FLUXÓ ETRO TIPO PISTON CON CUBIERTA INTERIOR DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a válvulas de descarga para retretes tipo pistón y más específicamente a una mejora en tales válvulas de descarga en la forma de una cubierta interior que asegura la mejor alineación entre el pistón y la cubierta a la cual se sella, que resulta en una operación más completa y precisa de la válvula de descarga. Las Patentes Norteamericanas Nos. 5,881,993 y 4,261,545, entre otras patentes, todas poseídas por Sloan Valve Company, muestran válvulas de descarga operadas por pistón para su uso en limpieza por descarga de agua de retretes y urinales. En cada una de estas patentes, el pistón tiene un sello exterior que da contra la pared interior de la cubierta de la válvula de descarga. La presente invención agrega una cubierta interior a la configuración de válvula de descarga, con el pistón dando contra la cubierta interior que asegura una operación más precisa y confiable de la válvula de descarga, así como permitiendo el uso de materiales menos costosos para ciertos componentes de la válvula de descarga. La presente invención se refiere a válvulas de descarga operadas por pistón para su uso junto con retretes y urinales, y más específicamente, a una mejora en la forma de una cubierta interior, que incrementa la conflabilidad de la operación de la válvula de descarga.
Un propósito primario de la invención es una válvula de descarga tipo pistón para el uso descrito que incluye una cubierta interior dentro de la cual se mueve el pistón durante la operación de la válvula de descarga. Otro propósito de la invención es una válvula de descarga como se describe en la cual la cubierta interior tiene rebordes de centrar para asegurar la alineación apropiada de la cubierta interior y el cuerpo de la válvula de descarga. Un propósito adicional de la invención es una válvula de descarga como se describe en la cual la cubierta interior incluye una proyección reforzada que funciona como un tope para el pistón durante su operación. Aún otro propósito de la invención es proporcionar una válvula de descarga como se describe en la cual la cubierta interior tiene formas de domo para incrementar la resistencia y tiene rebordes radiales para reforzar el domo. Aún otro propósito de la invención es una válvula de descarga como se describe que incluye un anillo exterior en la cubierta interior el cual se puede acoplar con el interior de la cubierta exterior para limitar la expansión de la cubierta interior durante las condiciones de presión. Otro propósito de la invención es una válvula de descarga como se describe en la cual la cubierta interior permite una superficie de sellado renovable o reemplazable para su acoplamiento con el sello del pistón. Aún otro propósito de la invención es una válvula de descarga como se describe en la cual la cubierta interior permite una cubierta exterior de costo más efectivo. La cubierta interior también asegura la distribución de agua precisa y permite el uso de un pistón estandarizado en cubiertas exteriores de tamaño variado. Otro propósito de la invención es una válvula de descarga como se describe en la cual la cubierta interior proporciona una junta que aisla las roscas de la cubierta exterior del agua corrosiva y evita su salida al ambiente externo. Estos y otros beneficios deseados de la invención, que incluyen combinaciones de características de la misma, se volverán aparentes a partir de la siguiente descripción. Se entenderá sin embargo, que un dispositivo aún puede ser apropiado para la invención reclamada sin lograr cada uno y cualquiera de estos beneficios deseados, que incluyen aquellos reunidos de la siguiente descripción. Las reivindicaciones anexas, no estos beneficios deseados, definen la materia objeto de la invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una sección vertical a través de una válvula de descarga de la presente invención. La Figura 2 es una sección parcial alargada que muestra la conexión entre el cuerpo de la válvula de descarga, la cubierta interior y la cubierta exterior. La Figura 3 es una sección parcial alargada que ilustra las relaciones entre el cuerpo de la válvula y su paso de agua, el ensamble de asiento principal, y el pistón, con el ensamble activador y la válvula de seguridad removida para claridad. La Figura 4 es una vista en elevación lateral de la cubierta interior. La Figura 5 es una vista en planta inferior de la cubierta interior. La Figura 6 es una sección tomada a lo largo de la línea 6-6 de la Figura 5. La Figura 7 es una sección detallada alargada de la pestaña y sello de la cubierta interior. La Figura 8 es una sección parcial tomada a lo largo de la línea 8-8 de la Figura 5. La Figura 9 es una vista en planta superior del ensamble de asiento principal . La Figura 10 es una sección tomada a lo largo de la línea 10-10 de la Figura 9. La Figura 11 es una sección detallada alargada de la porción de sellado del ensamble de asiento principal. La Figura 12 es una vista en planta inferior del ensamble de asiento principal .
La Figura 13 es una vista en elevación lateral alargada parcial del ensamble de asiento principal que muestra una de las argollas de bloqueo. La Figura 14 es una vista en elevación lateral alargada parcial del asiento principal . La Figura 15 es una sección alargada parcial del ensamble de asiento principal que muestra una extensión en una de las argollas de bloqueo. La presente invención se refiere a mejoras en válvulas de descarga tipo pistón tal como aquellas ilustradas en las Patentes Norteamericanas Nos. .4,261,545 y 5,881,993, ambas poseídas por Sloan Valve Company de Franklin Park, Illinois. Las descripciones de ambas patentes se incorporan en la presente para referencia. Referencia adicional debe hacerse a la Patente Norteamericana No. 6,299,127, también poseída por Sloan Valve Company, y que ilustra una válvula de descarga operada por solenoide . La invención se describirá junto con la operación del solenoide, pero también se adapta igualmente para la operación manual como se muestra en las patentes ? 545 y % 993. La descripción de la patente '127 se incorpora en la presente para referencia. Cuando la válvula de descarga mostrada en la presente se acomoda para la operación manual el paso de agua entre el asiento de válvula y el activador hidráulico se cerrará. Como se ilustra en las Figuras 1-3, la válvula de descarga incluye un cuerpo 10 que tiene una rosca 12 interior superior a la cual se rosca una cubierta 14 exterior. Un anillo 16 de relleno decorativo puede encerrar el cuerpo 10 y la cubierta 14 exterior en la intersección de estas dos partes. El cuerpo 10 tiene una entrada 18 la cual se conectará a una fuente adecuada de suministro de agua y una salida 20 la cual se conectará a un retrete o un urinal. Dentro de la cubierta 14 exterior existe una cubierta 22 interior la cual en su extremo inferior tiene una pestaña 24 que se extiende hacia fuera. Un rebajo 26 sesgado (Figura 2) se forma en el lado interior de la pestaña 24. La pestaña 24 descansa sobre un borde 28 dirigido hacia dentro del cuerpo 10. El borde tiene una superficie 29 axial interna. Un sello 30 se coloca dentro del rebajo 26 para formar un sello exterior para el cuerpo de válvula de descarga. El extremo 32 inferior de la cubierta 14 exterior, después de conectarse al cuerpo en las roscas 12 , dará contra la parte superior de la pestaña 24 para fijar la cubierta 22 interior firmemente en posición sobre el cuerpo de válvula de descarga y dentro de la cubierta 14 exterior. Enfocándose en la Figura 2, la cubierta 22 interior tiene un radio 34 pequeño en la unión entre la pestaña 24 y la cubierta que coincide con el radio 36 exterior en la parte inferior del extremo 32 de la cubierta 14 exterior para proporcionar estabilización en la unión entre estos dos elementos. Tales radios reducen el esfuerzo en la pestaña que de otra manera puede romper o arrancar esta porción de la cubierta interior. Colocado dentro del cuerpo 10 y la cubierta 22 interior se encuentra un pistón 40 el cual se impulsa hacia un ensamble 42 de asiento principal de filtración. El ensamble de asiento principal se localiza entre la entrada y la salida en un soporte 44 del cuerpo 10 de válvula. El soporte 44 tiene una parte plana superior radial y una pared 45 de sello interno cilindrica. El pistón 40 se desviará hacia el ensamble 42 de asiento principal mediante agua dentro de una cámara 46 de presión. El agua pasa dentro de la cámara 46 desde la entrada 18 a través de un orificio 48 de relleno en la pared lateral del pistón 40. El orificio de relleno se cubre por un anillo 50 en O. Detalles de esta descripción se muestran en la patente 4,261,545 antes referida. El interior del pistón 40 incluye un asiento 52 sobre el cual descansa un sello 53 y una válvula 54 de seguridad. La válvula de seguridad se impulsa a esta posición mediante un resorte 56 que se apoya, en su extremo inferior, sobre la válvula 54 de seguridad, y en su extremo superior contra un tope 58. El tope 58 se rosca dentro de la parte superior del pistón 40. El tope 58 tiene aberturas 60 a través de las cuales proporciona comunicación de fluido entre el orificio 48 de relleno y la cámara 46 de presión. El cuerpo 10 de válvula de descarga tiene una zona anular 61 que define una abertura 62 en la cual se monta un ensamble 64 activador. El ensamble activador efectuará el movimiento de la. válvula 54 de seguridad en una forma descrita en las patentes antes referidas. El ensamble 64 activador incluye un solenoide 65 que puede mover un émbolo 72 oscilante. El émbolo normalmente cierra un paso 74 que se extiende a través del extremo de otra manera cerrado de una ventosa 78. La ventosa se mantiene en la abertura 62 mediante un manguito 71 el cual tiene una extensión radial que acopla el extremo cerrado de la ventosa. El manguito 71 se sujeta en la zona anular 61 mediante una tuerca 73. La ventosa 78 define una cámara 70 en la cual reside un ensamble 66 de pistón/biela accionado por fluido, oscilante. Un resorte 68 desvía el ensamble 66 de pistón/biela a la posición retraída, normal mostrada en la Figura 1. El manguito 71 se sella en su superficie exterior a la superficie interior de la zona 61 anular pero el manguito no se sella en su superficie interior a la ventosa 78. Esto permite que el agua fluya entre el manguito y la ventosa. Por consiguiente, el vaso 74 en el extremo de la ventosa está en comunicación de fluido con un tubo 75 de paso hidráulico formado en el cuerpo de válvula de descarga. El tubo 76 de paso recibe el agua que fluye desde la entrada 18 a través del ensamble 42 de asiento principal de filtración como se describe después de esto. Bajo condiciones normales, el agua se escapará entre el exterior de la ventosa 78 y el interior del manguito 71 y estará directamente adyacente al paso 7 . Cuando el solenoide 65 se activa retira su émbolo 72 del paso 74. El agua que ha pasado alrededor de la ventosa 78 fluirá a través del paso 74 , provocando que el ensamble 66 de pistón/biela se mueva contra la fuerza del resorte 68 e incline la válvula 54 de seguridad. La inclinación de la válvula de seguridad ventila la presión dentro de la cámara 46 a la salida 20. La presión de agua en la entrada 18 que actúa sobre el pistón 40 entonces ya no es compensada por la presión dentro de la cámara 46 de manera que la presión de entrada provoca que el pistón se eleve fuera del ensamble 42 de asiento principal . Esto proporciona una trayectoria de fluido sin interrupción entre la entrada 18 y la salida 20. Conforme fluye el agua a través del orificio 48 de relleno, la presión en la cámara 46 se reestablece, lo cual gradualmente fuerza nuevamente al pistón hacia abajo en el ensamble de asiento principal, resellando por consiguiente la válvula. La operación, como se describe, se describe más completamente en las patentes Norteamericanas antes mencionadas poseídas por Sloan Valve Company. La cubierta 22 interior se muestra más específicamente en las Figuras 4-8. La cubierta interior incluye la pestaña 24 que se extiende hacia fuera antes mencionada, debajo de la cual se encuentra una pluralidad de rebordes 82 axiales que se extienden hacia fuera que se extienden desde una pared 84 periférica. Los rebordes 82 acoplan la superficie 29 axial del borde 28 dirigido hacia dentro para centrar la cubierta 22 dentro del cuerpo 10. Esto a su vez centra la pared interna de la cubierta interior con el beneficio de sellado pretendido descrito en lo siguiente. Como se ilustra, la parte superior 86 de la cubierta interior tiene forma de domo, que proporciona resistencia adicional para resistir la presión dentro de la cámara 46. En el centro del domo 86 existe un anillo 88 que se extiende hacia fuera que, como se muestra en la Figura 1, está en contacto con el interior de la cubierta 14 exterior. Existe un espacio controlado entre la parte superior del anillo 88 y la superficie interior de la cubierta exterior para asegurar la carga de sujeción máxima se aplique directamente al sello 30 en el borde 28 dirigido hacia dentro. Conforme incrementa la presión a una cantidad suficiente, muy por arriba de 100 psi, la cubierta interior se extenderá para hacer contacto con la cubierta exterior que entonces limitará la expansión adicional. La superficie interior de la parte superior 86 de la cubierta interior tiene una proyección 90 anular que se extiende hacia abajo. Esta proyección funciona como un tope para limitar el movimiento ascendente del pistón 40. El tope 58 en el pistón 40 se moverá hacia arriba durante la operación, pero el movimiento ascendente en el pistón se limitará por la proyección 90. La carrera del pistón ayuda a determinar la duración de tiempo durante el cual la válvula de descarga proporcionará una conexión de fluido entre la entrada y la salida. El anillo 90 se refuerza por una pluralidad de rebordes 92 radiales mostrados particularmente en las Figuras 5 y 8. Como mejor se muestra en la Figura 2, el pistón 40 tiene un sello 94 el cual es llevado por el pistón y que da contra la pared 96 interior de la cubierta 22 interior. Este sello establece la cámara 46 de presión. El sello se moverá contra la pared 96 interior cuando el pistón se mueva entre las posiciones abierta y cerrada durante la operación de la válvula de descarga. Una de las ventajas de la cubierta interior como se describe y como se muestra en la presente es que aisla la cubierta exterior del contacto del agua, que permite que la cubierta exterior se forme de un material menos costoso. Además, los rebordes 82 mejoran la alineación del pistón y el sello de pistón dentro del cuerpo de válvula de descarga, mejorando por consiguiente la confiabilidad de la válvula. Una ventaja adicional es que el sello entre el cuerpo 10 de válvula y la cubierta puede renovarse fácilmente al reemplazar la cubierta interior. Se prefiere que la superficie interior de la pared 96 de cubierta interior tenga un grado de textura. La superficie no debe ser tan lisa para que el sello de reborde del pistón se pegue y actúe herméticamente, y tampoco debe ser tan rígida para no proporcionar un sello completo entre el pistón y la cubierta interior. Se prefiere que el acabado sobre la cubierta interior tenga una rugosidad de superficie en el margen de aproximadamente 0.008 milímetros (8 micropulgadas) a aproximadamente 0.032 milímetros (32 micropulgadas) . Las Figuras 3 y 9-15 ilustran en detalle el ensamble 42 de asiento principal de filtración. El ensamble de asiento principal se localiza entre la entrada 18 y la salida 20. Sus funciones principales son formar un sello de cierre semidinámico con el pistón 40, para formar un sello estático con el cuerpo de válvula, para guiar al pistón durante su operación, y para filtrar el agua de entrada que entra por el tubo 76 de paso para su asistencia hidráulica con el ensamble activador. El ensamble 42 de asiento principal tiene dos componentes principales, un filtro 98 de asiento principal y una superficie 100 de sellado. Preferiblemente, la superficie 100 de sellado se moldea directamente en su lugar en el filtro 98 de asiento principal. La superficie 100 de sellado se puede acoplar con una superficie 102 radial (Figura 3) del pistón para formar el sello semidinámico entre el pistón 40 y el ensamble 42 de asiento principal. El pistón también tiene un faldón 101 que centra al pistón en el asiento de filtración principal. El filtro 98 de asiento principal se forma de un material que relativamente es rígido comparado con el material de la superficie 100 de sellado. A modo de ejemplo solamente, el filtro de asiento principal puede formarse de polipropileno el cual se llena al 30% de fibra de vidrio, mientras la superficie de sellado puede formarse de un elastómero sintético, tal como el vendido por Advanced Elastomer Systems, bajo su marca comercial Santoprene®. Se observará que otros materiales adecuados pueden utilizarse. El filtro 98 de asiento principal incluye una porción 103 de anillo anular que define una abertura 105 central . El filtro de asiento principal tiene también una porción 106 cilindrica inferior que se extiende hacia abajo del anillo 103. Una muesca 107 sesgada (Figuras 10 y 14) en la parte inferior de la porción 106 cilindrica recibe un anillo 104 en O (Figura 3) que forma un sello estático, con la pared 45 de sellado interna del soporte 44 del cuerpo de válvula para eliminar la salida en este punto en el cuerpo de válvula. El anillo 103 tiene una pluralidad de muescas en v o ranuras 108 en su periferia que directamente están adyacentes a la porción 110 de cuerpo de válvula (Figura 3) . En conjunto, la ranura 108 y la porción 110 de cuerpo definen una pluralidad de pasos tipo filtro pequeños cuya área de flujo total colectiva es mayor que la del área de flujo definida por el émbolo 72 cuando se activa y el paso 74. Como se muestra en la presente, pueden existir veinticuatro ranuras 108 de filtración, aunque ese número exacto no es esencial a la invención. Las ranuras 108 se colocan de manera que la válvula hace ciclos, el empuje del agua depurará cualesquier restos grandes que puedan haberse acumulado en la ranura 108, reduciendo además las oportunidades de que los pasos de filtración se bloqueen. El filtro 98 de asiento principal también contiene una pluralidad de cojinetes 114 de descanso sobre una superficie 116 inferior del anillo 103. Los cojinetes funcionan como un tope positivo cuando se instala el asiento sobre la parte plana superior del soporte 44 del cuerpo de válvula. Los cojinetes además cooperan con la porción 110 del cuerpo de válvula para definir un paso de flujo alrededor de la periferia del anillo 103 del filtro 98 de asiento principal. Este paso de flujo conecta el tubo 76 de paso con un suministro de agua de entrada de manera que la válvula de descarga pueda funcionar correctamente cuando se opere el solenoide . Puede observarse que el tubo 76 de paso está corriente abajo del filtro formado por el anillo 103 y su ranura 108, pero el tubo de paso está corriente arriba del sello 104. De este modo, el agua de entrada puede ir a través del filtro y el tubo 76 de paso para llegar al ensamble 64 activador, pero el agua de entrada no puede llegar alrededor del ensamble de asiento principal a la salida 20, excepto cuando la válvula se active intencionalmente . Se ha encontrado ventajoso formar el tubo 76 de paso hidráulico por vaciado en su lugar en el cuerpo 10 de válvula. Esto evita la necesidad de una operación de perforación secundaria durante la manufactura del cuerpo de válvula. Además, el tubo 76 de paso debe acomodarse de manera que no intersecte con la pared 45 de sellado del soporte 44. Al espaciar el tubo de paso del soporte, muy afuera de cualquier área de sellado, el potencial de daño al anillo 104 de sello del ensamble de asiento principal durante la instalación se evita. Es decir, debido a que el tubo de paso no se abre en el área de la pared 45 de sellado, no puede presentar ningún borde filoso o astillas que de otra manera puedan tener el potencial de cortar o dañar el anillo de sello cuando el anillo se mueva pasando el tubo de paso durante la instalación. Las Figuras 9-15 ilustran detalles adicionales del ensamble 42 de asiento principal. El anillo 103 y la superficie 100 de sellado tienen una geometría específicamente diseñada para esta aplicación. La forma de la superficie de sellado coopera en la del anillo para proporcionar el rendimiento deseado. Específicamente, la superficie superior del anillo 103 tiene una solera 118 vertical sobre su periferia. Las ranuras 108 se forman en el borde exterior de la solera. El borde interior de la solera forma una primera pared 120 axial. La superficie superior del anillo 103 además incluye un reborde 122 vertical el cual generalmente es trapezoidal en sección transversal. Es decir, el borde superior del reborde no forma un punto afilado sino más bien se rebaja ligeramente para formar un borde superior radial . El reborde tiene una segunda pared 124 axial . En conjunto, la primera y segunda paredes 120, 124 axiales definen un canal en la parte superior del anillo 103. La mayor parte de la superficie 100 de sellado se dispone dentro del canal. Es importante que la superficie de sellado se enlace por las paredes axiales de manera que la deformación de la superficie de sellado en una dirección radial se limite . La cara superior de la superficie 100 de sellado incluye una base 126 plana y una corona 128 arqueada vertical . La corona inicialmente está hacia dentro de la base. Este perfil proporciona un mayor esfuerzo de sellado inicial al crear una línea de contacto con la superficie 102 radial en el pistón. De este modo, un sello se formará en aún la más baja de las presiones del agua. Este perfil también mantiene una constante de flexión elevada que limita la compresión de la superficie de sellado. Cuando incrementa la presión del agua, la corona 128 se deformará ligeramente lo cual incrementa el área de sellado en el pistón. Pero debido a las restricciones en la geometría, el área de sellado jamás excederá un limite deseado. Aún si se aplanaba completamente la corona, el área de contacto será menor que en los sellos previos, manteniendo así el esfuerzo de sellado elevado deseado, y el asiento se comprimirá menor que los diseños previos, eliminando así la limpieza por descarga de agua más consistente. La compresión de la superficie de sellado se limita por la rigidez mecánica del material elastomérico y el área libre de extenderse. El área libre de extenderse es gobernada por la geometría de la superficie de sellado y la del anillo 103. Específicamente, la primera y segunda paredes 120, 124 axiales definen un canal en el cual la base 126 del sello reside. Estas paredes limitan el área de las superficie de sellado que está libre de extenderse. Otra ventaja de la corona 128 y el espesor de la base 126 es que contrarresta la tendencia del material de la superficie de sellado a tomar una dirección después de que ha estado bajo compresión. A modo de ejemplo solamente y no a modo de limitación, un perfil aceptable de la superficie 100 de sellado se ha hecho con las siguientes dimensiones aproximadas. El diámetro de la primera pared 120 axial es de aproximadamente 3.632 centímetros (1.43 pulgadas). La altura de la pared axial, y de este modo el espesor de la base 126, es de aproximadamente 0.114 centímetros (.045 pulgadas). El diámetro de la segunda pared 124 axial es de aproximadamente 2.692 centímetros (1.06 pulgadas) mientras su altura es de 0.064 centímetros (.025 pulgadas). La curvatura de la corona 128 tiene un radio de aproximadamente 0.635 centímetros (.25 pulgadas) . La porción 126 base de la superficie de sellado se interrumpe por un conjunto de argollas 130 de bloqueo elevadas. Como se ve en la Figura 15, las argollas tienen una altura mayor que la de la corona 128. La altura de las argollas junto con el diámetro de la base 126 en la cual se localizan, provoca que las argollas interfieran con el asiento de los pistones más antiguos en la superficie de sellado. Los pistones de estilo más antiguo tienen un anillo que hará contacto con las argollas y evitará que los pistones cierren la válvula. Tales pistones de estilo más antiguo no se utilizarán debido a que permitan más agua por descarga que lo permitido por los códigos actuales. Sin embargo, las argollas 130 no interferirán con el pistón 40 de tamaño correcto. Las superficies 102 radial del pistón 40 tiene un diámetro que permite que se ajuste dentro de las argollas 130 y en acoplamiento con la corona 128 de la superficie de sellado. Las argollas 130 se moldean dentro de la superficie de sellado de tal forma que si uno intenta removerlas probablemente pueda llevar a la destrucción de la superficie de sellado crítica. Las argollas se conforman para crear una restricción de flujo mínima cuando no se asiente el pistón. Una de las argollas tiene una extensión 132 que parcialmente cubrirá el tubo 76 de paso. Esta extensión fuerza al agua a filtrarse por las muescas en v o ranuras 108. Se observará que la estructura descrita proporciona alineación precisa del sello 94 dinámico del pistón con la pared 96 interior de la cubierta interior. Esta alineación es dependiente al final de la pared 45 de sellado axial y la superficie 29 axial del borde 28 que es concéntrico. Estas superficies se controlan cuidadosamente durante la fabricación del cuerpo que va a ser concéntrico. La porción 106 cilindrica más baja del ensamble 42 de asiento principal entonces se ajustará dentro de la pared 45 y asegurará la alineación de la abertura 105. El faldón 101 del pistón guía al pistón en la abertura 105 para fijar precisamente el sello 94. Similarmente, los rebordes 82 de centrar sobre la cubierta se ajustarán dentro de la superficie axial del borde 28 para localizar precisamente la pared 96 interior de la cubierta 22 interior. Aunque la forma preferida de la invención se ha mostrado y descrito en la presente, se debe observar que pueden existir muchas modificaciones, sustituciones y alteraciones a la misma. Por ejemplo, si se instalara un activador 64 operado manualmente convencional en lugar del operado por solenoide, el tubo 76 de paso puede conectarse.