ES2646775A1 - Regulador automático de caudal constante por flotador - Google Patents

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Luia Antonio NIETO MATARRANZ
Sonia SALCEDO SERRA
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Abstract

Regulador automático de caudal constante por flotador, independiente de la altura en la cámara de carga, para cualquier tipo de aguas pluviales o residuales, consistente en un objeto, regulador, que permite obtener un caudal constante, con un error menor al 1% en la salida, independientemente de la altura. Esta invariabilidad real es el punto que lo diferencia de otros reguladores. El regulador consta de un orificio de salida cuya sección disminuye automáticamente al girar una pieza, que llamaremos cuchilla, gracias a un flotador adosado a la misma. La novedad reside en la forma de la cuchilla que logra mantener el caudal de salida constante aunque aumente la altura, y por tanto, la carga de agua. La invariabilidad del caudal se ha comprobado empíricamente en todo tipo de aguas tanto limpias como sucias (pluviales y residuales).

Description

imagen1
DESCRIPCIÓN
Regulador automático de caudal constante por flotador.
Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con la regulación automática de caudal para aguas pluviales o residuales, proponiendo un sistema de regulación que obtiene un caudal uniforme en la salida del regulador independientemente de la altura de la lámina de agua.
Antecedentes de la invención
La novedad respecto a otros reguladores radica en el perfeccionamiento de la forma de la cuchilla que consigue que el caudal sea realmente constante a la salida, con un error menor del 1%. Los reguladores actuales que se encuentran en el mercado prometen esto, pero no lo consiguen en los tramos intermedios, solo en los puntos máximo y mínimo de altura del nivel de la lámina de agua.
Explicación de la invención
De acuerdo con la invención se propone un regulador automático de caudal constante por flotador, independiente de la altura en la cámara de carga, para cualquier tipo de aguas pluviales o residuales. El caudal de salida de la cámara de carga es constante e independiente de la altura del agua.
Comprende un orificio de salida circular en la parte inferior de la cámara de carga, y por dentro de la misma se encuentra una cuchilla plana ubicada en una posición paralela y parcialmente superpuesta a la superficie de dicho orificio de forma que al girar la cuchilla en torno a un eje vane la sección de salida del orificio debido a que el filo de la cuchilla es variable y está siempre parcialmente superpuesto al orificio de salida con la finalidad de obtener un caudal constante a la salida de la cámara de carga.
El giro de la cuchilla se produce porque tiene adosado un flotador cilíndrico hueco que debido a su flotación provoca el giro de la misma al variar la altura de la cámara de carga.
El valor del radio del filo de la cuchilla para cada valor posible del ángulo que lo representa en coordenadas polares se obtiene a través de una tabla obtenida a su vez por un proceso teórico y empírico, y traducida a un formato gráfico.
El valor del radio del orificio circular de salida de la cámara de carga también se obtiene a través de una tabla obtenida a su vez por un proceso teórico y empírico, y traducida a un formato gráfico.
El material del que está realizada la cuchilla puede ser metálico o no metálico, resistente a la corrosión. Su espesor, deducido por cálculo estructural no debe permitir deformaciones en la planitud.
La novedad respecto a otros reguladores radica en el perfeccionamiento de la forma del filo de la cuchilla que provoca que a la salida de la cámara de carga siempre haya un caudal constante con un error inferior al 1%. Los reguladores que actualmente se encuentran en el mercado permiten que a la altura máxima y mínima del agua el caudal se ajuste, pero no resulta así en los tramos intermedios.
imagen2
Breve descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acampana como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de la realización preferente del regulador
automatice de caudal constante por flotador. Figura 2.- Muestra una vista frontal de la cuchilla y del orificio de salida circular del dispositivo de la invención.
Figura 3.- Muestra una vista lateral de la cuchilla y del flotador del dispositivo de la
invención. Figura 4.- Muestra la representación gráfica que define la forma de la cuchilla del regulador.
Figura 5.- Muestra la representación gráfica de los valores que toma el radio del orificio
por el que sale el caudal. Figura 6.-Muestra un detalle de la representación gráfica de los valores que toma el radio del orificio por el que sale el caudal.
A continuación se proporciona una lista de los distintos elementos representados en las figuras que integran la invención: 1 = Cuchilla 2 = Orificio de salida circular de la cámara de carga 3 = Flotador cilíndrico hueco A = Distancia del eje de la cuchilla a la parte recta de la cuchilla
R = Radio variable que define la forma del filo de la cuchilla α = Ángulo formado por el radio de la cuchilla con la línea perpendicular vertical al eje de giro
Eje = Eje perpendicular a la cuchilla sobre el que gira la misma B = Eje de revolución del orificio circular de salida de la cámara de carga T =Tope que impide que la cuchilla siga girando en sentido horario o antihorario h = Distancia, medida en la proyección vertical, entre el eje y la parte superior del orificio
circular de salida de la cámara de carga r = Radio del orificio circular de salida de la cámara de carga L = Longitud del cilíndrico hueco por dentro que constituye el flotador f = Radio interior del flotador cilíndrico hueco por dentro
imagen3
Q = Caudal de salida de la cámara de carga
Realización preferente de la invención
Como ya se ha indicado y tal como puede apreciarse en la figura 1, el regulador automático de caudal constante por flotado, objeto de la invención, en su realización preferente, comprende un orificio de salida circular (2) de radio (r) en la parte inferior de la cámara de carga, y una cuchilla (1) unida a la pared interior de la misma por medio de un eje (Eje), de filo variable y parcialmente superpuesta a dicho orificio (2). La cuchilla (1) tiene un flotador cilíndrico hueco (3) adosado. El eje (Eje) permite el giro libre de la cuchilla.
La figura 2 muestra una vista frontal de la cuchilla (1) y del orificio de salida circular (2) en la que el radio variable que define el filo de la cuchilla (R) está representado en coordenadas polares (R,α). La cuchilla (1) es plana y tiene un flotador cilíndrico hueco (3) adosado, de longitud (L) y radio (f) que debido a su flotación provoca el giro de la misma sobre el eje (Eje). La cuchilla está ubicada en una posición paralela a la superficie del orificio de salida circular (2) y parcialmente superpuesta a dicho orificio (2). El eje de giro de la cuchilla (Eje) es paralelo al eje de revolución del orificio circular de salida de la cámara de carga (8) y el primero (Eje) está situado encima del segundo (B) a una altura
(h) de la parte superior del orificio (2).
La parte de la cuchilla que por cuestiones de diseño no interviene en la obtención de caudal (Q) constante a la salida de la cámara de carga es recta.
El propósito de lo anteriormente descrito es que al girar la cuchilla (1) vane la sección de salida del orificio (2) debido a que el perfil de la cuchilla es variable y está siempre parcialmente superpuesto al orificio de salida (2), con la finalidad de obtener un caudal
(Q) constante a la salida de la cámara de carga realmente uniforme en todos los tramos, con un error menor al 1% e independiente de la altura del nivel de agua en la misma, para cualquier tipo de aguas pluviales o residuales.
La invariabilidad del caudal en todo el recorrido de giro de la cuchilla se ha comprobado empíricamente en todo tipo de aguas, tanto limpias como sucias (pluviales y residuales).
En la figura 3 se representa una vista lateral de la cuchilla (1) junto con el flotador (3) del dispositivo de la invención.
El material del que está realizada la cuchilla (1) puede ser metálico o no metálico, resistente a la corrosión. Su espesor, deducido por cálculo estructural no debe permitir deformaciones en la planitud superiores al uno por mil del radio del orificio (2).
La longitud del cilíndrico hueco (L) ha de ser mayor o igual a la mitad del radio (R) máximo de la cuchilla (1). L≥Rmáximo/2.
El radio interior (f) del flotador cilíndrico hueco por dentro ha de ser mayor o igual que la séptima parte del radio (R) máximo de la cuchilla (1). f≥Rmáximo/7.
La distancia del eje de la cuchilla a la parte recta de la cuchilla ha de ser mayor o igual que la quinta parte del radio (R) máximo de la cuchilla (1). A≥Rmáximo/5.
imagen4
imagen5
imagen6
El propósito de la figura 4 es el de obtener gráficamente el valor del radio (R) del filo de la cuchilla (1) para cada valor posible del ángulo (α). Se obtiene a través de una tabla obtenida por un proceso teórico y empírico, que para su mejor aplicación se ha traducido a un formato grafico en el cual tomamos como dato la altura máxima de la cámara de 5 carga, la altura (h) y el caudal (Q). Obtenemos como resultado una relación entre el radio
(R) del filo de la cuchilla y el ángulo (α), por lo que el filo de la cuchilla (1) queda definido en coordenadas polares.
El propósito de la figura 5 es el de obtener gráficamente el valor del radio (r) del orificio
10 circular de salida de la cámara de carga. Se obtiene a través de una tabla obtenida por un proceso teorice y empírico, que para su mejor aplicación se ha traducido a un formato grafico en la cual tomamos como dato la altura máxima de la cámara de carga, la altura
(h) y el caudal (Q).
15 Cuando la dimensión del radio del orificio de salida (r) es menor de 0,4 m, hay que utilizar la figura 6.
La novedad respecto a otros reguladores radica en el perfeccionamiento de la forma de la cuchilla (1) que provoca que a la salida siempre haya un caudal (Q) constante con un
20 error inferior al 1%. Los reguladores que actualmente se encuentran en el mercado permiten que a la altura máxima y mínima del agua el caudal se ajuste, pero no resulta así en los tramos intermedios.

Claims (3)

  1. imagen1
    REIVINDICACIONES
    1. Regulador automático de caudal constante por flotador, caracterizado porque el caudal de salida es constante con un error menor al 1% en la salida e independiente de la altura en la cámara de carga, para cualquier tipo de aguas, pluviales o residuales, y comprende una cuchilla (1) plana de filo variable parcialmente superpuesta a un orificio de salida circular (2) de radio (r) situado en la parte inferior de dicha cámara de carga, y unida a la pared interior de la cámara de carga por medio de un eje (Eje) que permite el giro libre de la cuchilla (1). La cuchilla (1) tiene un flotador cilíndrico hueco (3) adosado a ella de longitud (L) y radio (f) que debido a su flotación provoca el giro de la misma sobre el eje (Eje). La cuchilla está ubicada en una posición paralela a la superficie del orificio de salida circular (2) y parcialmente superpuesta a dicho orificio (2). El eje de giro de la cuchilla (Eje) es paralelo al eje de revolución del orificio de salida circular (8) y el primero (Eje) está situado encima del segundo (8) a una altura (h) de la parte superior del orificio (2).
    Al girar la cuchilla (1) varia la sección de salida del orificio (2) debido a que el perfil de la cuchilla es variable y está siempre parcialmente superpuesto al orificio de salida (2), con la finalidad de obtener un caudal (Q) constante a la salida de la cámara de carga realmente uniforme en todos los tramos de giro de la cuchilla, con un error menor al 1% e independiente de la altura del nivel de agua en la misma, para cualquier tipo de aguas pluviales o residuales.
    La longitud del cilíndrico hueco (L) ha de ser mayor o igual a la mitad del radio (R) máximo de la cuchilla (1). L≥Rmáximo/2.
    El radio interior (f) del flotador cilíndrico hueco por dentro ha de ser mayor o igual que a séptima parte del radio (R) máximo de la cuchilla (1). f≥Rmáximo/7.
    La distancia del eje de la cuchilla a la parte recta de la cuchilla ha de ser mayor o igual que la quinta parte del radio (R) máximo de la cuchilla (1). A≥Rmáximo/5.
    El valor del radio (R) del filo de la cuchilla (1) para cada valor posible del ángulo (α), formado por el radio de la cuchilla con la línea perpendicular vertical al eje de giro, se obtiene a través de una tabla obtenida por un proceso teórico y empírico, que para su mejor aplicación se ha traducido a un formato grafico en el cual tomamos como dato la altura máxima de la cámara de carga, la altura (h), que es la distancia medida en la proyección vertical, entre el eje y la parte superior del orificio circular de salida de la cámara de carga, y el caudal (Q). Obtenemos como resultado una relación entre el radio
    (R) del filo de la cuchilla y el ángulo (α), por lo que el filo de la cuchilla (1) queda definido en coordenadas polares.
    El valor del radio (r) del orificio circular de salida de la cámara de carga se obtiene a través de una tabla obtenida por un proceso teórico y empírico, que para su mejor aplicación se ha traducido a un formato grafico en la cual tomamos como dato la altura máxima de la cámara de carga, la altura (h) y el caudal (Q).
  2. 2. Regulador automatice de caudal constante por flotador, según la reivindicación 1 caracterizado porque el material del que está realizada la cuchilla (1) puede ser metálico
    o no metálico, resistente a la corrosión. Su espesor, deducido por cálculo estructural no debe permitir deformaciones en la planitud superiores al uno por mil del radio del orificio (2).
    6
    imagen2
  3. 3. Regulador automatice de caudal constante por flotador, según la reivindicación 1 caracterizado porque la parte de la cuchilla (1) que por cuestiones de diseño no interviene en la obtención de caudal (Q) constante a la salida de la cámara de carga es recta.
    7
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2523942A1 (de) * 1975-05-30 1976-12-09 Alex Gleinser Kg Drosselvorrichtung fuer den auslauf von fluessigkeits-sammelbecken
DE3007035A1 (de) * 1980-02-26 1981-09-10 Pfeiffer, Helmut, 5238 Hachenburg Verfahren und vorrichtung zur fluessigkeits-abflussmengen-regelung und/oder vergleichmaessigung der abfliessenden fluessigkeitsmengen
US4582083A (en) * 1983-07-29 1986-04-15 Lothar Steinhardt Discharge regulator

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