ES2883111T3 - Válvula reductora de presión para medios líquidos y gaseosos - Google Patents

Abstract

Válvula reductora de presión (10; 100; 200; 300; 400; 500; 600) para medios líquidos y gaseosos, en particular para la regulación de la presión en sistemas de tuberías, preferentemente en edificios, que tiene una carcasa (12), presentando la carcasa (12) una parte superior de la carcasa (14), una parte media de la carcasa (16) y una tapa de la carcasa (18), presentando la parte media de la carcasa (16) un orificio del pistón (20), teniendo además la válvula reductora de presión (10) un elemento de separación (32; 132; 232; 332; 432; 532; 632) para dividir la carcasa (12) en una zona libre de fluido y una zona de flujo de fluido (48, 50), comprendiendo la zona de flujo de fluido al menos una cámara de presión (22; 122; 222; 322; 422; 522; 622) que está parcialmente delimitada por el elemento de separación (32; 132; 232; 332; 432; 532; 632), presentando la válvula reductora de presión (10; 100; 200; 300; 400; 500; 600) además un pistón (24) conducido de forma móvil en el orificio del pistón (20), estando el pistón (24) unido en uno de sus extremos al elemento de separación (32; 132; 232; 332; 432; 532; 632) y teniendo una junta de asiento (34) en su otro extremo, caracterizada porque la cámara de presión (22; 122; 222; 322; 422; 522; 622) presenta un fondo (22a; 122a; 222a; 322a; 422a; 522a; 622a) que está dispuesto en el lado de la cámara de presión (22; 122; 222; 322; 432; 532; 632) orientado en sentido contrario al elemento de separación (32; 132; 232; 332; 432; 532; 632)y cuya superficie orientada hacia la cámara de presión está al menos parcialmente inclinada con respecto al elemento de separación (32; 132; 232; 332; 432; 532; 632).

Description

DESCRIPCIÓN

Válvula reductora de presión para medios líquidos y gaseosos

La presente invención se refiere a una válvula reductora de presión para medios líquidos y gaseosos, en particular para controlar la presión en sistemas de tuberías, por ejemplo, en edificios.

Las válvulas reductoras de presión ya son conocidas en el estado de la técnica. Se usan, por ejemplo, en sistemas de tuberías para plantas de tratamiento de agua o también para plantas de agua ultrapura.

El documento DE 4434634 B2 divulga una válvula reductora de presión en la que el ajuste de la presión de salida deseada se puede manejar de manera sencilla. El medio que fluye hacia la carcasa tiene una presión alta o demasiado alta para unuso posterior. La unidad de ajuste permite ajustar la presión de salida deseada tensando previamente elcorrespondiente muelle. Esto, a su vez, da lugar a la correspondiente fuerza sobre el pistón, que regula la presión de salida. Si el muelle está fuertemente comprimido, produce una gran contrafuerza sobre el pistón, con lo cual la presión de salida deseada es alta. El pistón o el asiento de sellado, que se encuentran entre el elemento de la válvula y el saliente anular de la carcasa, solose cierra cuando la presión que se acumula en la válvula o en la cámara del pistón es tan grande que supera la presión de salida admisible, con lo cual el pistón es presionado contra la fuerza del muelle y el elemento de la válvula cierra el asiento de la válvula. El pistón y el elemento de la válvula con el vástago están formados por varias piezas individuales. Además, en ellos están dispuestos elementos de sellado que garantizan la estanqueidad yque igualmenteestán configuradoscomo piezas separadas. Una válvula reductora de presión de este tipo tiene desventajas cuando se usa con medios de alta pureza, ya que con ello aumentan las posibilidades de contaminación a causa de las numerosas piezas individuales. Además, los elementos de sellado fabricados con elastómeros, tal como se suelen usar, no están permitidos para su uso con medios de alta pureza, ya que provocan una abrasión indeseable que podría contaminar el medio de alta pureza.

Del documento EP 2843495 A1 se conoce además una válvula reductora de presión, en la que el pistón de la válvula reductora de presión está formado de una sola pieza y el elemento de sellado está dispuesto integralmente en el pistón o integralmente en la carcasa interior.

El documento "DruckmindererV182 - V82" (V Frank Plastics) describe una válvula reductora de presión para medios líquidos y gaseosos, en particular para regular la presión en sistemas de tuberías, que tiene una carcasa con una parte superior de la carcasa, una parte central de la carcasa y una tapa de la carcasa, presentando la parte central de la carcasa un orificio de pistón, presentando además la válvula reductora de presión un elemento de separación para dividir la carcasa en una región libre de fluidos y una región de paso de fluidos, en donde la región de paso del fluido comprende al menos una cámara de presión que está delimitada parcialmente por el elemento de separación, comprendiendo ademásla válvula reductora de presión un pistón que es conducido de forma móvil en el orificio del pistón, en donde el pistón está unidoal elemento de separación en uno de sus extremos y presentauna junta de asiento en su otro extremo (cf. URL: https://www.frankplastic.de/datenblatt/druckregelventile/Frank_Druckminderer_V_182 _V 82_Prospect_D.pdf; 7 de septiembre de 2012).

Se conocen otras válvulas reductoras de presión, por ejemplo, de los documentos JP 2002-157021 Ael DE 40 24487 A1el GB 2071277 Ael EP 2211247 A2el US 3.902.522el FR 2632045 A1 y DE 4434634 A1.

Es objetivode la presente invención el perfeccionamiento de forma ventajosa de una válvula reductora de presión del tipo mencionado al principio, en particular para que una válvula reductora de presión se pueda construir de forma sencilla y, al mismo tiempo, que las condiciones de presión puedan diseñarse de modomás uniforme en todas las posiciones de funcionamiento de la válvula.

Este objetivo se consigue según la invención mediante una válvula reductora de presión que tiene las características de la reivindicación 1. De acuerdo con esto, está previsto que se proporcione una válvula reductora de presión para medios líquidos y gaseosos, en particular para regular la presión en sistemas de tuberías, preferentemente en edificios, con una carcasa, presentando la carcasa una parte superior, una parte intermedia y una tapa, en donde la parte intermedia tiene un orificio para el pistón, presentando además la válvula reductora de presión un elemento de separación para dividir la carcasa en una región libre de fluidos y una región con flujo de fluidos, en donde la región por la que fluye el fluido comprende al menos una cámara de presión que está parcialmente delimitada por el elemento de separación, en donde la válvula reductora de presión comprende además un pistón que es conducido de forma móvil al orificio del pistón, estandoel pistón unido en uno de sus extremos al elemento de separación y comprendiendouna junta de asiento en su otro extremo, en donde la cámara de presión presentaun fondo que está dispuesto en el lado de la cámara de presión que está orientado en sentido contrario alelemento de separación y cuya superficie que está orientada hacia la cámara de presión está al menos parcialmente inclinada con respecto al elemento de separación.

La invención se basa en la idea básica de que, debido a al menos una superficie limitadora inclinada de la cámara de presión, la acumulación de presión y también la carga de presión totalsobre el elemento de separación durante el funcionamiento de la válvula reductora de presión tienen lugar de maneramás uniforme que en las soluciones conocidas hasta la fecha. En la medida de lo posible, deben evitarse los picos de presión y, por consiguiente, la aplicación desigual de la fuerza. Mediante unacarga más uniforme se pretende lograr una mayor vida útil a la válvula reductora de presión. La inclinación de una superficie de la cámara de presión conduce además a un aumento del flujo de volumen a través de la cámara de presión y, debido a la distribución de presión mejorada y más uniforme, es posibleoptimizar la distribución de la velocidad, en particular en la cámara de presión. Tambiénelcomportamiento del flujo de entrada y del flujo de paso en la cámara de presión y a través de ella se ha optimizado considerablemente. En particular, además de una distribución uniforme de la presión, se consigue una velocidad de flujo y un perfil de velocidad más uniformes del fluido que fluye hacia la cámara de presióny a través de ella. En particular, debido a una velocidad de flujo más uniforme en la cámara de presión se acelera el tiempo de purga de las partículas, en particular de las partículas nanométricas, de la válvula, en particular de la cámara de presión. Al mismo tiempo, se cumplen las características de control y las pérdidas de potencia máximas requeridas por los operadores de las plantas, en particular por los operadores de las llamadas plantas de agua ultrapura. En particular, es concebible seleccionar la inclinación en función de la distribución de presión deseada y/o en función de la velocidad de flujo y del perfil de velocidad del fluido que fluye hacia y a través de la cámara de presión. Debido a una entrada más uniforme en la cámara de presión y, por lo tanto, a una introducción más uniforme de la fuerza en el elemento de separación, se pueden reducir los momentos de vuelco que se producen en la zona del pistón y/o de la guía del plano de separación o en la zona del elemento de separación. Los momentos de vuelcodan lugara valores de fricción más altos y, por tanto, a un aumento de la histéresis. Por el contrario, unos valores de fricción reducidos y un comportamiento de respuesta mejorado debido a una aplicación uniforme de la fuerza en el elemento de separación, conducen a una reducción de la histéresis. Además, la reducción de la fricción entre el pistón y el orificio del pistón a causa de la reducción de los momentos de vuelco, hace que haya menos partículas nanométricas inducidas por la fricción, que deben evitarse en la medida de lo posible, especialmente durante el funcionamiento de sistemas de medios ultrapuros.

Además, puede estar previsto que el fondo esté formado por la carcasa. Esto permite usar comparativamente pocos componentes. Además, se puede realizar una integración de funciones en la carcasa. Asimismo, un menor número de componentes en relación con la estructura general de la válvula reductora de presión también permite un montaje más fácil y también la limpieza para el propósito de la aplicación deseada.

Además, es posible que la superficie del elemento de separación orientada hacia la cámara de presión esté dispuesta al menos parcialmente en horizontal con respecto al eje del pistón. Gracias a la disposición horizontal de la superficie del elemento de separaciónorientado hacia la cámara de presión en relación con el eje del pistón, se puede conseguir que el elemento de separación se construya de forma fundamentalmente más sencilla.

Sin embargo, al mismo tiempo, también es posible que la superficie de la base orientada hacia la cámara de presión sea al menos parcialmente horizontal con respecto al eje del pistón. Esto es particularmente ventajoso cuando el fondo está formado por la carcasa y con ello se puede facilitar el diseño de la misma.

Sin embargo, en principio, también es concebible que la superficie de la base orientada hacia la cámara de presión y la superficie del elemento de separación orientada hacia la cámara de presión estén dispuestas cada una de ellas, al menos parcialmente, inclinadas con respecto al eje del pistón. De esta manera se puede ajustar aún mejor el comportamiento del flujo de entrada y también la distribución de la presión, así como la distribución de la velocidad en la cámara de presión.

Además, puede estar previstoque el elemento de separación sea o comprenda una membrana. Lasmembranas de este tipo, debidamente unidasal pistón, permiten separar fácilmente las zonas libres de fluido y las de flujo de fluido. El uso de una membrana también hace que sea comparativamente fácil ajustar las inclinaciones en consecuencia, o simplemente permitir la alineación horizontal en relación con el eje del pistón.

Alternativamente, sin embargo, también es concebible que el elemento de separación sea una parte del pistón o esté formado por una parte del pistón. Básicamente, se entiende que una sección del pistón es también una extensión adicional que está en comunicación con el pistón. Es posible que el elemento de separación esté integrado en el pistón, pero no es absolutamente necesario.

En particular, puede estar previsto que el elemento de separación comprenda al menos un elemento de sellado radial. Mediante el elemento de sellado radial se puede evitar que el fluido del orificio del pistón pase entre el pistón y la pared del orificio del pistón. Otra configuraciónconcebible es que el elemento de separación en este contexto también defina completamente la impermeabilización entre la región libre de fluido y la zona de flujo de fluido dentro de la válvula reductora de presión.

En particular, es concebible que en el estado montado de la válvula reductora de presión el elemento de sellado radial esté en contacto hermético con una pared del orificio del pistón.

Además, puede estar previsto que la superficie del fondo orientada hacia la cámara de presión tenga un ángulo de inclinación con respecto a la superficie del elemento de separación orientada hacia la cámara de presión, que se selecciona en el intervalo entre 0° y aproximadamente 45°, en particular entre más de 0° y aproximadamente 15°. En este intervalode inclinación se ha podido comprobar que en este casose consiguen unas condiciones de velocidad y de presión especialmente favorables, es decir, uniformes, para la cámara de presión.

En particular, se observa además que las superficies que limitan la cámara de presión están provistas de zonas de transiciónsuaves, es decir, zonas de transiciónredondeadas.

Esto también ayuda a igualar las condiciones de flujo, las condiciones de presión y las condiciones de velocidad dentro de la cámara de presión y a evitar los picos de presión y los picos de velocidadasí comolos nulos de velocidad (o una palabra similar para las velocidades que son demasiado bajas).

Además, puede estar previsto que la cámara de presión se conecte aal menos un orificio de subida. En este caso, el orificio de subida sirve como línea de conexión o de uniónde la cámara de presión con una cámara de la válvula, que se encuentra aguas abajo con respecto al asiento y, por lo tanto, también sirve como conexión de fluidos con el lado de salida de la válvula reductora de presión.

En este contexto, puede estar previsto en particular que el orificio de subida tenga una sección transversal en forma de riñón. Unasección transversal permite una disposición comparativamente sencilla y una conexión favorable al flujo con la cámara de presión. Además, esto mejora y amplía la sección transversal que puede usarse del orificio de subida sin tener que proporcionar las correspondientes extensiones de la carcasa. En esencia, es concebible que el orificio de subida, con su sección transversal en forma de riñón, se ajuste a la pared del orificio del pistón y lo rodee, al menos parcialmente.

En particular, puede estar previsto que el orificio de subida tenga un ángulo de más de 0° a aproximadamente 255° con respecto a la sección transversal de la abertura, en particular de 90° a 135°.

En particular, una interacción coordinada entre el volumen de fluido del lado de salida, los agujeros de subida y la cámara de presión, puede dar como resultado una distribución óptima de la presión y velocidades de flujo óptimas.

Entre la carcasa y el pistón puede estar dispuesto un manguito de sellado. Esto permite implementar una opción de sellado alternativa entre la carcasa y el pistón. También permite definir mejor la situaciónde la junta entre la carcasa y el pistón. Es concebible, por ejemplo, que el manguito se deslice sobre el pistón y tenga esencialmente la forma básica de un cilindro hueco alargado. De este modo, el movimiento relativo entre el pistón y el manguito resultemucho más difícil, lo que es ventajoso para la función de sellado. El manguito de sellado está en contacto,preferentemente de manera herméticamente elástica, con una superficie exterior, por ejemplo, un saliente del pistón previsto para ese fin.

Además, puede estar previstoque en el estado montado de la válvula reductora de presión,el manguito de sellado esté dispuesto y configurado para formar una junta entre el elemento de separación y el pistón. De este modo, además de la función de sellado entre la carcasa y el pistón, el manguito de sellado también puede realizar otra función de sellado, a saber, el sellado entre el elemento de separación y el pistón. Aquí puede estar previsto, en particular, que un elemento de fijación esté unidode manera conocida al pistón a través del elemento de separación de la región libre de fluido, por ejemplo, un tornillo. Esta uniónse hermetiza mediante el manguito de sellado.

En principio, es concebible que el manguito de sellado esté hecho de un material elástico y sellador.

En particular, el manguito de sellado puede estar libre de elastómeros y/o estar formado por fluoropolímeros, en particular PTFE.

Se explicarán ahora con más detalle otras particularidades y ventajas de la invención con referencia a los ejemplos de realización mostrados en los dibujos.

Se muestra:

Fig. 1 una vista en sección a través de un primer ejemplo de realización de una válvula reductora de presión según la invención;

Fig. 2 otra vista de la válvula reductora de presión mostrada en la Fig. 1;

Fig. 3 otra vista de la válvula reductora de presión mostrada en la Fig. 1;

Fig. 4 una vista en plantade una parte de la válvula reductora de presión según la Fig. 1, en particular con una vista de la sección transversal del orificio de subida;

Fig. 5 una vista en sección a través de un segundo ejemplo de realización de una válvula reductora de presión según la invención;

Fig. 6 una ilustración más de la válvula reductora de presión mostrada en la Fig. 5;

Fig. 7 una vista en sección a través de un tercer ejemplo realización de una válvula reductora de presión según la invención;

Fig. 8 otra vista en sección de la válvula reductora de presión según la Fig. 7;

Fig. 9 una vista en sección a través de un cuarto ejemplo de realización de una válvula reductora de presión según la invención;

Fig. 10 otra vista en sección de la válvula reductora de presión según la Fig. 9;

Fig. 11 una vista en sección a través de una quinta realización de una válvula reductora de presión según la invención;

Fig. 12 otra vista en sección de la válvula reductora de presión según la Fig. 11;

Fig. 13 una vista en sección a través de una sexta realización de una válvula reductora de presión según la invención;

Fig. 14 otra vista en sección de la válvula reductora de presión según la Fig. 13; y

Fig. 15 una vista en sección a través de una séptima realización de una válvula reductora de presión según la invención.

La Fig. 1 muestra un primer ejemplo de realización de una válvula reductora de presión 10 según la invención.

La válvula reductora de presión 10 es una válvula reductora de presión 10 para medios líquidos y gaseosos, en particular para controlar la presión en sistemas de tuberías, preferentemente en edificios.

Comocampo de aplicación se incluyen, por ejemplo, aplicaciones de agua ultrapura o su uso como válvulas reductoras de presión de agua ultrapura.

La válvula reductora de presión 10 presentauna carcasa 12.

A este respecto, la carcasa 12 presentauna parte superior de la carcasa 14, una parte media de la carcasa 16 y una tapa de la carcasa 18.

A la vez, la parte media de la carcasa 16 presentaun orificio de pistón 20 que se une o se abre en una cámara de presión 22 en el lado orientado hacia la parte superior de la carcasa 14.

La válvula reductora de presión 10 presentaademás un pistón 24, también denominado cuerpo de cierre 24, que es conducido en el orificio del pistón 20.

Con ello, el pistón 24 está formado en múltiples partes.

A la vez, el pistón de varias piezas 24 incluye una parte de pistón superior 26 y una parte de pistón inferior

Además, está previstouna junta de pistón 27 para cooperar con la parte superior del pistón 26.

La junta de pistón 27 es un anillo de juntaradial (por ejemplo, una junta tórica). En este caso, la junta del pistón 27 es recibida en la carcasa 16 y está aplicada de manera hermética contra la parte superior del pistón 26.

La parte de pistón inferior 28 está atornillada, además, en la parte de pistón superior 26 por medio de una rosca 30.

Un elemento de separación 32 en forma de anillo cilíndrico de pistón 32 está formado integralmente en la parte superior del pistón 26.

El elemento de separación 32 presentaademás un elemento de sellado radial 33.

En el estado montado de la válvula reductora de presión, el elemento de sellado radial 33 se acopla de forma estanca a una pared de la carcasa 16.

Una junta de asiento 34 está dispuesta en la parte inferior del pistón 28.

En el ejemplo derealización mostrado, se trata de una junta de asiento de sellado axial 34, también denominada anillo de asiento 34. En principio, también son concebibles las soluciones de sellado radial. En la carcasa 16 está previsto,situado opuestoal anillo de asiento 34, un asiento 36 con un saliente de sellado circunferencial 38.

El anillo de asiento 34 y el asiento 36 con el saliente de sellado 38 están dispuestos uno respecto al otro de tal manera que, en el estado cerrado de la válvula reductora de presión 10, el anillo de asiento 34 está colocadocontra el asiento 36 con el saliente de sellado circunferencial 38.

La válvula reductora de presión 10 se muestra aquí en el estado de montaje abierto. En el estado de montaje cerrado, la junta de asiento 34 se acopla de forma estanca con el borde inferior (tal como se muestra en la figura) del orificio del pistón 20 definido por el saliente de sellado 38.

La válvula reductora de presión 10 presenta,además,una primera toma39 dellado de entrada E y una segunda toma 40 del lado de salida A. En cada una de las conexiones 39 y 40 se conecta una pieza de tubería 42 o 44, que se atornillamediante una rosca prevista al efecto.

La toma 39 está unidaal orificio del pistón 20 desembocando en el mismo. El orificio del pistón 20 y la toma 39 están dispuestos perpendicularesentre sí.

En la parte final del orificio del pistón 20 orientada hacia la tapa de la carcasa 18, está dispuesta la cámara de presión 22, que pertenece a la zona de flujo de fluido 46 de la válvula reductora de presión 10.

La zona de flujo de fluido incluye además una cámara de válvula 48 situada o mostrada en la Fig. 1 por debajo del asiento 32, y un orificio de subida 49. La cámara de la válvula 48 está conectada al lado de salida A y a través del orificio de subida 49 a la cámara de presión 22.

Tal como puede verse además en la Fig. 1, la superficie 32a orientada hacia la cámara de presión 22 está dispuesta horizontalcon respecto al eje X del pistón del cuerpo de conexión24.

El fondo 22a de la cámara de presión 22 está dispuesto en el lado de la cámara de presión 22 orientado en sentido contrario al elemento de separación 32.

Además, la superficie 32a del fondo 22a orientada hacia la cámara de presión 22 está inclinada con respecto al elemento de separación 32.

El ángulo de inclinación formadopor estas dos superficies 22a y 32a se mueve aquí en un intervalo deentre 0° y 30°.

Como puede verse además en las Figs. 2 y 3, este ángulo de inclinación varía a lo largo detoda la cámara de presión 22 en un intervaloangular de entre 20° y 30°.

La Fig. 2 muestra un corte a través del plano abarcado por el eje que atraviesa la toma 39 y la toma 40, y el eje X del pistón.

El ángulo a a través del plano imaginario E1 que describe la pendiente de la superficie 22a del fondo 22 se muestra en la Fig. 2.

La Fig. 3 muestra la vista desplazada 90° de la misma.

En la Fig. 3 se dibuja el ángulop a través del plano imaginario E2, que describe la pendiente de la superficie 22a del fondo 22.

Con ello, el ángulo a es mayor que el ángulo p.

Aquí, el ángulo a es de aproximadamente 30° y el ángulo p es de aproximadamente 20°.

La Fig. 4 muestra una vista en plantade la carcasa 16 sin la tapa. Aquí, el orificio de subida 49 es visible desde arriba y su sección transversal en forma de riñón.

El ángulo de apertura 0 del orificio de subida 49 presentaun ángulo de 160° en este caso (sin tener en cuenta el redondeo).

Tal como se puede ver también, el orificio de subida 49 se apoya paralelo a la pared del orificio del pistón 20 con su sección transversal en forma de riñón.

Además, está prevista una región libre de fluido 50, que está situada sustancialmente en la región de la parte superior de la carcasa 14 y está separada de la zona de flujo de fluido 46 por el elemento de separación 32. Entre la parte central de la carcasa 16 y la tapa de la carcasa 18 está prevista una junta 52, en este caso en forma de un anillo de juntaencajadoen una ranura circunferencial de la tapa de la carcasa 18. En principio, puede estar previsto que la ranura circunferencial esté también dispuesta en la parte media de la carcasa 16, por ejemplo.

La válvula reductora de presión 10 comprende además un muelle 54 dispuesto en la parte superior de la carcasa 14. De este modo, el muelle 54 se ajusta, por un lado, contra el pistón 24 a través de una arandela 56 en su extremo y, por otro lado, contra un tornillo de ajuste 58.

Al mismo tiempo, el tornillo de ajuste 58 es conducido en un casquillo 60 de la parte superior de la carcasa 14 y,en consecuencia,puede moverse mediante una tuerca de ajuste 62.

Para que se apoye contra el resorte 54, está previsto un retenedor de resorte que conduce y se apoyade manera correspondiente enel extremo del resorte 54 que está orientado hacia el tornillo de ajuste 58. El extremo libre del tornillo de ajuste 58 está cubierto por medio de una tapa desmontable 66.

A este respecto, la función de la válvula reductora de presión 10 puede describirse de la siguiente manera: El fluido entra en la válvula reductora de presión 10 a través de la toma 39 (también llamada entrada E) y a través del tubo 42 (ver flecha en la figura) y, cuando la válvula está en posición abierta, continúa fluyendo a través de la parte inferior del orificio del pistón 20 pasando por el junta de asiento 34 en dirección ala toma 40 (también llamada salida A).

El pistón 24 es presionado hacia abajo por el muelle 54 de acuerdo con el ajuste y la carga previapor el tornillo de ajuste 58, abriéndolo de este modo. La fuerza correspondiente del muelle, que actúa a través del muelle precargado 54 con la ayuda del retén del muelle, mantiene abierta la válvula reductora de presión 10. La intensidadde la carga previadel muelle 54 se consigue ajustando el tornillo 58 con la tuerca 62 (también es concebible el uso de un husillo en este caso), de modo que el muelle 54 se precargue a la longitud adecuada. Cuando está cerrado (no se muestra aquí), la presión de salida (presión en la zonade la toma 40) está por encima del punto de presión de salida preestablecido. A continuación, el medio fluye por el orificio de subida 49, que está dispuesto en la sección media de la carcasa 16, donde presiona contra el elemento de separación 32 y partes de la sección superior del pistón 26.

Esta presión, que se genera allí, empuja así contra la fuerza del muelle 54.

La inclinación de una superficie de la cámara de presión 22, en este caso el fondo 22a, conduceademás aun aumento del caudal volumétrico a través de la cámara de presión 22 y permite optimizar la distribución de la velocidad del fluido en la cámara de presión 22 debido a la distribución mejorada y más uniforme de la presión.

El flujo hacia y a través de la cámara de presión 22 también se optimiza significativamente. En particular, además de una distribución uniforme de la presión, se consigue una velocidad de flujo y un perfil de velocidad más uniformes del fluido que fluye hacia la cámara de presión 22 y la atraviesa. Así pues, una velocidad de flujo más uniforme en la cámara de presión 22 acelera el tiempo de purga de las partículas, en particular de las partículas nanométricas, de la válvula 10 y en particular de la cámara de presión 22.

Debido a la entrada más uniforme en la cámara de presión 22 y, por lo tanto, a una aplicaciónmás uniforme de la fuerza en el elemento de separación 32, se pueden reducir los momentos de vuelco que se producen en la región del pistón y/o de la guía del plano de separación o en la región del elemento de separación 32. Los momentos de vuelco conducen a valores de fricción más altos y, por tanto, a un aumento de la histéresis de la válvula reductora de presión 10. Por el contrario, la reducción de los valores de fricción y la mejora del comportamiento de respuesta debido a una aplicación uniforme de la fuerza en el elemento de separación, conducen a una reducción de la histéresis. Además, la disminuciónde la fricción entre el pistón y el orificio del pistón debido a la reducción de los momentos de vuelco hace que haya menos partículas nanométricas inducidas por la fricción, que deben evitarse en la medida de lo posible, especialmente cuando se hacen funcionarsistemas de medios ultrapuros.

En cuanto la fuerza debida al medio por debajo del elemento de separación 32 es superior a la presión de salida admisible o a la fuerza de muelle 54 ajustada, el muelle 54 se comprime aún más y el pistón 24 es arrastrado hacia arriba en el orificio del pistón 20 por el elemento de separación 32 y el resalte 26a de la parte superior del pistón 26.

La junta de asiento 34 dispuesta en la parte inferior del pistón 28 hermetizael orificio del pistón 20, de tal maneraque ya no es posible la circulación del fluido a través del orificio del pistón hacia la toma 40.

De esta manera, la válvula queda cerrada y sellada por el pistón 24 elevado. Si la presión de salida cae despuéspor debajo del valor preestablecido, la presión por debajo del elemento de separación 32, y en particular en la cámara de presión 22, también cae de nuevo. El pistón 24 desciende en consecuencia y el medio puede volver a fluir a través de la válvula.

La Fig. 5 muestra una vista en sección de un segundo ejemplo de realización de una válvula reductora de presión 100 según la invención.

A este respecto, la válvula reductora de presión 100 tiene todas las características estructurales y funcionales del ejemplo de realización de una válvula reductora de presión 10 mostrado anteriormente en relación con las Figs. 1 a 4.

A continuación, solo se presentarán brevemente las siguientes diferencias.

En este caso, la superficie 132a del elemento de separación 132 orientada hacia la cámara de presión 122, también formada aquí por un anillo cilíndrico de pistón 132, está dispuesta con una inclinación respecto al eje X del pistón. Se puede hablar de un pistón inclinado contra la normal de la superficie del asiento.

Al mismo tiempo, sin embargo, el fondo 122a de la cámara de presión 122 está dispuesto horizontalcon respecto al eje X del pistón.

Para facilitar la referencia, la entrada E y la salida A también se designan explícitamente en la Fig. 5.

La Fig. 6 ilustra una vista de la válvula reductora de presión 100 mostrada en la Fig. 5 girada 90° alrededor del eje X del pistón.

La Fig. 7 muestra un tercer ejemplo de realización de una válvula reductora de presión 200 según la invención.

En este sentido, la válvula reductora de presión 200 presentatodas las características estructurales y funcionales de la válvula reductora de presión 100 mostradas en las FIGS. 5 y 6.

En este caso, sin embargo, tampoco el fondo 222a de la cámara de presión 222 es horizontal, sino que también está dispuesto inclinado con respecto a la orientación del eje X del pistón.

Además para facilitar la comprensión, el elemento de separación 232 con la superficie 232a orientada hacia la cámara de presión 222 también está designado con signos de referencia.

Para facilitar la referencia, la entrada E y la salida A también se designan explícitamente en la Fig. 7.

La Fig. 8 muestra una vista en sección transversal de la válvula reductora de presión 200 mostrada en la Fig. 7, mostrada a 90° sobre el eje X del pistón.

La Fig. 9 muestra un cuarto ejemplo de realización de una válvula reductora de presión 300 según la invención.

A este respecto, la válvula reductora de presión 300 tiene todas las características estructurales y funcionales del primer ejemplo de realización de una válvula reductora de presión 10 descrita anteriormente en las figuras 1 a 4.

Solo existen las siguientes diferencias.

En lugar de un elemento de separación 32 configurado como una sección de cilindro de pistón, se proporciona una membrana 332 como miembro separador 332.

Esta membrana 332, al igual que la sección transversal de la carcasa 312, está configuradade forma circular y se sujeta entre la parte superior de la carcasa 314 y la parte media de la carcasa 316.

A este respecto, la membrana 332 también presentaun reborde de sellado circunferencial 333 que está retenido en ranuras correspondientes dela tapade la carcasa 318 y de la parte central de la carcasa 316. También para facilitar la comprensión, la superficie 332a de la membrana 332 orientada hacia la cámara de presión 322 está designada por medio de símbolos de referencia.

Para facilitar la referencia, la entrada E y la salida A también se designan explícitamente en la Fig. 9.

La Fig. 10 muestra una vista del ejemplo de realización mostrada en la Fig. 9, girada 90° con respecto al eje X del pistón.

La Fig. 11 muestra un quinto ejemplo de realización de una válvula reductora de presión 400 según la invención.

En ella, la válvula reductora de presión 400 presentatodas las características estructurales y funcionales del ejemplo de realización de la válvula reductora de presión 300 que se muestraen las Figs. 9 y 10.

Sin embargo, en este caso, el fondo 422a de la cámara de presión 422 está dispuesto horizontalcon respecto al eje X del pistón. No obstante, la membrana 432 está aquí inclinada con respecto al eje X del pistón y se trata de una membrana 432 inclinada contra la normal de la superficie del asiento.

También para facilitar la comprensión, la superficie 432a de la membrana 432 que está orientada hacia la cámara de presión 422 se designa por medio de símbolos de referencia.

Para facilitar la referencia, la entrada E y la salida A también se designan explícitamente en la Fig. 11.

La Fig. 12 muestra una vista del ejemplo de realización que se muestra en la Fig. 11, girada 90° con respecto al eje X del pistón.

La Fig. 13 ilustra unasexta forma de realización de una válvula reductora de presión 500 según la invención. A este respecto, la válvula reductora de presión 500 presentatodas las características estructurales y funcionales del ejemplo de realización de la válvula reductora de presión 400 mostradas en la Fig. 11.

Aquí, el fondo 522a de la cámara de presión 522 también está realizado inclinado, como es el caso del ejemplo de realización mostrado en las Figs. 9 y 10 de la válvula reductora de presión 300.

También para facilitar la comprensión, la superficie 532a de la membrana 532 que está orientada en sentido contrario a la cámara de presión 522 se designa por medio de símbolos de referencia.

Para facilitar la referencia, la entrada E y la salida A también se designan explícitamente en la Fig. 11.

La Fig. 14 muestra una vista del ejemplo de realización que se muestraen la Fig. 13, girada 90° con respecto al eje X del pistón.

La Fig. 15 ilustra una séptima forma de realización de una válvula reductora de presión 600 según la invención.

A este respecto, la válvula reductora de presión 600 tiene todas las características estructurales y funcionales del ejemplo de realización de la válvula reductora de presión 300 mostrada en la Fig. 9.

Designados además con números de referencia para facilitar la comprensión, están la cámara de presión 622 con su fondo inclinado 622a, la membrana 632 que sirve en este casocomo elemento de separación 632, y la superficie 632a de la membrana 632 orientada hacia la cámara de presión 622.

Para facilitar la referencia, la entrada E y la salida A también se designan explícitamente en la Fig. 9.

En este caso, sin embargo, se proporciona un manguito de sellado 627 entre una pared de la carcasa 627a y el pistón 624.

El manguito de sellado 627 presentaun cordón de sellado circunferencial 627b.

En el estado montado de la válvula reductora de presión 600,el manguito de sellado 627 está además dispuesto y configurado de tal manera que forma un sello entre el elemento de separación 632, en este caso la membrana 632, y el pistón 624.

El manguito de sellado 627 se desliza sobre un hombro 627c del pistón 624, y se asienta directa y herméticamente sobre el hombro 627c.

A este respecto, el hombro 627c está orientado hacia elelemento de separación 627 en el estado montado. De este modo, la función del manguito de sellado 627 no es solo proporcionar un sello entre la pared de la carcasa 627a y el pistón 624, sino también entre el pistón 624 y el elemento de separación 632.

Tal como puede verse en la Fig. 15, normalmentese enrosca un tornillo en el pistón desde la zona libre de fluido a través de la membrana para asegurar el separador al pistón, y por lo tanto se requiere un sello separado. Sin embargo, también son concebibles soluciones alternativas.

En el ejemplo de realización mostrado en la Fig. 15, el manguito de sellado no contiene elastómeros y está formado por fluoropolímeros, en este caso PTFE.

El elemento de sellado entre el pistón y la parte de la carcasa puede configurarse, por lo tanto, en forma de manguito ajustado que, además de un efecto de sellado en el orificio central (sellado radial), también tiene un efecto de sellado entre el pistón y el elemento de separación (sellado axial en la dirección del elemento de separación). Esto aumenta la estanqueidad sin elastómeros entre el elemento de separación y el pistón si éste está realizadoen dos o más partes.

La reducción de los momentos de vuelco debida a la configuración de la cámara de presión y del orificio de subida y a la carga más uniforme del elemento de separación, favorecen esta construcción.

Símbolos de referencia

10 Válvula reductora de presión

12 Carcasa

14 Parte superior de la carcasa

16 Parte media de la carcasa

18 Tapa de la carcasa

20 Orificio del pistón

22 Cámara de presión

22a Fondo

24 Pistón

26 Parte superior del pistón

28 Parte inferior del pistón

30 Rosca

32 Elemento de separación, anillo del cilindro del pistón,

32a Superficie

33 Elemento de sellado radial

34 Junta de asiento

36 Asiento

38 Saliente de sellado

39 Primera toma

40 Segunda toma

42 Sección de la tubería

44 Sección de la tubería

46 Zona de flujo

48 Cámara de la válvula

49 Agujero de subida

50 Zona libre de fluidos

52 Junta

54 Resorte

56 Arandela

58 Tornillo de ajuste

60 Toma de corriente

62 Tuerca de ajuste

66 Tapa

100 Válvula reductora de presión

122 Cámara de presión

122a Fondo

132 Elemento de separación, membrana 132a Superficie

200 Válvula reductora de presión

222 Cámara de presión

222a Fondo

232 Elemento de separación, membrana 232a Superficie

300 Válvula reductora de presión

314 Parte superior de la carcasa

316 Parte media de la carcasa

322 Cámara de presión

322a Fondo

332 Elemento de separación, membrana 332a Superficie

333 Reborde de sellado

400 Válvula reductora de presión

422 Cámara de presión

422a Fondo

432 Elemento de separación, membrana 432a Superficie

500 Válvula reductora de presión

522 Cámara de presión

522a Fondo

532 Elemento de separación, membrana 532a Superficie

600 Válvula reductora de presión

622 Cámara de presión

622a Fondo

624 Pistón

627 Manguito de sellado

627a Pared de la carcasa

627b Cordón de sellado

627c Hombro

632 Elemento de separación, membrana 632a Superficie

A Salida

E Entre en

E1 Plano

E2 Plano

X Eje del pistón

a Ángulo

P Ángulo

© Ángulo

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Válvula reductora de presión (10; 100; 200; 300; 400; 500; 600) para medios líquidos y gaseosos, en particular para la regulación de la presión en sistemas de tuberías, preferentemente en edificios, que tiene una carcasa (12), presentando la carcasa (12) una parte superior de la carcasa (14), una parte media de la carcasa (16) y una tapa de la carcasa (18), presentando la parte media de la carcasa (16) un orificio del pistón (20), teniendo además la válvula reductora de presión (10) un elemento de separación (32; 132; 232; 332; 432; 532; 632) para dividir la carcasa (12) en una zona libre de fluido y una zona de flujo de fluido (48, 50), comprendiendo la zona de flujo de fluido al menos una cámara de presión (22; 122; 222; 322; 422; 522; 622) que está parcialmente delimitada por el elemento de separación (32; 132; 232; 332; 432; 532; 632), presentando la válvula reductora de presión (10; 100; 200; 300; 400; 500; 600) además un pistón (24) conducido de forma móvil en el orificio del pistón (20), estando el pistón (24) unido en uno de sus extremos al elemento de separación (32; 132; 232; 332; 432; 532; 632) y teniendo una junta de asiento (34) en su otro extremo, caracterizada porque la cámara de presión (22; 122; 222; 322; 422; 522; 622) presenta un fondo (22a; 122a; 222a; 322a; 422a; 522a; 622a) que está dispuesto en el lado de la cámara de presión (22; 122; 222; 322; 432; 532; 632) orientado en sentido contrario al elemento de separación (32; 132; 232; 332; 432; 532; 632)y cuya superficie orientada hacia la cámara de presión está al menos parcialmente inclinada con respecto al elemento de separación (32; 132; 232; 332; 432; 532; 632).

2. Válvula reductora de presión (10; 100; 200; 300; 400; 500; 600) según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho fondo (22a; 122a; 222a; 322a; 422a; 522a; 622a) está formado por dicha carcasa (12).

3. Válvula reductora de presión (10; 300; 600) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque la superficie del elemento de separación (32; 332; 632) orientada hacia la cámara de presión (32a; 332a; 632a) está dispuesta, al menos parcialmente, horizontalcon respecto al eje del pistón (X).

4. Válvula reductora de presión (100; 400) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque la superficie del fondo (122a; 422a) orientada hacia la cámara de presión (122; 422) está dispuesta, al menos parcialmente, horizontalcon respecto al eje del pistón (X).

5. Válvula reductora de presión (200; 500) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque la superficie del fondo (222a; 522a) orientada hacia la cámara de presión (222; 522) y la superficie (232a; 532a) del elemento de separación (232; 532) orientada hacia la cámara de presión (222; 522) están dispuestas cada una de ellas, al menos parcialmente, inclinadas con respecto al eje del pistón (X).

6. Válvula reductora de presión (300; 400; 500; 600) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento de separación (332; 432; 532; 632) es o comprende una membrana (332; 432; 532; 632).

7. Válvula reductora de presión (10; 100; 200) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento de separación (32; 132; 232) es una parte del pistón (24; 124; 224) o está formado por una parte del pistón (24; 124; 224).

8. Válvula reductora de presión (10; 100; 200) según la reivindicación 7, caracterizada porque el elemento de separación (32; 132; 232) presentaal menos un elemento de estanqueidad radial (33), en particular el elemento de estanqueidad radial (33) se apoya de forma herméticaen una pared del orificio del pistón (20) en el estado montado de la válvula reductora de presión (10; 100; 200).

9. Válvula reductora de presión (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la superficie del fondo (22a) orientada hacia la cámara de presión (22) presentaun ángulo de inclinación con respecto a la superficie (32a) del elemento de separación (32) orientada hacia la cámara de presión, que se selecciona en el intervalo de entre más de 0° y aproximadamente 45°, en particular de entre más de 0° y aproximadamente 15°.

10. Válvula reductora de presión (10; 100; 200; 300; 400; 500; 600) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha cámara de presión (22; 122; 222; 322; 422; 522; 622) se conecta con al menos un orificio de subida (49).

11. Válvula reductora de presión (10; 100; 200; 300; 400; 500; 600) según la reivindicación 10, caracterizada porque elorificio de subida (49) presentauna sección transversal en forma de riñón.

12. Válvula reductora de presión (10; 100; 200; 300; 400; 500; 600) según la reivindicación 10 o la reivindicación 11, caracterizada porque el orificio de subida (49) presenta, con respecto a la sección transversal de la abertura, entre más de 0° y aproximadamente 255°, en particular entre 90° y 135°.

13. Válvula reductora de presión (600) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque entre la carcasa (627a) y el pistón (624) está previstoun manguito de sellado(627).

14. Válvula reductora de presión (600) según la reivindicación 13, caracterizada porque el manguito de sellado (627) en el estado montado de la válvula reductora de presión (600) está dispuesto y configurado de tal manera que formauna junta entre el elemento de separación (632) y el pistón (624).

15. Válvula reductora de presión (600) según la reivindicación 13 o la reivindicación 14, caracterizada porque el manguito de sellado (627) no contiene elastómeros y/o está hecho de fluoropolímeros, en particular de PTFE.