ES2573341B1 - Dispositivo dispensador de un fluido accionado por variaciones de presión en un circuito principal - Google Patents
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Abstract
Dispositivo dispensador de un fluido accionado por variaciones de presión en un circuito principal.#El dispositivo dispensador comprende un cuerpo hueco (1), dividido en una cámara de presurización (2) y una cámara dispensadora (3) por medio de medios de conversión de las variaciones de presión de la cámara de presurización (2) en variaciones de volumen de la cámara dispensadora (3), realizados ventajosamente como un elastómero (4) que presenta una cavidad que constituye la propia cámara dispensadora (3), conectándose la cámara de presurización (2) a un grifo de entrada (5) que presenta una restricción (6) y termina en una válvula de entrada (13), y la cámara dispensadora (3) a un tramo intermedio (7) de un circuito secundario que termina en cada extremo en sendas válvulas antirretorno (8) que prolongan el circuito secundario en un tramo de impulsión (9) y un tramo de aspiración (10), conectado este último a un depósito (11) de producto a dispensar.#El cierre de la válvula de entrada (13) conduce a una reducción del volumen de la cámara dispensadora (3) por compresión del elastómero (4), expulsando el fluido a dispensar.
Description
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DESCRIPCION
DISPOSITIVO DISPENSADOR DE UN FLUIDO ACCIONADO POR VARIACIONES DE
PRESION EN UN CIRCUITO PRINCIPAL
La presente invention se refiere a un dispensador intermitente de un fluido, que esta controlado y accionado por las variaciones de presion en un circuito principal de otro fluido. El dispositivo opera de forma automatica y autonoma, sin necesidad de ningun tipo de suministro de energla externa y sin precisar un sistema de control especlfico.
Su campo de aplicacion es el de las bombas dispensadoras y dosificadoras, estando especialmente adaptado para suministrar automaticamente productos de higiene tales como detergentes, y desodorantes en aparatos sanitarios, incorporation de cloro en piscinas, detergentes en lavadoras, anti incrustantes en lavavajillas, lubricantes en circuitos hidraulicos, y en todos aquellos casos en que se disponga de un fluido, llquido o gas, sometido a variaciones de presion en un circuito principal, y se presente la necesidad de incorporar cualquier otro fluido, de forma automatica, en un circuito secundario.
Antecedentes de la invencion
Se conocen numerosos dispositivos dispensadores del tipo que nos ocupa. Asl, el documento ES 2159392T3 describe un dispositivo dosificador para anadir un esterilizante a una red de suministro de agua a fin de proporcionar agua esterilizada a los consumidores. El dispositivo comprende un deposito de esterilizante y un sistema de control que a partir de una medida de caudal transmite las ordenes oportunas para mantener una concentration de esterilizante prefijada, operandose mediante aire comprimido.
El documento ES 1049300U describe un dosificador de desinfectantes para aparatos sanitarios que utiliza una bomba accionada por un motor a pilas. Como en el caso anterior, se precisa una fuente de energla externa.
Son conocidos asimismo, otros dispositivos que no precisan energla externa. Asl el documento US 5,692,250 se refiere a la dispensation automatica de un llquido desinfectante en aparatos sanitarios de vaclo sin cisterna, del tipo de los utilizados en aviation. La energla para mover la bomba dispensadora proviene de las variaciones de presion del circuito de agua potable de a bordo, utilizado para la limpieza de la taza del sanitario. Esta bomba dispensadora esta conectada despues de la valvula de apertura del circuito y vierte a la taza del sanitario, con lo que la presion varla entre un valor cero y la plena presion estatica del
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circuito de agua principal, lo que constituye un salto excesivamente importante y brusco de la presion. Esto unido a la constitution mecanica de la bomba, un piston flotante cargado con un resorte, conduce a una operation ruidosa y a la aparicion de constantes averlas.
El documento ES 2377092B1 describe un dispositivo muy proximo al anterior, pero adaptado a los sanitarios habituales con cisterna. En este caso, las camaras impulsoras de la bomba presentan ambas una entrada y una salida, lo que complica aun mas los problemas mecanicos y de estanqueidad de los pistones flotantes que constituyen el corazon del sistema. El dispositivo se ubica, como en el caso anterior, detras de la valvula de entrada y descarga, lo que da lugar a varios problemas:
• El salto de presion, entre la presion estatica del circuito principal y cero es demasiado alto y, sobre todo, brusco.
• La dispensation del producto se produce en el momento de la apertura de la valvula de descarga, por lo que la actuation del desinfectante es muy corta y transitoria, siendo barrido por la descarga posterior del agua de limpieza proveniente del circuito principal. Esto se agrava en el caso de sanitarios sin cisterna.
Se conocen tambien dispositivos que aspiran directamente, desde un deposito, el fluido a dispensar, tal como el descrito en el documento US 2009/0100579 A1, que utiliza un Venturi. Este dispositivo opera de forma continua mientras hay flujo en el circuito principal, por lo que el consumo del fluido a dispensar es muy elevado, con dificultades de regulation.
En consecuencia, es un objetivo de la presente invention el disponer de un dispositivo dispensador que actue al final de la descarga, al cortar el flujo en el circuito principal.
Es otro objetivo de la presente invencion el disponer de un dispositivo dispensador de accionamiento suave.
Y finalmente, es otro objetivo de la presente invencion el disponer de un dispositivo dispensador mas sencillo y economico, sin problemas de estanqueidad.
Description de la invencion
Para alcanzar los objetivos propuestos se ha concebido un dispositivo dispensador dispuesto antes de la valvula de entrada del circuito principal. De esta forma, el dispositivo dispensador de la invencion siempre esta presurizado, generandose las variaciones de presion necesarias a su operacion mediante una restriction dispuesta en el grifo de entrada que conecta el circuito principal a la valvula de entrada. En el contexto de este documento
se entendera por “restriction” un tramo de circuito que presenta un diametro dimensionado para provocar una aceleracion del fluido principal cuando la valvula de entrada esta abierta. Este diametro sera habitualmente menor que el del resto del circuito principal, y su dimensionamiento estara definido, ademas de por las condiciones del propio dispositivo, por 5 la perdida de carga de la valvula de entrada. El fundamento de la invention es sustituir el salto de presion todo o nada de la tecnica anterior por un salto de presion menor en valor absoluto y de transition suave, produciendose la dispensation al final de la descarga, cuando el circuito principal, sin flujo, se encuentra a su maxima presion.
El teorema de Bernoulli que define el comportamiento de fluidos en una conduction 10 establece que;
Siendo p la presion, Ha velocidad del fluido, d la densidad del fluido, g la aceleracion de 15 la gravedad, y k una constante.
De esta forma, si introducimos una restriccion en el grifo de entrada del circuito principal, antes de la valvula de entrada, el dispositivo estara siempre presurizado, bien con la presion estatica cuando no haya flujo, bien con una presion dependiente de la velocidad de paso del fluido cuando la valvula de entrada del circuito principal este abierta. La presencia de una 20 restriccion permite disponer de un salto de presion suficiente para accionar el dispositivo, pero no excesivo, optimizando su operation.
La parte dispensadora del dispositivo, es similar a la descrita en la primera variante (Figura 1) del documento US 5,692,250 y comprende un cuerpo hueco, ventajosamente cillndrico, dividido en una camara de presurizacion y una camara dispensadora por medios de 25 conversion de las variaciones de presion de la camara de presurizacion en variaciones de volumen de la camara dispensadora, conectandose la camara de presurizacion al grifo de entrada en la zona de la restriccion y la camara dispensadora a un circuito secundario que incluye el deposito de fluido a dispensar y un par de valvulas antiretorno que aseguren su circulation segun una disposition habitual en hidraulica.
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Ventajosamente los medios de conversion de las variaciones de presion de la camara de presurizacion en variaciones de volumen de la camara dispensadora estaran constituidos por una pieza elastomera de forma cillndrica que presenta una cavidad que constituye la camara dispensadora en si. Una tal solucion es incapaz de soportar el salto de presion todo o nada del circuito principal pero, sorprendentemente, trabaja con eficacia y suavidad cuando permanece constantemente presurizada, con variaciones de presion controladas. La explication esta no solo en los valores absolutos del salto de presion, sino en que al producirse estos por variaciones de caudal, la propia inercia del fluido establece cambios de presion progresivos.
Aunque la variante anterior, en elastomero, de los medios de conversion de variaciones de presion en variaciones de volumen presenta una sinergia evidente con la utilization de una restriction, pueden utilizarse medios convencionales como pistones flotantes, fuelles o similares en aquellos casos en que las elevadas presiones o la agresividad qulmica del fluido a dispensar desaconsejen la utilizacion de un elastomero. Las ventajas del dispositivo dispensador de la invention son definitivas, asl:
• La dispensation del producto tiene lugar al cerrar la valvula de entrada, en lugar de en su apertura como ocurre en la tecnica anterior. Esto permite que, por ejemplo en sanitarios sin cisterna, el producto permanezca en la taza del mismo.
• Presenta un funcionamiento suave y silencioso
• En version elastomero presenta una gran sencillez mecanica, bajo precio y larga duration. Breve descripcion de los dibujos
Para complementar la descripcion que antecede, y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracterlsticas de la invencion, se va a proceder a realizar una descripcion detallada de una realizacion preferida, en base a un juego de planos que se acompanan a esta memoria descriptiva y en donde, con caracter orientativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente.
La figura 1 muestra una section esquematica del dispositivo de la invencion con la valvula de entrada cerrada.
La figura 2 muestra una seccion esquematica del dispositivo de la invencion con la valvula de entrada abierta.
La figura 3 muestra una aplicacion a un aparato sanitario con cisterna desde un deposito de producto a dispensar exterior.
La figura 4 muestra una aplicacion a un aparato sanitario incorporando el deposito de producto a dispensar en el interior de la cisterna.
5 La figura 5 muestra en esquema una variante que utiliza un piston flotante cargado por resorte.
La figura 6 muestra en esquema una variante que utiliza un fuelle.
La figura 7 muestra en esquema una variante que utiliza una membrana cargada por resorte.
10 La figura 8 muestra en esquema una variante que utiliza un elastomero provisto de una cavidad.
En las anteriores figuras, las referencias numericas corresponden a las siguientes partes y elementos:
I Cuerpo hueco
15 2 Camara de presurizacion
3 Camara dispensadora
4 Elastomero
5 Grifo de entrada
6 Restriction
20 7 Tramo intermedio del circuito secundario
8 Valvulas antiretorno
9 Tramo de impulsion del circuito secundario
10 Tramo de aspiration del circuito secundario
II Deposito
25 12 Conexion al circuito principal
13 Valvula de entrada
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14 Flotador
15 Cisterna
16 Tirador
17 Valvula de fondo
18 Piston flotante
19 Fuelle
20 Membrana
Descripcion detallada de una realizacion preferida
Como puede apreciarse en las figuras 1 y 2, el dispositivo dispensador de la invention comprende un cuerpo hueco (1), ventajosamente cillndrico, dividido en una camara de presurizacion (2) y una camara dispensadora (3) por medio de un elastomero (4) que presenta una cavidad que constituye la propia camara dispensadora (3), conectandose la camara de presurizacion (2) a un grifo de entrada (5) que presenta una restriction (6), y la camara dispensadora (3) a un tramo intermedio (7) de un circuito secundario que termina en cada extremo en sendas valvulas antiretorno (8) que prolongan el circuito secundario en un tramo de impulsion (9) y un tramo de aspiration (10), el mismo conectado a un deposito (11) de producto a dispensar. El grifo de entrada (5) empieza en una conexion al circuito principal (12) y termina en una valvula de entrada (13).
Haciendo referencia ahora a las figuras 3 y 4, describiremos las particularidades de aplicacion del dispositivo dispensador de la invencion a un sanitario con cisterna (15), en el que, particularizando el caso general, la valvula de entrada (13) se acciona mediante un flotador (14) y un tirador (16) acciona una valvula de fondo (17) para provocar la descarga de la cisterna (15) de forma convencional. El deposito (11) puede ir incorporado en la cisterna (15) o ser exterior a la misma. En este ultimo caso, un solo deposito (11) puede alimentar una pluralidad de sanitarios, con o sin cisterna.
El funcionamiento del dispositivo es el siguiente. Cuando la valvula de entrada (13) se abre, se establece un flujo en la restriccion (6) lo que provoca una bajada de presion. En consecuencia el elastomero (4) se expande, aumentando el volumen de la camara dispensadora (3), lo que provoca su llenado desde el deposito (11) a traves del tramo de aspiracion (10) del circuito secundario. Ver figura 2.
Cuando la valvula de entrada (13) se cierra, la presion aumenta en la restriction (6) y en la camara de presurizacion (2), comprimiendo el elastomero (4), lo que reduce el volumen de la camara dispensadora (3) y provoca la inyeccion del producto a dispensar en el tramo de impulsion (9) del circuito secundario. Ver figura 1.
5 En cuanto a la realization industrial, seran evidentes para el experto en la materia una serie de variantes que, respetando la esencialidad de la invention, adapten la ejecucion del dispositivo a las caracterlsticas de los fluidos a manejar, las presiones disponibles, y la cantidad de fluido a dispensar. Asl, los medios de conversion de las variaciones de presion de la camara de presurizacion en variaciones de volumen de la camara dispensadora se 10 realizaran ventajosamente mediante un elastomero (4) pero segun necesidades podrla utilizarse un piston flotante (18) cargado por resorte (Figura 5), un fuelle (19) o pulmon elastico, (Figura 6), una membrana (20), (Figura 7) o cualquier mecanismo funcionalmente similar. Ventajosamente, el dispositivo de la invencion estara incorporado al grifo de entrada (5), el mismo unido a la valvula de entrada (13) y al flotador (14) para formar un conjunto 15 monobloque que reemplace a los dispositivos convencionales en instalaciones existentes (Figuras 1, 3, y 4).
El dimensionamiento de la restriccion (6), podra optimizarse facilmente mediante el metodo de prueba y error aplicado a las condiciones especlficas del sistema.
Claims (5)
- 51015202530REIVINDICACIONES1. Dispositivo dispensador de un fluido, accionado por variaciones de presion en un circuito principal, caracterizado por comprender;- un grifo de entrada (5), provisto de una restriction (6), y terminado por un extremo en una conexion al circuito principal (12) y en el opuesto por una valvula de entrada (13);- un cuerpo hueco (1), dividido en una camara de presurizacion (2) y una camara dispensadora (3) por medios de conversion de las variaciones de presion en la camara de presurizacion (2) en variaciones de volumen en la camara dispensadora (3), conectandose la camara de presurizacion (2) al grifo de entrada (5) en la zona de la restriccion (6), y la camara dispensadora (3) al tramo intermedio (7) de un circuito secundario, terminado dicho tramo intermedio (7) en cada extremo en sendas valvulas antiretorno (8) que se prolongan en un tramo de impulsion (9) y un tramo de aspiration (10), conectado este ultimo con un deposito (11) que contiene el fluido a dispensar,de tal manera que la dispensation del fluido se produce en el momento del cierre de la valvula de entrada (13).
- 2. Dispositivo dispensador de un fluido, accionado por variaciones de presion de un circuito principal, de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que los medios de conversion de las variaciones de presion de la camara de presurizacion (2) en variaciones de volumen de la camara dispensadora (3) se realizan como un elastomero (4) que presenta una cavidad que constituye la propia camara dispensadora (3).
- 3. Dispositivo dispensador de un fluido, accionado por variaciones de presion de un circuito principal, de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque los medios de conversion de las variaciones de presion de la camara de presurizacion (2) en variaciones de volumen de la camara dispensadora (3) se realizan mediante un piston flotante (18) cargado por resorte.
- 4. Dispositivo dispensador de un fluido, accionado por variaciones de presion de un circuito principal, de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que los medios de conversion de las variaciones de presion de la camara de presurizacion(2) en variaciones de volumen de la camara dispensadora (3) se realizan mediante un fuelle (19) o pulmon elastico.
- 5. Dispositivo dispensador de un fluido, accionado por variaciones de presion de un circuito principal, de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que los 5 medios de conversion de las variaciones de presion de la camara de presurizacion(2) en variaciones de volumen de la camara dispensadora (3) se realizan mediante una membrana (20) cargada por resorte.10
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