WO2013045715A1 - Electroválvula de seguridad para una válvula principal y procedimiento de seguridad - Google Patents

Electroválvula de seguridad para una válvula principal y procedimiento de seguridad Download PDF

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valve
solenoid valve
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support element
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Armand PUIGGRÓS ROIG
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Cepex, S.A.U.
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0603—Multiple-way valves
    • F16K31/0624—Lift valves
    • F16K31/0627—Lift valves with movable valve member positioned between seats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/029—Electromagnetically actuated valves

Definitions

  • the present invention corresponds to the technical field of safety in the operation of the valves, such as a descaling valve.
  • valves that frequently work under pressure need a device that ensures the maintenance of a pressure level inside, as well as a tightness, regulated by an automatic external element.
  • electrovalves that are responsible for controlling pressurization and sealing by controlling the opening and closing of the fluid inlet nozzles in these valves.
  • the multi-pass valve allows a plurality of work cycles.
  • the valve has a first and a second inlet and a first and a second outlet, also includes four solenoid valves attached to the valve body where each controls a certain number of water paths so that depending on which solenoid valves are activated, It allows a certain circulation of water inside the descaling valve.
  • a solenoid valve is therefore necessary for each opening of the descaling valve, which implies a complexity of the process and a high cost of both the initial device and its maintenance.
  • the safety solenoid valve proposed here for a main valve, by controlling the opening and closing of the different mouths destined to the fluid flow of the latter, comprises a main body and a solenoid valve cover attached thereto.
  • connection elements to the main valve, the first one being located at one end of the solenoid valve and the other two at least, on one side of the main body thereof, at the end opposite to the first element of Connection.
  • the first connection element is smaller in section than the remaining ones and comprises a pressure fluid inlet port in the solenoid valve.
  • This pressurized fluid is introduced into a solenoid that is connected at one of its ends to said first connecting element and by another to a solenoid support element.
  • This support element is located between the main body of the solenoid valve and its cover and comprises at least three connections of which the first one is contained in a plane perpendicular to the other two.
  • Said first connection of the support element comprises a first central hole and a second lateral hole, of which the latter always remains open while the control panel according to the different phases of the solenoid valve is in an open or closed position.
  • this first connection comprises at least two levels of depth inside, the central part, in which the first central hole is the one with the greatest depth.
  • Said at least three connections of the support element may have a circular section.
  • the cover of the solenoid valve comprises in its interior some circuits of distribution of the fluid and in its outer part an outlet of the same to the drain and a suction mouth.
  • the latter has two possible functions, the fluid outlet and the fluid intake or intake in the main valve.
  • the solenoid comprises an inlet hole inside the pressurized fluid introduced into the solenoid valve. It also has inside a piston with two possible positions, the first one in contact with the first connection of the support element, when the solenoid is deactivated and the second position, with the solenoid activated, in which there is no contact of the piston With the support element.
  • the piston in turn comprises a first elastic element at a first end and a second elastic element at the second end thereof.
  • the piston When the solenoid is deactivated, the piston is in its first position with the first end thereof in contact with the first connection of the support element, so that the first elastic element of the piston closes the existing central hole in said first connection of the support element.
  • the second elastic element at the second end of the piston allows the passage of the pressurized fluid through the inlet port into the solenoid.
  • the pressurized fluid introduced into the solenoid and circulating through the space between its inner surface and the outer surface of the piston finds as the only through hole the side hole of the first connection of the support element.
  • the first elastic element of the first end of the piston leaves fluid free passage through the central hole of the first connection of the support element, while the second elastic element of the second end of the piston closes the inlet hole inside the pressurized fluid solenoid.
  • the other two connections of the support element perpendicular to the first, comprise a suction plunger and a drain plunger respectively.
  • the suction plunger comprises in its central part a magnet on which a second magnet located in the solenoid valve cover acts.
  • the flow of fluid inside the solenoid valve follows circuits that are sealed by means of sealing that may be formed by o-rings or any other that provides the same result.
  • the body of the solenoid valve that is attached to the lid thereof comprises fastening means for said joint.
  • These fastening means can be formed by bolted elements or any other that ensures the union between them.
  • the safety procedure presented here is directed to a main valve, connected to an electrovalve at least three points, two of them being fluid flow nozzles of said main valve.
  • This solenoid valve comprises in its interior a support element with at least three connections, the first one being perpendicular to the other two and such that it has a hole in the side and a deeper central one, while the other connections have a single side hole each a.
  • This procedure has a first phase in which the solenoid for activating the solenoid valve is deactivated.
  • the first step comprises an entry of pressurized fluid into said solenoid valve, which is carried out by the first connection point thereof to the main valve.
  • the piston comprises a first elastic element located at its first end, now in contact with the first connection of the support element, so that it closes the central hole thereof preventing the passage of the pressurized fluid through it, while a second element elastic at the second end of the piston, free the pressure inlet hole in the solenoid.
  • the pressurized fluid circulates only through the lateral hole of said first connection.
  • the next step is a storage of this fluid in two existing chambers in the space between the at least two connections of the support element perpendicular to the first and a plunger located on each of the chambers.
  • this safety procedure for a main valve has a second phase in which the solenoid for activating the solenoid valve is activated.
  • the first step comprises a sliding of the internal piston of the solenoid to its second position, without contact with the support element.
  • the first elastic element of the first end of the piston leaves the central hole of the first connection of said support element free allowing the passage of fluid through both said central hole and the existing lateral hole in this first connection of the support element, both holes being communicated by the fluid flow between them.
  • the second elastic element of the second end of the piston comes into contact with the inlet opening of the pressurized fluid in the solenoid by closing it, thereby preventing the entry of pressurized fluid into the same.
  • the safety solenoid valve proposed here achieves significant improvements over the state of the art.
  • the second phase allows the flow of the main valve to flow at the same time as the option to perform the aspiration of some fluid that is necessary for the process is presented, as there is an aspiration port through which the same and a magnet system that allows the opening of the suction mouth even creating a depression that would tend to close that mouth if it were not for them.
  • Figure 1 Shows a perspective view of the support element.
  • Figure 2.- Shows a view of the rear elevation of the support element.
  • Figure 3. Shows a view of section A-A taken on the view shown in Figure 2.
  • Figure 4.- Shows a front elevation view of the support element.
  • Figure 5.- Shows a profile view of the support element.
  • Figure 6. Shows a perspective view of the solenoid valve cover.
  • Figure 7. Shows a perspective view of the solenoid valve body.
  • Figure 8.- Shows a section of the solenoid in which the inner piston thereof can be seen.
  • Figure 9. Shows a section of the solenoid valve in which it is in phase 1, with the solenoid deactivated.
  • Figure 10. Shows a section of the solenoid valve in which it is in phase 2, with the solenoid activated.
  • the safety solenoid valve presented here for the specific case of a descaling valve, by controlling the opening and closing of the mouths of fluid flow of the latter, comprises a main body (2) and a cover (3) of the solenoid valve (1) joined together by means of connection which in this preferred example of the invention are screwed elements (23).
  • the first connection element (4) which has a smaller section than the other two, is located at one end of the solenoid valve (1) , and comprises an orifice (26) of pressurized fluid inlet in the solenoid valve.
  • connection elements (5 and 6) which are shown in greater detail in Figure 7, are connected to the two fluid flow nozzles of the descaling valve (27) and are located on one side of the main body ( 2) of the solenoid valve (1), at the opposite end of the first connection element (4).
  • the support element (8) is placed between the main body (2) of the solenoid valve and the cover (3) thereof. It comprises three circular section connections, the first connection (9) being contained in a plane perpendicular to the one containing the other two connections (10 and 1 1).
  • This first connection (9) of the support element (8) comprises a first central hole (12) which according to the situation of the solenoid valve can be open or closed and a second lateral hole (13), which always remains open.
  • This first connection (9) has in its interior two levels of depth, being the central part, in which the first central hole (12) is located, the one with the greatest depth.
  • the other two connections (10 and 1 1) comprise a single hole (14.1 and 14.2) each side, located on the periphery thereof.
  • the pressurized fluid when passing through the support element (8), runs through fluid distribution circuits included in the cover (3) of the solenoid valve, which are staked by means consisting of O-rings (15) .
  • this cover (3) of the solenoid valve also includes in its outer part a drain outlet (16) for the exit of the fluid, as well as a suction mouth (17) with two possible functions, the The fluid outlet of the valve or the suction into the same of the brine, necessary for the decalcification process.
  • Figures 8, 9 and 10 show how the solenoid (7) of the solenoid valve (1) comprises inside a piston (18) that has two possible positions depending on the situation in which the solenoid is.
  • the piston (18) adopts a first position in contact with the support element (8), while if the solenoid is activated, the piston slides to the second position in which there is no contact with said support element (8).
  • the solenoid (7) comprises an orifice (19) inside the pressurized fluid introduced into the solenoid valve (1).
  • the piston comprises at its first end (28), a first elastic element (30) and a second elastic element (31) at its second end
  • first elastic element (30) located at the first end (28) of the piston (18) being in contact with the support element (8) closes the central hole (12) existing in the first connection (9) thereof, while the second elastic element (31) at the second end (29) of the piston (18) allows the passage of the pressurized fluid through the inlet port (19) into the interior of the solenoid (7).
  • connection (10 and 1 1) of the support element (8) perpendicular to the first one, respectively comprise a suction plunger (22) having a magnet (24) in its central area and a drain plunger (does not appear in the Figures).
  • a second magnet (25) located on the cover (3) of the solenoid valve (1) acts on the magnet (24) of the suction plunger (22).
  • This phase comprises a pressure fluid inlet in the solenoid valve (1), through the first connection (4) of this with the descaling valve.
  • This pressurized fluid inlet generates the sliding of the piston (18) inside the solenoid (7) to its first position in contact with the first connection (9) of the support element (8).
  • a first elastic element (30) is coupled to the central hole (12) of the first connection (9) of the support element (8), closing the passage of the fluid through it.
  • a second elastic element (31) located at the second end (29) of the piston (18) is separated from the orifice (19) for entering the solenoid (7) of the pressurized fluid introduced into the solenoid valve (1) , leaving its free passage into the solenoid (7).
  • This fluid circulates until it is stored in two existing chambers between the two connections (10 and 1 1) of the support element (8) perpendicular to the first and a plunger (22) located on each of them.
  • the first elastic element (30) of the first end (28) of the piston (18) leaves the central hole (12) of the first connection (9) of the first support element (8), which when open to the circulation of fluid is produced jointly by this hole (12) and by the side hole (13) of said first connection (9).
  • the brine is introduced from the suction mouth (17) of the solenoid valve and thanks to the existence of a pair of magnets (24 and 25), one in the suction plunger (22) and the other in the lid (3) of the solenoid valve, this piston (22) is kept open allowing brine to enter the descaling valve (27).
  • a solenoid valve is very useful, which in an easy and efficient way makes a control of the opening and closing of the fluid flow nozzles of the descaling valve, providing security against possible leaks and cuts in the power supply.
  • the great advantage is achieved with respect to other existing devices that thanks to the use of the inner part or support element, it is achieved by means of a single solenoid valve to carry out the closing control of more than one fluid flow port of the descaling valve , ceasing to be necessary a solenoid valve that acts on each fluid flow port, with the consequent reduction of the economic cost, both of installation and maintenance and at the same time a reduction of the technical difficulty of operation of the process.

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Abstract

Electroválvula (1) de seguridad para una válvula principal (27), que comprende un elemento soporte (8) de un solenoide (7), con al menos tres conexiones (9, 10 y 11). La primera de ellas, en un plano perpendicular a las otras dos, comprende un orificio lateral (13) y uno central (12), mientras que las otras conexiones (10 y 11) comprenden un orificio lateral (14.1 y 14.2) cada una. La electroválvula comprende al menos tres elementos de conexión a la válvula principal (27), y un solenoide (7) conectado al primero (4) de ellos y al elemento soporte del solenoide (8). Y procedimiento de seguridad de una válvula principal (27) mediante la conexión de una electroválvula (1) con un elemento soporte (8) de solenoide en su interior, que comprende dos fases. La primera fase, con el solenoide desactivado, mantiene la presión en la electroválvula y cierra las salidas de la válvula principal y la segunda, con el solenoide activado, cierra la entrada de presión a la electroválvula abriéndose las salidas de la válvula principal.

Description

ELECTROVÁLVULA DE SEGURIDAD PARA UNA VÁLVULA PRINCIPAL Y PROCEDIMIENTO DE SEGURIDAD
DESCRIPCIÓN
Campo técnico de la invención
La presente invención corresponde al campo técnico de la seguridad en el funcionamiento de las válvulas, como por ejemplo una válvula descalcificadora.
En estos dispositivos que regulan la circulación de un fluido, ya sea líquido o gaseoso, es necesario asegurar que no existan escapes en la misma por abertura de las bocas de entrada/salida de dichas válvulas así como que se mantenga un determinado nivel de presión.
Antecedentes de la Invención
En la actualidad existe una gran variedad de válvulas utilizadas en muy diversos procesos en los que se precisa una regulación de la circulación de un fluido.
Estas válvulas que frecuentemente trabajan a presión, necesitan de algún dispositivo que asegure el mantenimiento de un nivel de presión en su interior, así como una estanqueidad, regulados por un elemento externo automático.
Existen en el estado de la técnica dispositivos como son electroválvulas que se encargan de controlar la presurización y estanqueidad mediante el control de la abertura y cierre de las bocas de entrada de fluido en estas válvulas.
Esto es necesario en diversos procesos, como por ejemplo en el de descalcificación del agua.
En este caso, las altas presiones internas de funcionamiento a que están sometidas las partes móviles de la válvula descalcificadora que se encarga del proceso, hacen necesario que se tengan que cerrar las salidas de la misma, para evitar pérdidas de presión y conseguir que todas sus cámaras y partes móviles estén a una misma presión, con lo que el movimiento interno es más fácil, suave y libre de golpes de ariete. Para ello hay que conseguir un control de la abertura y cierre de las bocas de entrada/salida de la válvula. Como ejemplo existente en el estado de la técnica se puede mencionar la memoria de referencia U0150183, que trata de una válvula de pasos múltiples para instalaciones de descalcificación de agua.
En este caso, la válvula de paso múltiple permite una pluralidad de ciclos de trabajo. La válvula presenta una primera y una segunda admisión y una primera y una segunda salidas, así mismo comprende cuatro electroválvulas unidas al cuerpo de la válvula donde cada una controla un determinado número de recorridos de agua de forma que dependiendo de qué electroválvulas estén activadas, se permite una determinada circulación de agua dentro de la válvula descalcificadora.
Es por tanto necesario una electroválvula para cada boca de abertura de la válvula descalcificadora, lo que supone una complejidad del proceso y un elevado coste tanto del dispositivo inicial como de su mantenimiento.
Descripción de la invención
La electroválvula de seguridad que aquí se propone, para una válvula principal, mediante el control de la abertura y cierre de las distintas bocas destinadas al flujo de fluidos de esta última, comprende un cuerpo principal y una tapa de la electroválvula unido al mismo.
Presenta además al menos tres elementos de conexión a la válvula principal, estando el primero de ellos situado en un extremo de la electroválvula y los al menos otros dos, en un lateral del cuerpo principal de la misma, en el extremo opuesto al primer elemento de conexión.
El primer elemento de conexión es de menor sección que los restantes y comprende un orificio de entrada de fluido a presión en la electroválvula.
Este fluido a presión se introduce en un solenoide que se encuentra conectado por uno de sus extremos a dicho primer elemento de conexión y por otro a un elemento soporte del solenoide.
Este elemento soporte está situado entre el cuerpo principal de la electroválvula y la tapa de la misma y que comprende al menos tres conexiones de las cuales la primera de ellas se encuentra contenida en un plano perpendicular a las otras dos.
Dicha primera conexión del elemento soporte comprende un primer orificio central y un segundo orificio lateral, de los cuales este último siempre permanece abierto mientras que el central según las distintas fases de la electroválvula se encuentra en una posición abierta o cerrada.
Así mismo, esta primera conexión comprende al menos dos niveles de profundidad en su interior, siendo la parte central, en la que se encuentra el primer orificio central la de mayor profundidad.
Las otras dos conexiones del elemento soporte, perpendiculares a la primera, comprenden cada una de ellas un único orificio lateral en la periferia de la conexión.
Dichas al menos tres conexiones del elemento soporte pueden presentar una sección circular.
La tapa de la electroválvula comprende en su interior unos circuitos de distribución del fluido y en su parte exterior una boca de salida del mismo al desagüe y una boca de aspiración. Esta última presenta dos posibles funciones, la de salida de fluidos y la de aspiración o entrada de fluidos en la válvula principal.
El solenoide comprende un orificio de entrada en su interior del fluido a presión introducido en la electroválvula. Presenta además en su interior un pistón con dos posibles posiciones, la primera de ellas en contacto con la primera conexión del elemento soporte, cuando el solenoide se encuentra desactivado y la segunda posición, con el solenoide activado, en la que no existe contacto del pistón con el elemento soporte.
Entre la superficie interior del solenoide y la superficie exterior del pistón existe una holgura o espacio libre para el paso del fluido a presión que entra en el solenoide.
El pistón comprende a su vez un primer elemento elástico en un primer extremo y un segundo elemento elástico en el segundo extremo del mismo.
Cuando el solenoide se encuentra desactivado, el pistón está en su primera posición con el primer extremo del mismo en contacto con la primera conexión del elemento soporte, de manera que el primer elemento elástico del pistón, cierra el orificio central existente en dicha primera conexión del elemento soporte.
Al mismo tiempo, el segundo elemento elástico en el segundo extremo del pistón permite el paso del fluido a presión por el orificio de entrada al interior del solenoide.
De este modo, el fluido a presión introducido en el solenoide y que circula por el espacio comprendido entre la superficie interior del mismo y la exterior del pistón, encuentra como único orificio de paso el orificio lateral de la primera conexión del elemento soporte.
En el caso en que el solenoide se encuentra activado, el pistón pasa a la segunda posición sin contacto con el elemento soporte.
En esta situación, el primer elemento elástico del primer extremo del pistón deja paso libre de fluido por el orificio central de la primera conexión del elemento soporte, mientras que el segundo elemento elástico del segundo extremo del pistón, cierra el orificio de entrada al interior del solenoide del fluido a presión.
Las otras dos conexiones del elemento soporte perpendiculares a la primera, comprenden un émbolo de aspiración y un émbolo de desagüe respectivamente.
El émbolo de aspiración comprende en su parte central un imán sobre el que actúa un segundo imán situado en la tapa de la electroválvula.
El flujo de fluido por el interior de la electroválvula sigue unos circuitos que se encuentran estanqueizados mediante unos medios de estanqueizacion que pueden estar formados por juntas tóricas o cualquier otro que aporte el mismo resultado.
El cuerpo de la electroválvula que se encuentra unido a la tapa de la misma, comprende unos medios de sujeción para dicha unión. Estos medios de sujeción pueden estar formados por elementos atornillados o cualquier otro que asegure la unión entre ambos.
Además de la electroválvula de seguridad para una válvula principal, se presenta en esta memoria el procedimiento de seguridad en electroválvulas de ese mismo tipo.
Así pues, el procedimiento de seguridad que aquí se presenta se dirige a una válvula principal, conectada a una electroválvula en al menos tres puntos, siendo dos de ellos bocas de flujo de fluido de dicha válvula principal.
Esta electroválvula comprende en su interior un elemento soporte con al menos tres conexiones siendo la primera de ellas perpendicular a las otras dos y tal que presenta un orificio en el lateral y otro central más profundo, mientras que las otras conexiones presentan un único orificio lateral cada una.
Dicho procedimiento presenta una primera fase en la que el solenoide de activación de la electroválvula se encuentra desactivado. En este caso, el primer paso comprende una entrada de fluido a presión en dicha electroválvula, que se realiza por el primer punto de conexión de la misma a la válvula principal.
Al entrar el fluido a presión, se introduce en el solenoide a través de un orificio de entrada en el mismo, de manera que se produce el desplazamiento del pistón interior del solenoide hasta su primera posición en contacto con la primera conexión del elemento soporte.
El pistón comprende un primer elemento elástico situado en su primer extremo, ahora en contacto con la primera conexión del elemento soporte, de manera que cierra el orificio central de la misma impidiendo el paso del fluido a presión por el mismo, mientras que un segundo elemento elástico en el segundo extremo del pistón, deja libre el orificio de entrada de fluido a presión en el solenoide.
Al encontrarse el orificio central de la primera conexión del elemento soporte cerrado, el fluido a presión circula únicamente por el orificio lateral de dicha primera conexión.
El siguiente paso es un almacenamiento de este fluido en dos cámaras existentes en el espacio comprendido entre las al menos dos conexiones del elemento soporte perpendiculares a la primera y un émbolo situado sobre cada una de las cámaras.
Al entrar este fluido en presión, empuja ambos émbolos hacia las al menos dos bocas de flujo de fluido de la válvula principal con las que están conectadas, cerrando el posible flujo de fluido por las mismas.
Por otra parte, este procedimiento de seguridad para una válvula principal presenta una segunda fase en la que el solenoide de activación de la electroválvula se encuentra activado.
En este caso, el primer paso comprende un deslizamiento del pistón interno del solenoide hasta su segunda posición, sin contacto con el elemento soporte.
Al no estar en contacto con dicho elemento soporte, el primer elemento elástico del primer extremo del pistón deja libre el orificio central de la primera conexión de dicho elemento soporte permitiendo el paso de fluido tanto por dicho orificio central como por el orificio lateral existente en esta primera conexión del elemento soporte quedando ambos orificios comunicados por el flujo de fluido entre los mismos. Por otra parte, el segundo elemento elástico del segundo extremo del pistón, en esta segunda posición del mismo, entra en contacto con el orificio de entrada del fluido a presión en el solenoide cerrándolo, impidiendo de este modo la entrada de fluido a presión en el mismo.
Se produce entonces una pérdida de presión en las cámaras bajo los émbolos de las conexiones con las bocas de flujo de fluido de la válvula principal. Al otro lado de los émbolos, la presión existente en el interior de la válvula principal empuja dichos émbolos, desplazándolos de forma que las bocas de flujo de fluido de la válvula quedan abiertas.
El fluido desplazado de ambas cámaras, es vaciado a través del circuito existente entre el elemento soporte y la tapa de la electroválvula, hasta llegar a la boca de desagüe.
En esta situación se puede producir, activada por la propia válvula principal, una posible aspiración de un fluido que sea necesario para el proceso llevado a cabo por la propia válvula. Esta aspiración se produce a través de la boca de aspiración de la electroválvula y mediante el émbolo de aspiración que comprende un imán sobre el que actúa un segundo imán ubicado en la tapa de la electroválvula que mantienen abierta la boca de entrada de fluido de la válvula principal en dicha situación de depresión.
La electroválvula de seguridad aquí propuesta consigue unas importantes mejoras respecto al estado de la técnica.
En el funcionamiento de una válvula principal que realice un determinado proceso en el que se deba mantener unas presiones internas constantes, para una mejor eficacia del mismo, es necesario poder controlar de una manera sencilla la abertura y cierre de las bocas de entrada de la misma.
Con esta electroválvula de seguridad aquí presentada, que comprende unas conexiones a las bocas de flujo de la válvula, gracias a la pieza interna denominada elemento soporte, consigue que con una única electroválvula se pueda controlar fácilmente la abertura y cierre de más de una boca de flujo de fluido de la válvula. Por tanto, se evita el tener que colocar una electroválvula en cada una de las bocas de flujo de fluido de la válvula, con el consiguiente aumento de sencillez del proceso y reducción del coste económico que ello supone.
Además es una electroválvula de una gran sencillez, lo que supone un reducido coste tanto de instalación en el proceso como de mantenimiento del mismo, tanto por la mencionada sencillez de la electroválvula, como por el hecho de que únicamente sea necesaria una electroválvula para el control de todas las bocas de la válvula principal.
Con el procedimiento aquí propuesto se consigue, en la primera fase mantener el fluido interior de la válvula principal a una presión determinada constante y evitar pérdidas de fluido por las bocas de flujo de fluido de la misma.
Además, se consigue seguridad de la estanqueidad de la válvula en aquellos casos de corte de suministro eléctrico, pues ante un inesperado corte del fluido eléctrico, el solenoide queda desactivado, en cuyo caso, automáticamente las bocas de flujo de la válvula quedan cerradas, evitando fugas en estas situaciones imprevistas.
Por otro lado, la segunda fase permite la salida de flujo de la válvula principal al mismo tiempo que se presenta la opción de realizar la aspiración de algún fluido que sea necesario para el proceso, al existir una boca de aspiración por la que se introduce el mismo y un sistema de imanes que permite la abertura de la boca de aspiración aun creándose una depresión que tendería a cerrar dicha boca si no fuera por ellos.
Breve descripción de los dibujos
Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se aporta como parte integrante de dicha descripción, una serie de dibujos donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La Figura 1 .- Muestra una vista en perspectiva del elemento soporte.
La Figura 2.- Muestra una vista del alzado posterior del elemento soporte.
La Figura 3.- Muestra una vista de la sección A-A practicada sobre la vista mostrada en la Figura 2.
La Figura 4.- Muestra una vista del alzado frontal del elemento soporte.
La Figura 5.- Muestra una vista en perfil del elemento soporte.
La Figura 6.- Muestra una vista en perspectiva de la tapa de la electroválvula. La Figura 7.- Muestra una vista en perspectiva del cuerpo de la electroválvula.
La Figura 8.- Muestra una sección del solenoide en la que se aprecia el pistón interior del mismo.
La Figura 9.- Muestra una sección de la electroválvula en la que esta se encuentra en la fase 1 , con el solenoide desactivado.
La Figura 10.- Muestra una sección de la electroválvula en la que esta se encuentra en la fase 2, con el solenoide activado. Descripción detallada de un modo de realización preferente de la invención
A la vista de las figuras aportadas, puede observarse cómo en un modo de realización preferente de la invención, la electroválvula de seguridad que aquí se presenta, para el caso concreto de una válvula descalcificadora, mediante el control de la abertura y cierre de las bocas de flujo de fluido de esta última, comprende un cuerpo principal (2) y una tapa (3) de la electroválvula (1 ) unidos entre si mediante unos medios de conexión que en este ejemplo preferente de invención son unos elementos atornillados (23).
Presenta tres elementos de conexión a la válvula descalcificadora, como se muestra en las Figuras 9 y 10. El primer elemento de conexión (4), que presenta menor sección que los otros dos, se encuentra situado en un extremo de la electroválvula (1 ), y comprende un orificio (26) de entrada de fluido a presión en la electroválvula.
Los otros dos elementos de conexión (5 y 6), que se muestran con mayor detalle en la Figura 7, se conectan con las dos bocas de flujo de fluido de la válvula descalcificadora (27) y se encuentran en un lateral del cuerpo principal (2) de la electroválvula (1 ), en el extremo opuesto al primer elemento de conexión (4).
El flujo a presión que se introduce a través del orificio (26) del primer elemento de conexión (4) de la electroválvula, pasa a un solenoide (7) conectado al mismo por un extremo y por el otro a un elemento soporte (8).
Como se muestra en las Figuras 1 a 5, el elemento soporte (8) va colocado entre el cuerpo principal (2) de la electroválvula y la tapa (3) de la misma. Comprende tres conexiones de sección circular, estando la primera conexión (9) contenida en un plano perpendicular al que contiene las otras dos conexiones (10 y 1 1 ).
Esta primera conexión (9) del elemento soporte (8) comprende un primer orificio central (12) que según la situación de la electroválvula puede encontrarse abierto o cerrado y un segundo orificio lateral (13), que siempre permanece abierto.
Esta primera conexión (9) presenta en su interior dos niveles de profundidad, siendo la parte central, en la que se encuentra el primer orificio central (12), la de mayor profundidad.
Las otras dos conexiones (10 y 1 1 ) comprenden un único orificio (14.1 y 14.2) lateral cada una de ellas, situado en la periferia de las mismas.
El fluido a presión, al atravesar el elemento soporte (8), discurre a través de unos circuitos de distribución del fluido comprendidos en la tapa (3) de la electroválvula, que se encuentran estaqueizados mediante unos medios consistentes en unas juntas tóricas (15).
Como se observa en la Figura 6, esta tapa (3) de la electroválvula comprende igualmente en su parte exterior una boca de desagüe (16) para la salida del fluido, así como una boca de aspiración (17) con dos posibles funciones, la de salida de fluido de la válvula o bien la de aspiración hacia el interior de la misma de la salmuera, necesaria para el proceso de descalcificación.
En las Figuras 8, 9 y 10 se muestra cómo el solenoide (7) de la electroválvula (1 ) comprende en su interior un pistón (18) que presenta dos posibles posiciones en función de la situación en que se encuentre el solenoide. Así pues, si el solenoide (7) está desactivado, el pistón (18) adopta una primera posición en contacto con el elemento soporte (8), mientras que si el solenoide está activado, el pistón se desliza hasta la segunda posición en la que no existe contacto con dicho elemento soporte (8).
El solenoide (7) comprende un orificio (19) de entrada en su interior del fluido a presión introducido en la electroválvula (1 ).
Así mismo, entre la superficie interior (20) del solenoide (7) y la superficie exterior (21 ) del pistón (18) existe un espacio libre para el paso del fluido a presión que entra en el solenoide (7) a través de dicho orificio (19).
Por su parte, el pistón comprende en su primer extremo (28), un primer elemento elástico (30) y, un segundo elemento elástico (31 ) en su segundo extremo Cuando el solenoide (7) se encuentra desactivado, el primer elemento elástico (30) situado en el primer extremo (28) del pistón (18), al estar este en contacto con el elemento soporte (8) cierra el orificio central (12) existente en la primera conexión (9) del mismo, mientras que el segundo elemento elástico (31 ) en el segundo extremo (29) del pistón (18) permite el paso del fluido a presión por el orificio (19) de entrada al interior del solenoide (7).
En esta situación, el fluido a presión que entra en el solenoide (7) y circula por el espacio comprendido entre la superficie interior (20) del mismo y la exterior (21 ) del pistón (18), se encuentra con el orificio central (12) de la primera conexión (9) del elemento soporte (8) cerrado, pudiendo circular de esta manera, únicamente por el orificio lateral (13) de la misma.
Por otra parte, cuando el solenoide (7) se encuentra activado, el pistón (18) se desliza a su segunda posición sin contacto con el elemento soporte (8). En esta situación, el primer elemento elástico (30) del primer extremo (28) del pistón (18) deja de acoplarse al orificio central (12) de la primera conexión (9) del elemento soporte (8) dejando paso libre al fluido por el mismo, al mismo tiempo que el segundo elemento elástico (31 ) del segundo extremo (29) del pistón (18) pasa a hacer contacto con el orificio (19) de entrada del fluido a presión al interior del solenoide (7), impidiendo el paso del mismo por dicho orificio (19).
Las otras dos conexiones (10 y 1 1 ) del elemento soporte (8), perpendiculares a la primera, comprenden respectivamente un émbolo de aspiración (22) que presenta un imán (24) en su zona central y un émbolo de desagüe (no aparece en las Figuras).
Sobre el imán (24) del émbolo de aspiración (22) actúa un segundo imán (25) situado en la tapa (3) de la electroválvula (1 ).
Se propone en esta memoria adicionalmente, un modo de realización preferente de un procedimiento de seguridad en electroválvulas de este mismo tipo.
A la vista de las Figuras 9 y 10 aportadas, puede observarse que el procedimiento de seguridad de la válvula descalcificadora de este ejemplo preferente de invención que aquí se presenta, conectada en tres puntos a una electroválvula (1 ), siendo dos de ellos bocas de flujo de fluido de la primera, donde la electroválvula comprende en su interior un elemento soporte (8) del solenoide con tres conexiones siendo la primera (9) de ellas perpendicular a las otras dos (10 y 1 1 ), con dos orificios, uno de ellos lateral (13) y el otro central (12) a mayor profundidad que el anterior, mientras que las otras dos conexiones presentan un único orificio lateral (14.1 y 14.2) cada una, comprende dos fases de funcionamiento.
La primera fase, en la que el solenoide (7) de la electroválvula se encuentra desactivado, puede observarse en la Figura 9.
Esta fase comprende una entrada de fluido a presión en la electroválvula (1 ), a través de la primera conexión (4) de esta con la válvula descalcificadora.
Esta entrada de fluido a presión genera el deslizamiento del pistón (18) interior del solenoide (7) hasta su primera posición en contacto con la primera conexión (9) del elemento soporte (8).
En esta posición, en el primer extremo (28) del pistón (18), un primer elemento elástico (30) se acopla al orificio central (12) de la primera conexión (9) del elemento soporte (8), cerrando el paso del fluido por el mismo.
Al mismo tiempo, un segundo elemento elástico (31 ) situado en el segundo extremo (29) del pistón (18) se encuentra separado del orificio (19) de entrada al solenoide (7) del fluido a presión introducido en la electroválvula (1 ), dejando paso libre del mismo hacia el interior del solenoide (7).
Así pues, en esta situación cuando el fluido llega al elemento soporte (8), únicamente puede circular por el orificio lateral (13) (que queda oculto en las Figuras 9 y 10) de la primera conexión (9) de dicho elemento soporte (8).
Este fluido circula hasta almacenarse en dos cámaras existentes entre las dos conexiones (10 y 1 1 ) del elemento soporte (8) perpendiculares a la primera y un émbolo (22) situado sobre cada una de ellas.
Al entrar el fluido a presión en estas cámaras, este empuja ambos émbolos (22) hacia la abertura de las dos bocas de flujo de fluido de la válvula descalcificadora (27), cerrándolas e impidiendo la circulación de fluido por las mismas.
Por otra parte, en la Figura 10 se muestra la segunda fase, en la que el solenoide (7) de la electroválvula (1 ) se encuentra activado.
En esta fase la activación del solenoide (7) produce un deslizamiento del pistón (18) del solenoide (7) hasta su segunda posición sin contacto con el elemento soporte (8).
En esta situación, el primer elemento elástico (30) del primer extremo (28) del pistón (18) deja libre el orificio central (12) de la primera conexión (9) del elemento soporte (8), que al quedar abierto a la circulación de fluido esta se produce conjuntamente por este orificio (12) y por el orificio lateral (13) de dicha primera conexión (9).
Simultáneamente, el segundo elemento elástico (31 ) del segundo extremo (29) del pistón (18) entra en contacto con el orificio (19) de entrada del fluido a presión al interior del solenoide (7).
Al cerrarse este orificio (19) se impide el paso de fluido a presión hacia el interior de la electroválvula (1 ).
Como consecuencia, se genera una pérdida de presión en las cámaras bajo los émbolos (22) de las conexiones de las dos bocas de flujo de fluido de la válvula descalcificadora (27).
La presión existente en la válvula descalcificadora y que se ejerce al otro lado de los émbolos, los empuja desplazándolos de manera que las bocas de flujo de fluido de dicha válvula quedan abiertas.
El fluido desplazado de ambas cámaras se vacía a través del circuito existente entre el elemento soporte (8) y la tapa (3) de la electroválvula (1 ), llegando a la boca de desagüe (16).
En esta situación de solenoide (7) activado, es posible que la propia válvula descalcificadora active la función de aspiración de la salmuera necesaria para el proceso de descalcificación.
En este caso, la salmuera se introduce desde la boca de aspiración (17) de la electroválvula y gracias a la existencia de un par de imanes (24 y 25), uno en el émbolo de aspiración (22) y el otro en la tapa (3) de la electroválvula, se mantiene abierto este émbolo (22) permitiéndose la entrada de salmuera en la válvula descalcificadora (27).
La electroválvula de seguridad aquí presentada aporta importantes mejoras al estado de la técnica.
De este modo, en el caso concreto de una válvula descalcificadora en la que por su propio funcionamiento, tiene las partes móviles internas sometidas a altas presiones y que precisa el mantenimiento de dicha presión uniforme para que su movimiento interno sea más sencillo, suave y sin posibles golpes de ariete, es de gran utilidad una electroválvula que de una forma fácil y eficaz realice un control de la abertura y cierre de las bocas de flujo de fluido de la válvula descalcificadora aportando seguridad frente a posibles fugas y cortes del suministro eléctrico. Además, se consigue la gran ventaja respecto a otros dispositivos existentes de que gracias a la utilización de la pieza interior o elemento soporte, se consigue mediante una única electroválvula realizar el control de cierre de más de una boca de flujo de fluido de la válvula descalcificadora, dejando de ser necesario una electroválvula que actúe sobre cada boca de flujo de fluido, con la consecuente reducción del coste económico, tanto de instalación como de mantenimiento y al mismo tiempo una reducción de la dificultad técnica de funcionamiento del proceso.
En lo referente al procedimiento aquí expuesto, se consigue igualmente importantes mejoras pues en la primera fase del mismo se consigue de un modo sencillo, mantener una presión constante y evitar pérdidas de fluido por las bocas de flujo de fluido de la válvula descalcificadora, mediante un control de la abertura y cierre de las mismas.
Se logra además una protección frente a posibles cortes imprevistos de corriente, ante los cuales, al quedar desconectado el solenoide la presión interna en las cámaras desplaza los émbolos cerrando las bocas de flujo de fluido de la válvula descalcificadora con lo que quedan perfectamente cerradas impidiendo pérdidas de fluido y de presión en la misma.
Además existe la posibilidad de realizar la aspiración de la salmuera gracias a dos imanes que mantienen abierta la boca de entrada de la válvula descalcificadora a pesar de la depresión que se genera.

Claims

REIVINDICACIONES
Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), mediante el control de la abertura de las distintas bocas destinadas al flujo de fluidos de esta última, caracterizada por que comprende
- un cuerpo principal
(2) de la electroválvula,
- una tapa
(3) de la electroválvula, unida al cuerpo principal (2) de la misma,
- un primer elemento de conexión (4) a la válvula principal, situado en un extremo de la electroválvula,
- al menos otros dos elementos de conexión (5 y 6) a la válvula principal, situados en un lateral del cuerpo principal (2) de la electroválvula, en el extremo opuesto al primer elemento de conexión (4),
- un solenoide (7) conectado por un extremo al primer elemento de conexión
(4) a la válvula principal, y por el otro a un elemento soporte (8) del solenoide, y
- un elemento soporte (8) del solenoide, que comprende al menos tres conexiones (9, 10 y 1 1 ), estando la primera de ellas contenida en un plano perpendicular a las otras dos, y se encuentra situado entre el cuerpo principal (2) de la electroválvula y la tapa (3) de la misma.
Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según la reivindicación 1 , caracterizada por que la primera de las conexiones (9) del elemento soporte (8) comprende un primer orificio central (12) y un segundo orificio lateral (13).
Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según la reivindicación 2, caracterizada por que la primera de las conexiones (9) del elemento soporte (8) comprende al menos dos niveles de profundidad en su interior, siendo la parte central, que presenta el primer orificio central (12) la de mayor profundidad.
Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las dos conexiones (10 y 1 1 ) del elemento soporte (8) perpendiculares a la primera, comprenden un orificio lateral (14.1 y 14.2) en su periferia.
5. - Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las conexiones (9, 10 y 1 1 ) del elemento soporte (8) presentan sección circular.
6. - Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el primer elemento de conexión (4) a la válvula principal (27) es de menor sección que los otros elementos de conexión (5 y 6) a la misma y comprende un orificio (26) de entrada de flujo a presión en la electroválvula (1 ).
7. - Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la tapa (3) de la misma comprende en su interior unos circuitos de distribución del fluido.
8. - Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la tapa (3) de la misma comprende en la parte exterior una boca de salida al desagüe (16) y una boca de aspiración (17) para la entrada y salida de fluidos.
9. - Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el solenoide (7) comprende un orificio (19) de entrada en su interior del fluido a presión introducido en la electroválvula.
10. - Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el solenoide (7) comprende un pistón (18) interior con una primera posición en contacto con la primera conexión (9) del elemento soporte (8) cuando el solenoide (7) se encuentra desactivado, y una segunda posición, con el solenoide (7) activado, en la que no existe contacto del pistón (18) con el elemento soporte (8).
1 1 . - Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según la reivindicación 10, caracterizada por que el solenoide (7) comprende en su interior, entre su superficie interior (20) y la superficie exterior (21 ) del pistón (18), un espacio libre para el paso del fluido a presión.
12. - Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según las reivindicaciones 10 y 1 1 , caracterizada por que el pistón comprende un primer elemento elástico (30) en un primer extremo (28) y un segundo elemento elástico (31 ) en el segundo extremo (29) del mismo.
13. - Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según las reivindicaciones 10 a 12, caracterizada por que con el solenoide desactivado el primer elemento elástico (30) del primer extremo (28) del pistón (18) cierra el orificio central (12) de la primera conexión (9) del elemento soporte (8) dejando como único orificio de paso del fluido a presión por el mismo el orificio lateral
(13) de dicha primera conexión (9), mientras que el segundo elemento elástico (31 ) en el segundo extremo (29) del pistón (18) permite el paso del fluido a presión por el orificio (19) de entrada al interior del solenoide (7).
14.- Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según las reivindicaciones 10 a 13, caracterizada por que con el solenoide activado el primer elemento elástico (30) del primer extremo (28) del pistón (18) se separa del orificio central (12) de la primera conexión (9) del elemento soporte (8) dejando paso libre del fluido por este orificio central (12) al mismo tiempo que pasa por el orificio lateral (13) de dicha primera conexión (9), mientras que el segundo elemento elástico (31 ) del segundo extremo (29) del pistón (18) cierra el orificio (19) de entrada al interior del solenoide del fluido a presión.
15.- Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las dos conexiones (10 y 1 1 ) del elemento soporte (8) perpendiculares a la primera conexión (9) comprenden un émbolo de aspiración (22) y un émbolo de desagüe respectivamente.
16. - Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según la reivindicación 15, caracterizada por que el émbolo de aspiración (22) comprende en su parte central un primer imán (24).
17. - Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según las reivindicaciones 15 y 16, caracterizada por que la tapa (3) de la electroválvula comprende un segundo imán (25) de actuación sobre el imán (24) del émbolo de aspiración (22).
18. - Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende unos medios de estanqueización de los circuitos de flujo.
19. - Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según la reivindicación 18, caracterizada por que los medios de estanqueización de los circuitos de flujo está formados por juntas tóricas (15).
20. - Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el cuerpo (2) de la electroválvula comprende unos medios de sujeción a la tapa (3) de la misma.
21 . - Electroválvula (1 ) de seguridad para una válvula principal (27), según la reivindicación 20, caracterizada por que los medios de sujeción del cuerpo (2) a la tapa (3) de la electroválvula son elementos atornillados (23).
22. - Procedimiento de seguridad de una válvula principal (27) mediante la conexión a la misma en al menos tres puntos, siendo dos de ellos bocas de flujo de fluido de la misma, de una electroválvula (1 ) que comprende en su interior un elemento soporte (8) con al menos tres conexiones (9, 10 y 1 1 ) donde la primera (9) de ellas es perpendicular a las otras dos y presenta dos orificios, uno de ellos en el lateral (13) y el otro central (12) a mayor profundidad que el anterior, mientras que las otras conexiones (10 y 1 1 ) presentan un único orificio lateral (14.1 y 14.2) cada una, caracterizado por que una primera fase en la que el solenoide (7) de activación de la electroválvula (1 ) se encuentra desactivado, comprende
- una entrada de fluido a presión en la electroválvula (1 ), por el primer punto de conexión (4) a la válvula principal (27),
- un deslizamiento del pistón (18) interior del solenoide (7) hasta su primera posición en contacto con la primera conexión (9) del elemento soporte (8),
- donde un segundo elemento elástico (31 ) en el segundo extremo (29) del pistón (18) permite el paso del fluido a presión por un orificio (19) de entrada de dicho fluido al interior del solenoide (7) y un primer elemento elástico (30) en el primer extremo (28) del pistón (18) cierra el paso de dicho fluido a presión por el orificio central (12) de la primera conexión (9) del elemento soporte (8),
- una circulación del fluido a presión por el orificio lateral (13) de la primera conexión (9) del elemento soporte (8),
- un almacenamiento de dicho fluido en dos cámaras existentes en el espacio comprendido entre las dos conexiones (10 y 1 1 ) del elemento soporte (8) perpendiculares a la primera (9) y sendos émbolos,
- donde el fluido almacenado en ambas cámaras entra en presión y empuja los émbolos (22) cerrando la salida de fluido de la válvula principal (27) por sus dos bocas de flujo de fluido. Procedimiento de seguridad de una válvula principal (27) según la reivindicación 22, caracterizado por que una segunda fase en la que el solenoide (7) de activación de la electroválvula (1 ) se encuentra activado, comprende
- un deslizamiento del pistón (18) interno del solenoide (7) hasta su segunda posición, sin contacto con el elemento soporte (8), con lo que el primer elemento elástico (30) del primer extremo (28) del pistón (18) deja libre el orificio central (12) de la primera conexión (9) de dicho elemento soporte (8), entrando este en comunicación con el orificio lateral (13) de dicha conexión,
- donde el segundo elemento elástico (31 ) del segundo extremo (29) del pistón (18) cierra el orificio (19) de entrada del fluido a presión al interior del solenoide (7),
- una pérdida de presión en las cámaras bajo los émbolos (22), - un desplazamiento de dichos émbolos (22) empujados por la presión interna de la válvula principal (27),
- un vaciado del fluido desplazado de ambas cámaras a través del circuito existente entre el elemento soporte (8) y la tapa (3) de la electroválvula (1 ), hasta llegar a una boca de desagüe (16), y
- una posible aspiración activada por la válvula principal (27), de un fluido a través de la boca de aspiración (17) de la electroválvula (1 ), mediante el émbolo de aspiración (22) que comprende un imán (24) sobre el que actúa un segundo imán (25) en la tapa (3) de la electroválvula (1 ) que lo mantiene abierto en esta situación de depresión.
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