ES2878256T3

ES2878256T3 - Válvula de retención con carga de fuerza no lineal para pulverización HVLP

Info

Publication number: ES2878256T3
Application number: ES18152695T
Authority: ES
Inventors: James M Dalton; Brian M Mulgrew
Original assignee: Graco Minnesota Inc
Current assignee: Graco Minnesota Inc
Priority date: 2017-01-22
Filing date: 2018-01-22
Publication date: 2021-11-18
Anticipated expiration: 2038-01-22
Also published as: EP3351309B1; EP3351309A1; CN108339681B; US10589301B2; CN108339681A; US20180207655A1

Abstract

Una válvula de retención para un sistema de pulverización de alto volumen y baja presión (HVLP), comprendiendo la válvula de retención: un asiento (82); un miembro (44) de válvula móvil entre una posición cerrada, una posición modulada y una posición abierta, en el que el miembro de válvula incluye una cara (100) aguas abajo, una cara (98) aguas arriba y un borde exterior (104); y un resorte (42) que proporciona una fuerza no lineal en la cara aguas abajo del miembro de válvula para mantener el miembro de válvula en la posición cerrada; en el que el miembro de válvula está configurado para inclinarse a la posición modulada antes de deslizarse a la posición abierta al actuar desde la posición cerrada a la posición abierta, y en la que una parte de la cara aguas arriba del miembro de válvula mantiene la aplicación con el asiento (82) cuando el miembro de la válvula está en la posición modulada y otra parte de la cara aguas arriba está liberada del asiento cuando está en la posición modulada; y el resorte (42) proporciona una fuerza anularmente asimétrica en la cara aguas abajo del miembro (44) de válvula para mantener el miembro de válvula en la posición cerrada; caracterizada por que el borde exterior es conformado de tal manera que el miembro de válvula está configurado para bascular sobre el borde exterior cuando el miembro de válvula pasa de la posición cerrada a la posición modulada, y de tal manera que el miembro de válvula está configurado para deslizarse axialmente desde la posición modulada a la posición abierta.

Description

DESCRIPCIÓN

Válvula de retención con carga de fuerza no lineal para pulverización HVLP

ANTECEDENTES

Esta descripción se refiere en general a válvulas de retención. Más específicamente, esta descripción se refiere a válvulas de retención para un sistema de pulverización de alto volumen y baja presión ("HVLP").

Los sistemas de pulverización HVLP producen un alto volumen de flujo de aire a bajas presiones para aplicar una pulverización de fluido, tal como pintura, agua, aceite, tintes, acabados, revestimientos, disolventes y soluciones, entre otros, a una superficie. Un compresor normalmente impulsa aire comprimido a una pistola de pulverización para generar la pulverización de fluido. El alto volumen y la baja presión del aire comprimido proporcionado a la pistola de pulverización pueden hacer que las válvulas de retención entre el compresor y la pistola de pulverización se comporten de manera inestable. Por ejemplo, la válvula de retención puede activarse por presión basándose en un diferencial de presión entre una presión aguas abajo (más cerca de la pistola de pulverización) y una presión aguas arriba (más cerca del compresor). Cuando el usuario activa la pistola de pulverización, la presión aguas abajo puede caer rápidamente haciendo que la válvula de retención se abra, pero el compresor puede igualar rápidamente la presión, haciendo que la válvula de retención se cierre. El cierre de la válvula de retención provoca una caída rápida de la presión aguas abajo, lo que vuelve a hacer que la válvula de retención se abra. La apertura y el cierre rápidos de la válvula de retención pueden provocar vibraciones dentro de la válvula de retención, lo que puede provocar un ruido excesivo, desgaste y un suministro de aire oscilante.

El documento US 2011/121103 describe un pulverizador para un sistema de suministro de fluidos. El pulverizador incluye un cuerpo principal que tiene un mango y un gatillo. El pulverizador también incluye un cabezal de pulverización que tiene una entrada de fluido para recibir material fluido y una salida de fluido para pulverizar el material fluido. El cabezal de pulverización se puede acoplar de forma extraíble al cuerpo principal girando el cabezal de pulverización con respecto al cuerpo principal para acoplar un componente de conexión del cabezal de pulverización a un componente de conexión correspondiente del cuerpo principal. El pulverizador también incluye un mecanismo de bloqueo del cabezal de pulverización en el cuerpo principal que se extiende para aplicar una parte del cabezal de pulverización.

El documento JP 2017015169 describe un dispositivo de válvula que incluye un cuerpo de válvula y un primer miembro que tiene un asiento de válvula configurado como un plano de rotación alrededor de un primer eje central que se extiende en una primera dirección y que tiene un diámetro interior aumentado hacia la primera dirección, y provisto de una primera abertura en un lado opuesto a la primera dirección del asiento de la válvula. El dispositivo tiene un resorte helicoidal dispuesto en un estado comprimido en una primera dirección y una segunda dirección que difiere de una dirección opuesta a la primera dirección y no en paralelo con la primera dirección y presionando el cuerpo de válvula en una dirección opuesta a la segunda dirección contra la superficie del asiento mediante una fuerza de reacción elástica contra la compresión en la segunda dirección. Un flujo de fluido que pasa a través de la primera abertura está restringido en un estado en el que el cuerpo de válvula está asentado sobre la superficie del asiento, y el flujo de fluido que pasa a través de la primera abertura está permitido en un estado en el que el cuerpo de válvula está separado de la superficie del asiento.

El documento DE 7513261 U describe una válvula de retención en la que un resorte proporciona una fuerza asimétrica sobre una cara aguas abajo de un miembro de válvula de modo que el miembro de válvula se inclina hasta una posición abierta.

El documento US 4842015 también es relevante.

RESUMEN

De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona una válvula de retención como se define en la reivindicación 1.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un sistema de pulverización de alto volumen y baja presión como se define en la reivindicación 2.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las realizaciones de la presente invención se describirán ahora a modo de ejemplo únicamente, con referencia a los dibujos adjuntos.

La FIG. 1A es una vista isométrica de un sistema de pulverización HVLP.

La FIG. 1B es una vista isométrica de un sistema de pulverización HVLP con una parte del alojamiento de aire cortada.

La FIG. 1C es una vista en sección transversal del sistema de pulverización HVLP de la FIG. 1A tomada a lo largo de la línea C-C en la FIG. 1A.

La FIG. 1D es una vista en sección transversal de la pistola de pulverización del sistema de pulverización HVLP de la FIG.

1A tomada a lo largo de la línea D-D en la FIG. 1A.

La FIG. 2A es una vista en sección transversal de una válvula de retención que muestra la válvula de retención en la posición cerrada.

La FIG. 2B es una vista en sección transversal de una válvula de retención que muestra la válvula de retención en una posición abierta.

La FIG. 2C es una vista en sección transversal de una válvula de retención que muestra la válvula de retención en una posición desplazada.

La FIG. 3 es una vista despiezada ordenadamente de una válvula de retención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La FIG. 1A es una vista isométrica del sistema HVLP 10. La FIG. 1B es una vista isométrica de la unidad 12 de aire del sistema HVLP 10 con una parte cortada. La FIG. 1C es una vista en sección transversal del sistema HVLP 10 tomada a lo largo de la línea C-C en la FIG. 1A. La FIG. 1D es una vista en sección transversal de la pistola 14 de pulverización tomada a lo largo de la línea D-D en la FIG. 1A. Las FIGS. 1A-1D se analizarán juntas. El sistema HVLP 10, mostrado en la FIG.

1A, incluye la unidad 12 de aire, la pistola 14 de pulverización, la manguera 16, el primer racor 18 y el segundo racor 20. Como se muestra en la FIG. 1B, la unidad 12 de aire incluye el alojamiento 22, el compresor 24, el circuito 26 de control, el sensor 28 de presión y el tubo sensor 30. Como se muestra en la FIG. 1C, el primer racor 18 incluye el alojamiento 32 de válvula, la entrada 34 de válvula y la primera válvula 36 de retención. El alojamiento 32 de válvula incluye el orificio 38 de presión. La primera válvula 36 de retención incluye la jaula 40, el resorte 42 y el miembro 44 de válvula. La pistola 14 de pulverización, como se muestra en la FIG. 1D, incluye la aguja 46, la segunda válvula 48 de retención, la boquilla 50, el gatillo 52, el mango 54, tercera válvula 56 de retención, el depósito 58, el cuello 60, la cámara 62 y el tubo 64 de depósito. El depósito 58 incluye la tapa 66, el vaso 68 y el revestimiento 70.

La unidad 12 de aire proporciona aire presurizado a la pistola 14 de pulverización para atomizar un fluido, tal como pintura, agua, aceite, tintes, acabados, revestimientos, disolventes y soluciones, entre otros, para su aplicación a una superficie. El compresor 24 está dispuesto dentro de la unidad 12 de aire y está configurado para comprimir aire e impulsar el aire comprimido aguas abajo hacia la pistola 14 de pulverización. La manguera 16 se extiende entre la unidad 12 de aire y la pistola 14 de pulverización y proporciona una trayectoria de fluido para que el aire comprimido fluya hacia la pistola 14 de pulverización. El primer racor 18 está unido a la unidad 12 de aire y la manguera 16. El segundo racor 20 está unido a la pistola 14 de pulverización y a la manguera 16. Si bien el primer racor 18 y el segundo racor 20 se describen unidos a la manguera 16, se entiende que se puede disponer un racor intermedio entre la manguera 16 y el primer racor 18 y/o entre la manguera 16 y el segundo racor 20. El compresor 24 proporciona aire comprimido a la pistola 14 de pulverización a través del primer racor 18, la manguera 16 y el segundo racor 20. En algunos ejemplos, el compresor 24 puede proporcionar un flujo de aire de aproximadamente 0,05 m3/s (aproximadamente 100 pies3/min.). El compresor 24 puede ser un impulsor, o cualquier otro dispositivo adecuado para comprimir aire, accionado por un motor eléctrico, y el motor eléctrico puede ser controlado por un circuito 26 de control. El sensor 28 de presión está montado en el circuito 26 de control, pero se entiende que el sensor 28 de presión se puede ubicar en cualquier ubicación deseada.

La pistola 14 de pulverización recibe aire comprimido de la manguera 16 y dispensa una pulverización atomizada de fluido a través de la boquilla 50. El segundo racor 20 está conectado al mango 54 y la manguera 16 está configurada para proporcionar aire comprimido a la pistola 14 de pulverización a través del mango 54. La aguja 46 se extiende a través de la pistola 14 de pulverización y está conectada al gatillo 52. La aguja 46 es una varilla alargada y es común tanto a la segunda válvula 48 de retención como a la tercera válvula 56 de retención, de tal manera que al apretar el gatillo 52 hace que la aguja 46 se desplace, abriendo así tanto la segunda válvula 48 de retención como la tercera válvula 56 de retención. La cámara 62 está dispuesta dentro de la pistola 14 de pulverización entre la segunda válvula 48 de retención y la tercera válvula 56 de retención. La cámara 62 recibe aire comprimido del mango 54 y proporciona el aire comprimido a la boquilla 50 y al tubo 64 de depósito. La cámara de entrada de aire presurizado puede estar, por ejemplo, a aproximadamente 25 70 kPa (aproximadamente 4-10 psi). La tapa 66 del depósito 58 está unida al cuello 60. El vaso 68 está unido a la tapa 66, y el revestimiento 70 está dispuesto dentro del vaso 68 y asegurado entre la tapa 66 y el vaso 68. El revestimiento 70 puede almacenar un volumen de líquido de pulverización. El tubo 64 de depósito está conectado al depósito 58 y proporciona el aire comprimido al depósito 58. El aire comprimido está contenido entre el vaso 68 y el revestimiento 70 y el aumento de presión dentro del vaso 68 colapsa el revestimiento 70 e impulsa el fluido de pulverización fuera del depósito 58 y hacia la boquilla 50. Aunque se describe que el depósito 58 incluye el revestimiento 70, se entiende que el depósito 58 puede almacenar fluido de pulverización directamente en el vaso 68. En otros ejemplos, el depósito 58 se puede montar encima de la pistola 14 de pulverización de tal manera que el flujo de fluido de pulverización hacia la pistola 14 de pulverización sea asistido por gravedad.

El primer racor 18 está dispuesto entre el compresor 24 y la manguera 16. La entrada 34 de válvula está conectada de forma fluida al compresor 24 para recibir el aire comprimido del compresor 24. El alojamiento 32 de válvula está unido a la manguera 16 y está configurado para proporcionar aire comprimido a la manguera 16. La entrada 34 de válvula se extiende y está conectada al alojamiento 32 de válvula. El orificio 38 de presión se extiende a través del alojamiento 32 de válvula aguas abajo de la primera válvula 36 de retención y está conectado de manera fluida al sensor 28 de presión mediante el tubo sensor 30.

La primera válvula 36 de retención está dispuesta dentro del primer racor 18 entre el compresor 24 y la manguera 16. La primera válvula 36 de retención es una válvula unidireccional configurada para impedir que el aire presurizado fluya hacia atrás fuera de la manguera 16 y hacia el compresor 24. La jaula 40 está retenida dentro del alojamiento 32 de válvula mediante la entrada 34 de válvula. El resorte 42 está dispuesto dentro de la jaula 40. El miembro 44 de válvula está dispuesto dentro de la jaula 40 entre el resorte 42 y la entrada 34 de válvula, de tal manera que el resorte 42 carga elásticamente el miembro 44 de válvula hacia la entrada 34 de válvula. Como tal, la entrada 34 de válvula puede formar el asiento de la primera válvula 36 de retención. El resorte 42 aplica fuerza al miembro 44 de válvula de una manera no lineal alrededor del eje longitudinal A-A (mostrado en la Figura 2A). Como tal, se requiere menos fuerza para sacar una parte del miembro 44 de válvula del asiento que para sacar otra parte del miembro 44 de válvula del asiento. En algunos ejemplos, una cara aguas abajo del miembro 44 de válvula puede incluir una pendiente tal que el resorte 42 aplique fuerza a la cara aguas abajo de una manera no lineal. En algunos ejemplos, el resorte 42 puede incluir un paso no uniforme que da como resultado una longitud libre no uniforme y una fuerza no uniforme aplicada sobre el miembro 44 de válvula por el resorte 42. La fuerza no lineal impide que el miembro 44 de válvula se libere completamente de la entrada 34 de válvula debido a la diferencia de presión entre los lados aguas arriba y aguas abajo de la primera válvula 36 de retención, estando aguas arriba más cerca del compresor 24 y cerradas aguas abajo a la manguera 16.

Durante el funcionamiento, el aire comprimido presuriza el depósito 58 para impulsar el fluido de pulverización hacia el interior de la pistola 14 de pulverización y expulsa el fluido de pulverización fuera de la boquilla 50 en una pulverización atomizada. El usuario presiona el gatillo 52, lo que hace que la aguja 46 se desplace hacia atrás. La aguja 46 que se desplaza en la dirección hacia atrás abre una trayectoria de flujo a través de la segunda válvula 48 de retención y a través de la tercera válvula 56 de retención. Con la segunda válvula 48 de retención abierta, el aire comprimido puede fluir hacia el interior de la cámara 62 y hacia la boquilla 50 y el tubo 64 de depósito. La parte de aire comprimido que fluye a través del tubo 64 de depósito fluye hacia el vaso 68 y presuriza el fluido de pulverización para impulsar el fluido de pulverización hacia la boquilla 50. La parte de aire comprimido que fluye hacia la boquilla 50 impulsa el fluido de pulverización a través de la tercera válvula 56 de retención y fuera de la boquilla 50 en una pulverización atomizada.

El compresor 24 está configurado para apagarse o girar a baja potencia cuando la pistola 14 de pulverización está inactiva, es decir, no dispensa fluido desde la boquilla 50. El usuario que presiona el gatillo 52 hace que el circuito 26 de control active el compresor 24. Por ejemplo, el sensor 28 de presión puede detectar una caída en la presión del aire en la manguera 16 aguas abajo de la primera válvula 36 de retención, lo que indica que la pistola 14 de pulverización está dispensando el fluido de pulverización. El circuito 26 de control hace que el compresor 24 se encienda y funcione a velocidad, proporcionando así aire comprimido a la pistola 14 de pulverización.

Para proporcionar suficiente presión de aire para pulverizar el fluido de pulverización cuando el compresor 24 se enciende, la manguera 16 actúa como un acumulador y almacena un volumen de aire presurizado entre la primera válvula 36 de retención y la segunda válvula 48 de retención. Cuando se presiona el gatillo 52, el aire presurizado en la manguera 16 fluye a través de la pistola 14 de pulverización y proporciona suficiente presión de aire para atomizar la pulverización fuera de la boquilla 50 y presurizar el depósito 58. La segunda válvula 48 de retención es una válvula de retención activada manualmente que cambia a la posición abierta basándose en el usuario que presiona el gatillo 52. La primera válvula 36 de retención es una válvula de retención activada por presión que cambia a la posición abierta basándose en una diferencia de presión entre las presiones aguas arriba y aguas abajo. Como se analizó anteriormente, al presionar el gatillo 52 se abre la segunda válvula 48 de retención y la tercera válvula 56 de retención permitiendo que el aire atrapado fluya fuera de la manguera 16 a través de la pistola 14 de pulverización. La caída de presión aguas abajo de la primera válvula 36 de retención puede ser detectada por el sensor 28 de presión, lo que puede hacer que el compresor 24 se acelere a la velocidad máxima basándose en la caída de presión. El compresor 24 aumenta la presión de aire aguas arriba de la primera válvula 36 de retención. La diferencia de presión en la primera válvula 36 de retención supera la fuerza del resorte 42 y hace que el miembro 44 de válvula se abra desplazándose, permitiendo que el aire comprimido fluya aguas abajo a través de la primera válvula 36 de retención.

La fuerza no lineal aplicada a la cara aguas abajo del miembro 44 de válvula por el resorte 42 permite que una parte del miembro 44 de válvula se abra desplazándose y quede fuera de contacto con el asiento, mientras que otra parte del miembro 44 de válvula permanece cerrada y en contacto con el asiento. Como tal, el miembro 44 de válvula se puede abrir basculando para permitir que el aire comprimido fluya aguas abajo a través de la primera válvula 36 de retención. La apertura del miembro 44 de válvula basculando impide la vibración, que puede ocurrir cuando el miembro de válvula se abre y cierra rápidamente debido a diferencias de presión variables. Además, el miembro 44 de válvula abierto basculando proporciona una abertura variable a través de la primera válvula 36 de retención en respuesta a la diferencia de presión real.

Cuando el usuario suelta el gatillo 52, la aguja 46 vuelve a la posición mostrada y se cierran tanto la segunda válvula 48 de retención como la tercera válvula 56 de retención. La presión en la manguera 16 aumenta y se iguala con la presión aguas arriba proporcionada por el compresor 24. El resorte 42 puede superar la diferencia de presión y desplaza el miembro 44 de válvula de nuevo a la posición completamente cerrada. La manguera 16 captura así el volumen de aire presurizado entre la primera válvula 36 de retención y la segunda válvula 48 de retención, y el aire capturado se puede utilizar para el siguiente caso de que se presione el gatillo 52. El compresor 24 se puede configurar para que continúe funcionando durante un período de tiempo establecido después de que se suelte el gatillo 52 antes de desacelerar a un estado de reposo o inactivo.

La primera válvula 36 de retención proporciona ventajas significativas. A diferencia de una válvula de retención binaria, que está completamente abierta o completamente cerrada, la primera válvula 36 de retención abre un grado variable en respuesta a la diferencia de presión experimentada por la primera válvula 36 de retención. La fuerza no lineal aplicada al miembro 44 de válvula permite que el miembro 44 de válvula se abra basculando para permitir que el aire fluya a través de la primera válvula de retención. El miembro 44 de válvula abierto basculando proporciona una apertura variable en respuesta a la diferencia de presión, lo que impide el desgaste excesivo, el ruido, la vibración y un suministro de aire oscilante a la pistola 14 de pulverización, entre otros.

La FIG. 2A es una vista en sección transversal del primer racor 18 que muestra la primera válvula 36 de retención en una posición cerrada. La FIG. 2B es una vista en sección transversal del primer racor 18 que muestra la primera válvula 36 de retención en una posición modulada. La FIG. 2C es una vista en sección transversal del primer racor 18 que muestra la primera válvula 36 de retención en una posición abierta. Las FIGS. 2A-2C se analizarán juntas. El primer racor 18 incluye el alojamiento 32 de válvula, la entrada 34 de válvula, la primera válvula 36 de retención y las juntas tóricas 72a y 72b. El alojamiento 32 de válvula incluye el orificio 38 de presión, el orificio central 74 y el orificio 76 de purga. El orificio central 74 incluye el labio 78 aguas abajo. La entrada 34 de válvula incluye el extremo 80 aguas abajo. La primera válvula 36 de retención incluye la jaula 40, el resorte 42, el miembro 44 de válvula y el asiento 82. La jaula 40 incluye aberturas 84 de flujo (mostradas en la Figura 3) y una ranura anular 86. El miembro 44 de válvula incluye la guía 88 de válvula, el capuchón 90 de extremo, el retenedor 92, la junta 94 y el tornillo pasador 96. La guía 88 de válvula incluye la cara 98 aguas arriba, la cara 100 aguas abajo, la depresión 102 y el borde exterior 104. La cara 98 aguas arriba incluye una brida 106 que se extiende axialmente. El borde exterior 104 incluye la pieza cónica 108. El retenedor 92 incluye una brida 110 que se extiende radialmente.

La primera válvula 36 de retención está dispuesta dentro del alojamiento 32 de válvula y está retenida en el alojamiento de válvula por la entrada 34 de válvula. La entrada 34 de válvula se extiende hacia el interior del orificio central 74 y está unida al alojamiento 32 de válvula. En algunos ejemplos, la entrada 34 de válvula se une al alojamiento 32 de válvula mediante rosca, pero se entiende que la entrada 34 de válvula se puede unir al alojamiento 32 de válvula de cualquier manera adecuada, tal como por ejemplo mediante ajuste a presión. La junta tórica 72a está dispuesta entre la entrada 34 de válvula y el alojamiento 32 de válvula. La junta tórica 72b está dispuesta alrededor de un extremo aguas arriba de la entrada 34 de válvula para proporcionar un cierre hermético entre la entrada 34 de válvula y un compresor, tal como el compresor 24 (que se ve mejor en la FIG. 1C). El orificio 38 de presión se extiende a través del alojamiento 32 de válvula aguas abajo del extremo 80 aguas abajo de la entrada 34 de válvula. Como tal, el orificio 38 de presión está dispuesto aguas abajo de la conexión de sellado entre la primera válvula 36 de retención y la entrada 34 de válvula. El orificio 38 de presión se puede conectar a un sensor de presión, tal como el sensor 28 de presión (mostrado en la FIG. 1B), para proporcionar aire presurizado desde aguas abajo de la interfaz entre el miembro 44 de válvula y la entrada 34 de válvula al sensor de presión. El orificio 76 de purga se extiende a través del alojamiento 32 de válvula aguas arriba del extremo 80 aguas abajo de la entrada 34 de válvula. El orificio 76 de purga permite que se purgue el aire de aguas arriba de la primera válvula 36 de retención, reduciendo así el calor retenido por el primer racor 18.

La jaula 40 está capturada dentro del orificio central 74 entre el extremo 80 aguas abajo de la entrada 34 de válvula y el labio 78 aguas abajo del orificio central 74. La ranura anular 86 se extiende alrededor de la jaula 40 y se coloca junto al orificio 38 de presión. El resorte 42 está dispuesto dentro de la jaula 40. El miembro 44 de válvula está dispuesto dentro de la jaula 40 entre el resorte 42 y el asiento 82. El asiento 82 es una proyección anular integral con el extremo 80 aguas abajo de la entrada 34 de válvula. Si bien el asiento 82 se describe como integral con el extremo 80 aguas abajo de la entrada 34 de válvula, se entiende que el asiento 82 se puede formar por separado del extremo 80 aguas abajo. El resorte 42 carga elásticamente el miembro 44 de válvula hacia la posición cerrada mostrada en la FIG. 2A, donde la junta 94 hace tope con el asiento 82. En algunos ejemplos, el resorte 42 es un resorte helicoidal de alambre plano. La jaula 40, el resorte 42, el miembro 44 de válvula y el asiento 82 están alineados sobre el eje longitudinal A-A cuando están en la posición cerrada.

El retenedor 92 está dispuesto junto a la cara 98 aguas arriba de la guía 88 de válvula. La junta 94 está dispuesta en la cara 98 aguas arriba de la guía 88 de válvula. La junta 94 está retenida radialmente entre la brida 106 que se extiende axialmente y el retenedor 92, y la junta 94 está retenida axialmente entre la brida 110 que se extiende radialmente y la cara 98 aguas arriba. La junta 94 está configurada para soportar altas temperaturas y, como tal, está hecha de un material adecuadamente duradero, tal como un fluoroelastómero FKM. El capuchón 90 de extremo está dispuesto dentro de la depresión 102 junto a la cara 100 aguas abajo de la guía 88 de válvula. El tornillo pasador 96 se extiende a través del retenedor 92, la junta 94, la guía 88 de válvula y el capuchón 90 de extremo. El tornillo pasador 96 puede tener cualquier configuración adecuada para asegurar el miembro 44 de válvula. En algunos ejemplos, el capuchón 90 de extremo incluye una rosca interior configurada para coincidir con la rosca exterior del tornillo pasador 96. En otros ejemplos, múltiples componentes del miembro 44 de válvula pueden incluir roscas interiores, tales como la guía 88 de válvula, el retenedor 92 y/o el capuchón 90 de extremo, configurados para coincidir con la rosca exterior en el tornillo pasador 96. Aunque el tornillo pasador 96 se ha descrito como un tornillo pasador roscado, se entiende además que el tornillo pasador 96 puede tener cualquier configuración adecuada para asegurar los componentes del miembro 44 de válvula juntos, tal como una conexión de ajuste a presión, un retén que se extiende desde el tornillo pasador y configurado para aplicar una ranura interna en el capuchón 90 de extremo, un adhesivo, un remache o cualquier otra configuración adecuada. Aunque el miembro 44 de válvula se describe como un componente de varias partes, se entiende que el miembro 44 de válvula se puede formar unitariamente. Por ejemplo, el miembro 44 de válvula se puede fabricar, fundir o mecanizar de forma aditiva para tener la configuración deseada.

La cara 100 aguas abajo de la guía 88 de válvula tiene una pendiente 0, de tal manera que la cara 100 aguas abajo presenta un perfil asimétrico alrededor del eje longitudinal A-A. La cara 100 aguas abajo es asimétrica de tal manera que el resorte 42 proporciona una fuerza no lineal a la cara 100 aguas abajo. La fuerza no lineal es una fuerza anularmente asimétrica que actúa sobre el miembro 44 de válvula. Como tal, se requiere menos presión para desplazar una parte del miembro 44 de válvula desde la entrada 34 de válvula para permitir que el aire presurizado fluya aguas abajo a través de la primera válvula 36 de retención. Además, el miembro 44 de válvula no se libera completamente de la entrada 34 de válvula cuando la diferencia de presión supera la fuerza del resorte 42. En su lugar, el miembro 44 de válvula se desplaza, basculando, a la posición modulada mostrada en la FIG. 2B, donde una parte de la junta 94 mantiene contacto con el asiento 82 mientras que otra parte de la junta 94 se desplaza del asiento 82. La pendiente 0 puede ser cualquier pendiente deseada para asegurar que la fuerza no lineal aplicada a la cara 100 aguas abajo por el resorte 42 permita que una parte de la junta 94 se libere del asiento 82 para proporcionar una trayectoria de flujo a través de la primera válvula 36 de retención mientras que otra parte de la junta 94 permanece aplicada con el asiento 82. Por ejemplo, la pendiente 0 puede ser de aproximadamente 10°. La pieza cónica 108 se extiende anularmente alrededor del borde exterior 104 de la guía 88 de válvula. La pieza cónica 108 ayuda al miembro 44 de válvula a abrirse basculando en respuesta a la activación del compresor y el impulso de aire presurizado hacia una pistola de pulverización, tal como la pistola 14 de pulverización (que se ve mejor en la FIG. 1D).

Aunque se describe que la guía 88 de válvula incluye una cara 100 aguas abajo asimétrica, se entiende que la guía 88 de válvula puede ser simétrica mientras que el resorte 42 se puede configurar para proporcionar una fuerza asimétrica sobre la guía 88 de válvula. Por ejemplo, el resorte 42 puede tener una longitud libre no paralela de tal manera que el resorte 42 aplique una carga no uniforme sobre la guía 88 de válvula. La carga no uniforme aplicada por el resorte 42 facilita el cambio del miembro 44 de válvula a la posición modulada en respuesta a las diferencias de presión. En otros ejemplos, tanto la guía 88 de válvula como el resorte 42 se pueden configurar para facilitar el cambio a la posición modulada. Por ejemplo, la guía 88 de válvula puede incluir la cara 100 aguas abajo inclinada y el resorte 42 puede incluir una longitud libre no uniforme.

Durante el funcionamiento, el miembro 44 de válvula está inicialmente en la posición cerrada, mostrada en la FIG. 2A. El resorte 42 ejerce una fuerza sobre la cara 100 aguas abajo para mantener el miembro 44 de válvula en la posición cerrada, donde la junta 94 está completamente aplicada con el asiento 82. Como tal, el aire no puede fluir aguas arriba o aguas abajo a través de la primera válvula 36 de retención con el miembro 44 de válvula en la posición cerrada.

El compresor se activa y comienza a impulsar aire comprimido. La presión cae en la manguera aguas abajo de la primera válvula 36 de retención, y la presión aumenta aguas arriba de la primera válvula 36 de retención debido a que el compresor impulsa el aire comprimido. La diferencia de presión aumenta hasta que la diferencia de presión supera la fuerza ejercida por el resorte 42 sobre la guía 88 de válvula. Debido a la asimetría de la cara 100 aguas abajo, el resorte 42 ejerce una fuerza de resorte no lineal sobre la cara 100 aguas abajo. Como tal, se requiere menos fuerza para superar la fuerza del resorte en el punto A que en el punto B porque el resorte 42 está más comprimido y, por lo tanto, genera más fuerza en el punto B. La diferencia de presión supera inicialmente la fuerza en el punto A y hace que el miembro 44 de válvula oscile hacia atrás en la pieza cónica 108 y abra basculando la punta hacia la posición modulada mostrada en la FIG. 2B.

En la posición modulada, el miembro 44 de válvula se abre basculando de tal manera que el miembro 44 de válvula se abre donde el resorte 42 aplica menos fuerza y se cierra donde el resorte 42 aplica más fuerza. Como tal, la junta 94 está liberada del asiento 82 en el punto A, pero la junta 94 está aplicada con el asiento 82 en el punto B. Con el miembro 44 de válvula en la posición modulada, el aire comprimido puede fluir aguas abajo a través de la primera válvula 36 de retención. Cambiar el miembro 44 de válvula a la posición modulada permite que el miembro 44 de válvula se abra un grado variable en lugar de una manera binaria donde la junta 94 está o no aplicada con el asiento. El miembro 44 de válvula al abrirse basculando en respuesta a la diferencia de presión permite que el miembro 44 de válvula ajuste de manera estable el grado de apertura en respuesta al flujo de aire proporcionado por el compresor, eliminando así la vibración y la resonancia en la primera válvula 36 de retención.

A medida que la diferencia de presión continúa aumentando, el miembro 44 de válvula puede cambiar a la posición completamente abierta, mostrada en la FIG. 2C, donde la presión de aire aguas arriba sobre el miembro 44 de válvula es mayor que la fuerza del resorte ejercida sobre la cara 100 aguas abajo por el resorte 42 cuando el miembro 44 de válvula está en la posición modulada. El miembro 44 de válvula que está en la posición completamente abierta permite un mayor caudal de aire a través de la primera válvula 36 de retención.

La primera válvula 36 de retención proporciona ventajas significativas. El resorte 42 ejerce una fuerza no lineal sobre la guía 88 de válvula de tal manera que se requieren diferentes diferencias de presión para desplazar diferentes partes de la guía 88 de válvula desde el asiento. Como tal, la guía 88 de válvula pasa a la posición modulada antes de pasar a la posición completamente abierta, lo que permite que el miembro 44 de válvula ajuste de forma automática y estable el grado de apertura basándose en el flujo de aire proporcionado por el compresor. Como tal, el miembro 44 de válvula no está en un estado binario, donde el miembro 44 de válvula está completamente abierto o completamente cerrado, sino que es variable en respuesta a la diferencia de presión. El miembro 44 de válvula que cambia a una posición modulada elimina la oscilación que se puede producir en una válvula de retención binaria en respuesta a las diferencias de presión. La oscilación puede causar ruido excesivo, desgaste, oscilación en el suministro de aire y vibración en la pistola de pulverización. Como tal, el miembro 44 de válvula reduce la vibración, el ruido y el desgaste en la primera válvula 36 de retención y proporciona un suministro de aire suave aguas abajo de la primera válvula 36 de retención.

La FIG. 3 es una vista despiezada ordenadamente del primer racor 18. El primer racor 18 incluye el alojamiento 32 de válvula, la entrada 34 de válvula, la primera válvula 36 de retención y las juntas tóricas 72a y 72b. Se muestran el orificio 38 de presión y el orificio 76 de purga del alojamiento 32 de válvula. La entrada 34 de válvula incluye el extremo 80 aguas abajo. La primera válvula 36 de retención incluye la jaula 40, el resorte 42, el miembro 44 de válvula y el asiento 82. La jaula 40 incluye aberturas 84 de flujo y una ranura anular 86. El miembro 44 de válvula incluye la guía 88 de válvula, el capuchón 90 de extremo, el retenedor 92, la junta 94 y el tornillo pasador 96. La guía 88 de válvula incluye la cara 98 aguas arriba, la cara 100 aguas abajo, la depresión 102 y el borde exterior 104. El borde exterior 104 incluye la pieza cónica 108.

La junta tórica 72a se extiende alrededor de la entrada 34 de válvula y está configurada para proporcionar un cierre hermético entre la entrada 34 de válvula y el alojamiento 32 de válvula. La junta tórica 72b se extiende alrededor de un extremo aguas arriba de la entrada 34 de válvula y está configurada para proporcionar un cierre hermético en la interfaz entre la entrada 34 de válvula y un compresor, tal como el compresor 24 (mejor visto en la FIG. 1C). El orificio 38 de presión y el orificio 76 de purga se extienden a través del alojamiento 32 de válvula. El orificio 38 de presión se extiende a través del alojamiento 32 de válvula aguas abajo de la primera válvula 36 de retención, y el orificio 76 de purga se extiende a través del alojamiento 32 de válvula aguas arriba de la primera válvula 36 de retención. El extremo 80 aguas abajo se extiende hacia el alojamiento 32 de válvula. El asiento 82 se extiende desde el extremo 80 aguas abajo. Si bien el asiento 82 se muestra formado integralmente en el extremo 80 aguas abajo, se entiende que el asiento 82 se puede formar por separado del extremo 80 aguas abajo.

La primera válvula 36 de retención está dispuesta en el alojamiento 32 de válvula y está retenida en el alojamiento 32 de válvula por la entrada 34 de válvula. La jaula 40 está dispuesta en el alojamiento 32 de válvula. Las aberturas 84 de flujo se extienden a través de la jaula 40 y proporcionan trayectorias de flujo para que el aire fluya aguas abajo a través de la primera válvula 36 de retención. La ranura anular 86 se extiende alrededor de la jaula 40 y está alineada con el orificio 38 de presión cuando se instala la primera válvula 36 de retención en el alojamiento 32 de válvula. La ranura anular 86 permite que el aire fluya alrededor de la jaula 40 y hacia el orificio 38 de presión, que está conectado a un sensor de presión.

El resorte 42 está dispuesto en la jaula 40 y está configurado para ejercer una fuerza sobre el miembro 44 de válvula para impulsar el miembro 44 de válvula hacia la posición cerrada (mostrada en la FIG.2A). El retenedor 92 está dispuesto junto a la cara 98 aguas arriba de la guía 88 de válvula. La junta 94 está dispuesta en la cara 98 aguas arriba de la guía 88 de válvula. La junta 94 hace tope con el asiento 82 para sellar la trayectoria de flujo a través de la primera válvula 36 de retención. El capuchón 90 de extremo está dispuesto dentro de la depresión 102 junto a la cara 100 aguas abajo de la guía 88 de válvula. El tornillo pasador 96 se extiende a través del retenedor 92, la junta 94, la guía 88 de válvula y el capuchón 90 de extremo. El tornillo pasador 96 puede tener cualquier configuración adecuada para asegurar el miembro 44 de válvula. La cara 100 aguas abajo de la guía 88 de válvula incluye una pendiente de tal manera que el resorte 42 ejerce una fuerza no lineal sobre la cara 100 aguas abajo cuando el miembro 44 de válvula está en la posición cerrada. La fuerza no lineal permite que el miembro 44 de válvula se incline hacia la posición modulada (mostrada en la FIG.2B) en respuesta a una diferencia de presión que supera la fuerza del resorte 42.

Si bien la invención se ha descrito con referencia a una(s) realización(es) ejemplar(es), los expertos en la técnica entenderán que se pueden realizar diferentes cambios y se pueden sustituir equivalentes por elementos de la misma sin apartarse del alcance de la invención. Además, se pueden realizar muchas modificaciones para adaptar una situación o material particular a las enseñanzas de la invención sin apartarse del alcance de la misma. Por lo tanto, se pretende que la invención no se limite a la(s) realización(es) particular(es) descrita(s), sino que la invención incluirá todas las realizaciones que caigan dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una válvula de retención para un sistema de pulverización de alto volumen y baja presión (HVLP), comprendiendo la válvula de retención: un asiento (82); un miembro (44) de válvula móvil entre una posición cerrada, una posición modulada y una posición abierta, en el que el miembro de válvula incluye una cara (100) aguas abajo, una cara (98) aguas arriba y un borde exterior (104); y

un resorte (42) que proporciona una fuerza no lineal en la cara aguas abajo del miembro de válvula para mantener el miembro de válvula en la posición cerrada;

en el que el miembro de válvula está configurado para inclinarse a la posición modulada antes de deslizarse a la posición abierta al actuar desde la posición cerrada a la posición abierta, y en la que una parte de la cara aguas arriba del miembro de válvula mantiene la aplicación con el asiento (82) cuando el miembro de la válvula está en la posición modulada y otra parte de la cara aguas arriba está liberada del asiento cuando está en la posición modulada; y

el resorte (42) proporciona una fuerza anularmente asimétrica en la cara aguas abajo del miembro (44) de válvula para mantener el miembro de válvula en la posición cerrada;

caracterizada por que el borde exterior es conformado de tal manera que el miembro de válvula está configurado para bascular sobre el borde exterior cuando el miembro de válvula pasa de la posición cerrada a la posición modulada, y de tal manera que el miembro de válvula está configurado para deslizarse axialmente desde la posición modulada a la posición abierta.

2. Un sistema de pulverización de alto volumen y baja presión (HVLP) para pulverizar un fluido, comprendiendo el sistema de pulverización:

una unidad (12) de control de aire configurada para generar un flujo de aire presurizado;

una pistola (14) de pulverización configurada para pulverizar el fluido con el flujo de aire presurizado;

una manguera (16) que se extiende desde la unidad de control de aire y está configurada para proporcionar el flujo de aire presurizado desde la unidad de control de aire a la pistola de pulverización; y

la válvula de retención de la reivindicación 1 dispuesta entre la unidad de control de aire y la manguera.

3. La válvula de retención de la reivindicación 1, que comprende, además:

un racor (18) configurado para conectarse a una unidad de control de aire;

en la que la válvula de retención está dispuesta dentro del racor y tiene un eje longitudinal, comprendiendo además la válvula de retención:

una jaula (40); y

el asiento (82) dispuesto en un extremo aguas arriba de la jaula;

en el que el resorte está dispuesto dentro de la jaula entre un extremo aguas abajo de la jaula y el asiento; y en el que el miembro de válvula está dispuesto dentro de la jaula entre el resorte y el asiento, la cara aguas abajo del miembro de válvula mirando hacia el resorte y una cara aguas arriba del miembro de válvula mirando hacia el asiento.

4. La válvula de retención de la reivindicación 3, en la que la cara aguas abajo incluye un perfil asimétrico alrededor del eje longitudinal.

5. La válvula de retención de la reivindicación 3 o la reivindicación 4, en la que el miembro de válvula comprende: una guía (88) de válvula que tiene la cara aguas arriba y la cara aguas abajo;

un retenedor (92) dispuesto junto a la cara aguas arriba de la guía de válvula;

un capuchón (90) de extremo dispuesto junto a la cara aguas abajo de la guía de válvula; y

un tornillo pasador (96) que se extiende y asegura el retenedor, la guía de válvula y el capuchón de extremo.

6. La válvula de retención de la reivindicación 5, en la que el miembro de válvula comprende, además:

una junta (94) dispuesta al menos parcialmente entre el retenedor y la guía de válvula, la junta configurada para hacer contacto con el asiento y proporcionar un cierre hermético con el miembro de válvula en la posición cerrada.

7. La válvula de retención de la reivindicación 5 o la reivindicación 6, en la que:

la cara aguas arriba de la guía de válvula incluye una brida (106) que se extiende axialmente;

el retenedor incluye una brida (110 ) que se extiende radialmente; y

la junta está retenida radialmente entre la brida que se extiende axialmente y el retenedor y está retenida axialmente entre la brida que se extiende radialmente y la cara aguas arriba.

8. La válvula de retención de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en la que la guía de válvula incluye una depresión (102), el capuchón de extremo dispuesto en la depresión.

9. La válvula de retención de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, en la que el racor comprende:

un alojamiento (32) que incluye un orificio central (74); y

una entrada (34) que se extiende hacia un extremo aguas arriba del orificio central y está unida al alojamiento;

en el que la jaula se retiene dentro del orificio central entre un labio aguas abajo del alojamiento y un extremo aguas abajo de la entrada.

10. La válvula de retención de la reivindicación 9, en la que el extremo aguas abajo de la entrada forma el asiento.

11. La válvula de retención de la reivindicación 9 o la reivindicación 10, en la que el alojamiento comprende, además: un orificio (38) que se extiende a través del alojamiento y en el orificio central aguas abajo del extremo aguas abajo de la entrada, el orificio en comunicación con un sensor (28) de presión y configurado para proporcionar el aire presurizado al sensor de presión.

12. La válvula de retención de la reivindicación 11, en la que la jaula incluye una ranura anular (86) que se extiende alrededor de la jaula y se alinea con el orificio.

13. La válvula de retención de cualquiera de las reivindicaciones 1,3-12, en la que el miembro de válvula está configurado para ser completamente liberado del asiento por el flujo de aire presurizado cuando está en la posición abierta.

14. La válvula de retención de cualquiera de las reivindicaciones 1, 3-13, en la que el resorte comprende un resorte helicoidal de alambre plano.

15. La válvula de retención de cualquiera de las reivindicaciones 1, 3-14, en la que la fuerza anularmente asimétrica mantiene el miembro de válvula en la posición cerrada y hace que el miembro de válvula se abra basculando hacia la posición modulada cuando el resorte es superado por el flujo de aire presurizado.