MX2008011598A

MX2008011598A - Valvula con diafragma elastico.

Info

Publication number: MX2008011598A
Application number: MX2008011598A
Authority: MX
Inventors: Andreas Tschuertz
Original assignee: Norgren Gmbh
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2009-02-10
Also published as: EP1996845B1; WO2007104333A1; DE602006021633D1; US20090014077A1; CN101405527A; JP4879284B2; ATE507424T1; JP2009529633A; EP1996845A1; CN101405527B; US8695636B2

Abstract

Se describe una membrana de diafragma (212) que tiene una forma que carga por resorte un diafragma durante el montaje para proporcionar una posición por omisión para el diafragma. La membrana de diafragma (212) es elaborada de un material elástico. El diafragma es cargado por resorte durante el montaje fin de proporcionar una fuerza que regrese el diafragma a la posición por omisión.

Description

VALVULA CON DIAFRAGMA ELASTICO Campo de la invención La invención se refiere al campo de las válvulas, y en particular, a una válvula mejorada de diafragma.

Antecedentes de la invención Las válvulas vástago pueden ser apiladas juntas para formar sistemas de control . El ancho de la válvula de disco normalmente es conocido como el ancho de lámina. La reducción del ancho de lámina permite que más válvulas sean colocadas en la misma cantidad de espacio. Algunas válvulas, por ejemplo, una válvula mono-estable de 5/2, requieren que la válvula regrese a la posición por omisión en la ausencia de una fuerza de activación. La fuerza de retorno para la válvula normalmente es suministrada por un resorte. Los resortes ocupan espacio. Por lo tanto, existe la necesidad de que una válvula de disco de diafragma tenga una posición por omisión sin requerir un resorte separado.

Sumario de la invención Se describe un diafragma que tiene una forma en la que el resorte carga el diafragma durante el montaje a fin de proporcionar una posición por omisión para el diafragma. El diafragma es elaborado de material elástico. El diafragma es REF. 196161 cargado por resorte durante el montaje que proporciona una fuerza que regresa el diafragma a la posición por omisión.

Breve descripción de las figuras La Figura 1 es una vista en corte transversal de una válvula de diafragma 100 típica de la técnica anterior. La Figura 2 es una vista en corte isométrico de la válvula de diafragma 200 en una modalidad de ejemplo de la invención . La Figura 3 es una vista en corte isométrico de un cuerpo de válvula 306 en una modalidad de ejemplo de la invención . La Figura 4a es una vista superior de la membrana superior de diafragma 412 en una modalidad de ejemplo de la invención. La Figura 4b es una vista en corte AA de la membrana superior de diafragma 412 en una modalidad de ejemplo de la invención .

Descripción detallada de la invención Las Figuras 2-4B y la siguiente descripción representan los ejemplos específicos para enseñar a aquellas personas expertas en la técnica cómo realizar y utilizar el mejor modo de la invención. Con el propósito de enseñar los principios inventivos, algunos aspectos convencionales han sido simplificados u omitidos. Aquellas personas expertas en la técnica apreciarán variaciones de estos ejemplos que caen dentro del alcance de la invención. Aquellas personas expertas en la técnica apreciarán que las características descritas más adelante pueden ser combinadas en varias formas para configurar múltiples variaciones de la invención. Como resultado, la invención no se limita a los ejemplos específicos descritos más adelante, sino sólo por las reivindicaciones y sus equivalentes . La Figura 1 es una vista en corte transversal de una válvula de diafragma común 100 de función 3 / 2 . La válvula de diafragma 100 comprende una placa superior 102 , una placa inferior 104 , un cuerpo de válvula 106 , una membrana superior de diafragma 108 , una membrana inferior de diafragma 110 , un anillo superior de retención 112 , un anillo inferior de retención 114 , un espaciador 116 , un carrete central 126 , una superficie superior de sellado 120 , una superficie inferior de sellado 118 , un orificio de entrada 122 y una descarga 124 . El montaje de diafragma está constituido de un disco superior de diafragma 108 , un disco inferior de diafragma 110 , un anillo superior de retención 112 , un anillo inferior de retención 114 , un espaciador 116 y un carrete central 126 . Las partes en el montaje de diafragma son generalmente circulares por naturaleza y son simétricas alrededor de la línea central AA. La placa superior 102 es unida con el cuerpo de válvula 106 capturando el disco superior de diafragma 108 en una separación entre la placa superior 102 y el cuerpo de válvula 106. La placa inferior 104 es unida con el cuerpo de válvula 106 capturando el disco inferior de diafragma 110 en una separación entre la placa inferior 104 y el cuerpo de válvula 106. Las superficies superior e inferior de sellado son de una naturaleza generalmente circular con cada superficie de sellado formada en un plano. Las superficies de sellado también podrían ser llamadas asientos de válvula. Los dos planos que contienen las dos superficies de sellado son generalmente paralelos entre sí. La válvula 100 se muestra en la posición desconectada o cerrada con el disco superior de diafragma 108 que hace contacto con la superficie superior de sellado 120 y que tiene una separación entre el disco inferior de diafragma 110 y la superficie inferior de sellado 118. La separación entre el disco inferior de diafragma 110 y la superficie inferior de sellado es de una altura uniforme. En la posición cerrada, el fluido que proviene de un orificio de salida (no se muestra) se desplaza a través de la separación entre el disco inferior de diafragma 110 y la superficie inferior de sellado 118 y hacia afuera a través de la descarga 124 (como se muestra por la flecha E) . En la posición de conexión, la parte central del montaje de diafragma es desplazada hacia arriba, de manera que el disco inferior de diafragma 110 haga contacto con la superficie inferior de sellado 118 y que sea formada una separación entre el disco superior de diafragma 108 y la superficie superior de sellado 120 . La separación entre el disco superior de diafragma 108 y la superficie superior de sellado es de una altura uniforme. En la posición de conexión, el fluido se desplaza a partir del orificio de entrada 122 a través de la separación entre el disco superior de diafragma 108 y la superficie superior de sellado 120 , hacia un orificio de salida (no se muestra) . Los dos discos de diafragma se flexionan o deforman a medida que la parte central del montaje de diafragma es desplazada entre las posiciones abierta y cerrada. De manera general, existe una simetría radial en la deformación de los dos discos de diafragma. La simetría radial forma círculos concéntricos de deformación constante en los dos discos de diafragma. La Figura 2 es una vista en corte isométrico de la válvula de diafragma 200 de función 3 /2 en una modalidad de ejemplo de la invención. La válvula de diafragma 200 comprende una placa superior 202 , una placa inferior 204 , un cuerpo de válvula 206 , una membrana superior de diafragma 212 , una membrana inferior de diafragma 220 , un vástago 210 , una tapa de vástago 208 y un espaciador 218 . La superficie superior de sellado 226 y la superficie inferior de sellado 228 son formadas en el cuerpo de válvula 206 . En una modalidad de ejemplo de la invención, cada superficie de sellado es formada en un plano. La membrana superior de diafragma 212 tiene un aro superior 214 unido con el borde exterior de la membrana de diafragma y un aro interior 216 unido con el borde interior de la membrana de diafragma. La membrana inferior de diafragma 220 tiene un aro exterior 222 unido con el borde exterior de la membrana de diafragma y un aro interior 224 unido con el borde interior de la membrana de diafragma. Los aros interior y exterior en las dos membranas de diafragma son opcionales. Otros métodos podrían ser utilizados para retener las membranas de diafragma en la válvula o en el vástago. Por ejemplo, una ranura o canal podría formarse en el borde exterior de la membrana de diafragma y un labio o cordón podría formarse en la placa superior que se coloca dentro de la ranura. Un montaje de diafragma comprende la membrana superior de diafragma y la membrana inferior de diafragma (212 y 220), un vástago 210, un espaciador 218 y una tapa de vástago 208. El espaciador es opcional o podría ser integrado en el vástago. Para ensamblar el montaje de diafragma, la membrana superior de diafragma 212 es introducida en el vástago 210. El espaciador 218 es introducido en el vástago 210, capturando el aro interior 216 de la membrana superior de diafragma entre el vástago 210 y el espaciador 218. En una modalidad de ejemplo de la invención, el vástago podría ser introducido en el orificio central 230 en el cuerpo de válvula 206 . En otras modalidades de ejemplo de la invención, el montaje de diafragma no podría ser introducido en el orificio central 23 0 hasta que sea totalmente ensamblado. La membrana inferior de diafragma ahora es introducida en el vástago 210 . La tapa de vástago 208 es introducida y unida con el vástago 210 , capturando el aro interior 224 entre el espaciador 218 y la tapa de vástago 2 08 . Cuando el montaje de diafragma sea instalado en la válvula de diafragma 200 , los dos aros exteriores ( 222 y 214 ) son capturados entre el cuerpo de válvula y las placas superior e inferior ( 202 y 204 ) , de manera respectiva. En una modalidad de ejemplo de la invención, los aros exteriores superior e inferior asientan dentro de las ranuras formadas en las superficies superior e inferior del cuerpo de válvula 206 . En una modalidad de ejemplo de la invención, la placa superior 202 y la placa inferior 2 04 son unidas con el cuerpo de válvula 206 mediante soldadura de láser. Otros métodos de unión podrían ser utilizados para acoplar las placas superior e inferior con el cuerpo de válvula 204 . En operación, el montaje de diafragma se mueve entre dos posiciones, una posición superior y una posición inferior. De manera general, la deformación del diafragma 228 es radialmente simétrica alrededor del centro del montaje de diafragma. En la posición superior de diafragma (no se muestra) , la membrana inferior de diafragma 220 hace contacto y sella contra la superficie inferior de sellado 228 . La membrana superior de diafragma 212 es situada fuera de la superficie superior de sellado 226 , dejando una separación entre la membrana superior de diafragma 212 y la superficie superior de sellado 226 . La separación entre la membrana superior de diafragma 208 y la superficie superior de sellado 226 es de un ancho generalmente constante (es decir, la separación es normalmente uniforme) . En la posición inferior de diafragma, la membrana superior de diafragma 212 hace contacto y sella contra la superficie superior de sellado 226 . La membrana inferior de diafragma 220 es situada fuera de la superficie inferior de sellado 228 , dejando una separación entre la membrana inferior de diafragma 220 y la superficie inferior de sellado 228 . Normalmente, el montaje de diafragma es movido entre la posición superior y la posición inferior utilizando una fuerza de activación creada por la presión de un fluido piloto o de control (no se muestra) . El fluido de control es introducido en la separación entre la membrana superior de diafragma 212 y la placa superior 202 para obligar a que el diafragma se dirija hacia la posición inferior. El fluido de control es introducido en la separación entre la membrana inferior de diafragma 220 y la placa inferior 204 para obligar a que el diafragma se dirija hacia la posición superior. Cuando no exista fuerza de activación aplicada en otra área, el diafragma es configurado para colocarse a presión o regresar a la posición por omisión. El diafragma podría ser configurado, de manera que la posición por omisión se encuentre en la posición superior de diafragma o en la posición inferior de diafragma. En algunos casos, la fuerza elástica no podría ser lo suficientemente fuerte para regresar el diafragma a la posición por omisión si el suministro de origen todavía estuviera activo. Comúnmente, el suministro de origen también es utilizado para el suministro de control, de modo que cuando no exista presión en la válvula, tanto el control como la fuente estarán inactivos y el diafragma regresará a la posición por omisión. En una modalidad de ejemplo de la invención, la membrana superior de diafragma 212 es elaborada a partir de un material elástico, por ejemplo, poliuretano, caucho, acero elástico, o similares. El material elástico permite que la membrana superior de diafragma 212 sea ensamblada en la válvula, de manera que el material elástico de diafragma y la forma de la membrana superior de diafragma 212 interactúen con el cuerpo de válvula 206 y la placa superior 202 crea una fuerza elástica que regresa el diafragma a la posición por omisión. En otra modalidad de ejemplo de la invención, ambas de las membranas superior e inferior de diafragma son utilizadas para crear la fuerza elástica. La membrana inferior de diafragma sería elaborada a partir de un material elástico y también tendría una forma curveada o de tazón que sería alineada con la forma curveada o de tazón de la membrana superior de diafragma para ayudar a crear una fuerza elástica cuando el diafragma sea instalado en la válvula. El método utilizado para mover el diafragma entre las posiciones superior e inferior no es importante y otros métodos además del fluido piloto podrían ser utilizados por ejemplo, un émbolo activado por una bobina y unido con el diafragma. La Figura 3 es una vista en corte isométrico del cuerpo de válvula 306 en una modalidad de ejemplo de la invención. El cuerpo de válvula 306 forma tres puertos u orificios, el puerto 322 , el puerto 328 y el puerto 324 , la superficie superior de sellado 320 y la superficie inferior de sellado 318 . En función de la configuración de la válvula, podrían utilizarse los puertos como el puerto de entrada, el puerto de salida o el puerto de descarga. Cuando un diafragma (no se muestra) se encuentre en la posición superior, el fluido entra en el puerto 322 , después, se desplaza a través de la parte superior de la superficie superior de sellado 320 entre una separación formada entre la membrana superior de diafragma y la superficie superior de sellado, y posteriormente, fluye hacia el puerto 328 . Cuando el diafragma (no se muestra) se encuentre en la posición inferior, el fluido sale del puerto 328 , después, se desplaza por debajo de la superficie inferior de sellado 318 entre la separación formada entre la membrana inferior de diafragma y la superficie inferior de sellado 318, y posteriormente, fluye hacia el puerto 324. Las Figuras 4A-4B ilustran una membrana superior de diafragma 412 en una modalidad de ejemplo de la invención. En una modalidad de ejemplo de la invención, la membrana superior de diafragma 412 tiene una parte generalmente circular. En otras modalidades de ejemplo de la invención, la membrana superior de diafragma 412 podría ser de forma ovalada o rectangular. Otras formas también son posibles. La Figura 4a es una vista superior de la membrana superior de diafragma 412 en una modalidad de ejemplo de la invención. La Figura 4b es una vista en corte AA de la membrana superior de diafragma 412 en una modalidad de ejemplo de la invención. La membrana superior de diafragma 412 comprende un aro exterior 414, un aro interior 416 y una membrana de diafragma 411 que tiene un espesor t. El aro exterior 414 es configurado para colocarse dentro de la separación entre la placa superior y el cuerpo de válvula de la válvula. El aro exterior ayuda a mantener el montaje de diafragma en el lugar en la válvula y crea un sello entre el montaje de diafragma y la válvula. La membrana de diafragma 411 es acoplada con el aro exterior 414 a lo largo del diámetro interior del aro exterior 414. La membrana de diafragma 411 es acoplada con el aro interior 416 a lo largo del diámetro exterior del aro interior 414. La membrana superior de diafragma 412 es elaborada de un material elástico, por ejemplo, caucho, poliuretano, acero elástico, o similares. El aro exterior 414 es formado en esencia en un plano mostrado como AA. El aro interior 416 es formado en esencia en un plano mostrado como BB que es desplazado, aunque generalmente es paralelo al plano AA. El desplazamiento entre el aro interior y el aro exterior, el espesor de la membrana de diafragma t y el material de diafragma generan la fuerza que regresa el montaje de diafragma a la primera posición o posición por omisión, cuando el montaje de diafragma sea instalado en la válvula . Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Una válvula de diafragma, caracterizada porque comprende : un montaje de diafragma configurado para moverse a lo largo de un eje de carrera entre una primera posición y una segunda posición; el montaje de diafragma tiene una membrana superior de diafragma y una membrana inferior de diafragma, en donde las membranas superior e inferior de diafragma son mantenidas en una relación separada por medio de un vástago y en donde al menos la membrana superior de diafragma es fabricada de un material elástico; un cuerpo de válvula que forma una superficie superior de sellado y una superficie inferior de sellado; la membrana superior de diafragma es configurada para sellar contra la superficie superior de sellado cuando el diafragma se encuentre en la primera posición; la membrana inferior de diafragma es configurada para sellar contra la superficie inferior de sellado cuando el diafragma se encuentre en la segunda posición; una placa superior unida con un lado superior del cuerpo de válvula, en donde el borde exterior de la membrana superior de diafragma es mantenido entre el cuerpo de válvula y la placa superior; la membrana superior de diafragma tiene una forma curveada en donde el centro de la membrana superior de diafragma se extiende por debajo de un plano definido por el borde exterior de la membrana superior de diafragma provocando que el montaje de diafragma sea empujado hacia la primera posición cuando el montaje de diafragma sea instalado en la válvula de diafragma.
2. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque comprende : un aro superior unido y que rodea la membrana superior de diafragma y que forma un sello entre el cuerpo de válvula y la placa superior; un aro inferior unido y que rodea la membrana inferior de diafragma y que forma un sello entre el cuerpo de válvula y la placa inferior.
3. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el montaje de diafragma tiene una forma esencialmente circular .
4. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el montaje de diafragma tiene una forma esencialmente ovalada .
5. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el montaje de diafragma tiene una forma esencialmente rectangular .
6. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la membrana superior de diafragma es elaborada de poliuretano.
7. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la membrana inferior de diafragma es fabricada de un material elástico y tiene una forma curveada en donde el centro de la membrana inferior de diafragma se extiende por debajo del plano definido por el borde exterior de la membrana inferior de diafragma provocando que el montaje de diafragma sea empujado hacia la primera posición cuando el montaje de diafragma sea instalado en la válvula de diafragma.
8. Un método para la carga por resorte de una válvula de diafragma, caracterizado porque comprende : instalar una membrana inferior de diafragma sobre el primer extremo del vástago; instalar un vástago en el orificio central en el cuerpo de válvula; instalar una membrana superior de diafragma sobre el segundo extremo del vástago en una relación separada con la membrana inferior de diafragma en donde la membrana superior de diafragma tiene una forma de tazón y es elaborada de un material elástico; acoplar la placa superior con el lado superior del cuerpo de válvula capturando un borde de la membrana superior de diafragma entre la placa superior y el lado superior del cuerpo de válvula, con lo cual se carga con resorte la membrana superior de diafragma en una posición por omisión.
9. El método de ensamble de una válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la placa superior es unida con el lado superior del cuerpo de válvula mediante soldadura láser.
10. El método de ensamble de una válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque comprende: instalar un espaciador sobre el vástago entre las membranas superior e inferior de diafragma.
11. El método de ensamble de una válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque comprende: instalar una tapa de vástago sobre el vás tago .
12. El método de ensamble de una válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque comprende: asentar un aro unido con la membrana superior de diafragma dentro de una ranura formada en el lado superior del cuerpo de válvula antes de que la placa superior sea unida con el cuerpo de válvula, en donde la ranura rodea el orificio central; asentar un aro unido con la membrana inferior de diafragma dentro de una ranura formada en el lado inferior del cuerpo de válvula antes que la placa inferior sea unida con el cuerpo de válvula, en donde la ranura rodea el orificio central.