ES2974773T3 - Cartucho de válvula - Google Patents

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ES2974773T3 ES21173531T ES21173531T ES2974773T3 ES 2974773 T3 ES2974773 T3 ES 2974773T3 ES 21173531 T ES21173531 T ES 21173531T ES 21173531 T ES21173531 T ES 21173531T ES 2974773 T3 ES2974773 T3 ES 2974773T3
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Jörg Wendt
Lutz Lange
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Fluehs Drehtechnik GmbH
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Abstract

La invención se refiere a un cartucho de válvula con un cabezal (1), atravesado en el centro por un husillo (2), que está sujeto de forma giratoria y desplazable axialmente en el cabezal (1), y que presenta un orificio axial. (21) para el paso de agua, en el que mediante el husillo (2) se puede accionar una válvula, mediante la cual se puede controlar el flujo de agua a través del orificio (21). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

d e s c r ip c ió n
Cartucho de válvula
La Invención se refiere a un cartucho de válvula, con un cabezal que está atravesado centralmente por un husillo que está sujeto de forma giratorio y desplazable axialmente dentro del cabezal y que presenta un orificio de paso axial para el paso de agua, pudiendo ser accionada por el husillo una válvula por la que puede ser controlado el flujo a través del orificio de paso.
Con la ayuda de partes superiores de válvula se controla la salida de medios de griferías. Para este fin, la parte superior de válvula se enrosca en la carcasa de una grifería por medio de su cabezal. El husillo se une a una palanca a través de la cual se puede girar. En piezas superiores de válvula conocidas (véanse los documentos DE3207895C2, DE3638180C2, DE87150441i 1) están previstos respectivamente dos discos para controlar el caudal. Los discos están fabricados a partir de material cerámico. Uno de los dos discos, el disco de control, está dispuesto de forma giratoria en la parte superior de válvula con la ayuda de un arrastrador conectado al husillo. El otro disco, un disco de entrada, es un disco de asiento de válvula fijo, denominado también disco fijo. Al girar el disco de control, los discos se deslizan unos en otros.
Con griferías de válvula de globo puede controlarse el caudal de agua. En el documento DE10130955A1 se describe una válvula de globo con una carcasa que presenta una conexión de entrada de agua y una conexión de salida de agua. Perpendicularmente a la zona de paso de agua está dispuesto un taqué de válvula, que a través de un dispositivo de accionamiento puede moverse a la zona de paso de agua, por lo que puede ser controlado el caudal de agua. En el documento DE8307769U1 se describe otra válvula de globo. En este caso, el cuerpo de la válvula está formado por un elemento de control giratorio en forma de disco, que está dispuesto en la zona de paso del agua y está dispuesto de forma giratoria con respecto a dos discos fijos.
En el documento US5,025,832 se divulga una válvula de globo con un disco giratorio y varias aberturas.
Una desventaja de las válvulas de globo conocidas es que están configuradas de forma compleja y requieren un espacio de construcción considerable.
Esto lo pretende remediar la invención. La invención tiene el objetivo de proporcionar un cartucho de válvula que haga posible un diseño de una grifería de válvula de globo con un espacio de construcción minimizado. Según la invención, este objetivo se consigue mediante un cartucho de válvula con las características de la reivindicación 1.
La invención proporciona un cartucho de válvula que hace posible un diseño con un espacio de construcción minimizado de una grifería de válvula de globo. Por el hecho de que el husillo presenta un orificio axial para el paso de agua y está sujeto en el cabezal de forma giratoria y desplazable axialmente, se puede conseguir un diseño muy compacto del cartucho de válvula, ya que el cabezal en particular no presenta múltiples talones para la fijación axial del husillo, por lo que se minimiza el diámetro exterior del cabezal. Al mismo tiempo, se puede maximizar el diámetro del orificio de paso para el flujo de agua. La fijación axial del husillo puede realizarse en el marco de la integración en la grifería de la válvula de globo mediante un tope previsto para ello.
En una variante de la invención, el husillo presenta fuera del cabezal una sección de acoplamiento con una sección transversal no circular, preferiblemente poligonal. De esta manera, se hace posible un acoplamiento con un espacio de construcción minimizado con una pieza de mando dentro de una grifería de válvula de globo.
En una realización de la invención, el cabezal presenta un asiento de válvula integrado, sobre el que entra en contacto la válvula. Esto permite una disposición compacta de las válvulas. Preferiblemente, la válvula está formada por un disco de control y un disco de entrada que está en contacto con éste y sujeto de forma no giratoria en el cabezal. En este caso, entre el disco de entrada y el asiento de válvula está dispuesta una junta que preferiblemente está configurada como junta labial.
En otra realización de la invención, el cabezal presenta por dentro una sección con un diámetro interior que se estrecha cónicamente en dirección al husillo, por la que está formado el asiento de la válvula. De esta manera, se consigue un guiado selectivo del flujo de agua hacia la zona de paso del disco de paso, lográndose al mismo tiempo una integración muy compacta de un asiento de válvula.
En una variante de la invención, el husillo presenta en el extremo al menos una espiga arrastradora, a través de la cual está unido por unión geométrica al disco de control. De esta manera, se consigue una unión compacta no giratoria entre el husillo y el disco de control.
En una realización de la invención, el cabezal presenta en su extremo orientado hacia el husillo al menos una orejeta de posicionamiento. De este modo, se hace posible un montaje fácil y en la posición correcta del cartucho de válvula mediante el engrane de la al menos una orejeta de posicionamiento en una cavidad de posicionamiento dispuesta en una grifería. Alternativa o adicionalmente, también puede estar dispuesta al menos una orejeta de posicionamiento en el extremo del cabezal, opuesto al husillo.
La invención tiene además el objetivo de proporcionar una grifería de válvula de globo con un espacio de construcción minimizado. Según la invención, este objetivo se consigue mediante una grifería con las características de la reivindicación 9. El hecho de que en la grifería está introducido un cartucho del tipo descrito anteriormente, estando el husillo con su extremo libre en contacto con un tope dispuesto en la grifería, por lo que queda fijado axialmente, hace posible una realización muy compacta de la carcasa de grifería. El husillo puede estar en contacto con el tope directa<o>indirectamente, por ejemplo a través de un disco de estanqueización o de deslizamiento.
Preferiblemente, está dispuesta una pieza de accionamiento que está unida por unión geométrica a la sección de acoplamiento. La pieza de accionamiento puede estar formada por una palanca pivotante o un accionamiento por motor.
En una variante de la invención, el accionamiento por motor está formado por un motor eléctrico que está unido a la sección de acoplamiento a través de un engranaje cónico. De esta manera, se hace posible una unión compacta del motor eléctrico al husillo. Para ello, el motor puede estar dispuesto perpendicularmente al husillo. Ventajosamente, la rueda cónica del engranaje cónico está configurada en forma de anillo y tiene un contorno interior que se corresponde con el contorno exterior de la sección de acoplamiento sobre la que está colocada por deslizamiento.
En una realización de la invención, la rueda cónica está formada por una pieza anular en la que está conformado un segmento de rueda cónica, es decir que está dispuesto en una sola pieza. De esta manera se consigue un modo de construcción compacto. El saliente cónico de la rueda cónica sólo está guiado alrededor de la pieza anular en la medida necesaria para el giro máximo del husillo. Preferiblemente, el saliente cónico del segmento de rueda cónica envuelve un ángulo de entre 100° y 130° de la pieza anular.
En otra realización de la invención, están dispuestas una conexión de entrada de agua y una conexión de salida de agua que están alineadas entre sí y entre las cuales está dispuesto el cartucho de válvula. De esta manera, se consigue un modo de construcción compacto de la grifería.
Otras realizaciones y variantes de la invención se indican en las demás reivindicaciones subordinadas. Un ejemplo de realización de la invención está representado en el dibujo y se describe en detalle a continuación. Muestran:
la figura 1 la representación esquemática de un cartucho de válvula
a) en parte en vista frontal, en parte en sección axial;
b) en vista en planta desde arriba
la figura 2 la representación del cabezal del cartucho de válvula de la figura 1
a) en parte en vista frontal, en parte en sección axial;
b) en vista en planta desde arriba;
la figura 3 la representación del vástago del cartucho de válvula de la figura 1
a) en parte en vista frontal, en parte en sección axial;
b) en vista desde abajo;
<c>) en representación en sección A-A;
la figura 4 la representación del disco de entrada del cartucho de válvula de la figura 1
a) en vista en planta desde arriba;
b) en vista desde abajo;
c) en alzado lateral;
d) en la sección A-B;
la figura 5 la representación del disco de control del cartucho de válvula de la figura 1
a) en vista en planta desde arriba;
b) en vista desde abajo;
c) en alzado lateral;
d) en la sección A-A;
la figura 6 la representación de la junta labial del cartucho de válvula de la figura 1 y
la figura 7 la representación esquemática de una grifería de válvula de globo
a) en sección longitudinal;
b) en la sección A-A.
El cartucho de válvula elegido como ejemplo de realización presenta un cabezal 1 que está atravesado centralmente por un husillo 2 guiado radialmente dentro del mismo. A través del husillo 2 puede ser accionada una válvula que entra en contacto con un asiento de válvula 16 dispuesto dentro del cabezal 1. En el ejemplo de realización, la válvula está formada por un disco de control 3 y un disco de entrada 4. El disco de control 3 está unido por unión geométrica al husillo 2 y guiado radialmente dentro del cabezal 1. En el lado del disco de control 3 que está opuesto al husillo 2, el disco de entrada 4 está dispuesto dentro del cabezal 1, estando situada a continuación una junta labial 5 que entra en contacto con el asiento de válvula 16 del cabezal 1. El disco de control 3 descansa firmemente sobre el disco de entrada 4. En el ejemplo de realización, el disco de control 3 y el disco de entrada 4 están configurados como discos cerámicos.
En el ejemplo de realización, el cabezal 1 está configurado como una pieza torneada de latón y se compone de un cuerpo cilindrico hueco, en cuya superficie envolvente exterior está realizada una ranura 11 para recibir una junta tórica 9. En el extremo opuesto a la ranura 11 están dispuestas dos orejetas de posicionamiento 13 diametralmente opuestas. A la altura de la ranura 11, por dentro está dispuesta una sección 14 de diámetro reducido con un diámetro interior que se estrecha de forma cónica en dirección a las orejetas de posicionamiento, que se convierte en un paso 15 cilindrico. La sección 14 de diámetro reducido presenta una superficie anular que forma el asiento de válvula 16. A una distancia del asiento de la válvula 16, en la superficie interior del cabezal está realizada una ranura 17 para recibir la junta labial 5. En su lado opuesto a las orejetas de posicionamiento 13, el cabezal 1 además presenta por dentro una ranura anular 18, a través de la cual se forma un apéndice 19 para apoyar el reborde 23 del husillo 2 en el marco de la integración en una grifería de válvula de globo. Además, por dentro están dispuestas de forma diametralmente opuesta dos ranuras axiales 12 que se extienden desde el apéndice 19 hasta la ranura 17. Las ranuras axiales 12 reciben los talones 41 del disco de entrada 4, por lo que éste queda sujeto de forma no giratoria dentro del cabezal 1.
El husillo 2 está realizado como una pieza torneada de latón sustancialmente cilindrica y presenta centralmente un orificio de paso 21 axial para el paso de agua. En el extremo, dos espigas arrastradoras 22 están dispuestas de forma diametralmente opuesta en el husillo para la unión geométrica con el disco de control 3. A continuación de las espigas arrastradoras 22 se encuentra un reborde 23 circunferencial, en el que está realizada una ranura de estanqueización 24 para recibir una junta tórica 91. A través de la junta tórica 91, el husillo 21 está estanqueizado frente al cabezal 1. A una distancia del reborde 23, en la superficie envolvente de husillo 2 está conformada circunferencialmente una sección de acoplamiento 25 en forma de hexágono irregular. En su lado frontal opuesto a la espiga arrastradora 22, está dispuesta un alma anular 26 circunferencial que recibe un disco deslizante 92. A una distancia del alma anular 26, en el husillo está realizada una ranura de estanqueización 27 para recibir una junta tórica 93 adicional. El husillo 2 está dispuesto en el cabezal 1 de forma giratoria, pero de forma desplazable axialmente. El disco de control 3 tiene una forma sustancialmente en forma de tonel, del que están escotados dos recortes de circulo 31 opuestos. En el ejemplo de realización, los recortes de circulo 31 tienen un ángulo de aproximadamente 90°. En<su>lado opuesto al husillo 2, el disco de control 3 presenta un apéndice anular 32. En estado montado, el apéndice anular 32 encierra las espigas arrastradoras 22 del husillo 2. En la base del apéndice 32 están formadas cavidades 33 en las que engrana respectivamente una espiga arrastradora 22. En<su>lado frontal opuesto al husillo 2, en el disco de control 3 está realizado un ahondamiento 34.
El disco de entrada 4 está sustancialmente de forma cilindrica y presenta en<su>circunferencia dos orejetas 41 dispuestas de forma diametralmente opuesta. Con las orejetas 41, el disco de entrada 4 engrana en las ranuras axiales 12 que para este fin están dispuestas por dentro del cabezal 1, por lo que el disco de entrada 4 queda sujeto dentro del cabezal 1 de forma no giratoria. El disco de entrada 4 descansa sobre el labio 52 de la junta labial 5 y presenta aberturas de paso 42 en forma de sector. En el ejemplo de realización están dispuestas dos aberturas de paso 42 diametralmente opuestas.
En el ejemplo de realización, la junta labial 5 está hecha de caucho y comprende una pieza anular 51, en la que está conformado un labio 52 en<su>lado frontal orientado hacia el disco de entrada 4. El labio 52 tiene una forma sustancialmente trapezoidal en sección transversal. El labio 52 está dispuesto en un ángulo con respecto a la horizontal. La superficie exterior del labio 52 está estanqueizante con el disco de entrada 4. La pieza anular 51 está provista en su exterior de un reborde 53 que engrana en la ranura del 17 del cabezal 1. En el interior de la pieza central 51 está realizado un reborde 54. El lado exterior del reborde 54 descansa de forma plana sobre el asiento de válvula 16 de la sección 14 de diámetro reducido.
En la figura 7 está representada una carcasa de grifería 6 con un canal de flujo de agua en el que está insertado un cartucho de válvula según la invención. La carcasa de la grifería 6 comprende una sección de entrada de agua 61 y una sección de salida de agua 62, a través de las cuales pasa el canal de flujo de agua, asi como una sección de accionamiento 63.
La sección de entrada de agua 61 presenta un alojamiento de cartucho 611 cilindrico que está delimitado por una sección 612 de diámetro interior reducido, por la que queda formado un tope 613. En el tope 613 están realizadas dos cavidades de posicionamiento 614 diametralmente opuestas. En el extremo, la sección de entrada de agua 61 tiene por fuera una rosca exterior 615 para la conexión de una tubería de entrada de agua.
La sección de salida de agua 62 comprende un orificio escalonado 621 que presenta una primera sección cilindrica 622, a la que sigue una segunda sección cilindrica 623 de diámetro interior reducido, que se convierte en una sección cónica 624 que desemboca en una tercera sección cilindrica 625, a la que sigue una cuarta sección cilindrica 626 de diámetro aumentado, por la que queda formada una superficie de contacto 627 anular. En el extremo, la sección de salida de agua 62 presenta por fuera una rosca exterior 628 para la conexión de una tubería de salida de agua.
La sección de accionamiento 63 está configurada de forma sustancialmente cilindrica y desemboca en una cámara de engranaje 64 que presenta un paso 641 que desemboca entre la sección de entrada de agua 61 y la sección de salida de agua 62. Además, en la sección de accionamiento 63 está dispuesto un orificio de medición 631 que desemboca en la segunda sección 623 del orificio escalonado 621.
El cartucho de válvula está insertado en el alojamiento de cartucho 611, estando el cabezal 1 en contacto con el tope 613. Las dos orejetas de posicionamiento 13 del cabezal 1 engranan en las cavidades de posicionamiento 614, lo que garantiza una instalación correcta. El cabezal está estanqueizado con respecto al alojamiento de cartucho 611 a través de la junta tórica 9. El vástago 2 del cartucho de válvula pasa a través de la sección 612 de diámetro interior reducido. Sobre la sección de acoplamiento 25 está montada una rueda cónica 71 de un engranaje cónico 7 que en el ejemplo de realización está formado por una pieza anular 711 cilindrica hueca, en cuyo exterior está dispuesto un segmento de rueda cónica 712.
El segmento de rueda cónica 712 encierra un ángulo de 110° de la pieza anular 711. Dependiendo del ángulo de giro máximo deseado del husillo 2, el segmento de rueda cónica 712 también puede encerrar un ángulo menor<o>mayor de la pieza anular 711. La pieza anular 711 tiene un contorno interior de hexágono irregular que se corresponde con el contorno exterior de la sección de acoplamiento 25 sobre la que está dispuesta. De este modo, la rueda cónica 71 está unida por unión geométrica al husillo, asomándose la rueda cónica 71 con<su>segmento de rueda cónica 712 al interior del paso 641.
En el lado del cabezal, el husillo 2 está en contacto con la superficie de contacto 627 de la sección de salida de agua 62 a través del disco deslizante 92. Radialmente, el husillo 2 está estanqueizado con respecto a la cuarta sección cilindrica 626 del orificio escalonado 621 a través de la junta tórica 93 dispuesta en la ranura de estanqueización 27.
En la sección de accionamiento 63 está dispuesto un motor eléctrico 8, cuyo árbol de accionamiento 81 se asoma al interior de la cámara de engranaje 64. Sobre el árbol de accionamiento 81 está montado un piñón cónico 72 que está en engrane con el segmento de rueda cónica 712 de la rueda cónica 71. Para la regulación del flujo de agua que pasa por la sección de salida de agua 62, está dispuesto un dispositivo de control y regulación, no representado, que está conectado a un sensor, preferiblemente un sensor de caudal y/o temperatura, insertado en el orificio de medición 631 y, a través del cual se puede controlar el motor eléctrico 8.

Claims (15)

r e iv in d ic a c io n e s
1. Cartucho de válvula, con una válvula y un cabezal (1) que está atravesado centralmente por un husillo (2) que está sujeto de forma giratorio y desplazable axialmente dentro del cabezal (1) y que presenta un orificio de paso (2 l) axial para el paso de agua, pudiendo ser accionada por el husillo (2) la válvula por la que puede ser controlado el flujo de agua a través del orificio de paso (21), y presentando el husillo (2) fuera del cabezal (1) una sección de acoplamiento (25) de sección transversal no redonda.
2. Cartucho de válvula según la reivindicación 1, caracterizado porque la sección de acoplamiento (25) tiene una sección transversal poligonal.
3. Cartucho de válvula según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el cabezal (1) presenta un asiento de válvula (16) integrado, sobre el que entra en contacto la válvula.
4. Cartucho de válvula según la reivindicación 3, caracterizado porque la válvula está formada por un disco de control (3) y un disco de entrada (4) que está en contacto con éste y que se sujeta de forma no giratoria en el cabezal (1).
5. Cartucho de válvula según la reivindicación 4, caracterizado porque entre el disco de entrada (3) y el asiento de válvula (16) está dispuesta una junta que preferiblemente está realizada como junta labial (5).
6. Cartucho de válvula según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque el cabezal (1) tiene por dentro una sección (14) con un diámetro interior que se estrecha cónicamente en dirección al husillo y por la que está formado el asiento de válvula (16).
7. Cartucho de válvula según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el husillo (2) presenta en el extremo al menos una espiga arrastradora (22), a través de la cual está unido por unión geométrica al disco de control (3).
8. Cartucho de válvula según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cabezal (1) presenta en<su>extremo orientado hacia el husillo (2) y/o en<su>extremo opuesto al husillo (2) al menos una orejeta de posicionamiento (13).
9. Grifería con un canal de paso de agua, en el que está introducido un cartucho de válvula según una de las reivindicaciones anteriores, estando el husillo (2) con su extremo libre en contacto con un tope (627) dispuesto en la carcasa de grifería (6) de la grifería, por lo que queda fijado axialmente.
10. Grifería según la reivindicación 9, caracterizado porque está dispuesta una pieza de accionamiento que está unida por unión geométrica a la sección de acoplamiento (25).
11. Grifería según la reivindicación 10, caracterizado porque la pieza de accionamiento comprende una palanca pivotante o un accionamiento por motor.
12. Grifería según la reivindicación 11, caracterizado porque el accionamiento por motor está formado por un motor eléctrico (8) que está unido a la sección de acoplamiento (25) a través de un engranaje cónico (7).
13. Grifería según la reivindicación 12, caracterizado porque la rueda cónica (71) del engranaje cónico (7) está configurada en forma de anillo y tiene un contorno interior que se corresponde con el contorno exterior de la sección de acoplamiento (25) sobre la que está colocada por deslizamiento.
14. Grifería según la reivindicación 13, caracterizado porque la rueda cónica (71) está formada por una pieza anular (711) en la que está conformado un segmento de rueda cónica (712) que preferiblemente envuelve un ángulo de entre 100o y 130o.
15. Grifería según una de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado porque están dispuestas una conexión de entrada de agua y una conexión de salida de agua que están alineadas entre sí y entre las cuales está dispuesto el cartucho de válvula.
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