ES2968427T3

ES2968427T3 - Cartucho de válvula controlable electrónicamente y conjunto de válvula mezcladora

Info

Publication number: ES2968427T3
Application number: ES18844169T
Authority: ES
Inventors: Peter James Jeromson; Bradley James Houghton
Original assignee: Unova Ltd
Current assignee: Unova Ltd
Priority date: 2017-08-08
Filing date: 2018-08-08
Publication date: 2024-05-09
Anticipated expiration: 2038-08-08
Also published as: US20200218294A1; CA3070788C; WO2019031971A1; CN117231776A; SG11202000623TA; CA3216033A1; EP3665410A4; US11650607B2; US20230221739A1; EP3665410A1; AU2024204584A1; JP7284517B2; AU2018312822A1; JP2020530089A; EP4231113A1; AU2018312822B2; JP2023109857A; CN111133238B; NZ761080A; EP3665410B1

Abstract

Dos problemas con las válvulas mezcladoras controladas electrónicamente para uso doméstico existentes son su tamaño y la dificultad para acceder a ellas y repararlas. Su tamaño significa que a menudo quedan ocultos detrás de los revestimientos de las paredes y, debido a la forma en que están conectados a las tuberías de una casa, es difícil acceder a ellos y retirarlos para repararlos o reemplazarlos. La solución propuesta en la presente invención es un cartucho de válvula mezcladora compacto y reemplazable que se puede acoplar a un accesorio fijo que está conectado permanentemente a las tuberías de una casa. El tamaño compacto permite colocar el cartucho detrás del tipo de placas frontales extraíbles que a menudo se instalan sobre válvulas mezcladoras operadas manualmente. Los actuadores de válvula simplificados y una configuración compacta de detección de temperatura y mezcla han facilitado el tamaño compacto. Es fácil acceder al cartucho de la válvula, desatornillarlo y retirarlo, sin necesidad de realizar extensos trabajos de plomería. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Cartucho de válvula controlable electrónicamente y conjunto de válvula mezcladora

SECTOR DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a válvulas mezcladoras controlables electrónicamente y, en particular, pero no exclusivamente, a una válvula mezcladora controlable electrónicamente adecuada para fines sanitarios.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Desde hace varios años, los distintos fabricantes de válvulas y otros innovadores han estado desarrollando válvulas controlables electrónicamente de uno u otro tipo para su uso como válvulas mezcladoras sanitarias. Estas válvulas se utilizan para suministrar agua caliente a una temperatura uniforme a un cabezal de ducha o un grifo, por ejemplo.

Las válvulas suelen estar dentro de una carcasa que contiene el sistema de control electrónico, los actuadores y el elemento de detección de la temperatura, etc. Las carcasas también tienen entradas de agua caliente y fría separadas y una salida de agua mezclada.

El paquete de válvulas mezcladoras suele controlarse desde un panel de control remoto y suministra agua controlada por termostato a un cabezal de ducha o un grifo.

En ocasiones, estos dispositivos pueden ser bastante grandes, por lo que suelen instalarse en la cavidad de una pared, un armario, el desván o el techo de una vivienda. El tamaño habitual de los dispositivos disponibles actualmente es de 250 x 200 x 70 mm. Los dispositivos suelen ser bastante caros y algunos de ellos presentan importantes problemas de fiabilidad. Los dispositivos se conectan directamente a la fontanería de la vivienda, y las conexiones suelen requerir el montaje de conexiones roscadas estancas.

La ubicación confinada de los dispositivos, junto con la necesidad de romper una serie de conexiones de fontanería estancas al agua, por ejemplo, las uniones roscadas y selladas, para facilitar la retirada, a menudo da lugar a que los dispositivos sean difíciles y caros de reemplazar. O, alternativamente, si se colocan en una zona de fácil acceso, por ejemplo, en un armario o altillo, pueden estar a cierta distancia de la ducha, lo que provoca un mayor retraso entre el ajuste de una temperatura deseada y la recepción de agua a esa temperatura en el cabezal de la ducha.

Los problemas de fiabilidad, el coste de sustitución, las dificultades de acceso a los dispositivos, junto con la dificultad para retirarlos y sustituirlos, han provocado un lento ritmo de aceptación o compra de estos productos por parte de los consumidores.

El documento WO2016/118528 describe un accesorio de fontanería con capacidad de mezcla y que puede controlarse electrónicamente. Sin embargo, la tecnología descrita no incluye la supervisión de la temperatura ni un sistema de control, y la unidad debe conectarse a las tuberías de un sistema de fontanería y conectarse por separado a un sistema de control electrónico. Estos factores dificultan y encarecen la instalación inicial, la reparación o la sustitución.

El documento US2013/340162 describe un conjunto de válvula mezcladora que forma parte de un sistema mezclador controlado electrónicamente. Y aunque los documentos de patente señalan que podría añadirse un sistema de detección de la temperatura al conjunto de la válvula, no muestra cómo podría lograrse, ni menciona cómo podría obtenerse una medición fiable de la temperatura tan cerca de la confluencia de los flujos caliente y frío. Además, el sistema de control está alejado del conjunto de la válvula, lo que crea una compleja disposición de entradas de control, cableado externo y juntas de fontanería. En caso de mantenimiento, se necesitaría un especialista para identificar la zona problemática y efectuar las reparaciones o sustituciones necesarias.

El documento GB2488755 describe más bien un conjunto de válvula mezcladora electrónica de estilo industrial. El conjunto no es compacto y el controlador está situado lejos de la válvula. La unidad está conectada a las tuberías de suministro y salida. No se puede acceder, reparar o sustituir un sistema de este tipo sin acceder primero a los componentes y, a continuación, contratar los servicios de un ingeniero de sistemas de control y un fontanero para identificar cualquier problema y realizar cualquier cambio.

Lo que se necesita es una configuración de válvula mezcladora controlable electrónicamente que sea más pequeña y que pueda instalarse más fácilmente, y más sencilla de reparar o sustituir si surgen problemas. Un tamaño más pequeño permitiría colocar la válvula mezcladora en un lugar más conveniente, más cerca del cabezal de la ducha, por ejemplo, o debajo de la placa de cubierta de una unidad de interfaz. También sería útil que la válvula mezcladora controlable electrónicamente fuera más sencilla y fiable y tuviera un menor coste de fabricación.

En esta memoria descriptiva, a menos que se indique expresamente lo contrario, cuando se hace referencia o se analiza un documento, acto o elemento de conocimiento, esta referencia o análisis no es una admisión de que el documento, acto o elemento de conocimiento o cualquier combinación de los mismos estaba en la fecha de prioridad, disponible públicamente, conocido por el público, parte del conocimiento general común; o conocido por ser relevante para un intento de resolver cualquier problema al que se refiera esta especificación.

OBJETIVO

Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es dar a conocer una válvula o cartucho de válvula controlable electrónicamente, o partes de la misma, que al menos permita superar uno o más de los problemas mencionados anteriormente, o al menos proporcione al público una opción útil.

PANTEAMIENTOS DE LA INVENCIÓN

En consecuencia, en un primer aspecto, la invención puede decirse en general que comprende un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente, tal como se define en las reivindicaciones anexas al presente documento. Preferentemente, una dirección de flujo de un fluido a través de las entradas de fluido y a través de la salida o cada salida de fluido es una dirección de flujo que está sustancialmente alineada con una dirección de movimiento del elemento o de cada elemento de válvula móvil.

Preferentemente, el actuador o cada actuador es un actuador accionado eléctricamente.

Preferentemente, la conexión sellada entre cada entrada de fluido y cada salida de fluido del cartucho de válvula y las salidas de fluido y entradas de fluido complementarias del accesorio de válvula fijable incluye una junta elastomérica que proporciona una junta estanca al fluido entre una superficie del cartucho de válvula y una superficie del accesorio de válvula fijable.

Preferentemente, el cartucho de válvula tiene forma de cartucho de válvula reemplazable.

Preferentemente, el cartucho de válvula está configurado para permitir que un sistema de fijación mecánica sujete firmemente el cartucho de válvula al accesorio de válvula fijable.

Preferentemente, el sistema de fijación mecánica incluye un sistema de fijación tipo bayoneta, o uno o más elementos de fijación mecánicos, por ejemplo, tornillos de máquina.

Preferentemente, el elemento de válvula móvil o cada uno de ellos es un elemento de válvula cerámico.

Preferentemente, el cartucho de válvula incluye asientos de válvula cerámicos configurados para acoplarse con los elementos de válvula móviles cerámicos.

Preferentemente el actuador accionado eléctricamente o cada uno de ellos incluye un motor eléctrico.

Preferentemente, el actuador accionado eléctricamente o cada uno de ellos incluye un actuador lineal.

Preferentemente, el actuador lineal o cada uno de ellos incluye un conjunto de husillo.

Preferentemente una dirección de flujo de un fluido a través de las entradas de fluido y a través de la salida o cada salida de fluido es una dirección de flujo que está sustancialmente alineada con una dirección de operación del actuador lineal o cada uno de ellos.

Preferentemente, el sistema de control electrónico está adaptado para recibir entradas de un dispositivo de entrada local o remoto o de una interfaz de usuario a través de señales electromagnéticas, por ejemplo, mediante Wifi, Bluetooth o transferencia inductiva de datos.

Opcionalmente, el sistema de control electrónico está adaptado para recibir entradas mecánicas de un dispositivo de entrada local o de una interfaz de usuario que tenga una perilla, una palanca accionada manualmente o un dispositivo similar de control manual.

Opcionalmente, el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente incluye una interfaz de usuario.

Preferentemente, el sistema de control electrónico es un sistema de control de bucle cerrado.

Preferentemente el sensor de temperatura o cada uno de ellos está situado dentro de la salida o cada salida de fluido del cartucho de válvula.

Preferentemente, el conducto o los conductos que conducen a la salida o cada salida de fluido del cartucho de válvula están configurados para inducir remolinos en el fluido que fluye a través de la salida o cada salida de fluido.

Preferentemente, el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente incluye una cámara de mezcla de fluidos.

Preferentemente, la cámara de mezcla de fluidos está situada dentro de un módulo de mezcla de fluidos adaptado para;

□ recibir un flujo de fluido de dos o más fuentes separadas,

□ combinar los flujos de fluido, y

□ mezclar activamente los flujos de fluidos cuando se encuentran.

Preferentemente, el módulo de mezcla de fluidos mezcla activamente los flujos de fluidos agitando los flujos de fluidos en la zona en la que se encuentran los flujos de fluidos.

Preferentemente, el módulo de mezcla de fluidos incluye una cámara de mezcla en la que se encuentran los flujos de fluidos, teniendo la cámara de mezcla un primer diámetro en una zona en la que los flujos de fluidos entrantes entran en la cámara de mezcla, y teniendo la cámara de mezcla un segundo diámetro más pequeño en el que los fluidos mezclados salen de la cámara de mezcla.

Preferentemente, la cámara de mezcla incluye una sección de embudo redondeada en la transición entre el primer y el segundo diámetro.

Preferentemente, el módulo de mezcla de fluidos está configurado para mezclar dos flujos de fluidos y cada uno de los dos flujos de fluidos entra en la cámara de mezcla por lados opuestos de la cámara de mezcla.

Preferentemente, el módulo de mezcla de fluidos está configurado de tal manera que los flujos de fluidos entran cada uno en la cámara de mezcla sustancialmente en una dirección tangencial al perímetro de la parte de la cámara de mezcla definida por el primer diámetro.

Preferentemente las trayectorias de flujo en el módulo de mezcla fluido para los fluidos que entran la cámara de mezcla se estrechan a medida que las trayectorias de flujo se acercan a la cámara de mezcla.

Preferentemente, el módulo de mezcla de fluidos está configurado para alojar al menos un sensor de temperatura. Preferentemente, el módulo de mezcla de fluidos aloja al menos un sensor de temperatura dentro de una sección de salida del módulo por la que sale el fluido mezclado.

Preferentemente, el al menos un sensor de temperatura alojado por el módulo de mezcla de fluidos está situado para detectar la temperatura del fluido a medida que el fluido sale del módulo de mezcla.

Opcionalmente, el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente incluye uno o más sensores de caudal. Preferentemente, el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente incluye medios para almacenar energía eléctrica, por ejemplo, condensadores o disposiciones para una o más baterías.

Opcionalmente, el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente incluye un generador de turbina configurado para generar energía eléctrica cuando el fluido fluye a través del cartucho de válvula.

Opcionalmente, el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente incluye una válvula de cierre de emergencia, por ejemplo, una válvula de cierre o desvío accionada por un tubo de cera, configurada para evitar que el fluido salga del cartucho de válvula por encima de una temperatura seleccionada.

Preferentemente, el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente está configurado de tal manera que cada entrada de fluido y cada salida de fluido del cartucho de válvula están situadas en una única cara de acoplamiento y están configuradas para acoplarse con salidas de fluido y entradas de fluido en una única cara de acoplamiento de un accesorio de válvula fijable.

Opcionalmente, el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente está configurado de tal manera que las entradas de fluido del cartucho de válvula están situadas en una primera cara de acoplamiento del cartucho de válvula y la salida o cada salida de fluido del cartucho de válvula está situada en una segunda cara de acoplamiento del cartucho de válvula, y el cartucho de válvula está configurado para acoplarse con salidas de fluido y entradas de fluido situadas en dos caras separadas de un zócalo o cavidad de un accesorio de válvula fijable.

Opcionalmente, el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente está configurado de tal manera que una primera entrada de fluido del cartucho de válvula está situada en un primer lado del cartucho de válvula y una segunda entrada de fluido está situada en un segundo lado opuesto del cartucho de válvula y la salida o cada salida de fluido del cartucho de válvula está situada en una ubicación entre el primer lado y el segundo lado del cartucho de válvula, y el cartucho de válvula está configurado para asentarse dentro de una carcasa de accesorio de válvula fijable que tiene una primera salida de fluido en un primer extremo de la carcasa y una segunda salida de fluido en un segundo extremo opuesto de la carcasa y una entrada de fluido situada en una ubicación entre el primer extremo y el segundo extremo de la carcasa de accesorio de válvula fijable.

Preferentemente, el accesorio de válvula fijable se puede conectar de forma permanente a las tuberías de una instalación de fontanería, por ejemplo, mediante conexiones de tuberías roscadas o pegadas.

Opcionalmente, el accesorio de válvula fijable comprende una carcasa configurada para alojar el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente.

En un segundo aspecto, puede decirse en general que la invención consiste en un conjunto de válvula mezcladora controlable electrónicamente tal como se define en las reivindicaciones anexas al presente documento.

DESCRIPCIÓN

Otros aspectos de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción que se ofrece únicamente a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

FIGURA 1

es una vista en perspectiva de un primer ejemplo de un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente según la presente invención,

FIGURA 2

es una vista en perspectiva, con las piezas desmontadas, del primer ejemplo de un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente,

FIGURA 3

es una vista en perspectiva de un conjunto de módulo de válvula del primer ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente,

FIGURA 4

es una vista en perspectiva, con las piezas desmontadas, del conjunto de módulo de válvula,

FIGURA 5

es una vista en sección transversal del conjunto de módulo de válvula,

FIGURA 6

es una vista en perspectiva de un primer conjunto de válvula mezcladora que incorpora el primer ejemplo de un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente,

FIGURA 7

es una vista en perspectiva que muestra un segundo ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente,

FIGURA 8

es una vista en perspectiva, con las piezas desmontadas, del segundo ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente,

FIGURA 9

es una vista en perspectiva de un segundo conjunto de válvula mezcladora que incorpora el segundo ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente,

FIGURA 10

es una vista en perspectiva de un módulo de mezcla de fluidos del segundo ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente,

FIGURA 11

es una vista en planta del módulo de mezcla de fluidos,

FIGURA 12

es una vista en perspectiva que muestra un tercer ejemplo de un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente,

FIGURA 13

es una vista en perspectiva, con las piezas desmontadas, del tercer ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente,

FIGURA 14

es una vista en perspectiva de un tercer conjunto de válvula mezcladora que incorpora el tercer ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente,

FIGURA 15

es una vista en perspectiva, con las piezas desmontadas, del tercer conjunto de válvula mezcladora,FIGURA 16

es una vista en perspectiva de un cuarto conjunto de válvula mezcladora,

FIGURA 17

es una vista en perspectiva, con las piezas desmontadas, del cuarto conjunto de válvula mezcladora,FIGURA 18

es una vista en perspectiva de un quinto ejemplo de conjunto de válvula mezcladora,

FIGURA 19

es una vista en perspectiva, con las piezas desmontadas, del quinto ejemplo de conjunto de válvula mezcladora,FIGURA 20

es una vista en alzado posterior del quinto ejemplo de un conjunto de válvula mezcladora en la que se definen las vistas en sección transversal AA y BB,

FIGURA 21

es una vista en sección transversal AA del quinto ejemplo de conjunto de válvula mezcladora,

FIGURA 22

es una vista en sección transversal BB del quinto ejemplo de un conjunto de válvula mezcladora,FIGURA 23

es una vista en perspectiva frontal de un módulo de mezcla y detección del quinto ejemplo de un conjunto de válvula mezcladora,

FIGURA 24

es una vista en perspectiva trasera del módulo de mezcla y detección del quinto ejemplo de un conjunto de válvula mezcladora,

FIGURA 25

es una vista en perspectiva, con las piezas desmontadas, del módulo de mezcla y detección del quinto ejemplo de conjunto de válvula mezcladora,

FIGURA 26

es una vista en perspectiva de un elemento de caja alternativo para una carcasa de válvula del quinto ejemplo de un conjunto de válvula mezcladora

FIGURA 27

es una vista en perspectiva, con las piezas desmontadas, de una configuración alternativa de un elemento de válvula, y

FIGURA 28

es una vista frontal de la configuración alternativa del elemento de la válvula.

Con referencia a lasFiguras 1a15y18a26,a continuación se describirán cuatro ejemplos de un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente extraíble según la presente invención. LasFiguras 16y17se refieren a un conjunto de válvula mezcladora con características similares a los cartuchos de válvula mezcladora controlables electrónicamente pero sin la característica de un cartucho extraíble. LasFiguras 27y28muestran una configuración alternativa de elemento de válvula para una válvula mezcladora que es más compacta y utiliza sólo un actuador.

En cada uno de los tres primeros ejemplos, y en el quinto ejemplo, los cartuchos de válvula mezcladora electrónicamente controlable han sido diseñados como unidades reemplazables o extraíbles, configuradas para el acoplamiento con, o para usar en, conjuntos de válvulas mezcladoras, por ejemplo, en conjuntos de válvulas mezcladoras para uso en suministrar fluidos, por ejemplo. agua, en una temperatura deseada y segura a un cabezal de ducha, un lavabo de mano, un proceso industrial, etc.

Los conjuntos de válvula mezcladora normalmente incluirán un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente reemplazable que está configurado para acoplarse con un accesorio de válvula fijable complementario. El accesorio de válvula fijable será normalmente un accesorio o carcasa que se instala de forma permanente o semipermanente en la instalación de fontanería de una propiedad o edificio residencial, comercial o industrial.

Tanto el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente como el accesorio de válvula fijable están configurados para acoplarse entre sí y formar juntas estancas a los fluidos en la interfaz entre el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente y el accesorio de válvula fijable. Las características de acoplamiento de los cartuchos de válvula están configuradas para acoplarse con características de acoplamiento complementarias de los accesorios de válvula fijables. Si bien las características operativas de los tres ejemplos de cartuchos descritos en el presente documento son en gran medida las mismas, es la forma en que los cartuchos se acoplan con sus respectivos accesorios de válvula fijables la que constituye la principal diferencia en cada caso.

Por ejemplo, algunos de los cartuchos están configurados para acoplarse o formar una junta estanca a los fluidos con sólo una superficie de un accesorio de válvula fijable. Otro cartucho tiene una sección de lengüeta que está configurada para acoplarse con un zócalo complementario de un accesorio de válvula fijable y la lengüeta forma una junta estanca a los fluidos con dos superficies internas del zócalo del accesorio de válvula fijable. En otro ejemplo más, el accesorio de válvula fijable incluye una carcasa configurada para alojar completamente el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente, y las juntas estancas a los fluidos se forman en tres caras del cartucho.

Los cartuchos de válvula mezcladora controlable electrónicamente se han diseñado para proporcionar un procedimiento simplificado de reparación de una válvula controlable electrónicamente que funcione mal. En lugar de tener que sustituir todo un conjunto de válvula controlable electrónicamente, para lo que normalmente se requiere un fontanero cualificado, los cartuchos de válvula mezcladora controlable electrónicamente se han diseñado para permitir que un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente que funcione mal pueda simplemente retirarse o extraerse de un accesorio de válvula fijable, y que a continuación pueda instalarse un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente de sustitución en el accesorio de válvula fijable ahora vacío. El objetivo es dar a conocer un cartucho que pueda sustituirse de forma sencilla y rápida, e idealmente sin necesidad de que un fontanero cualificado lleve a cabo la reparación.

Con referencia a lasFiguras 1a6, se describirá a continuación un primer ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (11). El primer ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (11) tiene dos entradas de fluido (13) y una salida de fluido (15) y un sensor de temperatura (17). El cartucho (11) también tiene dos elementos de válvula móviles (19) y un actuador (21) configurado para mover cada elemento de válvula móvil (19). En este ejemplo, los actuadores (21) son actuadores accionados eléctricamente.

El cartucho (11) también incluye un sistema de control electrónico integral (23) en forma de placa de circuito impreso. El sistema de control electrónico (23) está adaptado para recibir entradas o realimentación del sensor de temperatura (17) y entradas de un dispositivo de entrada (no mostrado), para controlar el funcionamiento de los actuadores (21). El dispositivo de entrada puede ser un panel de control remoto, por ejemplo, un panel con uno o más pulsadores, una pantalla táctil o un panel de entrada del tipo perilla de control (24), idealmente situado a la altura de los ojos en un módulo de ducha.

Como se ha indicado anteriormente, una característica del cartucho (11) es que se ha configurado para acoplarse con un accesorio de válvula fijable complementario (25) para formar un primer conjunto de válvula mezcladora (26). El cartucho de válvula (11) tiene la forma de un cartucho de válvula reemplazable.

El accesorio de válvula fijable (25) puede fijarse a un elemento de soporte, por ejemplo, puede fijarse a las vigas de armazón de un edificio. El accesorio de válvula fijable (25) puede conectarse de forma permanente, o al menos semipermanente, a las tuberías de una instalación de fontanería del edificio. El accesorio de válvula fijable (25) puede conectarse mediante conexiones de tuberías roscadas o pegadas, por ejemplo.

El accesorio de válvula fijable (25) tiene dos salidas de fluido complementarias (27) y una entrada de fluido (29). El acoplamiento entre el cartucho (11) y el accesorio de válvula fijable (25) puede establecer una conexión sellada y estanca a los fluidos entre las entradas de fluido (13) y la salida de fluido (15) del cartucho (11) y las salidas de fluido complementarias (27) y la entrada de fluido (29) del accesorio de válvula fijable (25).

La conexión sellada entre cada entrada de fluido (13) y la salida de fluido (15) del cartucho de válvula (11) y las salidas de fluido complementarias (27) y la entrada de fluido (29) del accesorio de válvula fijable (25) incluye una junta elastomérica (31), por ejemplo, una junta tórica de caucho EPDM (monómero de etileno propileno dieno) (no mostrada). Cada junta elastomérica (31) proporciona una junta estanca al fluido en la interfaz entre una superficie de acoplamiento del cartucho (33) en el cartucho de válvula (11) y una superficie de acoplamiento fija (35) en el accesorio de válvula fijable (25). Las entradas de fluido (13) y la salida de fluido (15) del cartucho de válvula (11) están situadas en la superficie de acoplamiento del cartucho (33) del cartucho y se acoplan con las salidas de fluido (27) y la entrada de fluido (29) que están situadas en la superficie de acoplamiento fija (35) del accesorio de válvula fijable (25).

Los elementos de válvula móviles (19) son elementos de válvula cerámicos y cada uno de ellos se acopla con asientos de válvula cerámicos fijos (37). Cada uno de los elementos de válvula móviles (19) tiene un paso puente en forma de "C" (36) que atraviesa y conecta dos orificios en el asiento de válvula de acoplamiento (37) cuando los elementos de válvula móviles (19) están en una posición totalmente abierta. El paso puente en forma de "C" (36) no conecta los dos orificios en el asiento de la válvula de acoplamiento (37) cuando los elementos de válvula móviles (19) están en una posición completamente cerrada. Los elementos de válvula móviles (19) proporcionan control sobre el caudal cuando se encuentran en posiciones intermedias entre totalmente abierta y totalmente cerrada.

En lasFiguras 4y5se puede observar que cada elemento de válvula móvil (19) está encajado entre su asiento de válvula fijo asociado (37) y una placa superior cerámica fija (38). Cada 'sándwich' de válvula comprende una placa superior (38), un elemento de válvula móvil (19) en el medio y un asiento de válvula (37), y este sándwich de válvula se mantiene firmemente unido entre un cuerpo de la carcasa de la válvula (39) y una base de la carcasa de la válvula (40). Durante la fabricación, el cuerpo de la carcasa de la válvula (39) y la base de la carcasa de la válvula (40) se sujetan entre sí para formar una carga de compresión deseada en el sándwich de válvula y, a continuación, la base de la carcasa de la válvula (40) se fija permanentemente al cuerpo de la carcasa de la válvula (39) utilizando un procedimiento de fijación adecuado, por ejemplo, soldadura o unión.

Los actuadores eléctricos (21) incluyen cada uno un motor eléctrico (42) y un husillo o gato de husillo (44). Cada husillo (44) comprende un eje de transmisión roscado (46) que es accionado por su motor eléctrico asociado (42) y una tuerca o casquillo de transmisión roscado complementario (47). Cada tornillo de avance (44) es idealmente una parte del motor eléctrico (42), siendo los tornillos de avance (44) una parte de, o una extensión de, el eje principal de los motores eléctricos (42).

Cada casquillo accionado (47) está conectado a uno de los elementos de válvula móviles (19) y es capaz de moverse en una dirección lineal para mover su elemento de válvula móvil (19) asociado, pero se impide su rotación mediante su conexión a su elemento de válvula móvil (19) asociado. La conexión entre cada casquillo accionado (47) y su elemento de válvula móvil (19) asociada con una llave cuadrada o rectangular (58) en el extremo de cada casquillo accionado (47) que está dimensionado para caber dentro de un zócalo cuadrado o rectangular complementario (59) en cada elemento de válvula móvil (19).

Los componentes mostrados en laFigura 4, incluyendo las placas superiores (38), los elementos de válvula móviles (19), los asientos de la válvula (37), los actuadores eléctricos (21), el cuerpo de la carcasa de la válvula (39) y las bases de la carcasa de la válvula (40), cuando se ensamblan juntos forman un conjunto de módulo de válvula (49) como se muestra en laFigura 3. El conjunto de módulo de válvula (49) se fija a un cuerpo de cartucho (41) del cartucho (11) mediante seis tornillos de máquina (50), tal como se muestra en laFigura 2. Se establece una conexión estanca al fluido entre el cuerpo del cartucho (41) y el conjunto del módulo de válvula (49) mediante cuatro anillos de sellado (51) que están configurados para extenderse entre una superficie superior del cuerpo del cartucho (41) y una superficie inferior de los asientos de válvula (37).

Como se ha indicado anteriormente, el sistema de control electrónico (23) está adaptado para recibir entradas de un dispositivo de entrada local o remoto o de una interfaz de usuario. El sistema de control electrónico (23) puede recibir las entradas a través de señales electromagnéticas, por ejemplo, mediante Wifi, Bluetooth o transferencia inductiva de datos.

El sensor de temperatura (17) está situado dentro de la salida de fluido (15) del cartucho de válvula (11) y proporciona datos de temperatura que facilitan un sistema de control electrónico de bucle cerrado, y permite al cartucho controlar la temperatura de un fluido que sale del cartucho dentro de un intervalo de temperatura deseado.

Dos conductos intermedios (61) que conducen a la salida de fluido (15) están configurados para inducir remolinos en el fluido que fluye a través de la salida de fluido (15). Esta acción de remolino se considera importante ya que acelera la mezcla de los fluidos, por ejemplo, la mezcla de flujos de agua caliente y fría, y esto permite obtener una medición suficientemente precisa de la temperatura del fluido mezclado antes de que el fluido abandone el cartucho (11).

Para facilitar esta acción de mezcla, el cartucho (11) incluye una cámara de mezcla de fluidos (63), y la cámara de mezcla de fluidos (63) está situada dentro de un módulo de mezcla de fluidos (65) del cartucho (11). Los principios del módulo de mezcla de fluidos (65) se explicarán con mayor detalle en la descripción del segundo ejemplo que figura a continuación.

El cartucho de válvula (11) está configurado para permitir que un sistema de fijación mecánica sujete firmemente el cartucho de válvula (11) al accesorio de válvula fijable (25). En este ejemplo, se utiliza una carcasa exterior (53) para sujetar el cartucho de válvula (11) al accesorio de válvula fijable (25). Una rosca interna en la carcasa exterior (53) encaja con una rosca externa (54) en el elemento de válvula fijo (25), y a medida que la carcasa exterior (53) se enrolla en la rosca externa (54), un resalte interno (no mostrado) en la carcasa exterior (53) se apoya contra un resalte externo (55) en el cartucho (11). De este modo, la carcasa exterior (53) se utiliza para empujar la superficie de acoplamiento del cartucho (33) hacia la superficie de acoplamiento fija (35) del elemento de válvula fijo (25) comprimiendo las juntas tóricas que evitan fugas de las conexiones de fluido.

En este primer ejemplo, el dispositivo de entrada es una perilla de control giratoria (24) instalada en un extremo libre de la carcasa exterior (53). Las entradas manuales de la perilla de control giratoria (24) se traducen en señales electrónicas que se comunican a la placa de circuito impreso (23) del sistema de control electrónico integral del cartucho (11), por ejemplo, mediante contactos eléctricos, transferencia inductiva de datos, WiFi, etc.

La placa de circuito impreso (23) está situada dentro de una ranura (67) en un cuerpo principal (69) y una tapa (71) encierra la placa de circuito impreso (23) y los motores eléctricos (42) para proteger estos elementos.

El cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (11) se alimenta idealmente desde una conexión a una red eléctrica. La conexión puede ser por cable a través de una clavija de conexión, o la conexión eléctrica puede lograrse mediante transferencia inductiva de energía o medios alternativos sin contacto. El cartucho (11) también puede incluir medios para almacenar energía eléctrica, por ejemplo, condensadores o disposiciones para una o más baterías. La capacidad de almacenar energía eléctrica tiene la ventaja de que el cartucho (11) puede configurarse para cortar el flujo de agua a una ducha, por ejemplo, en caso de fallo de la red eléctrica. Esta característica de seguridad puede minimizar la posibilidad de que una persona se queme debido a la pérdida de control del cartucho (11).

El mismo estilo de fuente de alimentación y de almacenamiento o respaldo eléctrico puede utilizarse en cada uno de los cartuchos de válvula o conjuntos de válvulas descritos en el presente documento.

El ejemplo de un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (11) está configurado para tener un perfil relativamente pequeño cuando se mira en la dirección en la que se acopla al accesorio de fontanería fijo, o elemento de válvula fijable (25). Una de las características que permite lograr este perfil relativamente pequeño es la característica en la que una dirección de flujo de un fluido a través de las entradas de fluido (13) y a través de la salida de fluido (15) es una dirección de flujo que está sustancialmente alineada con un eje de rotación de los motores eléctricos (42). La dirección del flujo a través de los orificios de entrada (13) y a través del orificio de salida (15) también está alineada con la dirección de funcionamiento de los actuadores lineales o husillos (44) y con una dirección de movimiento de los elementos de válvula móviles (19).

El perfil relativamente pequeño permite que el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (11) pueda instalarse a través de una abertura relativamente pequeña en una pared. Lo ideal es que el cartucho de válvula (11) pueda pasar por una abertura de menos de ciento sesenta milímetros de diámetro, y algunos de los cartuchos de válvula que se han probado y ensayado hasta la fecha pueden pasar por una abertura de menos de ciento veinte milímetros de diámetro. Un tamaño tan pequeño permite cubrir fácilmente el cartucho de válvula (11) con una placa frontal o utilizando la perilla de control manual (24), o con un panel de control electrónico u otra interfaz de usuario.

Con referencia a lasFiguras 7a11, se describirá a continuación un segundo ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (81). El segundo ejemplo de un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (81) es similar al primer ejemplo de un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (11), excepto por lo que se describirá a continuación.

Una diferencia significativa entre el primer ejemplo y este segundo ejemplo es que este segundo ejemplo se acopla con conexiones de fluido en dos caras de un segundo accesorio de válvula fijable (83). Las entradas de fluido (85) del cartucho de válvula están situadas en una primera cara de acoplamiento (87) del cartucho de válvula (81), y una salida de fluido (89) del cartucho de válvula (81) está situada en una segunda cara de acoplamiento (91). El cartucho de válvula (81) está configurado para acoplarse con salidas de fluido (93) y entradas de fluido (95) situadas en dos caras separadas o diferentes de un zócalo o cavidad (97) del accesorio de válvula fijable (83). La primera y segunda caras de acoplamiento (87) y (91) están situadas en una sección de lengüeta (99) del cartucho (81), y la sección de lengüeta (99) está configurada para encajar dentro de, y es complementaria a, el zócalo (97).

En este ejemplo, la sección de lengüeta (99) del cartucho de válvula (81) se sujeta firmemente dentro del zócalo (97) del accesorio de válvula fijable (83) mediante un único tornillo de máquina (101). El tornillo de máquina (101) encaja con un saliente roscado (103) en el accesorio de válvula fijable (83).

Un conjunto de módulo de válvula (105) de este segundo ejemplo de cartucho de válvula (81) tiene los mismos componentes básicos que el conjunto de módulo de válvula (49) utilizado en el primer ejemplo, pero hay pequeñas diferencias en los componentes. Estas diferencias se refieren principalmente al hecho de que en este ejemplo el fluido pasa de un lado del conjunto de módulo de válvula (105) y sale por un lado opuesto.

El módulo de válvula (105) incluye dos placas superiores (107), dos elementos de válvula móviles (109), dos asientos de válvula (111), dos actuadores eléctricos (113), un cuerpo de la carcasa de la válvula (115) y una base de la carcasa de la válvula (117). Tanto el cuerpo de la carcasa de la válvula (115) como la base de la carcasa de la válvula (117) tienen dos orificios de fluido. El cuerpo de la carcasa de la válvula (115) contiene los dos orificios de entrada de fluido (85) y la base de la carcasa de la válvula (117) tiene dos orificios de salida (119). Los dos orificios de salida (119) se comunican con los conductos de un módulo de mezcla de fluidos (121) que se explicará más adelante.

Las placas superiores (107), los elementos de válvula móviles (109) y los asientos de la válvula (111) incluyen cada uno un paso pasante. Cuando el paso pasante de uno de los elementos de válvula móviles (109) se alinea parcial o totalmente con los pasos pasantes de su placa superior asociada (107) y el asiento de válvula (111), el fluido fluirá a través de ese elemento de válvula móvil (109). Cada elemento de válvula móvil (109) es movido en una dirección lineal por su actuador (113) relativo a su asiento de válvula asociado (111), y se puede mover a una ubicación donde se para el flujo del fluido, o a una gama de ubicaciones para alcanzar un caudal de fluido deseado.

Este segundo ejemplo de cartucho (81) incluye un módulo de mezcla de fluidos (121) que funciona de manera similar al módulo de mezcla de fluidos (65) del primer ejemplo anterior. El módulo de mezcla de fluido (121) tiene dos conductos intermedios (123) que conducen fluido cada uno a una cámara de mezcla de fluido integral (125). La cámara de mezcla (125) está situada en una zona en la que confluyen los flujos de fluido de cada conducto intermedio (123).

El módulo de mezcla de fluidos (121) está adaptado para recibir un flujo de fluido de dos fuentes separadas y combinar los flujos de fluido, y para mezclar activamente los flujos de fluido a medida que se encuentran. En este caso, el fluido se recibe en cada uno de los conductos intermedios (123) desde los dos orificios de salida (119) respectivamente del módulo de válvula (105). El módulo de mezcla de fluidos (121) mezcla activamente los dos flujos de fluidos mediante la agitación de cada uno de los fluidos dentro de la cámara de mezcla de fluidos (125).

La cámara de mezcla (125) tiene un primer diámetro (126) en una zona donde los flujos de fluidos entrantes entran en la cámara de mezcla (125), y la cámara de mezcla (125) tiene un segundo y menor diámetro (127) donde los fluidos mezclados salen de la cámara de mezcla (125). La cámara de mezcla (125) incluye una sección de embudo redondeada en la transición entre el primer diámetro (126) y el segundo diámetro (127).

Los dos flujos de fluido entran cada uno en la cámara de mezcla (125) por lados opuestos de la cámara de mezcla (125). El módulo de mezcla de fluidos (121), o más específicamente los conductos intermedios (123) están configurados de tal manera que los flujos de fluido entran cada uno en la cámara de mezcla sustancialmente en una dirección que es tangencial al perímetro de la parte de la cámara de mezcla (125) definida por el primer diámetro.

Puede observarse en lasFiguras 10y11que las trayectorias de flujo o los conductos intermedios (123) se estrechan a medida que las trayectorias de flujo se aproximan a la cámara de mezcla (125). Esto acelera los fluidos a medida que entran en la cámara de mezcla (125), lo que ayuda a intensificar la acción de mezcla.

El módulo de mezcla de fluidos (121) incluye un zócalo (128) que está configurado para alojar un sensor de temperatura (129) dentro de la salida de fluido (89) del cartucho de válvula (81). La salida de fluido (28) es esencialmente una sección de salida del módulo de mezcla de fluido (125). El sensor de temperatura (129) está situado para detectar la temperatura del fluido a medida que éste sale del módulo de mezcla de fluidos (121).

El módulo de mezcla de fluido (121) es una parte importante del cartucho de válvula (81), ya que permite mediciones precisas de la temperatura del agua mezclada producida por el módulo de válvula mezcladora (105) y, por lo tanto, permite el control de bucle cerrado dentro del cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (81).

Los componentes eléctricos del cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (81), incluidos los actuadores accionados eléctricamente (113) y una placa de circuito impreso (131), están alojados dentro de una tapa cilíndrica (133). La tapa cilíndrica (133) se coloca en un cuerpo principal (135) del cartucho de válvula (81) y se mantiene en su sitio mediante el tornillo de la máquina (101). Aunque en este ejemplo se utiliza un tapón cilíndrico, se prevé que el tapón (133) pueda tener cualquier forma.

Este segundo ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (81) no incluye un dispositivo de entrada integral. Se puede utilizar un dispositivo de entrada remoto, por ejemplo, un dispositivo remoto con una pantalla táctil o perillas accionadas manualmente para proporcionar la temperatura del agua deseada y esta entrada se transmitirá al cartucho de válvula (81) a través de cableado o un procedimiento sin contacto como WiFi, Bluetooth o transferencia de datos inductiva. También puede incorporarse una pantalla táctil o una perilla manual en el cartucho de la válvula mezcladora controlable electrónicamente (81).

Con referencia a lasFiguras 12a15, se describirá ahora un tercer ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (161). El tercer ejemplo de un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (161) es similar al primer y segundo ejemplos de un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (11) y (81), excepto por lo que se describirá a continuación.

Una diferencia significativa con este tercer ejemplo (161) es que este tercer ejemplo está diseñado para encajar dentro de una carcasa cilíndrica y se acopla con conexiones de fluido en tres caras de un tercer accesorio de válvula fijable (163). Una entrada de fluido (165) del cartucho de válvula (161) está situada en una primera cara de acoplamiento (167) en un lado o extremo del cartucho de válvula (161), una segunda entrada de fluido (165) está situada en una segunda cara de acoplamiento opuesta (169) en un lado o extremo opuesto del cartucho de válvula (161). Y una salida de fluido (171) del cartucho de válvula (161) está situada en una tercera cara de acoplamiento (173) que está situada entre la primera y segunda caras de acoplamiento (167) y (169) y que está orientada en una dirección perpendicular a estas caras.

El cartucho de válvula (161) está configurado para acoplarse con salidas de fluido (175) y una entrada de fluido (177) situadas en tres caras separadas o diferentes de una cavidad (179) dentro de una carcasa central (181) del accesorio de válvula fijable (163). La primera y segunda caras de acoplamiento (167) y (169) están situadas en extremos opuestos de un cuerpo sustancialmente cilíndrico (183) del cartucho (161). Y la tercera cara de acoplamiento (173) está situada en una porción de base plana (185) en un lado del cuerpo cilíndrico (183). El cuerpo cilíndrico (183) está configurado para encajar dentro de la cavidad (179) y es complementario a la misma.

El cartucho de válvula (161) tiene una pantalla de visualización (187) situada en una segunda porción plana (189) del cuerpo cilíndrico (183). La segunda porción plana (189) está situada en un lado opuesto del cuerpo sustancialmente cilíndrico (183) en comparación con la situación de la porción de base plana (185). Una placa de circuito impreso (191) del sistema de control del cartucho de válvula (161) está situada debajo de la pantalla de visualización (187).

El cartucho de válvula (161) está configurado para asentarse dentro de la carcasa central (181) del accesorio de válvula fijable (163). En este ejemplo, el accesorio de válvula fijable (163) está configurado para conectarse a una conexión de tubería de agua caliente y a una conexión de tubería de agua fría en una pared, estando las conexiones normalmente separadas entre sí entre 150 y 250 milímetros. De este modo, el accesorio de válvula fijable (163) puede fijarse al sistema de fontanería de un edificio.

Con referencia a lasFiguras 14y15puede verse que el accesorio de válvula fijable (163) comprende tres partes principales, un primer accesorio de extremo (193) y un segundo accesorio de extremo (195), cada uno de los cuales está instalado en extremos opuestos de la carcasa central (181). El primer accesorio de extremo (193) incluye un accesorio de tubería configurado para conectarse a una de un par de conexiones de tuberías de agua de un edificio, y el segundo accesorio de extremo (195) también incluye un accesorio de tubería configurado para conectarse a la otra del par de conexiones de tuberías de agua.

El primer accesorio de extremo (193) también incluye una de las salidas de fluido (175) del accesorio de válvula fijable (163) que están configuradas para acoplarse y formar una junta estanca al fluido con una entrada de fluido (165) del cartucho (161). El segundo accesorio de extremo (195) está configurado de manera similar para formar una junta estanca a los fluidos con la otra entrada de fluido (165) del cartucho (161). La carcasa central (181) incluye la entrada de fluido (177) del accesorio de válvula fijable (163) y esta entrada de fluido (177) está configurada para acoplarse y formar una junta estanca al fluido con la salida de fluido (171) del cartucho (161). De este modo, la entrada de fluido (177) está situada en una ubicación central entre los dos extremos de la carcasa del accesorio de válvula fijable. La entrada de fluido (177) del accesorio de válvula fijable (163) recibe agua a temperatura controlada del cartucho (177) y se conecta normalmente a un cabezal de ducha.

Este tercer ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (161) tiene un módulo de mezcla de fluido (no mostrado) que funciona de la misma manera que el módulo de mezcla de fluido (125) descrito con referencia al segundo ejemplo de válvula de cartucho (81). El módulo de mezcla de fluido del tercer ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (161) está formado integralmente dentro del cuerpo cilíndrico (183) y se sitúa directamente debajo de los componentes de la válvula.

El módulo de válvula (197) del tercer ejemplo de un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (161) es similar en la mayoría de los aspectos al módulo de válvula del primer ejemplo de un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (11) descrito en el presente documento. La diferencia más notable es que los dos actuadores eléctricos (199) están situados en extremos opuestos del cuerpo cilíndrico (183). De este modo, los dos conjuntos de válvula en sándwich del módulo de válvula (197) son una imagen especular del otro, en comparación con dos conjuntos de válvula idénticos en el módulo de válvula (49).

También debe tenerse en cuenta que el cuerpo cilíndrico (183) también forma el cuerpo de la carcasa de la válvula y la base de la carcasa de la válvula del módulo de válvula (197). Una placa superior del módulo de válvula (201) se fija al cuerpo cilíndrico (183) mediante cuatro tornillos de máquina (203) para mantener unidas las partes fijas y móviles del sándwich de válvula.

Un sensor de temperatura (205) encaja a través de un orificio en el centro de la placa superior del módulo de válvula (201) y se extiende entre los componentes de la válvula hasta la salida de fluido (171) situada en la parte plana de la base (185) del cuerpo cilíndrico (183).

En una construcción alternativa, el tercer accesorio de válvula fijable (163) podría fabricarse como una sola pieza que se conecta a las conexiones de las tuberías de agua caliente y agua fría en una pared. Y el tercer accesorio de válvula fijable (163) podría incluir una superficie de acoplamiento en la que se pudiera instalar una versión modificada del cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (161). El cartucho podría incluir su propia tapa cromada e interfaz de usuario. De este modo, el cartucho podría sustituirse sin tener que desmontar en modo alguno el accesorio de válvula fijable.

Con referencia a lasFiguras 16y17, a continuación se describirá un conjunto de válvula mezcladora (241) según otro aspecto de la presente invención. En este ejemplo, el conjunto de válvula mezcladora (241) no incluye la característica de un cartucho extraíble, sin embargo, el conjunto de válvula mezcladora incluye un conjunto de módulo de válvula (243) que es similar al utilizado en los ejemplos de cartucho extraíble descritos en el presente documento.

El conjunto de válvula mezcladora (241) comprende esencialmente un cuerpo de válvula (245) al que se acopla el conjunto de módulo de válvula (243). El cuerpo de válvula (245) incluye dos orificios de entrada de fluido y un orificio de salida de fluido mezclado. Ninguno de los orificios de entrada o salida de fluido se comunica con el otro excepto a través del conjunto de módulo de válvula (243).

Un primer orificio de entrada de fluido (247) se comunica con un primer orificio de entrada de válvula (249), y de forma similar, un segundo orificio de entrada de fluido (251) se comunica con un segundo orificio de entrada de válvula (253). Y dos orificios de salida de la válvula (255) se comunican con un orificio de salida de fluido (257) del cuerpo de la válvula (245).

El conjunto del módulo de la válvula (243) tiene una base plana que se acopla con una cara mecanizada (261) del cuerpo de la válvula (245). El primer y segundo orificios de entrada de la válvula (249) y (253) y los dos orificios de salida de la válvula (255) están situados en la cara mecanizada (261). Cuando el conjunto del módulo de la válvula (243) se fija al cuerpo de la válvula (245) mediante seis tornillos de máquina (263), se realiza una junta estanca a los fluidos entre cada uno de los orificios (249), (253) y (255), y los orificios correspondientes en la parte inferior del conjunto del módulo de la válvula (243), utilizando cuatro juntas elastoméricas (265).

La construcción y función del conjunto de módulo de válvula (243) es similar al conjunto de módulo de válvula (49) descrito con referencia al primer ejemplo del presente documento. El conjunto de módulo de válvula (243) tiene elementos de válvula móviles (267), asientos de válvula (269), placas superiores de válvula (271), motores eléctricos (273) y conjuntos de husillo con ejes de accionamiento roscados (275) y casquillos accionados roscados (277).

El conjunto de módulo de válvula (243) está unido a un elemento de carcasa semirrectangular (279) y los motores eléctricos (273) y una placa de circuito impreso (281) están alojados dentro de una tapa (283) que se encaja en el elemento de carcasa rectangular (279).

Un sensor de temperatura (285) está instalado en el cuerpo de la válvula (245) y está expuesto a los fluidos que salen por el orificio de salida de fluidos (257). El sensor de temperatura (285) permite controlar la temperatura en bucle cerrado mediante el conjunto de la válvula mezcladora. Los fluidos que fluyen hacia los dos orificios de salida de la válvula (255) son dirigidos para entrar en un paso circular que conduce al orificio de salida de fluido (257) en un ángulo que es tangencial a un círculo que define el paso circular. De este modo, los fluidos que entran en el paso circular se arremolinan, lo que ayuda a garantizar una mezcla rápida de las dos corrientes de fluido o agua. Esta mezcla se produce inmediatamente antes del sensor de temperatura (285).

Como alternativa, el sensor de temperatura (285) podría incluirse dentro del conjunto del módulo de válvula (243), estando instalado dentro de una cámara de mezcla de fluidos como en los ejemplos primero, segundo y tercero aquí descritos.

Las entradas de temperatura se reciben desde un dispositivo de entrada remoto y pueden transmitirse al sistema de control del conjunto de válvula mezcladora (241) utilizando cables o procedimientos inalámbricos como en el caso de los cartuchos descritos en el presente documento.

El conjunto de válvula mezcladora (241) es una disposición compacta capaz de controlar la temperatura en bucle cerrado y se instala fácilmente en las tuberías de fontanería de un edificio, requiriendo sólo tres conexiones de tuberías y una conexión eléctrica y de datos. Su tamaño permite instalarlo fácilmente en huecos de pared y en ubicaciones que se adapten convenientemente a la instalación de fontanería.

Con referencia a lasFiguras 18a26, se describirá ahora un quinto ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (311). El quinto ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (311) es similar en muchos aspectos al segundo ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (81) descrito en el presente documento. Una diferencia principal entre el quinto ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (311) y el segundo ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (81) es la trayectoria del fluido mezclado cuando sale del cartucho de válvula (311). Con el cartucho de válvula (311), el fluido mezclado sale a través de un conducto de salida de fluido mezclado (313) que está situado entre un primer conjunto de válvula de control de fluido (315) y un segundo conjunto de válvula de control de fluido (317).

La nueva dirección de flujo del fluido mezclado proporciona una configuración en la que dos orificios de entrada (319) y un orificio de salida (321) están situados en un solo lado del cartucho de válvula (311), y de hecho están todos situados en una sola cara plana de acoplamiento (323). La única cara de acoplamiento (323) permite que el cartucho de válvula (311) se acople y se fije a una única cara de acoplamiento de un elemento de válvula fijo (325). En este ejemplo, el cartucho de válvula (311) se atornilla al elemento de válvula fijo (325) utilizando dos tornillos de máquina (no mostrados) que pasan a través de orificios de tornillo de máquina (327) situados cerca de un borde exterior de un carcasa de elemento de válvula (329). La carcasa del elemento de válvula (329) es compartido tanto por el primer conjunto de válvula de control de fluido (315) como por el segundo conjunto de válvula de control de fluido (317).

Otra diferencia notable entre el quinto ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (311) y el segundo ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (81) es la posición de un medio de detección de la temperatura (331) y la adición de un medio de detección del caudal (333). El medio de detección de la temperatura (331) y el medio de detección del flujo (333) se instalan cada uno a través de una cara de popa de un módulo mezclador y sensor (337).

Cada conjunto de válvula de control de fluido (315 y 317) tiene un elemento de válvula móvil (339) y dos elementos de válvula fijos (341), y un dispositivo de accionamiento de válvula (343). Cada conjunto de válvula de control de fluido (315 y 317) está configurado de tal manera que cuando está en uso su elemento de válvula móvil asociado (339) es movido por el dispositivo de actuación de válvula (343) en un movimiento lineal relativo a los dos elementos de válvula fijos (341) para controlar el flujo de un fluido a través de cada conjunto de válvula de control de fluido.

El elemento de válvula móvil (339) está intercalado entre los dos elementos fijos de la válvula (341), y todos los elementos de la válvula (339 y 341) están hechos de un material de base cerámica. Todos los elementos de válvula (339 y 341) son de forma alargada, con lados rectos y extremos redondeados, y tienen una longitud que es aproximadamente el doble de su anchura. El movimiento lineal del elemento de válvula móvil (339) está alineado con la longitud de la forma alargada.

El elemento de válvula móvil (339) y los dos elementos de válvula fijos (341) incluyen cada uno un paso (345) a través del cual el flujo de un fluido es controlado por la posición del elemento de válvula móvil (339) en relación con los dos elementos de válvula fijos (341). Cuando el paso (345) en el elemento de válvula móvil (339) está completamente alineado con los pasos (345) en los dos elementos de válvula fijos (341) se producirá un flujo máximo de fluido. Y se producirá un flujo cero cuando los pasos (345) no se superponen en absoluto, y un intervalo de flujos se producirá en el punto intermedio, con el aumento de flujo a medida que los pasos (345) se mueven hacia la alineación completa.

El dispositivo de accionamiento de la válvula (343) puede incluir una palanca operada manualmente o una perilla o manija giratoria, o un actuador motorizado, etc.; y en este ejemplo, el dispositivo de accionamiento de la válvula (343) es un actuador motorizado que incluye un motor eléctrico (347) y un actuador lineal (349). El actuador lineal (349) está acoplado al elemento de válvula móvil (339). En este ejemplo, el actuador lineal (349) tiene la forma de un conjunto de husillo simple.

Un husillo roscado (351) del conjunto de husillo es parte integrante de un eje principal del motor eléctrico (347), y de este modo el husillo roscado (351) es accionado directamente por el motor eléctrico. El conjunto de husillo también incluye una tuerca o casquillo (353) accionado, la tuerca o casquillo (353) tiene una rosca que es complementaria a una rosca en el husillo roscado (351).

El casquillo (353) está unido o acoplado directamente al elemento de válvula móvil (339). En este ejemplo, el acoplamiento se consigue acoplando un saliente en forma de "T" (355) en un extremo libre del casquillo (353) con una ranura complementaria en forma de "T" (357) en un extremo del elemento de válvula móvil (339). La ranura en forma de "T" (357) está configurada para permitir que el saliente complementario (355) se deslice hasta acoplarse con la ranura (357), evitando al mismo tiempo la rotación del saliente (355) con respecto al elemento de válvula móvil (339). El movimiento lineal del casquillo (353) en relación con el elemento de válvula móvil (339) en la dirección de movimiento prevista del elemento de válvula móvil (339) cuando está en uso, también se evita mediante la unión en forma de "T" entre el saliente (355) y la ranura (357).

Cada conjunto de válvula de control de fluido (315 y 317) incluye una carcasa de elemento de válvula (329) que está configurado para mantener su elemento de válvula móvil (339) en contacto estanco con los elementos de válvula fijos (341). En este ejemplo, una única carcasa de elemento de válvula (329) aloja ambos conjuntos de válvula de control de fluido (315 y 317) y la carcasa del elemento de válvula (329) incluye guías (361) configuradas para guiar el movimiento lineal del elemento de válvula móvil (339) y mantener los elementos de válvula fijos (341) en su lugar.

En este ejemplo, la carcasa del elemento de válvula (329) comprende un elemento de caja (363) y un elemento de tapa (364), estando ambos elementos de carcasa (363) y (364) hechos de un material plástico relativamente rígido y estando soldados entre sí para sostener y encerrar el elemento de válvula móvil (339) y los dos elementos de válvula fijos (341). La carcasa del elemento de válvula (329) también incluye los orificios de entrada de fluido (319) y el conducto de salida de fluido mezclado (313) que termina en el orificio de salida de fluido (321).

El motor eléctrico (347) está unido a la parte exterior de la carcasa de elemento de válvula (329) y se mantiene fijo en relación con la carcasa de elemento de válvula (329). Los dos motores eléctricos (347) que se utilizan en el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (311) se alojan dentro de una carcasa de motor que comprende un elemento de carcasa de placa base de motor (365) y un elemento de carcasa de cubierta de motor (366).

El quinto ejemplo de un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (311) también incluye un módulo de mezcla y detección (337). El módulo de mezcla y detección (337) tiene un cuerpo (371), un medio de detección de la temperatura (331) y un medio de detección del flujo (333). El cuerpo (371) tiene dos zonas de entrada (377), una cámara de mezcla (379) y una zona de salida (381). La cámara de mezcla (379) está situada aguas abajo de los elementos de válvula móviles (339) y aguas arriba de los medios de detección de la temperatura (331).

En este ejemplo, las dos zonas de entrada (377) y la zona de salida (381) están situadas en el mismo lado del cuerpo (371). De esta manera, el módulo de mezcla y detección (337) es capaz de recibir dos flujos de fluido separados desde la carcasa del elemento de la válvula (329) y combinar o mezclar los dos flujos de fluido, y luego dirigir el fluido mezclado de vuelta a través del conducto de salida de fluido mezclado (313) en la carcasa del elemento de la válvula (329).

La cámara de mezcla (379) está en comunicación con las dos zonas de entrada (377) y está en comunicación con la zona de salida (381). Las dos zonas de entrada (377) están cada una conectada por un paso de transferencia asociado (383) a la cámara de mezcla (379). Cada paso de transferencia (383) es cónico y se estrecha en la dirección del flujo y está configurado para inducir un movimiento de remolino en un fluido cuando el fluido entra en la cámara de mezcla (379).

La cámara de mezcla (379) es una cámara de mezcla cilíndrica y cada uno de los pasos de transferencia (383) dirige el fluido en una dirección que es sustancialmente tangencial a un círculo que define un perímetro de la cámara de mezcla cilíndrica (379). El área de la sección transversal de los pasos de transferencia (383) se reduce en una dirección de flujo hacia la cámara de mezcla (379). Los pasos de transferencia (383) tienen un área de sección transversal mayor adyacente a las zonas de entrada (377) que adyacente a la cámara de mezcla (379), y debido a que el fluido es forzado a moverse a través de una brecha que se estrecha, el fluido es acelerado a medida que se mueve hacia la cámara de mezcla (379).

El medio de detección de la temperatura (331) incluye un elemento de detección de la temperatura (385) que está situado de tal manera que el medio de detección (331) es capaz de detectar la temperatura del fluido a medida que el fluido pasa hacia o a través de la zona de salida (381) o dentro del conducto de salida de fluido mezclado (313).

Los medios de detección del flujo (333) incluyen un elemento giratorio (387) que es girado por el fluido arremolinado dentro de la cámara de mezcla (379). El elemento giratorio (387) tiene la forma de una rueda de paletas. El elemento de detección de la temperatura (385) se apoya en una sonda o eje (389), y el elemento giratorio (387) se apoya en el eje (389) y gira alrededor de un eje que es coaxial con el eje (389). El elemento giratorio (387) se sujeta firmemente al eje (389) mediante un collarín de bloqueo (390). El elemento giratorio (387) incluye uno o más objetos de detección magnética que están configurados para ser detectados por un transductor de detección magnética o de proximidad (391), por ejemplo, un transductor de efecto Hall, de los medios de detección de flujo (333).

El cuerpo del módulo (371) tiene dos caras sustancialmente planas y paralelas, una primera cara (393) que contiene las zonas de entrada (377) y de salida (381), y una segunda cara (395) a través de la cual se instala el elemento de detección de la temperatura (385). La cámara de mezcla (379) está situada entre la primera cara (393) y la segunda cara (395). El flujo de fluido que entra en las zonas de entrada (377) y el flujo de fluido que sale de la zona de salida (381) son todos flujos que pasan a través de un único plano de la primera cara (393).

En este ejemplo, dos conjuntos de válvula de control de fluido (315 y 317) y un módulo de mezcla y detección (337) se combinan para formar un conjunto de válvula mezcladora controlable electrónicamente. El conjunto de válvula mezcladora es una pieza clave del cartucho de válvula reemplazable (311). El cartucho de válvula reemplazable (311) incluye, además, un sistema de control que incluye un circuito integrado (397) que está configurado para recibir entradas del módulo de mezcla y detección (337) y para controlar el funcionamiento de los motores eléctricos (347) de cada conjunto de válvula de control de fluido (315 y 317). El circuito integrado (397) se aloja dentro de una carcasa de caja de control (399) y una tapa de caja de control (401) que se fijan al cuerpo del módulo (371). Al igual que en los otros ejemplos descritos en el presente documento, el sistema de control está configurado para recibir entradas de comandos de una serie de medios, por ejemplo, perillas giradas manualmente, Wifi, Bluetooth u otras transmisiones de datos, etc.

Como se ha indicado anteriormente, el cartucho de válvula reemplazable (311) tiene dos orificios de entrada y un orificio de salida que están situados en un único elemento de acoplamiento en forma de una cara de acoplamiento sustancialmente plana (323). La cara de acoplamiento sustancialmente plana (323) incluye formaciones en forma de ranuras de junta tórica configuradas para retener juntas tóricas elastoméricas. Las juntas elastoméricas están situadas alrededor de la conexión de cada orificio de entrada y salida (319 y 321) al accesorio de válvula fijable (325) y se utilizan para producir juntas resistentes a fugas. Las juntas resistentes a fugas se establecen entre la cara de acoplamiento (323) del cartucho de válvula (311) y una característica de acoplamiento complementaria del accesorio de válvula fijable (325), siendo la característica de acoplamiento complementaria del accesorio de válvula fijable (325) una cara sustancialmente plana que entra en contacto y comprime las juntas elastoméricas.

El cartucho de válvula reemplazable (311) está configurado para permitir que un sistema de fijación mecánica sujete firmemente el cartucho de válvula reemplazable a un accesorio de válvula fijable (325). En este ejemplo, sólo dos tornillos de máquina (no mostrados) se pasan a través de los dos orificios para tornillos de máquina (327) y se enroscan en dos orificios roscados internamente en el accesorio de válvula fijable (325) y se aprietan para sujetar el cartucho de válvula (311) al accesorio de válvula fijable (325) de una manera que comprime las juntas tóricas elastoméricas para formar las juntas resistentes a fugas. Este procedimiento de fijación y sellado permite la sustitución sencilla y rápida del cartucho de válvula reemplazable (311) según sea necesario, y esta sustitución podría llevarse a cabo sin ninguna formación especializada en fontanería.

El accesorio de válvula fijable (325) es un elemento de fontanería que puede instalarse de forma permanente en un sistema de fontanería y fijarse a la estructura de un edificio. El accesorio de válvula fijable (325) está conectado permanentemente a dos suministros de fluido, por ejemplo, a un suministro de agua fría y caliente, y está conectado permanentemente a una tubería de salida, por ejemplo, una tubería que suministra agua con temperatura controlada a un cabezal de ducha. Esta disposición permite sustituir o reparar el cartucho de válvula (311) sin tener que romper ninguna de las conexiones permanentes de fontanería.

Si se desea, el cartucho de válvula (311) o el accesorio de válvula fijable (325) pueden equiparse con un filtro y una válvula antirretorno.

Aunque el cartucho de válvula (311) podría alimentarse mediante una conexión por cable a una fuente de alimentación, se prevé que el cartucho de válvula (311) podría alimentarse alternativamente mediante transferencia de potencia inductiva. Por ejemplo, podría haber un módulo de transferencia de potencia inductiva en el accesorio de válvula fijable (325) y un módulo de transferencia de potencia inductiva correspondiente en el cartucho de válvula (311), y los dos módulos de transferencia de potencia inductiva podrían estar uno junto al otro cuando el cartucho de válvula (311) esté conectado al accesorio de válvula fijable (325).

Los inventores han construido y probado un modelo funcional del cartucho de válvula (311). El cartucho de válvula (311) construido tiene un tamaño de 90 x 80 x 64 mm y puede manejar caudales de aproximadamente catorce litros por minuto, que es más que suficiente para la mayoría de las duchas domésticas. Este tamaño de cartucho es comparable al de los módulos de válvulas mezcladoras controlables electrónicamente de la competencia que existen actualmente en el mercado y que tienen un tamaño de 240 x 180 x 68 mm. Esta drástica reducción del tamaño total permite instalar el cartucho de válvula (311) en lugares mucho más cómodos y accesibles, por ejemplo, el cartucho de válvula (311) puede instalarse en los módulos de control de la ducha, accesorios o carcasas que actualmente están diseñados para alojar válvulas mezcladoras de ducha accionadas manualmente.

En laFigura 26se muestra un elemento de caja alternativo (363A) para la carcasa del elemento de válvula (329). En este elemento de caja alternativo (363A), los pasos que conducen a los orificios de entrada (319A) colocados alternativamente y al orificio de salida (321A) colocado alternativamente son pasos que tienen una curva en ángulo recto de modo que los orificios de entrada (319A) y el orificio de salida (321A) están situados en una cara que forma ángulo recto con la dirección de funcionamiento de los actuadores lineales (349).

En esta configuración alternativa, una dirección de flujo de un fluido a través de las entradas de fluido (319A) y a través de la salida de fluido (321A) es una dirección de flujo que está sustancialmente alineada con un eje de rotación de los motores eléctricos (347). La dirección de flujo a través de los orificios de entrada (319A) y a través del orificio de salida (321A) también está alineada con la dirección de operación de los actuadores lineales (349) y con una dirección de movimiento de los elementos de válvula móviles (339).

Esta configuración alternativa permite que el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (311) se construya de manera que tenga un perfil más pequeño cuando se mira en la dirección en la que el cartucho de válvula (311) se acopla al accesorio de válvula fijable (325). Es decir, con esta configuración alternativa, el cartucho de válvula (311) es capaz de encajar a través de una abertura más pequeña en una pared o revestimiento de ducha, como resultado del perfil más pequeño, cuando se acopla al accesorio de válvula fijable (325). De este modo, el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (311) puede utilizarse de manera similar al primer ejemplo de cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (11) mostrado en la figura 6.

Con referencia a lasFiguras 26y27a continuación se describirá una configuración alternativa del elemento de válvula (411). La configuración alternativa del elemento de válvula (411) se puede usar en cartuchos de válvula mezcladora controlada electrónicamente del tipo descrito en el presente documento, con modificaciones apropiadas en las carcasas del elemento de válvula para proporcionar dos suministros de entrada a un único conjunto de elementos de válvula que se pueden usar para controlar la mezcla usando un solo actuador.

El actuador único comprende un motor eléctrico (413) y un conjunto de husillo (415) similar a los actuadores mostrados en los otros ejemplos del presente documento. Una diferencia significativa con la configuración alternativa del elemento de válvula (411) es que se utiliza un único elemento de válvula móvil (417) para controlar dos orificios de entrada proporcionados en un primer elemento fijo (419). Un primer orificio de entrada (421) del elemento fijo de entrada (419) puede conectarse a un suministro de agua fría, por ejemplo, y un segundo orificio de entrada (423) del elemento fijo de entrada (419) puede conectarse a un suministro de agua caliente.

Al igual que en los otros ejemplos descritos en el presente documento, el elemento de válvula móvil (417) se intercala entre dos elementos fijos de la válvula, siendo todos los elementos de la válvula de un material cerámico. En este caso, el elemento de válvula móvil (417) se intercala entre el primer elemento fijo (419) y un segundo elemento fijo (425). El segundo elemento fijo (425) tiene un orificio de salida (427). El orificio de salida (427) tiene un tamaño total similar al perímetro de los orificios de entrada primero y segundo (421 y 423) combinados. El elemento de válvula móvil (417) tiene un orificio de control (429) que es aproximadamente la mitad del tamaño del orificio de salida (427).

Puede decirse que el elemento de válvula móvil (417) es movido por el actuador hacia y a través de cuatro zonas;

• una primera zona en la que el orificio de control (429) está completamente cubierto por una zona sólida del primer elemento fijo y en la que ningún fluido pasará a través del conjunto del elemento de válvula,

• una segunda zona en la que el orificio de control (429) recubre el primer orificio de entrada (421) del primer elemento fijo y en la que sólo el fluido del primer orificio de entrada (421) puede pasar a través del conjunto de elemento de válvula,

• una tercera zona en la que el orificio de control (429) cubre tanto el primer orificio de entrada (421) como el segundo orificio de entrada (423) del primer elemento fijo y en la que el fluido procedente tanto del primer orificio de entrada (421) como del segundo orificio de entrada (423) puede pasar a través del conjunto de elemento de válvula, y

• una cuarta zona en la que el orificio de control (429) se superpone al segundo orificio de entrada (423) del primer elemento fijo y en la que sólo el fluido del segundo orificio de entrada (423) es capaz de pasar a través del conjunto de elemento de válvula.

De este modo, la configuración alternativa del elemento de válvula (411) es capaz de controlar la mezcla de dos flujos de fluido utilizando sólo un único actuador. La configuración alternativa del elemento de válvula (411) se puede utilizar conjuntamente con un sensor de temperatura y un sistema de control electrónico para producir un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente del tipo descrito en el presente documento.

VARIACIONES

Algunos de los conjuntos de válvula mezcladora descritos en el presente documento incluyen un solo cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente, aunque se prevé que pueda utilizarse más de un cartucho, por ejemplo, un conjunto que suministre múltiples cabezales de ducha desde paneles de entrada independientes.

Los conjuntos de módulo de válvula descritos en el presente documento incluyen elementos de válvula móviles que se mueven de forma lineal. Se prevé que, en una realización alternativa, los conjuntos de módulo de válvula podrían incluir elementos de válvula móviles giratorios, por ejemplo, los discos de válvula cerámicos de un cuarto de vuelta que se utilizan habitualmente en las válvulas mezcladoras manuales.

Del mismo modo, los ejemplos descritos en el presente documento incluyen dos actuadores eléctricos y dos pares de elementos de válvula de acoplamiento, pero se prevé que las válvulas podrían incluir sólo un único par de elementos de la válvula de acoplamiento y ser operados por un solo actuador.

Las válvulas descritas en el presente documento incluyen dos entradas de fluido y una salida de fluido, sin embargo, se prevé que los mismos principios de funcionamiento y componentes podrían utilizarse para gestionar más de dos entradas de fluido y cualquier número de salidas de fluido. Del mismo modo, podría utilizarse más de un sensor de temperatura para adaptarse a una realización alternativa.

Los elementos de válvula móviles y los elementos de válvula fijos están hechos de material cerámico y cada uno puede estar hecho de un material cerámico diferente para reducir la fricción, por ejemplo, un par de elementos de la válvula de acoplamiento puede incluir uno hecho de alúmina, y el otro podría estar hecho de circonio, carburo de silicio o nitruro de silicio.

En los ejemplos descritos en el presente documento, los dos elementos de la carcasa están hechos de un material plástico y están soldados entre sí. Sin embargo, se prevé que los dos elementos de la carcasa puedan mantenerse unidos con elementos de fijación mecánicos, y pueden estar hechos de metal, por ejemplo de latón.

Todos los ejemplos descritos en el presente documento tienen actuadores eléctricos. Se prevé la posibilidad de utilizar otros medios para accionar los actuadores, por ejemplo, actuadores accionados hidráulicamente (por ejemplo, utilizando la presión del agua) o actuadores accionados neumáticamente.

Los sistemas de control electrónico de cualquiera de los cartuchos de válvula o conjuntos de válvula mezcladora pueden adaptarse para recibir entradas mecánicas desde un dispositivo de entrada local o interfaz de usuario que tenga una perilla, una palanca accionada manualmente o un dispositivo similar de control manual.

El cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente puede incluir uno o más sensores de caudal si se desea, por ejemplo, para su uso en la gestión del consumo de agua o como procedimiento alternativo de control de la temperatura.

Opcionalmente, los cartuchos de válvula mezcladora controlable electrónicamente pueden incluir un generador de turbina configurado para generar energía eléctrica cuando el fluido fluye a través del cartucho de válvula.

Los cartuchos de válvula mezcladora controlable electrónicamente también pueden incluir una válvula de cierre de emergencia, por ejemplo, una válvula de cierre o de desvío accionada por un tubo de cera, configurada para evitar que el fluido salga del cartucho de válvula por encima de una temperatura seleccionada, para mejorar la seguridad, especialmente en caso de fallo de alimentación.

Los cartuchos de válvula mezcladora controlable electrónicamente también pueden incluir una válvula de cierre y control de flujo accionada manualmente para mejorar la seguridad y reducir el trabajo realizado por los actuadores. Con esta opción, los actuadores sólo controlan los caudales y no controlan la función de cierre, y de este modo puede reducirse la potencia utilizada por los cartuchos de válvula mezcladora controlable electrónicamente.

Se prevé que el acoplamiento entre los motores eléctricos y los elementos de válvula móviles podría adoptar diversas formas. Por ejemplo, en una realización alternativa los elementos de válvula móviles podrían acoplarse directamente a sus respectivos motores de accionamiento eléctrico mediante una junta roscada. Un eje roscado que forme parte o esté conectado a los elementos de válvula móviles podría engranar con una rosca interna formada en un eje principal del motor eléctrico, como una opción.

La conexión mecánica entre los actuadores lineales y los elementos de válvula móviles que incluye el acoplamiento de ranuras y salientes en forma de "T" podría tener alternativamente el saliente en los elementos de válvula móviles y la ranura en el actuador lineal.

Se considera viable que uno o más de los elementos de válvula fijos puedan tener la forma de un asiento de válvula formado en la carcasa del elemento de válvula. Se prevé que la tecnología de válvulas descrita en el presente documento también pueda utilizarse para fabricar una válvula de control de flujo, por ejemplo, una válvula de control de flujo que tenga una entrada y una salida y un sensor de flujo.

DEFINICIONES

A lo largo de esta memoria descriptiva, la palabra "comprenden" y las variaciones de dicha palabra, como "comprende" y "que comprende", no pretenden excluir otros aditivos, componentes, enteros o pasos.

VENTAJAS

Así puede observarse que al menos la forma preferente de la invención da a conocer un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente que puede instalarse y sustituirse con mayor simplicidad y facilidad y, por tanto, con un coste de mano de obra reducido. El tamaño relativamente pequeño de los cartuchos de válvula significa que pueden instalarse en el mismo lugar y acoplarse al mismo estilo de accesorios que las válvulas mezcladoras operadas manualmente que se utilizan en la actualidad.

El diseño de los cartuchos también pretende reducir el tamaño y el coste de la válvula sin mermar la fiabilidad esperada de las válvulas controlables electrónicamente de las que forma parte.

Los conjuntos de válvulas mezcladoras son igualmente sencillos y pequeños, lo que permite una fabricación más barata y una mayor flexibilidad en la instalación.

El uso de dos conjuntos de válvulas en las válvulas mezcladoras permite ajustar o controlar por separado tanto el caudal total como la mezcla.

El uso de elementos de válvula cerámicos proporciona un sellado fiable y una larga vida útil.

El movimiento lineal de los elementos de válvula móviles permite el uso de un motor eléctrico relativamente pequeño en combinación con un husillo para proporcionar accionamiento, siendo el medio de accionamiento de bajo coste y lo suficientemente potente como para mover los elementos de válvula móviles de forma fiable, incluso si se atascan parcialmente, por ejemplo, debido a que la válvula se seca.

El módulo de mezcla y detección descrito en el presente documento permite obtener información útil sobre la temperatura y el caudal en un cartucho de válvula muy compacto. La acción de remolino en la cámara de mezcla mezcla rápidamente los dos flujos de fluido y la cámara de mezcla proporciona una ubicación adecuada para una rueda de paletas de detección de flujo.

La combinación de un funcionamiento fiable de la válvula y una retroalimentación precisa proporciona un cartucho de válvula mezcladora controlada electrónicamente muy conveniente que puede configurarse fácilmente para una instalación y retirada sencillas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente (11), teniendo el cartucho de válvula;

• al menos dos entradas de fluido (13) y al menos una salida de fluido (15),

• al menos un sensor de temperatura (17),

• al menos un elemento de válvula móvil (19) y al menos un actuador (21) configurado para mover el elemento o cada elemento de válvula móvil, y

• un sistema de control electrónico (23) configurado para recibir entradas de un dispositivo de entrada (24) y adaptado para recibir entradas del sensor o de cada sensor de temperatura y para controlar el funcionamiento del actuador o de cada actuador, y

el cartucho de válvula estácaracterizado por queel cartucho de válvula tiene una sola cara de acoplamiento sustancialmente plana (323) que incluye las al menos dos entradas de fluido y la al menos una salida de fluido, y el cartucho de válvula está configurado de tal manera que se utiliza un sistema de fijación mecánica para sujetar firmemente la cara de acoplamiento del cartucho de válvula a un accesorio de válvula fijable complementario (325) para formar una junta resistente a las fugas entre la cara de acoplamiento y el accesorio de válvula fijable.

2. Cartucho de válvula, según se reivindica en la reivindicación 1, en el que el actuador o cada actuador incluye un motor eléctrico (42).

3. Cartucho de válvula, según se reivindica en la reivindicación 2, en el que una dirección de flujo de un fluido a través de las entradas de fluido y a través de la salida o cada salida de fluido es una dirección de flujo que está sustancialmente alineada con un eje de rotación del motor o cada motor eléctrico.

4. Cartucho de válvula, según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el actuador o cada actuador incluye un actuador lineal (44).

5. Cartucho de válvula, según se reivindica en la reivindicación 4, en el que una dirección de flujo de un fluido a través de las entradas de fluido y a través de la salida o cada salida de fluido es una dirección de flujo que está sustancialmente alineada con una dirección de movimiento del elemento o cada elemento de válvula móvil.

6. Cartucho de válvula, según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el accesorio de válvula fijable complementario es un accesorio que es conectable a la tubería de una instalación de fontanería y que tiene salidas de fluido complementarias (27) y una entrada de fluido o entradas de fluido (29).

7. Cartucho de válvula, según se reivindica en la reivindicación 6, en el que la cara de acoplamiento del cartucho de válvula está configurada para establecer una conexión sellada entre cada entrada de fluido y la salida o cada salida de fluido del cartucho de válvula y el accesorio de válvula fijable.

8. Cartucho de válvula, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el cartucho de válvula incluye una cámara de mezcla (63) que está configurada para mezclar dos o más flujos de fluido y que está situada aguas abajo del elemento o de cada elemento de válvula móvil y aguas arriba del al menos un sensor de temperatura.

9. Cartucho de válvula, según se reivindica en la reivindicación 8, en el que el cartucho de válvula incluye pasos de transferencia (383) a través de los cuales fluye el fluido a medida que el fluido se aproxima a la cámara de mezcla, y los pasos de transferencia están configurados para crear un movimiento de remolino dentro de la cámara de mezcla.

10. Cartucho de válvula, según se reivindica en la reivindicación 9, en el que la cámara de mezcla tiene una forma sustancialmente cilíndrica y los pasos de transferencia están configurados cada uno para dirigir el fluido en una dirección que es sustancialmente tangencial a un círculo que define un perímetro de la cámara de mezcla cilíndrica.

11. Cartucho de válvula, según la reivindicación 9 o la reivindicación 10, en el que el área de sección transversal de los pasos de transferencia se reduce en una dirección de flujo hacia la cámara de mezcla.

12. Cartucho de válvula, según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el cartucho de válvula también incluye un medio de detección de flujo (333).

13. Cartucho de válvula, según se reivindica en la reivindicación 12, en el que un elemento de detección de la temperatura (385) del sensor de temperatura se apoya en una sonda o eje (389), y un elemento giratorio (387) de los medios de detección del flujo gira alrededor de un eje que es coaxial con el eje o sonda.

14. Conjunto de válvula mezcladora controlable electrónicamente que incluye un cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 y un accesorio de válvula fijable, siendo el cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente conectable al accesorio de válvula fijable mediante un sistema de fijación mecánica, y el accesorio de válvula fijable es conectable a un sistema de fontanería de un edificio y está configurado para dirigir fluido a las al menos dos entradas de fluido del cartucho de válvula y para recibir fluido de la al menos una salida de fluido del cartucho de válvula, y está configurado para permitir que se establezcan juntas resistentes a fugas entre la cara de acoplamiento del cartucho de válvula mezcladora controlable electrónicamente y una cara de acoplamiento complementaria del accesorio de válvula fijable.