ES2903028B2 - Mecanismo para el cierre estanco de compuertas basado en un sistema de bielas - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Mecanismo para el cierre estanco de compuertas basado en un sistema de bielas

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención, según lo expresa el enunciado de esta memoria descriptiva se refiere a un mecanismo para el cierre estanco de compuertas, con el que se aportan características relevantes y ventajosas en relación con los sistemas actuales de cierre.

Debido a la prolongada sequía que padecemos, se hace necesario evitar las perdidas y fugas de agua tanto en abastecimiento como en saneamiento. Las compuertas tienen la responsabilidad del cierre de depósitos, canales y presas. Las redes de conducción y tratamiento de agua necesitan compuertas con cierre estanco para que las pérdidas de agua sean mínimas.

Acorde con la invención se presentan las siguientes ventajas en el cierre de la compuerta; ^ Recorrido de subida y bajada de la compuerta, guiado con ruedas con esfuerzo mínimo de elevación y cierre.

^ No se producen rozamientos ya que la aproximación y cierre se hacen horizontalmente, sin movimiento diferencial vertical, entre la goma y los perfiles de cierre.

^ Total estanqueidad para altas presiones debido al elevado esfuerzo de aproximación que se produce en el cierre.

^ Sencillez de construcción, sin necesidad de los mecanismos costosos habitualmente utilizados en las compuertas de bronce.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Es por todos conocido, el uso de las válvulas de mariposa para interrumpir o regular el flujo de un fluido en un conducto, aumentando o reduciendo la sección de paso mediante una placa, denominada «mariposa», que gira sobre un eje. Al disminuir el área de paso, aumenta la pérdida de carga local en la válvula, reduciendo el flujo.

Así mismo, es más frecuente en los sistemas de riego el uso las válvulas de compuerta, las cuales se abren mediante el levantamiento de una compuerta o cuchilla permitiendo así el paso del fluido, habitualmente agua. Lo que distingue a las válvulas de este tipo es el sello, el cual se hace mediante el asiento del disco en dos áreas distribuidas en los contornos de ambas caras del disco, ya presentes en el estado de la técnica tal y como se muestra en la siguiente invención identificada por su Título y Número de publicación respectivamente; "Una válvula de compuerta con asiento en cuña, construida con piezas de latón forjado”, ES0130863A3.

Así, cuando la altura del agua es mayor que el tablero de compuerta, es decir, cuando el cierre debe ser a cuatro aristas, las compuertas se fabrican actualmente con cierres de latón o bronce mecanizado, debido al bajo coeficiente de rozamiento que presentan, no obstante, plantean la problemática de que tanto el bronce, como el latón, requieren de una perfecta mecanización y aun así no garantizan la estanqueidad de la compuerta.

Por lo tanto, para que la compuerta sea estanca se deben colocar cierres elastómeros, ya sea neopreno, etileno, propileno, u otro material, aunque el problema que presenta este cierre de goma o de tipo elástico está en que se crean rozamientos importantes originando grandes desgastes, a la vez que obligan a mecanismos de elevación excesivamente sobredimensionados, con el consecuente encarecimiento.

Estas juntas de estanqueidad que se aplican contra el bronce mecanizado, van atornillados al tablero de la compuerta y a las guías de hormigón y mediante un juego de cuñas se junta al final del recorrido de la compuerta. El coeficiente de rozamiento del bronce permite que el esfuerzo de elevación y de cierre no sea excesivo, pero este cierre metal-metal no garantiza la estanqueidad de la compuerta, existiendo numerosas instalaciones en las que se producen pérdidas cuantiosas de agua.

Se han construido otro tipo de juntas de estanqueidad mediante perfiles de goma, que permite una estanqueidad pero que aumentan los esfuerzos de rozamiento y, por tanto, los mecanismos de accionamiento de la compuerta. Estos cierres de goma sólo se han mostrado eficaces cuando el cierre se produce a tres aristas, (inferior y dos laterales), pero no en el caso de que la altura del agua esté por encima del tablero de la compuerta y obliga a un cierre superior, por los problemas antes mencionados de rozamiento.

Luego a modo de conclusión, el "Mecanismo para el cierre estanco de compuertas basado en un sistema de bielas” también aplicable cuando la altura del agua está por encima del tablero de compuerta y obliga también a un cierre superior, basado en la incorporación de un sistema de bielas a partir de las cuales es posible acometer un movimiento vertical de bajada o elevación de la compuerta en combinación a otro de aproximación o separación respecto del marco de cierre, aporta respecto al estado de la técnica un sistema de cierre totalmente estanco, en los que los movimientos de elevación o cierre se producen en ausencia de rozamiento reduciendo en consecuencia las fuerzas requeridas a tal fin.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

A modo de explicación de la invención, el "Mecanismo para el cierre estanco de compuertas basado en un sistema de bielas” objeto de la presente invención, permite colocar un cierre de goma sin rozamiento durante el recorrido de apertura o de cierre, ofreciendo una total estanqueidad y precisando un esfuerzo de elevación y cierre mínimos, por la prácticamente ausencia de rozamiento.

La ausencia de rozamiento se consigue gracias a un sistema de rodadura que mantiene alejada las juntas de goma durante todo el recorrido de la compuerta respecto de las guías fijas al hormigón.

Mediante una palanca conectada al sistema de accionamiento vertical del tablero de compuerta, se origina el giro de una pareja de ejes horizontales del tablero de compuerta, los cuales poseen en sus extremos sobresalientes, sendas ruedas caladas en muñequillas, proporcionando al conjunto de la compuerta un movimiento excéntrico respecto al centro de rodadura definido por las referidas muñequillas.

Como dichas ruedas están debidamente guiadas verticalmente, el giro de los ejes provoca la aproximación del tablero de compuerta a las guías fijas del hormigón, de forma frontal, lo que asegura la estanqueidad total entre la goma pegada al tablero de la compuerta y el perfil de cierre de las guías.

En el momento de la apertura se produce el movimiento inverso y, por tanto, tiene lugar la separación de la compuerta, seguido del recorrido ascendente de la misma.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Vista en alzado principal de "Mecanismo para el cierre estanco de compuertas basado en un sistema de bielas” en posición intermedia de apertura.

Figura 2.- Vista en sección principal A-A de "Mecanismo para el cierre estanco de compuertas basado en un sistema de bielas”.

Figura 3.- Vista en alzado principal de "Mecanismo para el cierre estanco de compuertas basado en un sistema de bielas” en posición de cierre.

Figura 4.- Vista en sección principal B-B de "Mecanismo para el cierre estanco de compuertas”.

En las citadas figuras se pueden destacar los siguientes elementos constituyentes;

1. Bielas.

2. Ejes horizontales excéntricos.

3. Compuerta.

4. Brazo acodado.

5. Vástago o varilla de accionamiento de la compuerta.

6. Muñequillas.

7. Ruedas provistas de rodadura en torno a muñequillas.

8. Perfiles verticales en "U” a modo de guías verticales de rodadura.

9. Gomas de hermeticidad en su borde perimetral frontal.

10. Marco de cierre.

11. Topes de rodamientos en posición de cierre de compuerta.

EJEMPLO DE REALIZACIÓN PREFERENTE

A modo de realización preferente del "Mecanismo para el cierre estanco de compuertas basado en un sistema de bielas”, tal y como se muestra en las Figuras 1-4, el mismo se lleva a cabo haciendo uso de una pareja de bielas (1), soldadas en posición radial a los ejes (2) que atraviesan horizontalmente la compuerta (3). Las bielas (1) están articuladas por sus extremos libres, en respectivos puntos del brazo acodado (4) que a su vez se encuentran conectados superiormente al extremo del vástago o varilla (5) de accionamiento de la compuerta (3).

Los ejes (2) tienen en sus extremos situados fuera de la compuerta (3), respectivas muñequillas (6), en las que se encuentran caladas las respectivas ruedas (7) provistas de rodadura en torno a las referidas muñequillas (6), tal y como se muestran en las Figura 2 y Figura 4.

Las ruedas (7) están guiados en las alas de los perfiles verticales 8 en "U”, los cuales definen las guías verticales de rodadura, solidarios a cada lado del marco de la compuerta (3). La compuerta (3), incluye en su borde perimetral frontal, las gomas de hermeticidad (9), las cuales han de quedar aplicadas a presión contra el marco de cierre (10), como se muestra en la Figura 4.

Partiendo de la posición mostrada en la Figura 1, que corresponde a la apertura de la compuerta 3, podemos apreciar que la elevación de la misma se lleva a cabo sin que la gorma de cierre (9) contacte con el marco de cierre 10 y que por tanto no existan rozamientos. Durante este movimiento de elevación, al igual que en el movimiento inverso de descenso, las ruedas (7) establecen apoyos de rodadura en los perfiles verticales de guía (8).

Durante el descenso de la compuerta, para producir el cierre, la misma baja despegada del plano correspondiente al marco de cierre (10) como hemos indicado anteriormente, has que llega un momento en el que las ruedas inferiores (7) establecen apoyos sobre los topes (11) previstos a tal fin, correspondiendo esta posición a la de confrontación de las gomas (9) de hermeticidad de la compuerta (3) con el marco de cierre (10), tal como se muestra en la Figura 3. Así el tablero de compuerta (3) baja empujando por el vástago o varilla (5) vinculado a un accionamiento neumático, hidráulico o mecánico, al actuar sobre un mando eléctrico o manual.

Cuando el conjunto de la compuerta (3), descansa en los respectivos topes (11), la presión del elemento de accionamiento vertical, provoca únicamente el descenso del brazo acodado (4) y, por tanto, el desplazamiento angular de las bielas (1) en el sentido contrario al de las agujas del reloj, en un movimiento paralelo, comportándose este conjunto de palancas como un paralelogramo articulado. En este movimiento y debido a que las bielas (1) están soldadas radialmente, a los respectivos ejes horizontales excéntricos (2), estos últimos giran en el mismo sentido que ellas y como consecuencia de su excentricidad con respecto a las muñequillas (6) donde están caladas las ruedas (7), todo el tablero de la compuerta (3) es obligado a desplazarse horizontalmente para aproximarse al marco de cierre (10), de manera que las gomas o juntas de hermeticidad (9) se aplican a presión contra el marco de cierre (10).

En un proceso a la inversa para la apertura de la compuerta, la disposición de los ejes horizontales excéntricos (2) respecto al centro de rodadura definido por las muñequillas (6), es el que activa la separación del tablero de compuerta (3), antes de comenzar la subida del mismo, en una secuencia de movimientos a la inversa del que se ha descrito.

Luego a modo de resumen, este funcionamiento del mecanismo hace que el descenso del tablero de compuerta (3) se produzca guiado mediante un sistema de ruedas (7), manteniendo el cierre de goma (9) a una pequeña distancia del marco (10) donde se efectúa la estanqueidad. Solamente al final del recorrido de descenso del tablero cuando las ruedas (7) descansan en los topes (11), las gomas (9) se aproximan al marco de cierre (10) sin desplazamiento diferencial, rozamientos, ni desgastes, lográndose eficazmente el cierre estanco.

No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan en sus diferentes aplicaciones, los materiales empleados, dimensiones, diseños y/o sistema de accionamiento, serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento. Los términos en los que se ha descrito la memoria han de entenderse en sentido amplio y no limitativo.

Claims (1)

REIVINDICACIONES

1. Mecanismo para el cierre estanco de compuertas murales basado en un sistema de bielas por acción de un cilindro, husillo o similar, caracterizado porque su vástago o brazo elevador (5) del tablero de compuerta (3), está conectado al extremo de un brazo acodado (4) en el que a su vez está articulada una pareja de bielas paralelas (1) cuyos extremos opuestos están soldados a la compuerta (3) a través de sendos ejes horizontales excéntricos (2) que atraviesan horizontal y paralelamente al tablero de compuerta (3), formándose un paralelogramo articulado, y teniendo dichos ejes (2), en sus extremos situados fuera de la compuerta (3), respectivas muñequillas (6) en las que se encuentran caladas sendas ruedas (7) que pueden rodar a cada lado de la compuerta entre las alas de una pareja de perfiles verticales (8) en "U” que definen la guía de rodadura; en orden a que con el descenso vertical del tablero de compuerta (3), el mismo se mantiene separado del marco de cierre (10) en tanto que al finalizar el recorrido y llegando a un tope limitador (11), se produzca el desplazamiento angular de las bielas (1) y el avance paralelo del tablero de compuerta (3) para efectuar el cierre estanco contra el marco de cierre (10), como consecuencia de variar la posición de los ejes horizontales excéntricos (2) en su movimiento respecto al centro definido por las muñequillas (6).