ES2663253T3 - Válvula de derivación y unidad hidráulica que incluye tal válvula - Google Patents

Válvula de derivación y unidad hidráulica que incluye tal válvula Download PDF

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ES2663253T3 ES15181676.6T ES15181676T ES2663253T3 ES 2663253 T3 ES2663253 T3 ES 2663253T3 ES 15181676 T ES15181676 T ES 15181676T ES 2663253 T3 ES2663253 T3 ES 2663253T3
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Sergio D'ANDREA
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Fratelli Pettinaroli SpA
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Fratelli Pettinaroli SpA
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Abstract

Una válvula (10) de derivación que comprende un conducto (20) de suministro, un conducto (30) de retorno y un conducto central (40) para un fluido de intercambio térmico, conectando dicho conducto central (40) dicho conducto (20) de suministro y dicho conducto (30) de retorno, una primera válvula (50) de bola colocada a lo largo del conducto (20) de suministro en la intersección con el conducto central (40), y una segunda válvula (60) de bola colocada a lo largo del conducto (30) de retorno en la intersección con el conducto central (40), en la que en el interior de cada bola (55; 65) de dichas válvulas (50; 60) de bola hay un canal principal (51; 61) dispuesto entre dos orificios opuestos de entrada/salida para dicho fluido de intercambio térmico, y al menos un primer canal auxiliar (54; 64) que conecta de manera fluídica dicho canal principal con un tercer orificio de entrada/salida para dicho fluido, siendo perpendiculares los ejes de dicho canal principal (51; 61) y de dicho canal auxiliar (54; 64) al eje (50A; 60A) de rotación de la bola (55; 65), caracterizada porque al menos una de dichas bolas (65) comprende, además, un segundo canal auxiliar (63) que tiene el eje coincidente con el eje (60A) de rotación de la bola (65) para conectar de manera fluídica dicho canal principal (51) y dicho primer canal auxiliar (64) con un cuarto orificio de entrada/salida para dicho fluido de intercambio térmico y porque los ejes (50A; 60A) de rotación de las bolas de dichas válvulas (50; 60) de bola son perpendiculares entre sí.

Description

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DESCRIPCION
Válvula de derivación y unidad hidráulica que incluye tal válvula
La presente invención se refiere a una válvula de derivación y a una unidad hidráulica que comprende esta válvula para conectar una unidad terminal, por ejemplo un ventiloconvector o similar, con un sistema de aire acondicionado en el que circula un fluido de intercambio térmico.
Habitualmente se utilizan las válvulas de derivación para aislar una unidad terminal del resto del sistema, de forma que se interrumpa la circulación del fluido de intercambio térmico en la unidad sin interrumpir la circulación del mismo fluido en el resto del sistema. Por ejemplo, esto permite que se lleven a cabo el mantenimiento y la limpieza de cada una de las unidades terminales sin tener que drenar el fluido de intercambio térmico del resto del sistema.
Además, es posible desactivar uno o más unidades terminales en caso de que no se necesiten, por ejemplo, para reducir el consumo energético, o, si no, en el caso de funcionamientos defectuosos de una o más unidades terminales, por ejemplo, para cortarlas temporalmente del circuito mientras se espera la intervención de personal especializado.
Ya se conocen y se utilizan de forma generalizada en la técnica válvulas de derivación concebidas para este fin. Las válvulas del tipo conocido comprenden, en general, un conducto de suministro y un conducto de retorno para un fluido de intercambio térmico. Los dos conductos de suministro y de retorno están conectados por medio de un conducto central y pueden estar conectados de manera fluídica entre sí o aislados mediante la operación de un par de válvulas.
Algunos productos disponibles en el mercado utilizan dos válvulas de bola dispuestas a lo largo de los conductos de suministro y de retorno, posiblemente también en la intersección entre estos y el conducto central.
En el documento EP-A1-2085670, por ejemplo, se puede encontrar un ejemplo de una válvula conocida de derivación que tiene un conducto de suministro y un conducto de retorno conectados mediante un conducto central.
Una válvula pequeña de derivación que tiene un par de válvulas que conectan un conducto de suministro, un conducto de retorno y un conducto central también está disponible en el mercado en FlowCon International con el nombre comercial de “Mini By-Pass Unit”.
El documento WO 2005/031200 A1 divulga válvulas de aislamiento de fluido para aparatos alineados que tienen un canal de flujo de agua y un canal de drenaje de agua. Una válvula de bola está colocada en la intersección del canal de flujo de agua con el canal de drenaje de agua. Otra válvula de bola está colocada a lo largo del canal de drenaje y también podría ser accionada sin un mango.
El documento GB-A-2510119 divulga una disposición de válvula para suministrar agua caliente y fría a una ducha. Un primer conducto para agua caliente y un segundo conducto para agua fría están conectados por medio de un conducto transversal y hay colocadas válvulas de bola en la intersección entre los conductos. Las válvulas de bola son giradas simultáneamente en torno a ejes paralelos entre una posición normal para suministrar por separado agua caliente y fría a la ducha, y una posición de esterilización en la que solo se suministra agua caliente a ambos conductos primero y segundo.
Sin embargo, en este tipo de productos el tamaño general de la válvula de derivación tiene que estar limitado, especialmente al reducir la longitud del conducto central. De hecho, se debería considerar que las unidades terminales y las unidades hidráulicas relacionadas que las conectan al sistema suelen estar instaladas en ubicaciones poco accesibles para los operarios y que, con frecuencia, se proporciona cada unidad terminal por una unidad hidráulica que la conecta con un circuito de calentamiento y una unidad hidráulica diferenciada que la conecta con un circuito de enfriamiento.
Sin embargo, esto también requiere limitar el tamaño de cualquier posible palanca o mando de control de las válvulas, dificultando, de esta manera, la operación de las propias válvulas.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención es superar las desventajas de la técnica conocida proporcionando una válvula de derivación que sea sencilla de operar.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar una válvula de derivación que está dimensionada para ser pequeña, en cualquier caso.
Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar una válvula de derivación que también pueda instalarse en unidades hidráulicas lado a lado, sin evitar o entorpecer la operación de las válvulas.
Se logran estos y otros objetos por la presente invención por medio de una válvula de derivación según la reivindicación 1 y las reivindicaciones respectivas dependientes.
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Una válvula de derivación que comprende, en general, un conducto de suministro y un conducto de retorno para un fluido de intercambio térmico, una primera válvula de bola colocada a lo largo del conducto de suministro, y una segunda válvula de bola colocada a lo largo del conducto de retorno, y un conducto central que conecta entre sí los conductos de suministro y de retorno en las válvulas de bola.
En la realización preferente de la presente invención, los ejes de las bolas de las válvulas de bola son perpendiculares entre sí. Esto permite de manera ventajosa el uso de mandos de control y/o palancas que tienen un tamaño mayor con respecto a los conocidos, permitiéndose, por lo tanto, la operación de los mismos sin ninguna interferencia mutua entre sus movimientos. Otra ventaja resultante de esta disposición es que es sencillo reconocer las dos válvulas, facilitando, de ese modo, las intervenciones de los operarios cuando se tiene que seleccionar una cualquiera entre las diversas combinaciones de encaminamiento del fluido con respecto al circuito y la unidad terminal.
En una realización posible, el conducto de suministro, el conducto de retorno y el conducto central que los conecta están fabricados integralmente en un único cuerpo. De hecho, otra ventaja propuesta por la solución proporcionada por la presente invención es que se pueden obtener dos versiones distintas de válvula de derivación, especulares entre sí, a partir de un único cuerpo y, por lo tanto, instalarse en dos unidades hidráulicas colocadas lado a lado en proximidad muy estrecha.
No solo es particularmente útil en la etapa de fabricación, en la que solo ha de mecanizarse una única preforma para obtener ambos tipos de válvulas, pero también en la etapa de instalación e intervención de las unidades terminales acondicionadoras conectadas con circuitos diferenciados de calentamiento y de enfriamiento.
En la válvula de derivación según la invención dentro de cada una de las dos válvulas de bola hay un canal principal que tiene su eje perpendicular al eje de rotación de la bola y dispuesto entre dos orificios opuestos de entrada/salida para el fluido de intercambio térmico. Al menos un primer canal auxiliar que tiene su eje coincidente con el eje de rotación de la bola permite que el canal principal se conecte de manera fluídica con un tercer orificio de entrada/salida para el fluido.
Se pueden obtener ambas bolas mediante las mismas operaciones de mecanizado, obteniendo, por lo tanto, un modelo básico que puede ser utilizado en ambas válvulas. Al menos una de las bolas comprende, además, un segundo canal auxiliar que tiene su eje perpendicular al eje del canal principal y al eje de rotación de la bola para conectar de manera fluídica el canal principal y el primer canal auxiliar con un cuarto orificio de entrada/salida para el fluido de intercambio térmico.
Por lo tanto, para obtener ambas bolas utilizadas en la válvula de derivación según la invención, esto implica una única mecanización adicional con respecto a la bola fabricada como un modelo básico.
La invención versa, además, sobre una unidad hidráulica en la que se instala una válvula de derivación, como la mencionada anteriormente. Entre los diversos componentes interconectados en la unidad hidráulica, además de la válvula de derivación, se proporciona al menos una válvula de equilibrio y se conecta a lo largo de al menos uno de los conductos de suministro y de retorno, por ejemplo, a lo largo del conducto de suministro corriente abajo de la válvula de derivación.
En cambio, se conecta un dispositivo Venturi separable a lo largo de al menos uno de los conductos de suministro y de retorno, por ejemplo, a lo largo del conducto de retorno corriente arriba de la válvula de derivación. De este modo, la operación de la válvula de equilibrio puede ser controlada en cualquier momento, sin tener que interrumpir la operación del sistema. Además, debido a la posibilidad de cambiar el dispositivo dotado del orificio Venturi, permitiendo, de ese modo, que se cambie el diámetro del agujero en unos minutos, se proporciona un mayor grado de flexibilidad durante las etapas de instalación.
Serán más evidentes aspectos y ventajas adicionales de la presente invención a partir de la siguiente descripción, creada con fines ilustrativos y sin limitación, con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los que:
- La Figura 1 es una vista en perspectiva de una válvula de derivación según una realización de la presente invención;
- la Figura 2 es una vista en sección de la válvula de la Figura 1 en la condición operativa normal;
- la Figura 3 es una vista en sección de la válvula de la Figura 1 en la condición de derivación;
- la Figura 4 es una vista en planta de una unidad hidráulica que incluye una válvula de derivación según la
invención para conectar una unidad terminal con un sistema de aire acondicionado;
- la Figura 5 es una vista en sección de la unidad hidráulica mostrada en la Figura 4 desde abajo;
las Figuras 6A-6D muestran distintas configuraciones de uso para una válvula de derivación según la invención;
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- las Figuras 7A y 7B muestran dos realizaciones de la válvula de derivación según la invención, en configuraciones instaladas derecha e izquierda respectivamente, pudiéndose obtener ambas a partir de la misma preforma; y
- la Figura 8 es una vista en perspectiva de dos unidades hidráulicas que comprenden las válvulas de derivación de las dos configuraciones mostradas en las Figuras 7A y 7B para conectar una unidad terminal con los circuitos separados de calentamiento y de enfriamiento en un sistema de aire acondicionado.
La válvula 10 de derivación mostrada en la Figura 1 comprende un conducto 20 de suministro, un conducto 30 de retorno y un conducto 40 central que conecta los conductos 20 y 30 entre sí. En la vista de la Figura 1, la válvula 10 de derivación está conectada con el circuito del sistema en el lado izquierdo y con la unidad terminal en el lado derecho.
Una primera válvula 50 de bola está dispuesta a lo largo del conducto 20 de suministro en la intersección con el conducto central 40, y una segunda válvula 60 de bola está dispuesta a lo largo del conducto 30 de retorno en la intersección con el conducto central 40.
La válvula 50 de bola puede ser operada manualmente por medio de una palanca 52 que puede girar en torno a un eje 50A, mientras que la válvula 60 de bola puede ser operada manualmente mediante un mando 62 que puede girar en torno a un eje 60A, siendo este perpendicular al eje 50A de la válvula 50. Las posiciones de apertura y de cierre de las válvulas 50 y 60 están mutuamente separadas angularmente 90°.
La válvula 10 de derivación se muestra en la vista de la Figura 2 en una condición operativa normal, es decir, en la condición de hacer circular el fluido de intercambio térmico en la unidad terminal conectada con el sistema de aire acondicionado.
En la válvula 50 colocada a lo largo del conducto 20 de suministro hay una bola 55 que gira en torno al eje 50A, que incluye en su interior un canal principal 51 que atraviesa la bola de lado a lado, es decir, estando dispuesto el canal principal entre dos orificios opuestos de entrada/salida, y un primer canal auxiliar 54 que conecta de manera fluídica el canal principal 51 con un tercer orificio de entrada/salida. Ambos canales 51 y 54 se extienden a lo largo de ejes perpendiculares al eje 50A de rotación de la bola 55.
Además, en la válvula 60 colocada a lo largo del conducto 30 de suministro hay una bola 65 que puede girar en torno al eje 60A, que incluye en su interior un canal principal 61 que atraviesa la bola de lado a lado, es decir, estando dispuesto el canal principal entre dos orificios opuestos de entrada/salida, y un primer canal auxiliar 64 que conecta de manera fluídica el canal principal 61 con un tercer orificio de entrada/salida. Ambos canales 61 y 64 se extienden a lo largo de ejes perpendiculares al eje 60A de rotación de la bola 65. La bola 65 comprende, además, un segundo canal auxiliar 63 que tiene el eje coincidente con el eje 60A de rotación de la bola 65 para conectar de manera fluídica el canal principal 61 y el primer canal auxiliar 64 con un cuarto orificio de entrada/salida.
En la condición operativa normal mostrada en la Figura 2, el fluido de intercambio térmico procedente del circuito del sistema entra en el conducto 20 de suministro (desde el lado derecho en la Fig. 2), fluye a través del canal principal 51 de la bola 55, es suministrado a la unidad terminal (conectada en el lado izquierdo en la Fig. 2, aunque no se muestra expresamente), vuelve al conducto 30 de retorno (aún en el lado izquierdo), fluye a través del canal principal 61 de la bola 65 y, entonces, vuelve al circuito que está conectado con el conducto 30 de retorno (en el lado derecho en la Fig. 2). Entonces, el conducto central 40 no está implicado en la circulación del fluido de intercambio térmico.
En cambio, en la vista de la Figura 3, se muestra la válvula 10 en la condición de derivación, es decir, habiendo girado 90° las bolas 55 y 65. El fluido entra en el conducto 20 de suministro (desde el lado derecho en la Fig. 3), fluye a través del canal auxiliar 54 y el canal principal 51 que lo conduce hacia el conducto central 40 mientras que bloquea el recorrido hacia la salida del conducto 20 de suministro conectado con la unidad terminal. Por lo tanto, el fluido fluye a través del conducto central 40, entra en el segundo canal auxiliar 63 de la bola 65 y es conducido hacia el primer canal auxiliar 64, conduciéndolo este hasta la salida del conducto 30 de retorno (lado derecho en la Fig. 3) y, entonces, al circuito del sistema acondicionador. En esta condición la unidad terminal, que está conectada en el lado izquierdo en la Figura 3, es cortada de la circulación del fluido, estando aislada, de esta manera, del resto del circuito.
Las Figuras 4 y 5 muestran una unidad hidráulica 70 que permite que se conecte una unidad terminal 100 con un sistema acondicionador por medio de una válvula 10 de derivación según la presente invención. La unidad hidráulica 70 comprende una válvula 80 de equilibrio conectada, por ejemplo, a lo largo del conducto de suministro, y un dispositivo Venturi separable 75 (mostrado en la vista en sección de la Fig. 5) conectado a lo largo del conducto de retorno. El dispositivo separable 75 permite comprobar la debida operación de la válvula 80 de equilibrio y resulta ser particularmente útil durante las etapas de instalación. Además, en la unidad hidráulica 70 hay una válvula 90 de drenaje que permite llevar a cabo las diversas operaciones de limpieza de la unidad terminal 100.
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Las Figuras 6A-6D muestran las posibles configuraciones de uso de una válvula 10 incluida en una unidad hidráulica 70 para conectar una unidad terminal 100.
La Figura 6A muestra la condición normal de uso, en la que se colocan las válvulas 50 y 60 de bola según se muestra en la Figura 2. En esta posición, el fluido de intercambio térmico alcanza la unidad hidráulica 70 desde el conducto 20 de suministro de la válvula 10 de derivación, fluye a través de la unidad terminal 100 y vuelve al circuito a través del conducto 30 de retorno de la válvula 10.
Por otra parte, la Figura 6B muestra la condición de derivación que se corresponde con la posición de las válvulas 50 y 60 mostrada en la Fig. 3. De este modo, el fluido fluye desde el conducto de suministro hasta el conducto de retorno a través del canal central 40 de la válvula 10 de derivación, provocando que se aísle del circuito la unidad terminal 100. Por lo tanto, es posible trabajar con dicha unidad terminal 100 durante el mantenimiento sin implicar al resto del sistema.
La Figura 6C muestra la condición en la que la unidad terminal 100 es lavada directamente: en esta condición, las válvulas 50 y 60 de la válvula 10 de derivación se encuentran en la misma condición operativa normal pero, además, se abre la válvula 90 de drenaje de la unidad hidráulica 70, de forma que se haga que el fluido en el circuito del sistema acondicionador y en la unidad terminal 100 fluya y sea drenado.
La Figura 6D muestra la condición de lavado contracorriente. En este caso, se cierra la válvula 50 de bola a lo largo del conducto 20 de suministro, mientras que la válvula 60 de bola de la válvula 10 de derivación y la válvula 90 de drenaje de la unidad hidráulica 70 siguen abiertas. Por lo tanto, el fluido que entra en la válvula 10 de derivación fluye a través del conducto central 40 y es dirigido hacia la unidad terminal 100 por medio del conducto de retorno, aunque con una dirección de flujo contraria a la normal, y es drenado finalmente a través de la válvula 90 de drenaje.
Las Figuras 7A y 7B muestran dos válvulas 10' y 10” de derivación según la invención, ambas fabricadas a partir de un único cuerpo que permite que se obtenga con algunas operaciones de mecanizado una válvula 10' de derivación que tiene una configuración derecha y una válvula 10” que tiene una configuración izquierda.
De hecho, según se muestra en la Figura 8, las válvulas 10' y 10” de derivación pueden estar montadas en unidades hidráulicas lado a lado conectando la misma unidad terminal con circuitos diferenciados de calentamiento y de enfriamiento de un sistema de aire acondicionado. Gracias al tamaño reducido de las válvulas 10' y 10” de derivación según la invención, es posible llevar a cabo fácilmente este tipo de instalaciones, facilitando adicionalmente la manipulación de las diversas válvulas 50 y 60.
Se pueden proporcionar diversas modificaciones con respecto a las realizaciones descritas en la presente memoria sin alejarse del alcance de la presente invención. Por ejemplo, los diversos tipos de miembros de control mostrados en la presente memoria, tales como palancas 52 y mandos 62, también pueden ser distintos a los mostrados.

Claims (6)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una válvula (10) de derivación que comprende un conducto (20) de suministro, un conducto (30) de retorno y un conducto central (40) para un fluido de intercambio térmico, conectando dicho conducto central (40) dicho conducto (20) de suministro y dicho conducto (30) de retorno, una primera válvula (50) de bola colocada a lo largo del conducto (20) de suministro en la intersección con el conducto central (40), y una segunda válvula (60) de bola colocada a lo largo del conducto (30) de retorno en la intersección con el conducto central (40), en la que en el interior de cada bola (55; 65) de dichas válvulas (50; 60) de bola hay un canal principal (51; 61) dispuesto entre dos orificios opuestos de entrada/salida para dicho fluido de intercambio térmico, y al menos un primer canal auxiliar (54; 64) que conecta de manera fluídica dicho canal principal con un tercer orificio de entrada/salida para dicho fluido, siendo perpendiculares los ejes de dicho canal principal (51; 61) y de dicho canal auxiliar (54; 64) al eje (50A; 60A) de rotación de la bola (55; 65), caracterizada porque al menos una de dichas bolas (65) comprende, además, un segundo canal auxiliar (63) que tiene el eje coincidente con el eje (60A) de rotación de la bola (65) para conectar de manera fluídica dicho canal principal (51) y dicho primer canal auxiliar (64) con un cuarto orificio de entrada/salida para dicho fluido de intercambio térmico y porque los ejes (50A; 60A) de rotación de las bolas de dichas válvulas (50; 60) de bola son perpendiculares entre sí.
  2. 2. La válvula (10) de derivación según la reivindicación 1, en la que el conducto (20) de suministro, el conducto (30) de retorno y el conducto central (40) que los conecta están fabricados en un único cuerpo.
  3. 3. La válvula (10) de derivación según la reivindicación 1 o 2, en la que la válvula (10) está fabricada en dos versiones (10', 10'') mutuamente especulares, partiendo del mismo único cuerpo no terminado.
  4. 4. Una unidad hidráulica (70) para conectar una unidad terminal (100) de un sistema de aire acondicionado por medio de conductos (20;30) de suministro y de retorno, caracterizada porque comprende una válvula (10) de derivación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
  5. 5. La unidad hidráulica (70) según la reivindicación 4, en la que al menos una válvula (80) de equilibrio está conectada a lo largo de al menos uno de los conductos (20; 30) de suministro y de retorno.
  6. 6. La unidad hidráulica según la reivindicación 4 o 5, en la que al menos un dispositivo Venturi separable (75) está conectado a lo largo de al menos uno de los conductos (20; 30) de suministro y de retorno.
ES15181676.6T 2014-09-01 2015-08-20 Válvula de derivación y unidad hidráulica que incluye tal válvula Active ES2663253T3 (es)

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