ES2604809T3

ES2604809T3 - Una válvula de control

Info

Publication number: ES2604809T3
Application number: ES15150461.0T
Authority: ES
Inventors: Bjarne Ibsen Wittendorff; Carsten Enøe Møller; Gitte Pedersen; Mille Sveje Bøjgaard
Original assignee: FlowCon International ApS; Flowcon Int Aps
Current assignee: FlowCon International ApS; Flowcon Int Aps
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2015-01-08
Publication date: 2017-03-09
Anticipated expiration: 2035-01-08
Also published as: EP2894535A1; US9273787B2; DK201400012A1; PL2894535T3; US20150198258A1; DK178181B1; EP2894535B1

Abstract

Una válvula (1) de control para controlar el flujo de líquido en una instalación de calefacción y/o refrigeración bajo el mando de un accionador, la válvula (1) de control comprende: Una carcasa (2) de la válvula con una entrada (3) y una salida (4), Un regulador de flujo que comprende: Un primer elemento (20) de la válvula que tiene una parte anular o penannular con una cierta extensión axial, Un segundo elemento (40) de la válvula que tiene una parte anular o penannular con una cierta extensión axial, La parte anular o penannular del primer elemento (20) de la válvula que tiene una superposición axial con la parte anular o penannular del segundo elemento (40) de la válvula, Siendo el primer elemento (20) de la válvula giratorio manualmente con relación al segundo elemento (40) de la válvula, Las partes anulares o penanulares que se superponen axialmente del primer elemento (20) de la válvula y del segundo elemento (40) de la válvula que definen una primera abertura (52) de entrada con una extensión circunferencial variable en comunicación de fluido con la entrada (3) y que define una segunda abertura (53) de entrada con una extensión circunferencial variable en comunicación de fluido con la entrada (3), Estando la primera abertura (52) de entrada desplazada axialmente con relación a la segunda abertura (53) de entrada, un tercer elemento (24) de la válvula con una parte anular, penanular o cilíndrica con una cierta extensión axial, Siendo el tercer elemento (24) de la válvula desplazable axialmente, preferiblemente por el accionador, con relación a las primera y segunda aberturas (52, 53) de entrada, El tercer elemento (24) de la válvula que define un primer borde (26) de control asociado con la primera abertura (52) de entrada y un segundo borde (27) de control (asociado con la segunda abertura (53) de entrada, por el tercer elemento (24) de la válvula que comprende una parte anular de extensión axial reducida que define el primer borde (26) de control 20 y una sección semianular de extensión axial no reducida que define el segundo borde (27) de control, De manera que la rotación del primer elemento (20) de la válvula con respecto al segundo elemento (40) de la válvula cambia simultáneamente la extensión circunferencial de las aberturas (52, 53) de entrada primera y segunda para predeterminar manualmente un área de flujo de paso máximo de la primera y segunda aberturas (52, 53) de entrada, Con lo cual el desplazamiento axial del tercer elemento (24) de la válvula cambia la extensión axial del área de flujo de paso de la primera abertura (52) de entrada y de la segunda abertura (53) de entrada para regular el área de flujo de paso de la primera y segunda aberturas (52, 53) de entrada dentro de un intervalo limitado por el máximo preestablecido, Y un regulador de presión diferencial posterior al regulador de flujo con una salida del regulador de presión diferencial que está en conexión de fluido con la salida (4).

Description

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Una valvula de control.

La presente invencion se refiere a una valvula de control para controlar el flujo de liquido en una instalacion de calentamiento y/o enfriamiento, en particular una valvula de control para controlar el flujo de liquido bajo el mando de un accionador dentro de un margen definido por un maximo preseleccionado manualmente.

Antecedentes de la tecnica

El documento WO 2013/007633 describe una valvula de control para controlar el flujo de liquido en una instalacion de calentamiento y/o enfriamiento bajo el mando de un accionador. La valvula de control comprende un regulador de flujo con dos elementos de la valvula anulares que tienen una superposicion axial. El primer elemento de la valvula se puede girar manualmente con respecto al segundo elemento de la valvula. Las porciones que se superponen axialmente de los elementos de la valvula definen una abertura de entrada con una extension circunferencial variable. Un tercer elemento de la valvula es desplazable axialmente por el accionador con relacion a la abertura de entrada y define un borde de control asociado con la abertura de entrada. La rotacion del primer elemento de la valvula con respecto al segundo elemento de la valvula cambia la extension circunferencial de la abertura, con el fin de predeterminar manualmente un area de paso maximo. El desplazamiento axial del tercer elemento de la valvula cambia la extension axial del area de flujo de paso de la abertura de entrada, con el fin de regular el area de flujo de paso dentro de un intervalo limitado por el maximo preestablecido. Un regulador de presion diferencial esta dispuesto posterior al regulador de flujo, y regula la presion diferencial a traves de la abertura de entrada.

La valvula de control descrita en el documento WO 2013/007633 tiene la ventaja de que permite un elemento de la valvula independiente para controlar la extension circunferencial y otro elemento de la valvula independiente para controlar la extension axial del area de flujo de paso efectivo del regulador de flujo. Asf, el movimiento axial (recorrido) de la valvula permanece independiente de la extension circunferencial de la zona de flujo de paso efectiva. La valvula de control se ajusta automaticamente a cualquier area de flujo si se ajusta manualmente o por accionador, axial o circunferencial. Cuando el operador preestablece la valvula de acuerdo con un flujo de diseno maximo, el recorrido de la valvula de control permanece igual.

Sin embargo, la valvula de control descrita en el documento WO 2013/007633 tiene la desventaja de que la extension circunferencial de la abertura de entrada esta limitada constructivamente a 180° y la extension axial del area de flujo efectiva esta limitada por la longitud del recorrido maximo del tipo de accionadores que es utilizado para controlar el flujo de liquido en una instalacion de calefaccion y/o refrigeracion.

Resumen

Es un objeto de la invencion superar o al menos reducir los problemas y/o inconvenientes asociados con las valvulas de control de la tecnica anterior.

Este objeto se consigue proporcionando una valvula de control para controlar el flujo de liquido en una instalacion de calentamiento y/o refrigeracion bajo el mando de un accionador, comprendiendo la valvula de control una carcasa de la valvula con una entrada y una salida que tiene una parte anular o penanular con una cierta extension axial, un segundo elemento de la valvula que tiene una parte anular o penanular con una cierta extension axial, teniendo la parte anular o penanular del primer elemento de la valvula una superposicion axial con la parte anular o penanular del segundo elemento de la valvula que puede girar manualmente con relacion al segundo elemento de la valvula y del segundo elemento de la valvula que define una primera abertura de entrada con una extension circunferencial variable en comunicacion fluida con la entrada y que define una segunda abertura de entrada con una extension circunferencial variable en comunicacion fluida con la entrada con una parte anular, penanular o cilfndrica con una cierta extension axial, siendo el tercer elemento de la valvula desplazable axialmente, preferiblemente por el accionador, con respecto a las primera y segunda aberturas de entrada, definiendo el tercer elemento de la valvula un primer borde de control asociado con la primera abertura de entrada y un segundo borde de control asociado con la segunda abertura de entrada, comprendiendo el tercer elemento de la valvula una parte anular de extension axial reducida que define el primer borde de control y una parte semianular de extension axial no reducida que define el segundo borde de control, de manera que la rotacion del primer elemento de la valvula con respecto al segundo elemento de la valvula cambia simultaneamente la extension circunferencial de las aberturas primera y segunda de entrada para predeterminar manualmente un area de flujo de paso maximo de las primeras y segundas aberturas de entrada, con lo cual el desplazamiento axial del tercer elemento de la valvula cambia la extension axial del area de flujo de paso de la primera abertura de entrada y de la segunda abertura de entrada para regular el area de flujo de paso de las primera y segunda aberturas de entrada dentro de un intervalo limitado por el maximo preestablecido y un regulador de presion diferencial posterior del regulador de flujo con una salida del regulador de presion diferencial que esta en conexion fluida con la salida, de manera que la rotacion del primer elemento de la valvula con respecto al segundo elemento de la valvula cambia simultaneamente la extension circunferencial de las aberturas de entrada primera y segunda para predeterminar manualmente un area de paso maximo de las primeras y segundas aberturas de entrada, con lo que el desplazamiento axial del tercer elemento de la valvula cambia la extension axial del area de flujo de paso de la primera abertura de

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entrada y de la segunda abertura de entrada para regular el area de flujo de paso de las aberturas de entrada primera y segunda dentro de un intervalo limitado por el valor prefijado maximo y un regulador de presion diferencial posterior del regulador de flujo con una salida del regulador de presion diferencial que esta en conexion fluida con la salida.

Proporcionando dos aberturas axiales de entrada con una extension circunferencial variable, el intervalo en el que se puede controlar el area de flujo de la valvula que aproximadamente se duplica. Esto aumenta el rango operativo de la valvula de control.

En una realizacion, la primera abertura de entrada y la segunda abertura de entrada estan desplazadas axialmente a una distancia que asegura que no haya superposicion axial entre la primera abertura de entrada y la segunda abertura de entrada.

En una realizacion, la suma de la extension circunferencial maxima de la primera abertura de entrada y de la extension circunferencial maxima de la segunda abertura de entrada excede 180° o un semicfrculo.

En una realizacion, el segundo elemento de la valvula define en su parte anular una primera abertura de flujo de paso y una segunda abertura de flujo de paso que se desplaza axialmente desde la primera abertura de flujo de paso.

En una realizacion, el primer elemento de la valvula define en su parte anular una primera abertura de flujo de paso y una segunda abertura o rebaje de flujo de paso desplazada axialmente desde la primera abertura de flujo de paso.

En una realizacion, la primera abertura de flujo de paso en el primer elemento de la valvula y la primera abertura de flujo de paso en el segundo elemento de la valvula se superponen sustancialmente por completo en su extension axial.

En una realizacion, la segunda abertura o rebaje de flujo de paso en el primer elemento de la valvula y la segunda abertura de flujo de paso en el segundo elemento de la valvula se superponen sustancialmente por completo en su extension axial.

En una realizacion, el tercer elemento de la valvula comprende una parte anular de extension axial reducida que define el primer borde de control y una parte semianular de extension axial no reducida que define el segundo borde de control.

En una realizacion, el primer elemento de la valvula esta operativamente conectado a un vastago de la valvula axial de manera que la rotacion del vastago de la valvula da como resultado el giro del primer elemento de la valvula y el vastago de la valvula tiene un marcador fijado al mismo, estando configurado el marcador para indicar la posicion del primer elemento de la valvula en una escala angular fija que esta prevista en el extremo axial de la carcasa de la que sobresale el vastago de la valvula.

En una realizacion, el primer elemento de la valvula y el segundo elemento de la valvula estan axialmente fijados uno con relacion al otro.

En una realizacion, el segundo elemento de la valvula esta al menos con su parte que se superpone axialmente dispuesta dentro del primer elemento de la valvula.

En una realizacion, la tuerca de la cabeza o la tapa de extremo pueden combinarse con la carcasa 2 en una sola pieza.

En una realizacion, los sellos y las piezas de fijacion de sellado se combinan con el segundo elemento de la valvula en una sola pieza que comprende dos materiales diferentes usando tecnologfa tal como moldeo de componentes multiples.

En una realizacion, el primer elemento 20 de la valvula y el vastago 12 de la valvula son una sola pieza, en otra, son dos partes separadas.

Otros objetos, caracterfsticas, ventajas y propiedades de la valvula de control de acuerdo con la descripcion resultaran evidentes a partir de la descripcion detallada.

Breve descripcion de los dibujos

En la siguiente parte detallada de la descripcion, la invencion se explicara con mas detalle haciendo referencia a los ejemplos de realizacion mostrados en los dibujos, en los que:

La figura 1, es una vista lateral de una valvula de control de acuerdo con un ejemplo de realizacion,

La figura 2 es una vista desde arriba de la valvula de control de la figura 1,

La figura 3a es una vista lateral de la valvula de control de la figura 1 con un accionador electronico montado en el mismo,

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La figura 3b es una vista de la valvula de control de la figura 1 con una llave ajustada a la misma,

La figura 4 es una vista en despiece ordenado de la valvula de control de la figura 1,

La figura 5 es una vista en seccion de la valvula de control de la figura 1,

La figura 6 es una vista en seccion transversal de la valvula de control de la figura 1,

La figura 7 es una vista despiezada de una realizacion de ejemplo de los elementos de la valvula primera, segunda y

tercera de la valvula de la figura 1.

La figura 8a es una vista lateral de los elementos de la valvula de la figura 7 en forma montada en una primera posicion con un elemento de la valvula giratorio en una posicion totalmente cerrada e ilustrada junto con una escala angular fija y un indicador giratorio,

La figura 8b es la misma vista que la figura 8a, con el elemento de la valvula giratorio en una posicion intermedia cerrada y el elemento de la valvula desplazable axialmente tambien en una posicion de cierre intermedio e ilustrado junto con la escala angular fija y el indicador giratorio,

La figura 8c es la misma vista que la figura 8a, con el elemento de la valvula giratorio en una posicion completamente abierta y el elemento de la valvula desplazable axialmente tambien en una posicion completamente abierta e ilustrado junto con la escala angular fija y el indicador giratorio,

La figura 9 es una vista en despiece ordenado de los elementos de la valvula de otra realizacion de ejemplo de la valvula de control mostrada en la figura 1.

Descripcion detallada de las realizaciones preferidas

A continuacion se describiran realizaciones de ejemplo de la invencion con referencia a las figuras de dibujo, en las que numeros de referencia similares se refieren a partes iguales en todas partes.

La valvula de control 1 es, en un ejemplo de realizacion, una valvula reguladora que incluye instalaciones de regulacion de la presion diferencial e instalaciones de regulacion del area de flujo. Preferentemente, la valvula de control esta provista de medios para pre ajustar manualmente un area de flujo maximo y con medios para ajustar automaticamente el area de flujo a traves del maximo preestablecido. La regulacion del flujo esta estrechamente conectada con la regulacion de la presion diferencial. Por lo tanto, la regulacion real en las partes denominadas instalaciones de regulacion de flujo o el regulador de flujo es "solamente" una regulacion del tamano del area de flujo de paso. La combinacion del area cuidadosamente controlada de flujo de paso y la presion diferencial a traves de ella, resulta en la regulacion de flujo real.

Las figuras 1 a 7 y 8a - 8c ilustran un ejemplo de realizacion de una valvula 1 de control para uso en una planta de calefaccion o refrigeracion. En esta realizacion, la valvula 1 de control tiene una carcasa 2 de la valvula. La carcasa 2 de la valvula esta en una realizacion hecha de una aleacion metalica adecuada, tal como, por ejemplo, bronce (incluido el metal de canon), laton (incluyendo laton resistente a la corrosion y resistente a la desincificacion, DZR o DR), hierro ductil o acero (incluido el acero inoxidable) y puede fabricarse mediante una tecnica de moldeo adecuada, tal como prensado en caliente, fundicion a presion o forjado. La carcasa 2 de la valvula esta provista de una entrada 3 y una salida 4. El lfquido fluye hacia la entrada 3 y sale por la salida 4 como se indica mediante las flechas en la figura 5. Tanto la entrada 3 como la salida 4 estan provistas de una entrada interna o externa (No mostradas) hilos u otras instalaciones de conexion, tales como conexiones de extremo de prensa, para conexion a tuberfas de una instalacion de calefaccion o refrigeracion.

La carcasa 2 de la valvula es un cuerpo hueco y esencialmente cilfndrico con extremos axiales abiertos y con la entrada 3 y la salida 4 en lados opuestos del cuerpo cilfndrico y que se abren al interior 8 del hueco en la carcasa de la valvula. Los extremos axiales de la carcasa 2 de la valvula estan cerrados por una tuerca 6 de cabeza que esta encajada en el extremo axial superior (superior segun la orientacion ilustrada en la figura 1) y una tapa de extremo 7 fijada al extremo axial opuesto. Tanto la tuerca 6 de cabeza como la tapa 7 de extremo estan fijadas a la carcasa (incluyendo posibles elementos de fijacion tales como tornillos 17, 49 de bloqueo o que el interior de la carcasa y el exterior de la tuerca 6 de la cabeza y la tapa 7 de extremo esten roscados). Un anillo 21 torico sella la tuerca 6 de cabeza en la carcasa 2 de la valvula y un anillo 51 torico sella la tapa 7 del extremo de la carcasa 2 de la valvula y un saliente en el diafragma sella la tapa 7 del extremo al segundo elemento 40 de la valvula, que esta sellada a la carcasa por el anillo torico 44.

La carcasa de la valvula 2 puede estar provista de conectores 18, 19 P/T para sensores de presion y/o de temperatura de los mismos o para equipos de des aireacion.

La tuerca 6 de la cabeza esta provista de una caracterfstica de fijacion (que incluye opciones de un collar 14 roscado o un mecanismo de bloqueo de ajuste a presion (no mostrado)) que permite a un accionador 60 (mostrado en la figura 3)

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ser conectado a la parte superior de la valvula 1 de control. El accionador 60 es preferiblemente un accionador termico o electrico.

Un vastago 12 giratorio de la valvula sobresale de las partes internas de la valvula. El vastago 12 giratorio de la valvula puede girar alrededor del eje X central de la valvula 1 de control. En una realizacion, el vastago 12 de la valvula es una parte integral del primer elemento 20 de la valvula y en una realizacion el vastago 12 de la valvula y el primer elemento 20 de la valvula son parte de un solo artfculo moldeado.

Un marcador 15 esta asegurado al vastago 12 giratorio de la valvula y gira al unfsono con el mismo. La valvula esta provista de una escala 16 angular fija para indicar la posicion angular del marcador 15 y por tanto del vastago 12 de la valvula y el segundo elemento 20 de la valvula.

Un pasador 10 axialmente desplazable es recibido concentricamente en un agujero axial en el vastago 12 de la valvula. El accionador 60 actua sobre el pasador 10.

Las figuras 4 a 7 y 8a - 8c muestran los componentes internos de la valvula 1 de control con mayor detalle. Un inserto de la valvula comprende el primer elemento 20 de la valvula, un segundo elemento 40 de la valvula y un tercer elemento 24 de la valvula se inserta en el interior 8 hueco de la carcasa 2 de la valvula. En una realizacion, los elementos 20, 24, 40 de la valvula estan hechos de un material principalmente plastico (material polimerico). En una realizacion, el primer elemento 20 de la valvula esta dispuesto para ser giratorio con relacion al segundo elemento 40 de la valvula y la carcasa 2. En una realizacion, el segundo elemento 40 de la valvula es estacionario con respecto a la carcasa 2. El primer elemento 20 de la valvula tiene una parte esencialmente troncoconica y una parte de forma esencialmente anular. El vastago 12 de la valvula esta conectado operativamente a la parte de forma troncoconica de manera que el primer elemento 20 de la valvula gira al unfsono con el vastago 12 de la valvula. La parte anular del primer elemento 20 de la valvula tiene una cierta extension axial y su parte esta provista de una abertura 25 de paso preferiblemente alargada con una extension circunferencial mayor que su extension axial.

Los anillos toricos 23 sellan el vastago 12 de la valvula a la tuerca 6 de la cabeza. La parte superior de la parte troncoconica del primer elemento 20 de la valvula hace tope con el lado interior de la tuerca 6 de la cabeza. El pasador 10 se extiende a traves del vastago 12 en la parte superior (superior como en la figura 4/5) del primer elemento 20 de la valvula. Un anillo torico 22 sella el pasador 10 en la parte superior del primer elemento 20 de la valvula. La extremidad (inferior como en la figura 4) inferior del pasador 10 se acopla al extremo superior de un pasador 31 que sobresale hacia arriba (hacia arriba como en la figura 4) desde el tercer elemento 24 de la valvula (desplazable axialmente). Una pieza 28 de retencion de plastico (polfmero) de preferencia es recibida en un rebaje en el primer elemento 20 giratorio de la valvula. La pieza 28 de bloqueo tiene un agujero de paso con una abertura superior ligeramente de menor diametro que el resto del agujero de paso. La extremidad inferior del pasador 10 es recibida en el agujero de paso y esta provista de una brida que impide que la extremidad inferior del pasador 10 salga del agujero completamente.

El pasador 31 que sobresale hacia arriba del tercer elemento 24 de la valvula se aloja en el agujero de paso en la pieza 28 de bloqueo con la extremidad superior del pasador 31 que se acopla con la brida prevista en el extremo inferior del pasador 10.

El tercer elemento 24 de la valvula es recibido axialmente desplazable dentro de la parte superior del segundo elemento 40 de la valvula hueco. El segundo elemento 40 de la valvula tiene un cuerpo esencialmente anular, es decir, como un cilindro hueco. La parte superior del elemento 40 de la valvula es recibida dentro de la parte anular del primer elemento 20 de la valvula. Asf, una parte anular del segundo elemento 40 de la valvula tiene una superposicion axial con la parte anular del primer elemento 20 de la valvula. Las partes solapadas de los elementos 20, 40 primero y segundo de la valvula puede ser penannular (formando un anillo casi completo) en lugar de anular.

Un resorte 34 helicoidal de alambre esta dispuesto entre el tercer elemento 24 de la valvula y el segundo elemento 40 de la valvula. A continuacion, el segundo elemento 40 de la valvula esta provisto de un rebaje en su extremo superior en el que se recibe una parte del resorte helicoidal. El resorte 34 helicoidal de alambre empuja el tercer elemento 24 de la valvula hacia arriba hacia el pasador 10 y el accionador 60.

Un anillo torico 36 sella el segundo elemento 40 de la valvula a la pared interior de la carcasa 2 de la valvula para dividir la carcasa 2 de la valvula en una parte de entrada con una presion de fluido P1 correspondiente a la presion en la entrada 3 y una salida con una presion P3 correspondiente a la presion en la salida 4. Un canal 5 de comunicacion de presion comunica la presion P1 en la entrada 3 al extremo inferior de la carcasa 2 de la valvula.

Dos piezas 37 de sujecion del sello aseguran dos sellos 38 a la parte superior del elemento 40 de la segunda valvula para permitir una obturacion perfecta entre el segundo elemento 40 de la valvula (y por tanto la carcasa 2) y el tercer elemento 24 de la valvula controlado por el accionador 60. Esto permite que el accionador 60 cierre completamente la valvula 1, de modo que no se produzca ninguna fuga entre la entrada 3 (P1) en un lado y la parte media 8 (P2) y la salida 4 (P3) en el otro lado. En una realizacion P2 la presion es posterior al dispositivo para ajustar el area de flujo y anterior al dispositivo para la regulacion de la presion diferencial.

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Una gufa 46 de diafragma desplazable axialmente tiene un vastago hueco que sobresale hacia arriba en el que se recibe un eje 50 de gufa que se proyecta hacia abajo del segundo elemento 40 de la valvula. La gufa 46 de diafragma soporta y gufa un diafragma 47 y el diafragma 47 esta asegurado a la gufa 46 de diafragma mediante un anillo 48 elastico. Un resorte 45 helicoidal de alambre esta dispuesto entre el segundo elemento 40 de la valvula y la gufa 46 de diafragma para inclinar la gufa 46 de diafragma en una direccion hacia abajo como contramedida a la fuerza respectiva de P1, que influye en el diafragma 47 y la gufa 46 de diafragma en una direccion ascendente y desde P2, que influye en el diafragma 47 y la gufa 46 de diafragma en una direccion descendente. El segundo elemento 40 de la valvula esta provisto de una pluralidad de aberturas 43 de salida que estan distribuidas alrededor de la circunferencia del segundo elemento 40 de la valvula a una altura que corresponde aproximadamente a la longitud del diafragma 47. Asf, la disposicion que incluye el diafragma 47 y las aberturas 43 de salida mantiene una presion diferencial constante entre la presion P1 de entrada y la presion P2 intermedia.

El diafragma 47 cierra las aberturas 43 de salida en mayor o menor grado. Las aberturas 43 de salida son aberturas alargadas con su mayor extension en la direccion axial. Una posicion mas alta (mas elevada como por ejemplo en las Figuras 4 y 5) del diafragma 47 y la gufa 46 de diafragma da como resultado una menor extension de las aberturas de salida 43 alargadas que estan abiertas y una posicion inferior del diafragma 47 y de la gufa 46 de diafragma da como resultado una mayor extension de las aberturas 43 de salida que estan abiertas.

La parte del vastago 12 giratorio que sobresale de la carcasa 2 de la valvula esta configurada para ser enganchada por una manija o llave 70 desmontable. A continuacion, la parte superior del vastago 12 de la valvula esta provisto de una seccion transversal no circular, en una realizacion esta es una forma de seccion transversal cuadrada que coincide con una llave 70 con un rebaje con una forma de seccion transversal cuadrada.

Las figuras 7 y 8a-8c describen el primer elemento 20 de la valvula, el segundo elemento 40 de la valvula y el tercer elemento 24 de la valvula con mayor detalle y explican su funcionamiento.

Como se muestra en la figura 7, el primer elemento 20 giratorio de la valvula esta provisto de una primera abertura 25 de flujo de paso alargada en su parte anular o penanular. La extension circunferencial de la primera abertura 25 de flujo de paso es en este ejemplo de realizacion aproximadamente 180°, pero podrfa ser menor en otras realizaciones. Una nervadura 35 de refuerzo se extiende a traves de la primera abertura 25 de flujo de paso con el fin de reforzar y estabilizar el primer elemento 20 de la valvula. En la realizacion mostrada, la nervadura 35 de refuerzo se coloca en el medio de la extension circunferencial de la primera abertura 25 de flujo de paso, pero se entiende que la nervadura 35 de refuerzo no tiene que estar en el medio de la extension circunferencial de la abertura de flujo de paso y se entiende que puede haber mas de una nervadura 35 de refuerzo. Preferentemente, la nervadura o nervaduras 35 de refuerzo se extienden axialmente a traves de la abertura 25 de flujo de paso, pero se entiende que la nervadura o nervaduras 35 de refuerzo pueden extenderse tambien a traves de la primera abertura 25 de flujo de paso con un angulo con respecto a la direccion axial. La nervadura o nervaduras 35 de refuerzo tienen en una realizacion el mismo espesor en la direccion radial que el espesor de la pared del material alrededor de la primera abertura 25 de flujo de paso. La extension o anchura circunferencial de la nervadura o nervaduras 35 de refuerzo es significativamente menor que la nervadura de refuerzo circunferencial de la primera abertura 25 de flujo de paso.

El primer elemento 20 de la valvula esta provisto ademas de un rebaje 29 semianular que se consigue mediante una seccion de extension axial reducida de la parte anular. El rebajo 29 semianular tiene una extension circunferencial de aproximadamente 180°, pero podrfa en otras realizaciones tener una extension circunferencial menor. El rebaje 29 semianular esta desplazado axialmente con respecto a la primera abertura 25 de flujo de paso de manera que no hay superposicion axial entre la primera abertura 25 de flujo de paso y el rebaje 29 semianular.

El tercer elemento 24 de la valvula desplazable axialmente puede estar provisto de nervaduras 33 de refuerzo radiales que se unen a un eje 30 central y con un primer borde 26 de control semianular y un segundo borde 27 de control semianular que se desplaza axialmente con respecto al primer borde 26 de control en un grado que corresponde al desplazamiento axial entre la primera abertura 25 de flujo de paso y el rebaje 29. Esto se consigue mediante la extension axial de la parte anular o penannular del tercer elemento 24 de la valvula que tiene una extension axial mayor que la extension axial de una parte semianular del tercer elemento 24 de la valvula.

El segundo elemento 40 de la valvula estacionario esta provisto de una primera abertura 41 de paso oblonga y una segunda abertura 42 de flujo de paso oblonga que esta desplazada axialmente con respecto a la primera abertura 41 de flujo de paso en un grado que corresponde al desplazamiento axial entre la primera abertura 25 de flujo de paso y el rebaje 29.

La extension circunferencial de la primera abertura 41 de flujo de paso y de la segunda abertura 42 de flujo de paso es en este ejemplo de realizacion de casi 180°, pero podrfa ser menor en otras realizaciones. La primera abertura 41 de flujo de paso esta provista de una nervadura 39 de refuerzo y la segunda abertura 42 de flujo de paso esta provista de una nervadura 13 de refuerzo. En la realizacion mostrada, la nervadura 13, 39 de refuerzo se coloca en el centro de la extension circunferencial de la primera o segunda abertura 42, 41 de flujo de paso, pero se entiende que la nervadura 13, 39 de refuerzo no tiene que estar en la posicion media de la extension circunferencial de la abertura de flujo de paso y se entiende que puede haber mas de una nervadura 13, 39 de refuerzo. Preferentemente, la nervadura o nervaduras

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13, 39 de refuerzo se extienden axialmente a traves de la abertura 42, 41 de flujo de paso, Pero se entiende que la nervadura o nervaduras 13, 39 de refuerzo pueden extenderse tambien a traves de la primera abertura 42, 41 de flujo de paso en un angulo con respecto a la direccion axial. La nervadura o nervaduras 13, 39 de refuerzo tienen en una realizacion el mismo espesor en la direccion radial que el espesor de pared del material alrededor de la primera abertura 42, 41de paso. La extension o anchura circunferencial de la nervadura o nervaduras 13, 39 de refuerzo es significativamente menor que la extension circunferencial de la primera abertura 42, 41 de flujo de paso.

La primera abertura 25 de flujo de paso en el primer elemento 20 de la valvula y la primera abertura 41 de flujo de paso en el segundo elemento 40 de la valvula se superponen completamente en la direccion axial y tienen una extension axial preferible sustancialmente identica. En una realizacion, la extension de las aberturas en el primer elemento 20 de la valvula (giratorio) es ligeramente mayor en la direccion axial que la extension correspondiente de las aberturas del segundo elemento 40 de la valvula para ajustar una posible alineacion axial ligeramente imperfecta, por ejemplo, causada por tolerancias. Lo mismo se aplica al rebaje 29 en el primer elemento 20 de la valvula y a la segunda abertura 42 de flujo de paso en el segundo elemento 40 de la valvula. La extension circunferencial de la primera abertura 25 de flujo de paso en el primer elemento 20 de la valvula es sustancialmente identica a la extension circunferencial de la primera abertura 41 de flujo de paso en el segundo elemento de la valvula. La extension circunferencial del rebaje 29 es identica a la extension circunferencial de la segunda abertura 42 de flujo de paso. En una realizacion, la extension circunferencial de las aberturas en el primer elemento 20 de la valvula (giratorio) es ligeramente mayor que la extension correspondiente de las aberturas del segundo elemento 40 de la valvula para permitir el pleno efecto del area de apertura del segundo elemento 40 de la valvula.

Cuando la posicion de rotacion del primer elemento 20 de la valvula con respecto al segundo elemento 40 de la valvula es como se muestra en la figura 8a no hay superposicion entre la primera abertura 25 de flujo de paso en el primer elemento 20 de la valvula y la primera abertura 41 de flujo de paso en el segundo elemento 40 de la valvula. En esta posicion de rotacion del primer elemento 20 de la valvula con respecto al segundo elemento 40 de la valvula no hay superposicion entre el rebaje 29 en el primer elemento 20 de la valvula y la segunda abertura 42 de flujo de paso en el segundo elemento 40 de la valvula. De este modo, la valvula de control 1 esta esencialmente cerrada para el flujo de paso y esto esta indicado por el marcador 15 giratorio que indica la posicion "1" en la escala 16 angular fija.

Cuando la posicion de rotacion del primer elemento 20 de la valvula con respecto al segundo elemento 40 de la valvula es como se muestra en la figura 8b hay una superposicion entre la primera abertura 25 de flujo de paso en el primer elemento 20 de la valvula y la primera abertura 41 de flujo de paso en el segundo elemento 40 de la valvula que da como resultado una primera abertura 52 de entrada con una extension circunferencial igual a la mitad de la extension circunferencial de la primera abertura 25 de flujo de paso, es decir aproximadamente 90°. En esta posicion de rotacion del primer elemento 20 de la valvula con respecto al segundo elemento 40 de la valvula hay una superposicion entre el rebaje 29 en el primer elemento 20 de la valvula y La segunda abertura 42 de flujo de paso en el segundo elemento 40 de la valvula que da como resultado una segunda abertura 53 de entrada con una extension circunferencial igual a la mitad de la extension circunferencial del rebaje 29, es decir aproximadamente 90°.

En la figura 8b tambien se puede ver que el tercer elemento 24 de la valvula adopta una posicion en la que el primer borde 26 de control esconde aproximadamente la mitad de la extension axial de la primera abertura 52 de entrada que esta definida por la superposicion entre la primera abertura 25 de flujo de paso y La primera abertura 41 de flujo de paso. Simultaneamente, el segundo borde 27 de control esconde aproximadamente la mitad de la extension axial de la segunda abertura 53 de entrada que esta definida por el solapamiento entre el rebaje 29 y la segunda abertura 42 de flujo de paso.

La posicion axial del tercer elemento 24 de la valvula es completamente independiente de la posicion de rotacion del primer elemento 20 de la valvula y esta en la figura 8b colocada de tal manera que la mitad de las aberturas de entrada creadas por el primer y segundo elementos 20, 40 de la valvula se obstruye simplemente con fines de ilustracion y se entiende que el tercer elemento 24 de la valvula podrfa bajo el mando del accionador 60 asumir cualquier posicion axial en el rango entre una posicion que no esconde en absoluto las aberturas de entrada creadas por los elementos 20, 40 de la valvulas primera y segunda y una posicion en la que el tercer elemento 24 de la valvula oscurece completamente las entradas creadas por el primer y segundo elementos de la valvula 20, 40 y ademas alcanza las juntas 38 para cerrar completamente todo el flujo.

Por lo tanto, la valvula 1 de control esta medio cerrada para el flujo de paso y esto esta indicado por el marcador 15 rotatorio que indica la posicion "3" en la escala angular fija 16, es decir, el flujo maximo a traves de la valvula 1 de control se determina por dos aberturas de entrada en las que cada uno ha asumido la mitad de su area maxima de paso.

Cuando la posicion de rotacion del primer elemento 20 de la valvula con respecto al segundo elemento 40 de la valvula es como se muestra en la figura 8c hay una superposicion completa entre la primera abertura 25 de flujo de paso en el primer elemento 20 de la valvula y la primera abertura 41 de flujo de paso en el segundo elemento 40 de la valvula. Esto resulta en la primera abertura 52 de entrada con una extension circunferencial igual a la extension circunferencial de la primera abertura 25 de flujo de paso, es decir aproximadamente 180°. En esta posicion de rotacion del primer elemento 20 de la valvula con relacion al segundo elemento 40 de la valvula hay una superposicion completa entre los rebajes 29

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

en el primer elemento 20 de la valvula y la segunda abertura 42 de flujo de paso en el segundo elemento 40 de la valvula. Esto da lugar a una segunda abertura 53 de entrada con una extension circunferencial igual a la extension circunferencial del rebaje 29, es decir aproximadamente 180°.

En la figura 8c, el tercer elemento 24 de la valvula esta destinado a fines ilustrativos de manera que no obstaculice las aberturas de entrada creadas por la superposicion entre las aberturas de flujo de paso en el primer y segundo elemento 20,40 de la valvula, es decir, la primera abertura 52 de entrada y la segunda abertura 53 de entrada tienen sus areas de maximo paso de flujo.

En esta posicion de rotacion del primer elemento de la valvula 20, las aberturas de entrada formadas por el solapamiento en las aberturas de flujo de paso en el primer y segundo elementos de la valvula 20, 40 se pre ajustan a su area de flujo maximo posible. Esto se refleja por el marcador giratorio 15 que indica la posicion "5", es decir, la posicion completamente abierta con la valvula 1 de control ajustada a su rango maximo de flujo maximo.

La valvula 2 es, en una realizacion, una valvula de control de flujo dinamico autoequilibrante independiente de la presion diferencial, con un accionador 60 que esta controlado por una senal de entrada o por la temperatura ambiente. La cantidad de liquido que fluye a traves de la valvula 1 de control se determina por un elemento de estrangulamiento ajustable, que esta en una forma de realizacion formada como un orificio ajustable formado por las entradas creadas por la superposicion entre los elementos 20, 40 de la valvula primero y segundo.

La posicion angular del primer elemento 20 giratorio de la valvula determina el area de flujo maximo del orificio ajustable formado por las dos aberturas de entrada. La posicion del elemento 20 giratorio de la valvula y, por tanto, del vastago 12 de la valvula tiene que ajustarse con precision para que el operador conozca exactamente el flujo maximo para el ajuste elegido.

La posicion de un eje o pasador 10 axialmente desplazable que es concentrico con el vastago 12 de la valvula y sobresale del vastago 12 de la valvula determina el area de flujo axial del elemento de estrangulamiento/orificio ajustable en la valvula 1 de control entre un valor mfnimo y el valor de ajuste maximo determinado por la posicion del elemento 20 de la valvula giratoria.

El pasador 10 axialmente desplazable esta conectado operativamente al accionador 60 de manera que la posicion del pasador 10 axialmente desplazable y el tercer elemento de la valvula pueden ser controlados con una senal de control del accionador 60, o por la temperatura ambiente.

El area de flujo maximo es ajustada manualmente por un operador cuando se desmonta el accionador 60 de la valvula 1 de control y se puede acceder al vastago 12 de la valvula. La forma y tamano del vastago 12 de la valvula y el torque requerido para girar el vastago 12 de la valvula es tal que no es posible que un operador ajuste la posicion del elemento 20 giratorio de la valvula sin el uso de una herramienta adecuada. Con este fin, se proporciona una manija o llave 70 desmontable. La llave 70 desmontable esta acoplada de forma desmontable al vastago 12 de la valvula y la llave 70 proporciona un operador con suficiente palanca para ajustar la posicion del elemento 20 giratorio de la valvula.

En funcionamiento, el fluido, tal como agua frfa o caliente, llega a la entrada 3 con un nivel de presion P1. Esta agua fluye a traves de las dos aberturas de entrada definidas por la superposicion entre las aberturas 25, 41, 42 de flujo de paso y el rebaje 29 en el interior 8 de la valvula 1 de control. Las dos aberturas de entrada actuan como un orificio de restriccion y por lo tanto la presion P2 en el interior 8 de la valvula 1 de control es inferior a la presion P1. La presion del liquido en el interior 8 de la valvula de control empuja el diafragma 47 hacia abajo, junto con el resorte 45 helicoidal de alambre. La presion P1 se comunica a traves del canal 5 de comunicacion de presion al lado opuesto del diafragma 47 e impulsa al diafragma 47 hacia arriba. El equilibrio de estas fuerzas determina la posicion del diafragma 47 y por lo tanto la presion diferencial a traves de las aberturas/orificios de entrada. Dado que el diafragma 47 y las aberturas 43 de salida actuan como una restriccion al flujo, la presion P3 en la salida 4 es inferior a la presion P2.

La figura 10 muestra los elementos de la valvula de otra realizacion ejemplar de la valvula 1 de control que es esencialmente identica a la valvula de control descrita anteriormente, excepto que el elemento 20 giratorio de la valvula esta provisto de una unica abertura 25 de paso que esta provista de una nervadura 35 de refuerzo y el segundo elemento 40 de la valvula esta provisto de una unica abertura 41 de paso que esta provista de unas nervaduras 39 de refuerzo. El tercer elemento 24 de la valvula desplazable axialmente esta provisto de un solo borde 26 de control. La extension circunferencial de las aberturas 25 y 41 de flujo de paso unico es como maximo 180°. La nervadura 35 de refuerzo estabiliza y refuerza el primer elemento 20 de la valvula y la nervadura 39 de refuerzo en el segundo elemento 40 de la valvula contra las fuerzas considerables que actuan sobre los elementos de la valvula durante el funcionamiento de la valvula 1 de control debido, por ejemplo, a las diferencias de presion que actuan sobre estos elementos de la valvula. Puede haber mas de una nervadura 35, 39 de refuerzo para cada una de las aberturas 25, 41de flujo de paso. El funcionamiento de la valvula 1 de control de esta realizacion es esencialmente identico al funcionamiento de la valvula 1 de control descrita anteriormente.

En las realizaciones mostradas el intervalo angular del vastago 12 de la valvula y el elemento giratorio de la valvula es de aproximadamente 180°. Sin embargo, se observa que la ensenanza de esta invencion tambien se puede aplicar a

valvulas que tienen un intervalo de rotacion mucho menor para el elemento giratorio de ajuste de la valvula, tal como aproximadamente 90°. En una realizacion, la extension circunferencial total de las aberturas es mayor de 360°, sin embargo esto evitara el uso con flujos (relativamente) pequenos.

Como tal, los expertos en la tecnica apreciaran que la concepcion en la que se basa esta invencion se puede utilizar 5 facilmente como base para el diseno de otras estructuras, metodos y sistemas para llevar a cabo los diversos propositos de la presente invencion. Es importante, por lo tanto, que las reivindicaciones se consideren incluyendo tales construcciones equivalentes en la medida en que no se aparten del alcance de la presente invencion.

El termino "que comprende" tal como se utiliza en las reivindicaciones no excluye otros elementos o etapas. El termino "uno" o “una” tal como se utiliza en las reivindicaciones no excluye una pluralidad.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1. Una valvula (1) de control para controlar el flujo de liquido en una instalacion de calefaccion y/o refrigeracion bajo el mando de un accionador, la valvula (1) de control comprende:

Una carcasa (2) de la valvula con una entrada (3) y una salida (4),

Un regulador de flujo que comprende:

Un primer elemento (20) de la valvula que tiene una parte anular o penannular con una cierta extension axial,

Un segundo elemento (40) de la valvula que tiene una parte anular o penannular con una cierta extension axial,

La parte anular o penannular del primer elemento (20) de la valvula que tiene una superposicion axial con la parte anular o penannular del segundo elemento (40) de la valvula,

Siendo el primer elemento (20) de la valvula giratorio manualmente con relacion al segundo elemento (40) de la valvula,

Las partes anulares o penanulares que se superponen axialmente del primer elemento (20) de la valvula y del segundo elemento (40) de la valvula que definen una primera abertura (52) de entrada con una extension circunferencial variable en comunicacion de fluido con la entrada (3) y que define una segunda abertura (53) de entrada con una extension circunferencial variable en comunicacion de fluido con la entrada (3),

Estando la primera abertura (52) de entrada desplazada axialmente con relacion a la segunda abertura (53) de entrada,

un tercer elemento (24) de la valvula con una parte anular, penanular o cilfndrica con una cierta extension axial,

Siendo el tercer elemento (24) de la valvula desplazable axialmente, preferiblemente por el accionador, con relacion a las primera y segunda aberturas (52, 53) de entrada,

El tercer elemento (24) de la valvula que define un primer borde (26) de control asociado con la primera abertura (52) de entrada y un segundo borde (27) de control (asociado con la segunda abertura (53) de entrada, por el tercer elemento (24) de la valvula que comprende una parte anular de extension axial reducida que define el primer borde (26) de control y una seccion semianular de extension axial no reducida que define el segundo borde (27) de control,

De manera que la rotacion del primer elemento (20) de la valvula con respecto al segundo elemento (40) de la valvula cambia simultaneamente la extension circunferencial de las aberturas (52, 53) de entrada primera y segunda para predeterminar manualmente un area de flujo de paso maximo de la primera y segunda aberturas (52, 53) de entrada,

Con lo cual el desplazamiento axial del tercer elemento (24) de la valvula cambia la extension axial del area de flujo de paso de la primera abertura (52) de entrada y de la segunda abertura (53) de entrada para regular el area de flujo de paso de la primera y segunda aberturas (52, 53) de entrada dentro de un intervalo limitado por el maximo preestablecido,

Y un regulador de presion diferencial posterior al regulador de flujo con una salida del regulador de presion diferencial que esta en conexion de fluido con la salida (4).
2. Una valvula (1) de control segun la reivindicacion 1, en donde la primera abertura (25) de flujo de paso en el primer elemento (20) de la valvula y la primera abertura (41) de flujo de paso en el segundo elemento (40) de la valvula estan superpuestas sustancialmente de forma completa en su extension axial.
3. Una valvula (1) de control segun la reivindicacion 1 o 2, en donde la segunda abertura o rebaje (29) de flujo de paso en el primer elemento (20) de la valvula y la segunda abertura (42) de flujo de paso en el segundo elemento (40) de la valvula se superponen sustancialmente de forma completa en su extension axial.
4. Una valvula (1) de control de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la primera abertura (52) de entrada y la segunda abertura (53) de entrada estan desplazadas axialmente a una distancia que asegura que no haya superposicion axial entre la primera abertura (52) de entrada y la segunda abertura (53) de entrada.
5. Una valvula (1) de control segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la suma de la extension circunferencial maxima de la primera abertura (52) de entrada y la extension circunferencial maxima de la segunda abertura (53) de entrada excede de 180° o un medio cfrculo.
6. Una valvula (1) de control segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el segundo elemento (40) de la valvula define en su parte anular una primera abertura (41) de flujo de paso y una segunda abertura (42) de flujo de paso axialmente desplazada desde la primera abertura (41) de flujo de paso.
7. Una valvula (1) de control segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el primer elemento (20) de la valvula define en su parte anular una primera abertura (25) de flujo de paso y una segunda abertura o rebaje (29) de flujo de paso, la segunda abertura o rebaje (29) de flujo de paso desplazada axialmente desde la primera abertura (25) de flujo de paso.

5 8. Una valvula (1) de control segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el tercer elemento (24) de la

valvula comprende un primer borde (26) de control y un segundo borde (27) de control.
9. Una valvula (1) de control segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el primer elemento (20) de la valvula esta operativamente conectado a un vastago (12) axial de la valvula de manera que la rotacion del vastago (12) de la valvula da como resultado la rotacion del primer elemento (20) de la valvula y el vastago de la valvula tiene un

10 marcador (15) asegurado al mismo, estando configurado el marcador para indicar la posicion del primer elemento (24) de la valvula en una escala (16) angular fija que esta prevista en el extremo axial de la carcasa (2).
10. Una valvula (1) de control segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el primer elemento (20) de la valvula y el segundo elemento (40) de la valvula estan fijados axialmente entre si.
11. Una valvula (1) de control segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el elemento (40) de la segunda 15 valvula esta al menos con su parte que se superpone axialmente dispuesta dentro del primer elemento (20) de la

valvula.