ES2711338T3 - Válvula, en particular válvula de intercambiador de calor - Google Patents

Válvula, en particular válvula de intercambiador de calor Download PDF

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Abstract

Válvula, en particular válvula de intercambiador de calor (1) que comprende un alojamiento (2) que tiene un primer puerto (3), un segundo puerto (4), una trayectoria de flujo entre dicho primer puerto (3) y dicho segundo puerto (4), habiendo medios de válvula (5, 6) situados en dicha trayectoria de flujo e incluyendo un elemento de válvula (5) y un asiento de válvula (6), y medios de inversión (12) para invertir una dirección de flujo a través de dichos medios de válvula (5, 6), caracterizada por que una unidad dinámica (15) está dispuesta en dicha trayectoria de flujo, manteniendo constante dicha unidad dinámica (15) una caída de presión sobre dichos medios de válvula (5, 6), en donde dichos medios de inversión (12) cambian una posición de dicha unidad dinámica (15) en el momento de la inversión de dicha dirección de flujo.

Description

DESCRIPCION
Valvula, en particular valvula de intercambiador de calor
La presente invencion se refiere a una valvula, en particular a una valvula de intercambiador de calor, que comprende un alojamiento que tiene un primer puerto, un segundo puerto, una trayectoria de flujo entre dicho primer puerto y dicho segundo puerto, habiendo medios de valvula situados en dicha trayectoria de flujo e incluyendo un elemento de valvula y un asiento de valvula, y medios de inversion para invertir una direccion de flujo a traves de dichos medios de valvula.
Tal valvula puede usarse para controlar un flujo de un fluido portador de calor a traves de un intercambiador de calor, por ejemplo, un radiador, una tubena de calefaccion de suelo o un intercambiador de calor de un acondicionador de aire.
Tal valvula se conoce por el documento EP 1193432 A2.
Por lo general, una valvula de este tipo debe montarse de manera que el fluido pase por el asiento de valvula antes de llegar al elemento de valvula. De esta manera, es posible evitar el denominado “martillo de agua”, que podna ocurrir cuando la direccion de flujo es hacia el otro lado y el elemento de valvula casi ha cerrado la valvula. Los medios de inversion se utilizan para invertir la direccion de flujo si la valvula de intercambiador de calor ha sido montada sin tener en cuenta la direccion de flujo. Tal situacion a menudo surge cuando la gente monta la valvula sin la instruccion necesaria o cuando no se conoce la direccion de flujo.
El documento EP 2818960 A1 describe una disposicion de valvula que se puede utilizar para un intercambiador de calor. La disposicion de valvula comprende un alojamiento que tiene un primer puerto, un segundo puerto, una trayectoria de flujo entre el primer puerto y el segundo puerto, medios de valvula que se encuentran situados en la trayectoria de flujo e incluyen un elemento de valvula y un asiento de valvula. Ademas, la valvula comprende una unidad dinamica.
El objeto fundamental de la invencion es proporcionar una valvula de intercambiador de calor que pueda montarla gente con bajo nivel de instruccion.
Este objeto se resuelve con una valvula de intercambiador de calor como se describe al principio, ya que una unidad dinamica esta dispuesta en dicha trayectoria de flujo, manteniendo constante dicha unidad dinamica una cafda de presion sobre dichos medios de valvula, en el que dichos medios de inversion cambian una posicion de dicha unidad dinamica en el momento de la inversion de dicha direccion de flujo.
La unidad dinamica facilita aun mas la instalacion de un sistema de calefaccion o refrigeracion que tiene un intercambiador de calor y la valvula de intercambiador de calor. La unidad dinamica mantiene constante la cafda de presion sobre los medios de valvula, de modo que el flujo del fluido portador de calor se controla exclusivamente por la distancia entre el elemento de valvula y el asiento de valvula. Por tanto, los requisitos para equilibrar varias valvulas de intercambiador de calor en el sistema de calefaccion o refrigeracion se reducen o ya no son necesarios. La unidad dinamica siempre puede tener la posicion correcta con respecto a los medios de valvula independientemente de la direccion de flujo que se ajusta con la ayuda de los medios de inversion. En una realizacion preferida, dichos medios de inversion comprenden un inserto que se puede montar con diferentes posiciones angulares en dicho alojamiento, en donde dicha unidad dinamica esta dispuesta en dicho inserto. Basicamente, dichos medios de inversion se pueden montar en dos posiciones angulares diferentes, siendo dichas posiciones opuestas entre sf o teniendo una distancia angular de 180°. Tal posibilidad se ocupa de las dos posibles direcciones de flujo del fluido que transporta calor o del fluido refrigerante.
Preferiblemente, dicho inserto puede girar dentro de dicho alojamiento. Esto significa que no es necesario desmontar completamente la valvula de intercambiador de calor cuando se invierte la direccion de flujo. Solo es necesario girar el inserto dentro de dicho alojamiento, por ejemplo, 180°.
En una realizacion preferida, dicho inserto comprende una abertura de entrada inclinada con respecto a un eje movil de dicho elemento de valvula. De esta manera, es posible utilizar la unidad de inversion en una valvula en la que el primer puerto y el segundo puerto tienen un angulo de, por ejemplo, 90° entre sf. Sin embargo, tambien es posible utilizar el inserto en un alojamiento de valvula en el que los dos puertos estan dispuestos con un eje comun.
Preferiblemente, dicha unidad dinamica comprende una membrana y un resorte situado en una camara de resorte, en donde dicha abertura de entrada se abre hacia dicha camara de resorte. El fluido que entra en la unidad dinamica llega a la camara de resorte y pasa por un elemento de estrangulamiento dinamico para llegar al asiento de valvula en un lado del asiento de valvula opuesto al elemento de valvula.
En este caso, se prefiere que dicha membrana se cargue por una diferencia de presion entre una primera presion en dicha camara de resorte y una segunda presion en una abertura de presion de dicho inserto, que esta en conexion de fluido con una salida de dicho alojamiento. Dependiendo de la direccion de flujo, la salida del alojamiento es el primer puerto o el segundo puerto. Cuando se proporciona la abertura de presion en dicho inserto y esta en conexion de fluido con la salida del alojamiento, no es necesario tener un canal separado que transmita la presion en la salida hacia el lado respectivo de la membrana.
Preferiblemente, dicha membrana esta dispuesta en dicha abertura de presion. La presion en la abertura de presion puede actuar directamente sobre la membrana.
Preferiblemente, dicha abertura de presion y dicha membrana tienen el mismo tamano. Esto significa que la presion en la abertura de presion se distribuye uniformemente sobre la membrana.
Preferiblemente, dicha membrana se fija en dicha abertura de presion con la ayuda de medios de fijacion montados en dicha abertura de presion. Los medios de fijacion pueden estar formados por un anillo de sujecion, un anillo de resorte o similar.
En una realizacion preferida, dicha unidad dinamica comprende una base hecha de un material plastico. Esto mantiene bajos los costes de produccion. Ademas, el riesgo de corrosion es bastante bajo.
Preferiblemente, dicha abertura de presion continua en un cilindro hueco y dicha base esta situada en dicho cilindro hueco. Esto facilita el montaje de la unidad dinamica. Solo es necesario insertar la base en el cilindro hueco y fijarla allf. La fijacion se puede realizar con los mismos medios de fijacion que fijan la membrana en la abertura de presion. En una realizacion preferida, se proporcionan medios de preajuste que definen un flujo maximo a traves de dicha valvula.
Una realizacion preferida de la valvula de intercambiador de calor segun la invencion se describe ahora con mas detalle con referencia a los dibujos, en los que:
La figura 1 es una vista en seccion de una valvula de intercambiador de calor y
La figura 2 es una vista en seccion en perspectiva de la valvula de intercambiador de calor.
Una valvula de intercambiador de calor 1 comprende un alojamiento 2. El alojamiento tiene un primer puerto 3 y un segundo puerto 4. Una trayectoria de flujo esta situada entre el primer puerto 3 y el segundo puerto 4. Ademas, unos medios de valvula estan dispuestos en dicho alojamiento 2 y comprenden un elemento de valvula 5 y un asiento de valvula 6.
El elemento de valvula esta conectado a un vastago 7. El vastago 7 se carga por un resorte de apertura 8 que aleja el elemento de valvula 5 del asiento de valvula 6.
Un pasador 9 que esta dispuesto en una caja de carga 10, se usa para mover el vastago 7 haciendo frente a la fuerza del resorte de apertura 8. Para este fin, el pasador 9 comprende un extremo 11 que sobresale de la caja de carga. Un actuador, por ejemplo, un actuador termostatico, se puede montar en la valvula para actuar sobre el extremo 11 del pasador 9.
En tal valvula 1, la direccion de flujo de un flujo portador de calor debe ser tal que el fluido entre en el asiento de valvula 6 desde un lado opuesto al elemento de valvula 5, es decir, llegue al elemento de valvula 5 solo despues de pasar por el asiento de valvula. Esto requerina que el alojamiento 2 este montado en una posicion correcta. Sin embargo, esto no siempre se hace con la precision necesaria en la tecnica anterior. Para evitar una direccion de flujo incorrecta a traves del asiento de valvula 6, se proporcionan medios de inversion 12 con los cuales se puede invertir la direccion de flujo a traves del asiento de valvula 6 en caso de que el alojamiento 2 se haya montado de manera incorrecta.
Los medios de inversion 12 comprenden un inserto 13 que se puede girar dentro de dicho alojamiento 2. Para girar el inserto 13 dentro del alojamiento, se proporciona un anillo 14. El anillo 14 esta bloqueado contra la rotacion con respecto al alojamiento 2 en la posicion mostrada en figura 1. Sin embargo, cuando el anillo 14 se levanta, es decir, se mueve en una direccion que se aleja del asiento de valvula 6, el anillo 14 se puede girar junto con el inserto 13. El anillo 14 se puede mover hacia atras en la posicion mostrada en figura 1 solo en dos posiciones angulares, de modo que los medios de inversion 12 solo pueden montarse con dos posiciones angulares diferentes en el alojamiento 2. Una unidad dinamica 15 esta dispuesta en dicho inserto 13 de manera que la posicion de la unidad dinamica 15 se cambia, cuando los medios de inversion 12 invierten la direccion de flujo a traves del asiento de valvula 6.
El inserto 13 comprende un cilindro hueco 16 que termina en una abertura de presion 17. Es decir, la abertura de presion 17 continua en el cilindro hueco 16. Una base 18 esta montada en el cilindro hueco 16 y separa la abertura de presion 17 de una camara de resorte 19. Un resorte 20 esta dispuesto en dicha camara de resorte 19 y actua sobre un elemento de estrangulamiento 21. El elemento de estrangulamiento junto con un anillo de estrangulamiento 22 situado en un extremo del cilindro hueco 16 del cilindro hueco 16 define un estrangulador 23, cuya funcion se explica mas adelante.
Una membrana 24 que esta conectada al elemento de estrangulamiento 21 esta dispuesta en dicha abertura de presion 17 en un lado de la base 18 opuesto al resorte 19. La base 18 tiene algunas aberturas de modo que una presion en la camara de resorte 19 actua sobre el lado de la membrana 24 orientado hacia la base 18.
El inserto 13, mas en concreto el cilindro hueco 16, comprende una abertura de entrada 25 a traves de la cual puede entrar fluido en la camara de resorte 19.
La membrana 24 tiene el mismo tamano que la abertura de presion 17. Unos medios de fijacion 26 estan previstos en la abertura de presion 17 que fija dicha membrana 24 y dicha base 18. Los medios de fijacion pueden ser, por ejemplo, un anillo de resorte o similar.
Un anillo de sellado 27 que esta sesgado o inclinado con respecto a un eje movil del elemento de valvula 5, forma una junta estanca a fluidos entre el primer puerto 3 y el segundo puerto 4, independientemente de la posicion de rotacion del inserto 13.
Un canal de anillo 28 esta previsto entre el inserto 13 y el alojamiento 2.
En la posicion mostrada en las figuras 1 y 2, el primer puerto 3 se usa como entrada y el segundo puerto 4 se usa como salida de la valvula 1. El fluido que entra en la camara de resorte 19 a traves de la abertura de entrada 25 actua sobre la membrana 24 en una direccion para mover el elemento de estrangulamiento 21 hacia el anillo de estrangulamiento 22 y para aumentar la resistencia de estrangulamiento del estrangulador 23. El resorte 20 actua en la direccion opuesta. El fluido que pasa a traves del estrangulador 23 y a traves de un espacio entre el asiento de valvula 6 y el elemento de valvula 5 alcanza el segundo puerto 4 y la abertura de presion 17. Esto tiene la ventaja de que la presion de salida de la valvula funciona directamente sobre la membrana y no se necesitan orificios o canales adicionales. La presion del fluido en el segundo puerto 4 actua sobre el lado opuesto de la membrana 24 y actua para alejar el elemento de estrangulamiento 21 del anillo de estrangulamiento 22.
La fuerza producida por la diferencia de presion entre la presion en la camara de resorte 19 y la presion en la abertura de presion 17 es siempre la misma que la presion producida por el resorte 20. De esta manera, es posible mantener constante la cafda de presion sobre los medios de valvula formados por el elemento de valvula 5 y el asiento de valvula 6 independientemente de la presion en la entrada y la presion en la salida.
Cuando la valvula 1 esta montada de manera que el segundo puerto 4 se usa como entrada, los medios de inversion 12 se giran mediante el anillo 14, de modo que el fluido puede entrar nuevamente en la camara de resorte 19 a traves de la abertura de entrada 25 y la presion en el primer puerto 3 actua sobre la membrana 24 en el lado opuesto a la base 18. En este caso, la funcion de la unidad dinamica 15 es la misma.
El vastago 7 esta dispuesto en una parte superior de valvula 29 que tiene una parte exterior 30 y una parte interior 31. La parte interior 31 se puede girar con respecto a la parte exterior 30 con el fin de realizar un preajuste de la valvula 1, como se conoce en la tecnica.
La parte superior de valvula 29 o partes de esta pueden hacerse de un material plastico. Lo mismo ocurre con la caja de carga 10. Ademas, el inserto 13 se puede hacer de un material plastico, asf como la base 18. Todas las piezas se pueden producir mediante moldeo por inyeccion.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Valvula, en particular valvula de intercambiador de calor (1) que comprende un alojamiento (2) que tiene un primer puerto (3), un segundo puerto (4), una trayectoria de flujo entre dicho primer puerto (3) y dicho segundo puerto (4), habiendo medios de valvula (5, 6) situados en dicha trayectoria de flujo e incluyendo un elemento de valvula (5) y un asiento de valvula (6), y medios de inversion (12) para invertir una direccion de flujo a traves de dichos medios de valvula (5, 6), caracterizada por que una unidad dinamica (15) esta dispuesta en dicha trayectoria de flujo, manteniendo constante dicha unidad dinamica (15) una cafda de presion sobre dichos medios de valvula (5, 6), en donde dichos medios de inversion (12) cambian una posicion de dicha unidad dinamica (15) en el momento de la inversion de dicha direccion de flujo.
2. Valvula segun la reivindicacion 1, caracterizada por que dichos medios de inversion (12) comprenden un inserto (13) que se puede montar con diferentes posiciones angulares en dicho alojamiento (2), en donde dicha unidad dinamica (15) esta dispuesta en dicho inserto (13).
3. Valvula segun la reivindicacion 2, caracterizada por que dicho inserto (13) puede girar dentro de dicho alojamiento.
4. Valvula segun la reivindicacion 2 o 3, caracterizada por que dicho inserto (13) comprende una abertura de entrada (25) inclinada con respecto a un eje movil de dicho elemento de valvula (5).
5. Valvula segun cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada por que dicha unidad dinamica (15) comprende una membrana (24) y un resorte (20) situado en una camara de resorte (19), en donde dicha abertura de entrada (25) se abre en dicha camara de resorte (19).
6. Valvula segun la reivindicacion 5, caracterizada por que dicha membrana (24) se carga por una diferencia de presion entre una primera presion en dicha camara de resorte (19) y una segunda presion en una abertura de presion (17) de dicho inserto (13) que esta en conexion de fluido con una salida de dicho alojamiento (2).
7. Valvula segun la reivindicacion 6, caracterizada por que dicha membrana (24) esta dispuesta en dicha abertura de presion (17).
8. Valvula segun la reivindicacion 7, caracterizada por que dicha abertura de presion (17) y dicha membrana (24) tienen el mismo tamano.
9. Valvula segun la reivindicacion 8, caracterizada por que dicha membrana (24) se fija en dicha abertura de presion (17) con la ayuda de medios de fijacion (26) montados en dicha abertura de presion (17).
10. Valvula segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por que dicha unidad dinamica (15) comprende una base (18) hecha de un material plastico.
11. Valvula segun la reivindicacion 10, caracterizada por que dicha abertura de presion (17) continua en un cilindro hueco (16) y dicha base (18) esta situada en dicho cilindro hueco (16).
12. Valvula segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada por que se proporcionan medios de preajuste (30, 31) para definir un flujo maximo a traves de dicha valvula.
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