VÁLVULA ACTIVADA POR TEMPERATURA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención está relacionada con válvulas. Más específicamente, la presente invención está relacionada con una válvula activada por temperatura que se abre automáticamente en respuesta a temperaturas de congelamiento, con esto permitiendo el flujo continuo a través de la válvula, y que automáticamente se cierra cuando la temperatura se eleva por encima de la temperatura de congelamiento. Muy a menudo ocurren daños a tuberías y grifos de agua que están externamente expuestos a condiciones de congelamiento debido a la expansión del agua cuando se congela. La solución más común es entreabrir el grifo lo suficientemente abierto para permitir un lento goteo de agua. Este flujo de agua es típicamente lo suficiente caliente para evitar el congelamiento de la tubería corriente arriba del grifo. El agua más caliente usualmente proviene de tuberías enterradas a una temperatura por encima de la temperatura de congelamiento a una velocidad más rápida de lo que se puede congelar. Sin embargo, el goteo del grifo no siempre es posible, ya que pudieran no existir una persona que abra el grifo, se puede olvidar dejar el grifo abierto, o el clima frío podría ser inesperado. Además, este goteo puede ser un desperdicio de agua ya que muy a menudo los grifos gotean más de lo necesario. Como una solución a este problema de grifos y tuberías congeladas, se han propuesto muchas alternativas que automáticamente permiten que el grifo gotee cuando surgen condiciones de congelamiento. Típicamente, estas alternativas incluyen un elemento térmicamente activo utilizado para abrir y cerrar diferentes tipos de válvulas. Ejemplos de elementos térmicamente activos incluyen una combinación de materiales que tiene diferentes coeficientes de expansión térmica acomodados de tal manera que uno se mueve en relación al otro con un cambio en temperatura, un líquido que se condensa a una temperatura específica, o una cera que cambia de fases a una temperatura conocida con un cambio correspondiente en volumen. Las válvulas que contienen tales elementos térmicos son construidas de modo que el movimiento de los elementos térmicos permite el movimiento de un obturador, con esto abriendo el grifo y permitiendo que el agua gotee . Sin embargo, muchas veces una manguera u otro accesorio pueden fijarse al extremo del grifo. Este accesorio puede ya contener fluido el cual está congelado, provocando que la salida del grifo se bloquee. Por consiguiente, existe la necesidad de una válvula que tenga un medio secundario para permitir el flujo a través del mismo en el caso de que el medio primario falle. La presente invención descrita en la presente soluciona las desventajas descritas anteriormente con respecto a la respuesta del flujo de fluido a trasvés de una válvula, particularmente en el caso donde los medios primarios para permitir el flujo de fluido no sea posible. La válvula de la presente invención se instala fácilmente en un grifo de agua común. Permite el control de flujo del volumen de líquido que no está siendo obtenido, a pesar de cuan baja esté la temperatura ambiental . La válvula además permite tal control no atendido aún por el medio primario de liberación, por ejemplo, la salida del grifo esté bloqueada, evitando el flujo a través del mismo. La válvula de la presente invención es sensible a la presión y la temperatura y tiene un pistón de válvula para regular el flujo a través de la válvula. La válvula además tiene una guía de pistón de válvula para dirigir el movimiento del pistón, con la guía de pistón que tiene uno o más pasajes a través del mismo, un elemento térmico para permitir el movimiento del pistón, un alojamiento alargado que tiene un extremo anterior y posterior y una pared interior capaz de alojar el pistón, el elemento térmico y de guía. El alojamiento también tiene dos o más pasajes que permiten ayudar al pistón a regular el flujo, con por lo menos uno de los pasajes colocados hacia el extremo anterior del alojamiento, y por lo menos uno de los pasajes colocado hacia el extremo posterior del alojamiento.
La presente invención además proporciona un método para controlar flujo a través del grifo en condiciones de congelamiento. El grifo tiene una válvula en comunicación con el grifo, con la válvula teniendo un alojamiento de válvula con un extremo anterior y un extremo posterior y una pared interna. Los alojamientos alojan un pistón de válvula, una guía de pistón, un asiento de pistón y un elemento térmico. El elemento térmico es capaz de expandirse y contraerse de acuerdo con la temperatura ambiental, y el pistón se acopla de manera sellada con el asiento. El método comprende los pasos de contraer el elemento térmico a medida que la temperatura ambiental se acerca a la temperatura de congelamiento del agua; moviendo el pistón de válvula hacia el extremo anterior del alojamiento; y rompiendo el acoplamiento sellable del pistón con el asiento, con esto automáticamente creando un pasaje de flujo a través de la válvula. El pasaje de flujo a través de la válvula automáticamente se cierra a medida que la temperatura ambiental se eleva por encima de una temperatura predeterminada. Según el diseño, la válvula de la presente invención se puede instalar fácil y convenientemente en un grifo. Su diseño simple permite que se fabrique de manera poco costosa. Puede fabricarse en un amplio rango de tamaños, con base en el tamaño de la línea de flujo en la cual va a funcionar. Por su ¦ selección adecuada de materiales, la presente invención puede utilizarse para controlar una amplia variedad de flujos. La válvula de la presente invención está compuesta de por lo menos dos componentes que permiten que se solucionen aquellas limitaciones que se encuentran con las válvulas activadas por temperatura típicas . Estos componentes incluyen un pistón de válvula y uno o más asientos del pistón de válvula que interactúan entre si para permitir o evitar el flujo a través de la válvula. Cada asiento se comunica con uno o más puertos para permitir el flujo a través del mismo. Los puertos se cierran cuando el pistón está en contacto con el asiento, y se abren cuando el pistón se desacopla del asiento . Como se describe en la presente, la válvula está además compuesta de un elemento térmico capaz de expandirse y contraerse con base en las diferencias de temperatura. A medida que el elemento se expande y se contrae, el pistón se mueve de modo que se acopla y desacopla secuencialmente con el o los asientos, con esto cerrando o abriendo los puertos de asiento de válvula. Los puertos adicionales se colocan en la válvula de modo que el flujo pueda continuar automáticamente a través del grifo. Estos puertos adicionales se encuentran en diferentes lugares de la válvula. Uno se coloca de modo que el flujo pueda ocurrir a través de la válvula y el grifo en caso de temperaturas de congelamiento. En el caso de que el flujo a través de la salida del grifo sea bloqueado, por ejemplo, la manguera que está unida a la salida que está bloqueando el flujo, o el fluido en la salida está congelado bloqueando el flujo, otro puerto secundario está colocado en la válvula de modo que el flujo pueda desviar la salida del grifo, evitando daño debido a tuberías y/o grifos congelados. Al abrir estos puertos, se permite el flujo a través de la válvula a pesar de la temperatura ambiental . A manera de la presente invención, el flujo a través del primer puerto y fuera del grifo ocurre debido a las condiciones de congelamiento. El puerto secundario se abre tanto por temperatura como por presión debido a que la salida del grifo está bloqueada. La presión para abrir el puerto secundario puede predeterminarse cambiando el diámetro del pistón. Los efectos benéficos generales descritos anteriormente aplican generalmente a cada una de las descripciones y caracterizaciones ejemplares de los dispositivos y mecanismos descritos en la presente. Las estructuras específicas a través de las cuales estos beneficios son proporcionados serán descritas con detalle más adelante .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en perspectiva esquemática de una válvula activada por temperatura de acuerdo con la presente invención. La Figura 2 es una vista en corte transversal longitudinal de una válvula de control de flujo de acuerdo con la presente invención mostrando la posición de los componentes sin flujo a través de la válvula. La Figura 3 es una vista en corte transversal longitudinal de una válvula de control de flujo de acuerdo con la presente invención que muestra la posición de los componentes con flujo a través del conducto primario de la válvula. La Figura 4 es una vista en corte transversal longitudinal de una válvula de control de flujo de acuerdo con la presente invención que muestra la posición de los componentes con flujo a través del conducto secundario de la válvula . Como se requiere, las modalidades detalladas de la presente invención se describen en la presente. Sin embargo, se deberá entender que las modalidades descritas son simplemente ejemplares de la invención que pueden ejemplificarse de formas diferentes y alternativas. Las figuras no están necesariamente a escala y algunas características pueden exagerarse o minimizarse para mostrar los detalles de los componentes particulares. Por lo tanto, los detalles estructurales y funcionales específicos descritos en la presente no deberán interpretarse como limitantes, sino como la base para las reivindicaciones y como la base representativa para enseñar a aquellos expertos en la técnica que la presente invención se puede emplear de diferentes maneras. Aunque se describe como construido dentro del vastago del grifo, se deberá entender que la válvula puede construirse dentro del cuerpo del grifo si así se desea. Haciendo referencia a los dibujos, la válvula activada por temperatura de la presente invención se indica generalmente en 20. La válvula o el alojamiento de válvula o el vástago 20 de válvula tienen un extremo 21 anterior y un extremo 22 posterior, estando el extremo 22 posterior en comunicación con el cuerpo 10 del grifo. La válvula 20 está compuesta de un alojamiento cilindrico hueco que tiene roscas 23 de vástago externas para comunicar o asegurar la conexión con el cuerpo 10 del grifo. El vástago 20 de la válvula puede tener uno o más puertos colocados por debajo y/o por encima de las roscas 23 de vástago. Los puertos y su función se describirán con detalle más adelante. Como se ilustra en la modalidad de las Figuras 2-4, el interior del vástago de la válvula está compuesto de una pared 26 interior superior y una pared 27 interior inferior. La función de cada pared de igual manera será descrita más adelante . En una modalidad, aplicada sobre y por encima del extremo 21 anterior del vástago 20 de válvula se encuentra una arandela 84 de vástago de válvula, una junta 83 de vástago de válvula, una tapa o tuerca 82, una manija 80 y un tornillo o perno 81. El perno 81 acopla de manera roscada con el extremo 21 anterior del vástago de la válvula para asegurar la manija 80 al mismo. La arandela 84 de vástago de válvula, la junta 83 y la tapa 82 proporcionan un medio para asegurar de manera sellada el vástago 20 de válvula al cuerpo 10 del grifo. La arandela 84, la junta 83 y la tapa 82 tiene un diámetro interior que es ligeramente mayor que aquel del vástago 20 de la válvula de modo que se puedan deslizar sobre el vástago de la válvula hacia la parte superior del cuerpo 10 del grifo, donde la tapa 82 acopla con las roscas 15 externas de la tuerca de empaque del cuerpo 10 del grifo, con esto proporcionando un sello entre el grifo 10 y el vástago 20 de válvula para evitar la fuga de fluido. El cuerpo 10 del grifo está roscado interiormente en ambos extremos para proporcionar roscas 12 y 14 en la entrada 11 y salida 13 de la válvula, respectivamente. Aunque los dibujos ilustran extremos de entrada 11 y salida 13 externamente roscados, se deberá entender que ambos extremos pueden estar ya sea interna o externamente roscados . La porción central superior del grifo 10 entre los extremos roscados es tanto internamente 16 como externamente 15 roscado y adaptado para recibir de manera roscada el vastago 20 de válvula dentro del mismo. De esta manera, el vástago 20 de válvula puede girarse manualmente por medio de la manija 80 para permitir o detener el fluido a través del grifo 10 sin que el vástago 20 de válvula se desacople con el grifo 10. El cuerpo 10 de grifo se puede obtener f cilmente en el mercado. Dicho grifo tiene una división dentro del mismo (no mostrada) para separar una cama de entrada de la cámara de salida. El vástago 20 de válvula se acopla con esta división. Al girar la manija 80, el vástago de válvula gira ya sea hacia arriba incrementadamente abriendo el flujo de la cámara de entrada hacia la cámara de salida y fuera del grifo 10, o hacia abajo con esto incrementando el límite y finalmente bloqueando el flujo a través de las cámaras y fuera del grifo 10. Colocados dentro del vástago 20 de válvula se encuentran un elemento 75 térmico, un pistón 30 de válvula y una guía 40 de pistón de válvula. El elemento 75 térmico es ligeramente menor en su diámetro externo que el diámetro interno superior o pared 26 del vástago 20 de válvula, y puede expandirse o contraerse con base en las diferencias de temperatura. Al colocarse internamente en el vástago 20 de válvula entre el extremo 21 anterior y el pistón 30 de válvula, el elemento 75 térmico puede mover el pistón 30 a lo largo de la longitud de la pared interna del vastago 20 de válvula a medida que ocurren variaciones dentro de un rango de temperatura predeterminado. El elemento 75 térmico de preferencia es un dispositivo hueco tipo fuelle, que está lleno con una sustancia tal como líquido, gel o gas que se expande y contrae con base en los cambios de temperatura. Tal elemento 75 puede proporcionarse con un obturador 76 térmico con lo cual el líquido, gel o gas puede adicionarse al elemento 75 como sea necesario. En la modalidad ilustrada en la Figura 1, es posible llenar el elemento 75 removiendo primero el tornillo 81 y la manija 80 y enseguida el obturador 76, teniendo así acceso al elemento 75 térmico, a través del extremo 21 anterior del vástago de válvula sin separar todos los componentes . Aunque se prefiere un elemento 75 tipo fuelle, aquellos expertos en la técnica pueden fácilmente reconocer que cualquier tipo de elemento 75 térmico que se expanda y contraiga con las variaciones de temperatura funcionar en la presente invención. En la modalidad ilustrada, el pistón 30 de válvula está compuesto de una base 31 de pistón, un retén 32 de movimiento de pistón, una porción 35 central, una terminal 34 primaria de pistón y una terminal 33 secundaria, un miembro 70 desviador como un resorte. La base 31 de pistón está adyacente al elemento 75 térmico y proporciona una superficie para hacer contacto con el elemento 75. El retén 32 de pistón tiene un diámetro más pequeño que el resorte 70 o miembro desviador, mientras que la base 31 de pistón tiene el mismo diámetro o un diámetro mayor que el resorte 70. Como tal, el retén 32 de pistón proporciona un área o región para soportar el resorte 70 dentro del vástago 20 de válvula. El retén 32 de pistón tiene otros propósitos, como se describirá en la presente más adelante junto con la función de la terminal primaria 34 y secundaria 33. Además, la base 31 de pistón de preferencia tiene un diámetro ligeramente menor que la pared 26 interna superior de vástago de válvula de modo que el pistón 30 se coloca deslizablemente dentro del mismo. La guía 40 o asiento de pistón de válvula está compuesta de una guía 41 de pistón de válvula para dirigir el pistón 30 a través del vástago 20 de válvula, y un asiento 50 de terminal de pistón de válvula para la interacción con la terminal 33, 34 de pistón. La guía 41 tiene un rebajo a través de la misma y está compuesta además de un reborde 42 posterior, una abertura 43 anterior y uno o más puertos 44 de guía. El reborde 42 posterior tiene un diámetro ligeramente menor que el diámetro 27 o pared interior inferior de vástago de válvula y tiene tal anchura que la guía 41 se puede colocar deslizadamente pero segura o establemente dentro del vástago 20 de válvula. Haciendo referencia a la modalidad encontrada en las Figuras 2-4, se puede ver que la pared 26 interna superior del vástago de válvula tiene un diámetro menor que la pared 27 interna inferior, con esto creando un reborde 28 interno que separa las dos áreas. Como se muestra, el reborde 42 posterior es sustancialmente mayor en cuanto a diámetro que la pared 26 interna superior, de modo que sólo el extremo anterior de la guía 41 entra en la porción superior del interior del vástago 20 de válvula. La porción 35 central del pistón 30 de preferencia tiene un diámetro por lo menos ligeramente menor que el rebajo de la guía 41. Como tal, el pistón 30 se coloca a través de la abertura 43 anterior y es capaz de deslizadámente pasar a través de la guía 41 hasta el retén 32 de pistón. Con esto, la guía 41 centra el pistón 30 dentro del vástago 20 de válvula. El asiento 50 de terminal de pistón interactúa con el pistón 30 para proporcionar una trayectoria para permitir o evitar el flujo del grifo 10 a través del vástago 20 de válvula como se explicará más adelante. En la modalidad ilustrada, el asiento 50 de terminal de pistón está compuesto de un asiento 61 de terminal primaria y un asiento 51 de terminal secundaria. El asiento 51 de terminal secundaria tiene una abertura 52 anterior secundaria, un reborde 53 axial secundario, una abertura 54 posterior secundaria en comunicación con la abertura 52 anterior, y uno o más puertos 55 secundarios colocados alrededor del extremo posterior del asiento 51 de terminal secundaria. El diámetro del reborde 53 axial deberá tener tal tamaño que pueda estar deslizadamente en comunicación con la pared 27 o superficie interior inferior del vástago 20 de válvula, con esto permitiendo que el asiento 51 de terminal secundaria se coloque de manera estable dentro del vástago 20 de válvula. El extremo anterior del asiento 51 de terminal secundaria está en comunicación con el extremo posterior de la guía 41 de pistón. El asiento 51 de terminal secundaria puede tener uno o más sellos o juntas alrededor del mismo. Un sello 57 exterior secundario puede proporcionarse de modo que se coloque alrededor del extremo anterior para proporcionar un sello entre la guía 41 y el asiento 51 de terminal secundaria. Un sello 56 interior secundario puede proporcionarse para colocarse alrededor o justo dentro de la abertura 52 anterior secundaria para comunicarse de manera sellada con la terminal 33 secundaria del pistón 30. Como tal, el sello 56 interior secundario deberá tener tal diámetro externo que sea capaz de selladamente ajustarse dentro de la abertura 52 anterior secundaria, y de tal diámetro interno que sea capaz de selladamente comunicarse con la terminal 33 secundaria de pistón de válvula. El asiento 61 de terminal primaria tiene una abertura 62 anterior primaria, roscas 63 externas primarias y una cabeza 64 posterior primaria. Las roscas 63 primarias se pueden acoplar con las roscas internamente localizadas en el extremo 22 posterior del vástago de válvula por debajo de los puertos 24 primarios, con esto actuando como retenedor para mantener los otros componentes internos del vástago 20 de válvula dentro del mismo. La cabeza 64 posterior primaria puede ser ranurada para acoplarse con una herramienta como un desatornillador, o puede estar conformada de modo que sea capaz de acoplarse con cualquier otra herramienta como una llave, con esto permitiendo que se gire y asegure el asiento 61 de terminal primaria dentro del vástago 20 de válvula. La cabeza 64 posterior primaria tiene un rebajo 67 que está en comunicación con la abertura 62 anterior primaria para permitir el flujo de fluido a través de la misma, como se ilustra en las Figuras 2-4. Similar al asiento 51 de terminal secundaria, el asiento 61 de terminal primaria puede tener uno o más sellos o juntas en el mismo. Un sello 66 o junta exterior primaria pueden proporcionarse para colocarse alrededor del extremo posterior para proporcionar un sello entre el extremo 22 posterior del vástago de válvula y el cuerpo 10 de grifo. Un sello 67 interior primario puede proporcionarse para colocarse alrededor o justo dentro de la abertura 62 anterior primaria para selladamente comunicarse con la terminal 34 primaria del pistón 30. Como tal, el sello 67 interior primario deberá tener tal diámetro externo de modo que pueda ajustarse de manera sellada dentro de la abertura 62 anterior primaria, y de tal diámetro interno que fuera capaz de comunicarse de manera sellada con la terminal 34 primaria de pistón de válvula. Un resorte 70 en espiral se coloca en un extremo sustancial y concéntricamente alrededor del retén 32 de movimiento de pistón, con un extremo empalmando un lado de la base 31 de pistón y el otro extremo colocado sustancial y concéntricamente alrededor de la guía 41 de pistón de válvula, adyacente a la porción superior del reborde 42 posterior de guía de pistón, o que el extremo del reborde 42 esté por lo menos distante de la base 31 de pistón. Cuando está relajado y extendido, el resorte 70 se extiende sustancialmente a la longitud del pistón 30 y la guía 41 de pistón, con esto desviando el pistón 30 hacia el extremo 21 anterior del vástago de la válvula. Haciendo referencia una vez más a las Figuras, particularmente a las Figuras 2-4, la operación de la válvula es como sigue : con temperaturas en o por encima de la temperatura de activación predeterminada, la válvula 20 de temperatura en la modalidad ilustrada funciona como un grifo común, con flujo de fluido a través del mismo permitido simplemente girando la manija 80 de modo que la válvula 20 se eleva de una división que se encuentra dentro del cuerpo 10 de grifo. Al girar en la dirección opuesta, el flujo se detiene, aunque está en o por encima de esta temperatura de activación, la sustancia dentro del elemento 75 térmico se expande, con esto expandiendo el elemento 75. Con el elemento 75 expandido, el pistón 30 se empuja hacia el extremo 22 posterior del vástago de la válvula, de modo que la terminal 33 secundaria se acopla con el sello 56 interior secundario y la terminal 34 primaria se acopla con el sello 65 interior primario, con esto evitando el flujo a través del vástago 20 de válvula, evitando el flujo a través del mismo como se ilustra en la Figura 2. A medida que la temperatura alcanza la temperatura de activación, la sustancia dentro del elemento 75 comienza a contraerse, con esto permitiendo que la presión del resorte 70 empuje contra el pistón 30 y, de este modo, el elemento 75, provocando que se contraiga y el pistón 30 se mueva lejos del extremo 22 posterior del vástago de válvula. A medida que el pistón 30 se retira, la terminal del pistón deja de hacer contacto con el asiento 50 de terminal de pistón, permitiendo que ocurra el flujo dentro del vástago 20 de válvula. Esta interrupción ocurre primero entre la terminal 34 primaria de pistón y el asiento 61 de la terminal primaria. Ya no estando la terminal 34 primaria acoplada con el asiento 61 de terminal primaria, el flujo ocurre a través del rebajo 67 de la terminal primaria, hacia el o los puertos 55 de asiento de terminal secundaria dentro de una cámara 45 de asiento de pistón entre el asiento 40 de pistón y la pared 27 interna inferior del vástago de válvula, fuera del o de los puertos 24 primarios, y hacia el cuerpo 10 de grifo y fuera de su salida 13. Se deberá notar que la terminal 33 secundaria de pistón aún está acoplada con el asiento 51 de terminal secundaria, de modo que se evita que continúe adicionalmente el flujo dentro del vástago 20 de válvula. De esta manera, el pasaje posterior del alojamiento 20 de vástago de válvula proporciona una trayectoria primaria para que ocurra el flujo y el pasaje anterior proporciona una trayectoria secundaria para que ocurra el flujo. En el caso de que se evite continuar el flujo fuera de la salida 13 del cuerpo de grifo mientras que está en o por debajo de la temperatura de activación, o por ejemplo si la temperatura disminuye por debajo de la temperatura de activación, la sustancia dentro del elemento 75 puede seguir contrayéndose, permitiendo que el resorte 70 siga expandiéndose y empuje el pistón 30 lejos del asiento 40 de pistón. Otra interrupción ocurre cuando la terminal 33 secundaria de pistón y el asiento 51 de terminal secundaria permiten que el fluido fluya a través del o de los puertos 44 de guía de pistón, dentro de una cámara 35 de pistón, y fuera del o de los puertos 25 secundarios del vástago de válvula como se ilustra en la Figura 4. El flujo también puede continuar a través del o de los puertos 24 primarios de vástago de válvula. De esta manera, la válvula activada por temperatura proporciona una trayectoria alternativa o secundaria de flujo de fluido. En el caso de que el flujo a través de la salida del grifo sea bloqueado, la válvula 20 proporciona un método para el escape de fluido sin dañar el grifo 10, la válvula 20 o las tuberías debido a la acumulación de presión, particularmente en condiciones de bajas temperaturas. Se deberá adicionalmen e notar que tanto la temperatura como la presión pueden abrir la trayectoria de fluido secundaria. Además, la presión requerida para abrir la trayectoria secundaria puede determinarse cambiando el diámetro de la terminal 33 secundaria de pistón. De esta manera, un diámetro mayor proporciona más superficie y con esto requiriendo menos · presión para abrirla. Aunque la presente invención ha sido descrita e ilustrada en detalle, se deberá entender claramente que la misma se hace a modo de ilustración y ejemplo solamente, y no deberá tomarse como limitante. El espíritu y alcance de la presente invención deberán limitarse solamente por los términos de las reivindicaciones anexas. Aplicabilidad Industrial: La presente invención tiene aplicación en la industria de las válvulas y más específicamente en el campo de válvulas de flujo automáticas. Es de particular importancia la capacidad de la invención para evitar daño causado por tuberías y grifos congelados .