ES2713327T3 - Dispositivo de válvula de seguridad multifunción con regulador de presión proporcional incorporado - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de válvula de seguridad multifunción (1) con un regulador de presión proporcional incorporado, para ser utilizado en una línea que alimenta con un fluido aeriforme a un usuario, tal como un gas genérico que alimenta un aparato de gas, comprendiendo dicho dispositivo un cuerpo (2) en el que está definido un conducto (3) para dicho fluido o gas, estando dicho conducto (3) conectado a una línea de alimentación de gas y a una línea que suministra el gas al usuario, comprendiendo dicho conducto (3) un primer paso (6) que va a ser interceptado por un primer elemento de valvulería (4A) de un primer elemento de válvula (4) y un segundo paso (7) que va a ser interceptado o selectivamente restringido por un segundo elemento de valvulería (5A) de un segundo elemento de válvula (5), posicionado aguas abajo del primero, para actuar como un regulador y modulador de presión de gas, siendo dichos elementos de valvulería (4A, 5A) accionados por unos correspondientes accionadores electromagnéticos (15, 16) y empujados a cerrarse, es decir a la posición en la que interceptan los respectivos pasos, por lo menos por un resorte (30, 31) correspondiente, cooperando el segundo elemento de valvulería (5A) con una membrana (21) sujeta a la presión del gas de manera que empuje a dicho segundo elemento de valvulería (5A) a la posición cerrada, presentando la membrana (21) una superficie (21A) sujeta a la presión del gas que se mueve hacia dicho segundo elemento de valvulería (5) que es mayor que la superficie (5K) del elemento de valuvlería (5) sometido a la misma presión de gas, para mantener de este modo el elemento de valvulería cerrado, presentando este último aguas abajo del segundo paso (7), una parte (35B) dispuesta para cerrar de manera sellada este último cuando está interceptado por el segundo elemento de valvulería (5A), incluyendo el accionador electromagnético (16) del segundo elemento de válvula (5) un núcleo (83) móvil que está acoplado con unos medios de soporte (33) para el elemento de valvulería (5ª ) de dicho elemento (5), estando dicha membrana (21) sometida a la presión del gas asociada asimismo con dichos medios de soporte, estando el dispositivo caracterizado por que comprende unos medios para compensar la acción del accionador electromagnético (16) del segundo elemento de válvula sobre la base del empuje ejercido por el resorte (31) sobre el correspondiente elemento de valvulería (5A), permitiendo dichos medios que cualquier variación en la fuerza de empuje del resorte sea compensada de manera que se mantenga constante en el tiempo la acción de regulación de flujo de gas mediante el regulador, comprendiendo los medios compensadores un extremo perfilado (89) de un núcleo (83) móvil de dicho accionador electromagnético (16), y por que dicho extremo perfilado (89) del núcleo (83) está presente, en una cámara (100) del accionador que contiene dicho núcleo, en una posición correspondiente a un elemento cilíndrico (61) insertado dentro de dicha cámara (100) y fijado en la misma, estando dicho extremo perfilado (89) próximo a o como máximo dispuesto en correspondencia con el extremo (61K) de dicho elemento (61) presente en dicha cámara (100) cuando la válvula está en su posición cerrada, comprendiendo dicho extremo perfilado (89) por lo menos dos partes sucesivas (89A, 89B) de sección diferente, siendo la sección más pequeña la parte más extrema (89B).
Description
DESCRIPCION
Dispositivo de valvula de seguridad multifuncion con regulador de presion proporcional incorporado.
La presente invencion se refiere a un dispositivo de valvula de seguridad multifuncion con regulador de presion proporcional incorporado posicionado en una lmea que alimenta un fluido aeriforme a un usuario, de acuerdo con la introduccion de la reivindicacion principal.
Desde hace mucho tiempo se conoce el uso de un dispositivo multifuncion de este tipo con regulador de presion para alimentar un fluido aeriforme a un usuario, tal como un gas a una caldera. Este dispositivo (o regulador en general) generalmente comprende un cuerpo en el que se proporciona un conducto interno para la conexion a una lmea de admision de gas y a una lmea de suministro para alimentar el gas al usuario.
Este conducto comprende dos pasos o constricciones en sucesion, situandose en cada uno de los mismos un elemento de valvulena provisto de un elemento de valvulena dispuesto para restringir o interceptar, es decir, para cerrar en su totalidad, el paso correspondiente en funcion del gas requerido por el usuario. Dicho elemento de valvulena normalmente esta sometido a un resorte que lo fuerza a una posicion de cierre de paso. El elemento de valvulena tambien esta sometido a la accion de un accionador electromagnetico que lo mueve con respecto al paso para permitirle abrir o estrangular el flujo de gas hacia el usuario, de acuerdo con los requisitos. Esta accion se consigue controlando adecuadamente la corriente electrica al accionador electromagnetico que, de acuerdo con la misma, mueve el elemento de valvulena con respecto al paso correspondiente.
Mas espedficamente, se conoce por ejemplo a partir de los documentos EP1608912 y WO2006/003684 la formacion de dicho cuerpo de manera que presente los dos pasos dentro de paredes o deflectores de separacion provistos en el conducto de gas, definiendo dichos deflectores una pluralidad de camaras conectadas entre sf en pares mediante dichas aberturas; finalmente, se conecta una primera camara a la lmea de admision de gas, estando conectada la ultima camara en la direccion de flujo de gas a una lmea que alimenta el gas al usuario. Esta posicionado un primer elemento de valvulena en el primer paso (o abertura dentro del deflector) para actuar como una valvula ABIERTO/CERRADO, un segundo elemento de valvulena (de un segundo elemento de valvulena) que funciona en el segundo paso, regulando su movimiento controlado de forma selectiva en el paso correspondiente el flujo de gas que pasa por el mismo. Este movimiento se obtiene mediante el accionador electromagnetico. El documento WO 2006/003684 describe la presencia de una membrana asociada funcionalmente con el accionador del segundo elemento de valvulena que actua como un regulador de presion. Esta membrana se somete, al igual que el elemento de valvulena, a la presion del gas en la lmea que entra en cuerpo del dispositivo multifuncion conocido. Espedficamente, la superficie de la membrana sometida a la presion de gas es equivalente a la del elemento de valvulena sometido a dicho gas, de manera que la resultante de dichas fuerzas es sustancialmente cero, por lo tanto, dicha resultante no presenta ningun efecto sobre el equilibrio de las fuerzas que actuan en el regulador de presion.
Por lo tanto, esta solucion requiere que el accionador de la segunda valvula este concebido de forma adecuada para asegurar el cierre efectivo del elemento de valvulena despues de cada abertura, independientemente de la accion de las fuerzas del gas que actuan en la membrana y en el elemento de valvulena. Ademas, ninguna de las patentes anteriores mencionadas con anterioridad (en las que se utiliza un accionador directo, es decir, sin palancas, que es de baja potencia o consumo de energfa y con poca fuerza de empuje) describe un elemento de valvulena capaz de sellar el paso o la abertura en el que esta ubicado, cuando se encuentra en la posicion cerrada, para asegurar el cierre efectivo de este paso cuando no se requiera flujo de gas a traves del mismo. Finalmente, dichas patentes anteriores comprenden una derivacion de gas que se puede regular de forma mecanica que elude el segundo elemento de valvulena para permitir un flujo de gas mmimo al usuario. Esta solucion resulta cara.
El accionador electromagnetico que se utiliza en las soluciones conocidas actualmente comprende una bobina o devanado electrico conectado a un circuito de alimentacion de senal electrica. La bobina, contenida en un envolvente de armadura, define una camara en la que se mueve un nucleo o elemento, conectado en su extremo libre al elemento de valvulena, directamente o, preferentemente, mediante un vastago de interconexion.
Haciendo referencia en particular al accionador del segundo elemento de valvulena que actua como el regulador de presion, en soluciones conocidas existe el problema de que, cuando el resorte pierde su caractenstica, no se da compensacion durante la abertura del elemento de valvulena. El resultado es que, con el paso del tiempo, el elemento de valvulena que funciona como el regulador de presion funciona incorrectamente.
Ademas, los dispositivos multifuncion con un regulador de presion conocidos a menudo presentan un montaje diffcil y complicado, especialmente con respecto al segundo elemento de valvulena que funciona como el regulador y el modulador de presion efectivo.
Ademas, como la alimentacion electrica es a 230 V c.d. (voltaje rectificado) y 220 V c.c, las regulaciones actuales requieren un aislamiento adecuado contra las condiciones ambientales (humedad), con los elevados costes derivados de su aplicacion; el dispositivo tambien debe estar conectado a tierra, con costes adicionales de componentes y de ensamblado. Ademas, con alimentacion electrica a 230 V c.d. (voltaje rectificado), las potencias absorbidas son elevadas (tipicamente 15 W), y precisan el uso de conductores de seccion transversal muy pequena (por ejemplo, 0,06 mm) con los consecuentes problemas de corrosion por efecto electrolttico, que no resultan visibles durante los ensayos pero que surgen con el tiempo. Ademas, la alimentacion electrica es de tipo ABIERTO/CERRADO, lo que genera un problema de ruido que se resuelve utilizando una amortiguacion que en ocasiones resulta cara.
Ademas de esto, en el caso de la alimentacion electrica a 220 V c.c, la misma tiene lugar en modo ABIERTO/CERRADO, lo que genera tanto ruido como un esfuerzo elevado en los componentes; a fin de evitar dichas desventajas, se utilizan soluciones diffciles que presentan un coste elevado: por ejemplo, los componentes se sumergen en un bano de aceite y se sellan adecuadamente. En todos los casos, el consumo electrico continua siendo elevado.
El documento JP 61031778 A divulga un dispositivo de valvula de seguridad multifuncion de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1.
Un objetivo de la presente invencion es proporcionar dispositivos multifuncion, con un regulador de presion proporcional incorporado, que representen una mejora con respecto a los tipos conocidos.
Un objetivo particular de la invencion es proporcionar un dispositivo multifuncion del tipo indicado, cuyo funcionamiento sea constante y fiable en el tiempo.
Otro objetivo es proporcionar un dispositivo multifuncion del tipo indicado, que presente un montaje mas sencillo que los tipos conocidos similares y, por lo tanto, que se pueda producir de una manera que garantice una alta fiabilidad y calidad repetible en el montaje.
Otro objeto es proporciona un dispositivo multifuncion del tipo indicado que presente accionadores de baja tension alimentados a 24 V c.d. y separados de la tension de red, con potencias absorbidas maximas bajas (< 5 W); esto elimina la corrosion por efecto electrolttico y permite el uso de conductores de seccion transversal grande (por ejemplo, 0,18 mm). Esta solucion elimina el requisito de aislamiento y puesta a tierra, por lo que la produccion del dispositivo se simplifica con la consiguiente reduccion en los costes del componente y el montaje. La bobina EV1 se alimenta mediante una rampa a la potencia maxima seguida de una reduccion a una tension de mantenimiento (< 2 W); esta alimentacion electrica da como resultado una reduccion en el esfuerzo mecanico de los componentes, la eliminacion del ruido y el ahorro de energfa.
Otro objeto es proporcionar un dispositivo multifuncion del tipo indicado en el que no se proporciona un conducto de derivacion y no se requiere una regulacion mecanica del elemento de valvulena que actua como regulador de presion y modulador, aunque es capaz de mantener la regulacion electronica minima y maxima en el paso interceptado por el elemento de valvulena de dicho elemento.
Estos y otros objetivos que se pondran de manifiesto para el experto en la materia se alcanzan mediante un dispositivo multifuncion con regulador de presion proporcional incorporado de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas.
La presente invencion resultara mas evidente a partir de los dibujos adjuntos, que se proporcionan a tftulo de ejemplo no limitativo y en los que:
Las figuras 1A y 1B muestran, en dos partes, una seccion transversal por un regulador obtenido de acuerdo con la invencion, indicandose dicha seccion transversal en el presente texto en general como la definicion de la "figura 1" del texto de la patente;
La figura 2 es una vista explosionada del regulador de la figura 1;
La figura 3 muestra un grafico de alimentacion electrica de tiempo/corriente que indica el modo de alimentacion de corriente al elemento de valvulena que funciona como un regulador y modulador de presion; Las figuras 4 a 8 muestran algunas secciones transversales esquematicas, con ciertas partes omitidas en aras de una mayor claridad, en las calderas a las que se aplica un dispositivo de la invencion;
La figura 9 muestra un grafico relativo a la caractenstica proporcional entre la senal de presion de aire de control (Pu aire) y la presion del gas (Pu gas) que sale del dispositivo de la invencion;
La figura 10 muestra un grafico relativo a la caractenstica proporcional de la presion de salida del gas y la
diferencia A entre la presion de la camara sellada y la presion del ventilador (regulador de presion cero); La figura 11 es una seccion esquematica por un elemento de valvulena segun el estado de la tecnica durante una etapa de mal funcionamiento de la caldera en la que esta montado; y
La figura 12 es una seccion muy esquematica por el elemento de valvulena de la invencion en la situacion de mal funcionamiento identica a la caldera de la figura 11.
Haciendo referencia a dichas figuras, las mismas muestran un dispositivo 1 de valvula de seguridad multifuncion con un regulador de presion proporcional incorporado, para su disposicion en una lmea que alimenta un fluido aeriforme, por ejemplo un gas como metano, a un usuario (que no se muestra), como una caldera u otro aparato de gas. El dispositivo 1 de la invencion comprende un cuerpo 2 provisto de un conducto interno 3 y en cuyo interior se preven un primer y un segundo elemento de valvulena, o simplemente una valvula, 4 y 5 provistos de elementos de valvulena 4A, 5A, respectivamente, para interceptar los pasos 6 y 7 correspondientes provistos en paredes o deflectores separadores 8, 9, definiendo respectivamente varias camaras 10, 11, 12 conectadas entre sf
Mas espedficamente, la primera valvula 4 es una valvula de ABIERTO/CERRADO que permite que el dispositivo 1 se abra o se cierre y, por lo tanto, permite el cierre o el paso de gas (de cualquier tipo, puro o mixto) hacia el usuario. En cambio, la segunda valvula 5 es un regulador de presion y un elemento de valvulena moduladora del caudal de gas hacia los usuarios. Los elementos de valvulena correspondientes 4A, 5A de dichas valvulas 4, 5 interrumpen, permiten o regulan el flujo de gas dependiendo de los requisitos del modo descrito mas adelante. El paso 3 esta conectado del modo conocido (por ejemplo mediante una conexion de tuerca anular) a traves de la camara 10 a una lmea de admision de gas (que no se muestra) mediante una tuerca anular o un acoplamiento similar (que no se muestra); estando dicho paso conectado de manera conocida a traves de la camara 12 a una lmea de suministro (que tampoco se muestra) para alimentar el fluido aeriforme al usuario.
El cuerpo 2 del regulador 1 comprende una primera parte 17 que presenta el conducto 3 mencionado anteriormente, estando dicha parte 17 asociada de manera conocida (por ejemplo mediante tornillos 18) a una segunda parte 19 en la que los accionadores electromagneticos 15 y 16 para las valvulas 4 y 5 estan dispuestos de manera que hagan funcionar los elementos de valvulena 4A, 5a de estas ultimas. Entre el envolvente de armadura 19 y la primera parte 19 se preve un elemento de sellado 20 (posicionado en el accionador 15) y una membrana flexible 21 posicionada en el (segundo) elemento de valvulena 5.
Mas espedficamente, la primera y la segunda parte 17 y 19 del cuerpo 2 comprenden una pluralidad de elementos. La primera parte 17 comprende un bloque 17A en cuyo interior se forma ffsicamente el conducto 3, y una placa inferior 22 acoplada a una junta sustancialmente plana 23; estando dicha placa inferior y dicha junta afianzadas en el bloque 17A mediante los tornillos 18. El bloque 17A tambien comprende un asiento 25 para un filtro 26 del tipo habitual.
El elemento de valvulena 4A, 5A de cada elemento de valvulena 4, 5 coopera con un resorte correspondiente 30, 31 de manera que se empuje a la posicion cerrada en el paso correspondiente 6, 7 cuando el accionador electromagnetico respectivo 15, 16 este desenergizado. En la forma de realizacion de las figuras, dichos resortes estan posicionados enfrentados a la segunda parte 19 del cuerpo 2. Sin embargo, el resorte 31 tambien podna estar ubicado entre el elemento de valvulena 5A y la placa inferior 22 que presenta, para ello, un asiento para recibir parcialmente dicho resorte.
En la forma de realizacion de las figuras, los resortes 30, 31 estan posicionados en las aberturas 28 y 29 que permiten el paso de una parte movil 32, 33 (fijada al elemento de valvulena 4A, 5A respectivo) de un accionador electromagnetico correspondiente 15, 16 de manera que le permita cooperar con el elemento de valvulena correspondiente y moverlo cuando resulte necesario para cambiar el estado de interceptacion de la abertura correspondiente 6, 7.
La membrana 21 esta asociada con la parte movil 33 y esta situada separada del elemento de valvulena 5A. Presenta una superficie 21A sometida a la presion del gas presente en la camara 11 (que tambien contiene la parte 33) que es mayor que la superficie 5K del elemento de valvulena 5A sometido a la misma presion. Esta caractenstica, junto con la forma del elemento de valvulena 5A, permite mantener la condicion cerrada del paso 7 con absoluta fiabilidad cuando el accionador 16 esta desenergizado (o en reposo).
Mas espedficamente, el elemento de valvulena 5A comprende un cuerpo 35 en una pieza o, como en la forma de realizacion de las figuras, en dos partes 35A y 35B acopladas entre sf insertando de forma estable un saliente 36 en la primera parte 35A en un asiento 37 en la segunda parte 35B. La primera parte tambien esta acoplada de manera estable, por ejemplo acoplada a presion, a un extremo 38 de la parte movil 33, formando dicha primera parte 35A una sola pieza o, como en la forma de realizacion de las figuras, presentando dicha primera parte 35A un elemento de sellado perimetral separado 40 que sobresale de la misma y que coopera haciendo tope con dicho borde 7A del paso 7 enfrentado a la camara 11 del conducto 3.
La segunda parte 35B del elemento de valvulena 5A presenta un reborde flexible 42, por ejemplo, obtenido mediante la conformacion troncoconica de dicha parte, que se ensancha hacia dicho borde 7B del paso 7 enfrentado a la camara 12 del conducto 3. Igual que en la figura, dicho reborde flexible 42 se puede proyectar perimetralmente desde la parte 35B separandose de esta ultima al mismo tiempo que mantiene un trazo o forma generalmente conicos. Dicho reborde 42 siempre se fuerza para su sellado contra el borde 7B del paso 7 gracias a la presion del gas que actua sobre la membrana 21: tal como se ha indicado, la superficie 21A de esta ultima es mayor que la de 5K del elemento de valvulena 5A, lo que provoca el empuje del elemento de valvulena, mediante la membrana ngida con la parte movil 33, hacia la camara 11 empujando el reborde 42 contra la parte 35B en el borde 7B del paso 7 y sellando este ultimo.
Dicha caractenstica da como resultado una condicion de seguridad para la valvula 5 que, incluso aunque el resorte 31 perdiera sus caractensticas elasticas con el tiempo, en cualquier caso permanecena cerrada de forma sellada contra el paso 7 debido a la simple presion del gas en la membrana.
En la forma de realizacion de las figuras, el resorte 31 es un resorte conico cuya parte estrecha 45 reposa en un primer collann 46 de la parte movil 33 que define, con un segundo collann 46A separado del primero, un asiento anular 47 en el que se inserta una parte central 48 de la membrana 21. La parte ancha 49 del resorte 31 reposa en el borde 7A del paso 7 y, preferentemente, en un relieve anular 50 provisto en este ultimo.
Gracias a la forma particular de sus partes, la unidad formada por el elemento de valvulena 5A, la parte movil 33, la membrana 21 y el resorte 31 se pueden premontar antes de la insercion en el bloque 17A a traves de la abertura 29. Esto facilita el montaje de esta "unidad de accionamiento" en este ultimo, con efectos positivos en terminos de tiempo y coste de ensamblaje del dispositivo 1.
Se preven tornillos de extraccion de presion 56 en el lado superior 55 del bloque 17A para permitir la medicion de la presion presente en la entrada y la salida del paso 3. Una placa metalica 60 esta interpuesta sobre el lado superior 55 del bloque 17A entre las partes 17 y 19 del cuerpo 2, estando dicha placa 60 fijada al bloque 17A mediante tornillos 60K y presentando, en los accionadores 15 y 16, collarines elevados agujerados 60a , 60B delimitados por collarines cilmdricos 61 enfrentados a dichos accionadores.
Por lo menos en el caso del accionador 16 (pero tambien presente en el accionador 15 en las figuras), dicho collann 61 se eleva hacia el exterior de una pieza tubular 65 que presenta un extremo curvado rebordeado 66 que se encuentra debajo de la placa 60 y se mantiene en posicion por medio de la fijacion entre las partes 17 y 19 del cuerpo 2. Dicha pieza tubular 65 se eleva dentro del accionador electromagnetico correspondiente y, en particular, en una parte tubular 68 de este ultimo que soporta una solenoide o un devanado electrico 69 del tipo normal y que preve partes o pestanas planas finales opuestas 70, 71. En el caso del accionador 16, la primera parte 70 se superpone y esta en contacto con la placa 60 (en el caso del accionador 15, la parte 70 de la parte respectiva 68 esta separada de la misma y reposa en el collann 61 correspondiente), mientras que la segunda parte final 71 esta posicionada sobre la parte 19 en la que se encuentra debajo de una parte de placa 74A que forma parte de una cubierta 74 para dicha parte 19. Unos tornillos adicionales 75 afianzan el cuerpo 76 de la parte 19 en la parte 17, conteniendo dicho cuerpo accionadores electromagneticos 15 y 16, estando la parte de placa 74 dispuesta sobre el mismo.
El cuerpo 76 presenta una parte central 76K para recibir los contactos electricos 69K de los devanados 69 y ngida con las partes 68 que soportan estos ultimos. Los contactos 69K tambien estan predefinidos y se pueden insertar facilmente en la parte 76K para conectarse facilmente a los conectores habituales para la alimentacion electrica (controlados por una tarjeta electronica programable por microprocesador adecuada, que no se muestra, del circuito de control para dicho dispositivo 1). Esta caractenstica constructiva de los contactos 69K facilita el montaje de la parte 19 del dispositivo 1 que contiene los accionadores electromagneticos 15, 16.
Esta dispuesto un tubo fijo 77 en la pieza tubular 65 asociada con el accionador 16, en el interior de la parte 68 de este ultimo, y se interpone entre dicha pieza 65 y la parte de placa 74 (la pieza 65 y el tubo fijo 77 son coaxiales en el accionador 16).
En el interior de la pieza 65 se preve en ambos accionadores 15, 16 un nucleo o elemento movil alargado 82, 83 del accionador correspondiente: el nucleo 82 esta integrado con la parte 32 fijada al elemento de valvulena 4A, mientras que dicho nucleo 83 esta conectado a la parte 33, que esta definida por una pieza alargada independiente fijada a dicho nucleo de cualquier modo conocido.
Mas espedficamente, el nucleo 83 presenta una parte final 89 a la que esta acoplado el extremo libre 90 de la parte 33, dicha parte final 89 del nucleo 83 esta conformada espedficamente para mantener la accion del elemento de valvulena 5A en el paso 7 constante incluso aunque el resorte 31 modifique su accion sobre dicho elemento o valvula 5 con el tiempo. Esta parte final esta dispuesta en el interior del accionador 16 en una posicion que se acerque o que llegue al extremo superior 61K del collann 61. De esta manera, el accionador electromagnetico presenta una caractenstica de fuerza/desplazamiento que permanece constante en el tiempo.
La parte final 89 del nucleo 83 presenta forma de cono doble, es dedr, presenta dos partes consecutivas 89A, 89B con diferentes secciones, siendo la parte final real 89B mas estrecha que la parte 89A que precede a lo largo del eje longitudinal del nucleo. Sin embargo, esta parte final tambien podna presentar una forma diferente a la de doble cono, aunque presentara por lo menos dos partes consecutivas a lo largo del eje longitudinal del nucleo que presenta diferentes secciones (por ejemplo, cilmdricas), presentando la parte final real una seccion menor que la parte precedente a lo largo de dicho eje. Tambien es posible una solucion mixta con una parte final 89 que prevea partes cilmdricas y conicas consecutivas o viceversa.
Debido a la forma de la parte final 89 y a la presencia del collann 61, se crea un campo magnetico de una intensidad que asegure siempre que el nucleo 83 este emplazado en una posicion prefijada que permita el funcionamiento deseado del accionador 16 para el control requerido del elemento de valvulena 5A.
Si se incrementa la presion del gas de red que entra en el dispositivo de valvula, el elemento de valvulena 5A tiende a cerrar el paso 7, pero no lo suficiente como para asegurar la presion de salida correcta (la presion de salida se incrementa).
Debido a la forma de la parte 89 del nucleo 83, sin realizar ninguna correccion en la corriente de alimentacion al accionador 16, el efecto de la caractenstica de fuerza/desplazamiento de dicho nucleo 83 es que se reduce la fuerza de este ultimo y el elemento de valvulena 5A cierra adicionalmente el paso 7 para asegurar la presion de salida correcta incluso aunque aumente la presion de entrada.
Si se reduce la presion de gas de red que entra en el dispositivo de valvula, el elemento de valvulena 5A tiende a abrir el paso 7, pero no lo suficiente como para asegurar la presion de salida correcta (la presion de salida se reduce).
Debido a la forma de la parte 89 del nucleo 83, sin llevar a cabo ninguna correccion en la corriente de alimentacion al accionador 16, el efecto de la caractenstica de fuerza/desplazamiento del nucleo 83 es que la fuerza de este ultimo sobre el elemento de valvulena 5A abre adicionalmente el paso 7 para asegurar la presion de salida correcta incluso aunque se reduzca la presion de entrada.
El nucleo se mueve dentro de una camara 100 del accionador 16 que se cierra por su parte superior mediante una tapa 106 provista de un orificio calibrado 104 para ventilar aire y cualquier gas que haya pasado mas alla de la membrana 21 (si se rompiese) y al interior de la camara 100. Dicho orificio tambien se puede conectar a un tubo conocido 200 (veanse las figuras 4 a 8) que se abre en la camara sellada 201 de un aparato de gas 300 con el que esta asociada la invencion, para compensar la presion ejercida en dicho lado de la membrana 21 enfrentado a la camara 100 y permitir un control optimo de la presion de salida.
La figura 4 muestra una caldera de condensacion de premezcla con mezclado a presion. Comprende, entre otros componentes, un ventilador 204, una camara de combustion 205, un quemador 210 posicionado en la misma, un conducto de entrada de aire 206 y un conducto de descarga de gas de combustion 207.
En el caso de una caldera equipada con dicho quemador de premezcla con mezclado a presion (vease la figura 4), el dispositivo de la invencion se controla con corriente casi constante, la presion de salida de gas al quemador 210 se controla mediante una senal neumatica obtenida a traves del el tubo 200 conectado a la toma del ventilador 204.
Se pueden hacer correcciones de corriente mmimas para adaptar las presiones de salida a varios tipos de gas (pertenecientes a la misma familia, por ejemplo, de G20 a G25 tal como se muestra en la figura 9 en la que las lmeas rectas definen varios tipos de gas) y, por lo tanto, para optimizar la combustion.
Si la descarga de gas de combustion 207 se cierra, la presion absoluta aumenta y la diferencia de presion se reduce a cero.
En estas condiciones, en la etapa de preventilacion, en un elemento de valvulena conocido que se muestra esquematicamente en la figura 11, se reduce la fuerza de cierre en el elemento de valvulena 5A (vease la figura 11) . Esto se debe a la presencia de una presion de aire que se origina en la lmea de suministro, dicha presion se indica mediante la flecha T en la figura 11. En esta ultima figura, las partes correspondientes (desde el punto de vista funcional) a las de las figuras relativas a la invencion llevan los mismos numeros de referencia en aras de la simplicidad descriptiva.
Bajo estas condiciones, en el dispositivo de la invencion aumenta la fuerza de cierre en el elemento de valvulena 5A (debido a la presion de aire indicada por la flecha T), para mantener siempre la planta segura (vease la figura 12) .
En el caso de calderas equipadas con un quemador de premezcla con mezclado en vado (del que se muestra un
ejemplo en la figura 5), el dispositivo 1 se controla con corriente casi constante, la presion de salida de gas al quemador 210 se controla mediante la senal obtenida mediante el tubo 200 conectado a la camara sellada del aparato (regulador de presion cero); tambien se pueden realizar correcciones de corriente mmimas para adaptar las presiones de salida a varios tipos de gas (pertenecientes a la misma familia, por ejemplo, de G20 a G25 tal como se muestra en la figura 10) y, por lo tanto, optimizar la combustion. En las figuras 6, 7 y 8 se describen esquematicamente otros tipos de aplicaciones del dispositivo 1 que muestran respectivamente una caldera de camara sellada con una toma de compensacion (figura 6), una caldera de camara sellada (figura 7) y una caldera de camara abierta (figura 8). En estas figuras, las partes correspondientes a las de las figuras anteriores se indican mediante los mismos numeros de referencia.
Volviendo a las figuras 1 y 2, las mismas muestran que la tapa 106 presenta un rebaje lateral 108 que aloja un elemento de sellado 109 que actua en el elemento tubular 65.
Una tapa similar 110 provista de un anillo de sellado 111 cierra la camara en cuyo interior se mueve el nucleo 82 del accionador 15, con este ultimo asociado a un elemento de amortiguacion 113 de un tipo conocido.
Un dispositivo de valvula de seguridad multifuncion con una parte incorporada formada de acuerdo con la presente invencion asegura un flujo de gas regular y constante independientemente de la variacion de la presion de entrada. El regulador esta formado por partes que encajan de tal manera que facilitan el montaje, lo que hace que esta operacion sea rapida y que presente un coste bajo. El dispositivo ofrece alta fiabilidad y seguridad en el uso ya que, incluso aunque se rompieran la membrana 21 o el resorte 31, el elemento de valvulena 5A se empuja sobre el paso 7A tanto durante el arranque como durante el funcionamiento normal, para cerrar el paso con su parte 35A. Esto siempre garantiza la seguridad del aparato de gas con el que esta asociado el dispositivo 1.
Ademas, el dispositivo 1 no preve un conducto de derivacion para el elemento de valvulena 5A (simplificando asf la construccion del bloque 17A), se consigue un flujo de gas mmimo controlando de forma adecuada el accionador 16 y gracias a la forma descrita anteriormente de la parte 89 de su nucleo 83 y del collann 61. Espedficamente, haciendo referencia a la figura 3, el control tiene lugar introduciendo en la senal de corriente de control (corriente continua) para el bobinado o la solenoide 69 de dicho accionador 16 una variacion de corriente hacia arriba o hacia abajo a esta senal de amplitud definida “a” y de duracion predefinida “t1” y separada en el tiempo por un penodo definido “t2”. Estos valores de tiempo (t1, t2) y la amplitud “a” dependen del tipo de aparato en el que se monte el dispositivo 1 y de la regulacion que se efectue con el elemento de valvulena 5a . Este procedimiento de funcionamiento reduce los efectos del procedimiento de control utilizado actualmente de superponer una senal de corriente alterna continua en la senal de control de corriente continua, estos efectos conducen a la fluctuacion de presion de salida y a la falta de estabilidad, la vibracion del nucleo 83 y la generacion de ruido debido a dicha vibracion. Estos efectos se superan y se anulan mediante el procedimiento de control de la presente invencion.
Se ha descrito una forma de realizacion preferida de la invencion, pero un experto en la materia puede deducir otras a partir del presente documento, y por lo tanto, se considera que estan comprendidas dentro del alcanza de las siguientes reivindicaciones.
Claims (7)
1. Dispositivo de valvula de seguridad multifuncion (1) con un regulador de presion proporcional incorporado, para ser utilizado en una lmea que alimenta con un fluido aeriforme a un usuario, tal como un gas generico que alimenta un aparato de gas, comprendiendo dicho dispositivo un cuerpo (2) en el que esta definido un conducto (3) para dicho fluido o gas, estando dicho conducto (3) conectado a una lmea de alimentacion de gas y a una lmea que suministra el gas al usuario, comprendiendo dicho conducto (3) un primer paso (6) que va a ser interceptado por un primer elemento de valvulena (4A) de un primer elemento de valvula (4) y un segundo paso (7) que va a ser interceptado o selectivamente restringido por un segundo elemento de valvulena (5A) de un segundo elemento de valvula (5), posicionado aguas abajo del primero, para actuar como un regulador y modulador de presion de gas, siendo dichos elementos de valvulena (4A, 5A) accionados por unos correspondientes accionadores electromagneticos (15, 16) y empujados a cerrarse, es decir a la posicion en la que interceptan los respectivos pasos, por lo menos por un resorte (30, 31) correspondiente, cooperando el segundo elemento de valvulena (5A) con una membrana (21) sujeta a la presion del gas de manera que empuje a dicho segundo elemento de valvulena (5A) a la posicion cerrada, presentando la membrana (21) una superficie (21A) sujeta a la presion del gas que se mueve hacia dicho segundo elemento de valvulena (5) que es mayor que la superficie (5K) del elemento de valuvlena (5) sometido a la misma presion de gas, para mantener de este modo el elemento de valvulena cerrado, presentando este ultimo aguas abajo del segundo paso (7), una parte (35B) dispuesta para cerrar de manera sellada este ultimo cuando esta interceptado por el segundo elemento de valvulena (5A), incluyendo el accionador electromagnetico (16) del segundo elemento de valvula (5) un nucleo (83) movil que esta acoplado con unos medios de soporte (33) para el elemento de valvulena (5a ) de dicho elemento (5), estando dicha membrana (21) sometida a la presion del gas asociada asimismo con dichos medios de soporte, estando el dispositivo caracterizado por que comprende unos medios para compensar la accion del accionador electromagnetico (16) del segundo elemento de valvula sobre la base del empuje ejercido por el resorte (31) sobre el correspondiente elemento de valvulena (5A), permitiendo dichos medios que cualquier variacion en la fuerza de empuje del resorte sea compensada de manera que se mantenga constante en el tiempo la accion de regulacion de flujo de gas mediante el regulador, comprendiendo los medios compensadores un extremo perfilado (89) de un nucleo (83) movil de dicho accionador electromagnetico (16), y por que dicho extremo perfilado (89) del nucleo (83) esta presente, en una camara (100) del accionador que contiene dicho nucleo, en una posicion correspondiente a un elemento cilmdrico (61) insertado dentro de dicha camara (100) y fijado en la misma, estando dicho extremo perfilado (89) proximo a o como maximo dispuesto en correspondencia con el extremo (61K) de dicho elemento (61) presente en dicha camara (100) cuando la valvula esta en su posicion cerrada, comprendiendo dicho extremo perfilado (89) por lo menos dos partes sucesivas (89A, 89B) de seccion diferente, siendo la seccion mas pequena la parte mas extrema (89B).
2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que dichas secciones son constantes, por ejemplo, cilmdricas o similares.
3. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que dichas secciones son variables, por ejemplo, conicas o similares.
4. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que una primera seccion es constante y la segunda vana a lo largo de un eje longitudinal del extremo perfilado (89) del nucleo (83).
5. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que dichos medios de soporte (33) son un elemento que presenta un primer extremo (38) acoplado con el elemento de valvulena (5A) del segundo elemento de valvula (5) y que soporta, en la proximidad de un segundo extremo (90) asociado con el nucleo (83) del accionador electromagnetico (16), dicha membrana (21), estando el correspondiente resorte (31) presente entre esta ultima y dicho elemento de valvulvena (5A), formando dicho elemento (33), la membrana (21), el resorte (31) y dicho elemento de valvulvena (5A) una unidad premontada para ser insertada dentro del cuerpo (2) del dispositivo.
6. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la camara (100) dentro de la cual se mueve el nucleo (83) del accionador electromagnetico (16) del segundo elemento de valvula (5) esta abierta por arriba y cerrada de manera sellada por una tapa (106) con un orificio pasante (104).
7. Dispositivo segun la reivindicacion 6, caracterizado por que dicha tapa (106) se puede conectar con una toma de aire conectada con la camara sellada (201) del dispositivo de gas o con una toma de un ventilador (204) al cual esta conectado dicho dispositivo.
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