero que corresponde a un cierre del circuito 4) y una segunda posicion que fija una presion o caudal maximo (dependiendo de la presion en el cilindro). Preferiblemente, entre sus primera y segunda posiciones, el organo actuador 17 fija caudales intermedios o presiones intermedias (de una manera discreta o continua).
Segun se divulga en la figura 1, el organo actuador 17 comprende por ejemplo un volante manual giratorio. Por supuesto, de nuevo, este organo actuador 17 que controla el dispositivo de regulacion 7 puede comprender otra estructura, por ejemplo una palanca pivotante o un boton movil en traslacion.
De acuerdo con una particularidad ventajosa, la valvula de cilindro comprende un organo de retorno 8 que obliga por defecto al organo actuador 17 del dispositivo de regulacion hacia su primera posicion.
El organo de retorno comprende, por ejemplo, un resorte que tiene un primer extremo 18 unido al organo actuador 17 que controla al organo de regulacion y un segundo extremo 28 unido a una parte fija del cuerpo 1.
Por ejemplo, cuando el esfuerzo de actuation sobre en organo actuador 17 del organo de regulacion 7 hacia su segunda posicion esta por debajo de:
- un par torsor incluido en el rango entre cero a cincuenta Newton-metro (en caso de par);
- una fuerza incluida en el rango entre cero y quinientos Newtons (en caso de fuerza);
el organo de retorno 8 mueve automaticamente el organo actuador 17 a su primera posicion.
Es decir, el usuario debe mantener su esfuerzo sobre el organo actuador 17 con el fin de mantener una determinada orden de caudal/presion. Si no, el caudal/presion sera movido automaticamente al valor mlnimo fijado (cierre del circuito de descarga por el dispositivo de regulacion 8).
Esta particularidad fuerza, asl, al usuario a usar la valvula de cilindro de una manera correcta y segura porque mantener un caudal/presion necesita una action manual continua cuya intensidad sea, al menos, igual a la fuerza de tarado del organo de retorno 8.
Esto genera las ventajas siguientes:
- reducir el riesgo de mal uso segun se describe mas arriba,
- reducir el riesgo de fuga,
- una mejor ergonomla de control para el usuario,
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- mejora de la seguridad debido a: una fase transitoria mas larga para alcanzar la presion y caudal de trabajo de salida y una apertura del organo actuador 16 con el organo actuador 17 cerrado.
Ademas, este esfuerzo mantenido del usuario sobre el organo actuador 17 con el fin de obtener un caudal de gas y su cierre automatico en caso de detencion, incrementa la seguridad del uso del gas, especialmente en caso de urgencia o accidente.
Segun se ilustra en las figuras, 2, 3, 5 y 6, el organo de retorno 8 comprende, por ejemplo, un resorte de alambre arrollado, principalmente de tipo espiral o helicoidal. Por supuesto, cualquier otro tipo de montaje de resorte es posible (resorte de traccion, resorte de compresion, resorte de ballesta...) con el fin de llevar a cabo esta funcion de obligar al organo actuador 17 hacia su primera posicion.
Segun se muestra en la figura 3, (en la que el organo actuador 17 se muestra abierto en su parte central), el organo actuador 17 comprende una porcion concava que mira al cuerpo 1 y el organo de retorno esta alojado en esta porcion concava.
Los extremos 18, 28 del organo de retorno 8 estan, por ejemplo, situados en ranuras o contra estribos del cuerpo y del organo actuador 7.
Segun se ilustra en la figura 4 como un ejemplo no limitativo, el circuito de descarga puede incluir una valvula de presion residual 9 situada entre la valvula de aislamiento 6 y el dispositivo de regulacion 7.
El circuito de descarga 4 puede incluir tambien un medidor 13 y una valvula de alivio de presion 12 en caso de fallo (sobrepresion, sobrecalentamiento).
El cuerpo 1 comprende, preferiblemente tambien, un circuito de llenado 10 interno que tiene un primer extremo situado en una conexion de llenado 11 y un segundo extremo situado en el extremo de montaje 3.
Por supuesto, la invention no esta limitada al ejemplo descrito con referencia a las figuras 1 a 6.
Por ejemplo, en otra realization ilustrada en la figura 7, la valvula de aislamiento 6 y el dispositivo de regulacion 7 (los cuales son entidades separadas) estan controlados por un unico y comun organo actuador 17 el cual es el organo actuador 17 que controla el dispositivo de regulacion 7 (obligado por el organo de retorno 8). Por ejemplo, el unico organo actuador 17 que controla tanto a la valvula de aislamiento 6 como al dispositivo de regulacion 7 cierra la valvula de aislamiento 6 en su primera posicion (o en otra posicion especial) y abre la valvula de aislamiento 6 en otras posiciones que corresponden a presiones reguladas o caudales no nulos. El organo actuador 17 puede, tambien, ser movil de acuerdo con diferentes movimientos y la apertura/cierre de la valvula de aislamiento 6 puede ser controlada mediante un movimiento diferente del movimiento que controla el dispositivo de regulacion 7 (por ejemplo traslacion frente a una rotation).
En otra realizacion ilustrada en la figura 8, no hay ninguna valvula de aislamiento separada. Es decir, la funcion de valvula de aislamiento (cerrar/abrir el circuito 4) es ejecutada por el propio dispositivo de regulacion 7 y controlada por el organo actuador 17. Esto significa que el dispositivo de regulacion 7 comprende una valvula reguladora de presion/caudal la cual es usada tambien como valvula de aislamiento. Segun se explico antes, el organo actuador 17 puede, tambien, ser movil de acuerdo con diferentes movimientos y la funcion de apertura/cierre del circuito puede estar controlada por un movimiento diferente del movimiento que controla el dispositivo de regulacion 7 (por ejemplo traslacion frente a rotacion). Como alternativa, el cierre del circuito 4 se ejecuta cuando el organo actuador 17 esta en su primera posicion.

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    REIVINDICACIONES
    1. Una valvula de cilindro que comprende un cuerpo (1) que incluye un extremo de montaje (3) para fijacion en la abertura de un cilindro (2) de fluido a presion, un circuito de descarga (4) interno que comprende un primer extremo (14) situado en el extremo de montaje (3) y un segundo extremo (24) situado en una conexion de salida (5) situada en el cuerpo (1), comprendiendo el circuito de descarga (4) una valvula de aislamiento y un dispositivo de regulacion (7) para regular de manera selectiva el caudal y/o la presion del fluido que fluye por el circuito de descarga (4), estando controlados la valvula de aislamiento y el dispositivo de regulacion (7) mediante organo(s) actuador(es) (16, 17) manual(es) situados en el cuerpo (1), controlando el(los) organo(s) actuador(es) (17) el dispositivo de regulacion (7) que es movil con respecto al cuerpo (1) entre una primera posicion que fija un caudal o una presion regulada en un valor mlnimo definido y al menos una segunda posicion que fija un caudal o una presion regulada en un valor maximo definido, caracterizado por que la valvula de cilindro comprende un organo de retorno (8) que obliga por defecto al organo actuador (17) que controla al dispositivo de regulacion (7) hacia su primera posicion, comprendiendo el organo de retorno (8) un resorte que tiene un primer extremo (18) conectado al organo actuador (17) que controla al dispositivo de regulacion (7) y un segundo extremo conectado a una parte fija del cuerpo (1).
  2. 2. Una valvula de cilindro de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que la valvula de aislamiento (6) y el dispositivo de regulacion (7) son separados, independientes y estan dispuestos en serie en el circuito de descarga (4).
  3. 3. Una valvula de cilindro de acuerdo con la reivindicacion 2, en la que la valvula de aislamiento (6) y el dispositivo de regulacion (7) estan controlados por organo(s) actuador(es) (16, 17) manual(es) distintos y respectivos situados en el cuerpo (1), siendo el organo actuador (16) que controla a la valvula de aislamiento (6) movil con respecto al cuerpo entre una posicion que obliga la apertura de la valvula de aislamiento (6) y una posicion que obliga a la valvula de aislamiento (6) a su posicion cerrada.
  4. 4. Una valvula de cilindro de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en la que la valvula de aislamiento esta controlada por el organo actuador (17) que controla el dispositivo de regulacion (7), es decir, la valvula de aislamiento (6) y el dispositivo de regulacion (7) estan controlados por un organo actuador (17) manual unico y comun situado en el cuerpo (1).
  5. 5. Una valvula de cilindro de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que la valvula de aislamiento consiste en el dispositivo de regulacion (7), es decir, el propio dispositivo de regulacion (7) actua de manera selectiva como valvula de aislamiento para cerrar de manera selectiva el circuito de descarga (4) cuando el organo actuador (17) esta en su primera posicion.
  6. 6. Una valvula de cilindro de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el organo actuador (17) que controla el dispositivo de regulacion (7) comprende un volante manual montado de manera que puede girar en el cuerpo (1).
  7. 7. Una valvula de cilindro de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el organo de retorno (8) comprende un resorte de alambre arrollado, particularmente un resorte de forma espiral o helicoidal.
  8. 8. Una valvula de cilindro de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el organo actuador (17) que controla el dispositivo de regulacion (7) comprende una porcion concava que mira al cuerpo (1), estando alojado el organo de retorno (8) en dicha porcion concava.
  9. 9. Una valvula de cilindro de acuerdo con la reivindicacion 3, en la que el organo actuador (16) que controla la valvula de aislamiento (6) y el organo actuador (17) que controla el dispositivo de regulacion (7) estan situados respectivamente en caras diferentes del cuerpo (1) y, preferiblemente, en caras opuestas del cuerpo (1).
  10. 10. Una valvula de cilindro de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el dispositivo de regulacion (7) comprende un controlador de caudal para controlar y fijar el caudal en el circuito de descarga (4) en un nivel regulable.
  11. 11. Una valvula de cilindro de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que, en su primera posicion, el organo actuador (17) que controla el dispositivo de regulacion (7) fija un caudal igual a cero, es decir el dispositivo de regulacion (7) cierra el circuito de descarga (4).
  12. 12. Una valvula de cilindro de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en la que el dispositivo de regulacion (7) comprende un regulador de presion regulable para rebajar la presion del gas descargado hasta un valor determinado.
  13. 13. Una valvula de cilindro de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 o 9, en la que el organo actuador (16) que controla la valvula de aislamiento (6) comprende un volante manual y/o una palanca pivotante.
  14. 14. Una valvula de cilindro de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la que cuando el esfuerzo que actua sobre el organo actuador que controla el dispositivo de regulacion hacia su segunda posicion esta por
    6
    debajo de un par torsor incluido en el rango entre cero y 50 Nm (en caso de par); o por debajo de una fuerza incluida en el rango entre cero y 500 N (en caso de fuerza); el organo de retorno mueve automaticamente dicho organo actuador a su primera posicion.
    5 15. Cilindro de fluido a presion que comprende una valvula de cilindro de acuerdo con cualquiera de las
    reivindicaciones 1 a 14.
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