ES1062961U - Grifo de gas rotatorio con una valvula electromagnetica integrada. - Google Patents
Grifo de gas rotatorio con una valvula electromagnetica integrada.Info
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Abstract
1. Un grifo de gas rotatorio con una válvula de seguridad electromagnética (3), para la regulación de un caudal (Q) de entrada adaptado al suministro de un aparato de cocina o estufa doméstica, el grifo de gas (1) teniendo un cuerpo de grifo (2), y un órgano de regulación (7) cónico, y la válvula de seguridad (3) provista de un actuador electromagnético (3a) con un miembro obturador (9) acoplado dentro del cuerpo del grifo (2) en serie con el órgano cónico (7) de regulación, en donde el electroimán (13-16) del actuador es accionado mediante un voltaje DC recorriendo la armadura magnética (14) un entrehierro "G" axial, para efectuar el levantamiento "R" del miembro obturador (9) hasta una abertura "A" de válvula de área determinada, caracterizado en que el actuador electromagnético (3a) construido de pequeño tamaño y baja potencia, de un diámetro exterior "Dh" integrado ajustadamente en un alojamiento (8) en el cuerpo del grifo (2a), y el electroimán (13-16) se construye mediante una armadura cilíndrica (14) penetrando en la bobina (15) y guiada dentro de ella, un núcleo magnético (13) que incluye una base del núcleo (13b) y una contra-armadura (13a) fija dentro de la bobina (15) con un espacio de entrehierro G intermedio mayor que 2,5 mm, relativamente largo comparado con la longitud "L" del actuador electromagnético 3, y una cápsula magnética (16) envolviendo la bobina (15) como parte del circuito magnético (13, 14, 16) del electroimán.
Description
Grifo de gas rotatorio con una válvula
electromagnética integrada.
La presente invención se relaciona con un grifo
de gas del tipo rotatorio para la regulación de un caudal en un
aparato electrodoméstico, con una válvula de seguridad
electromagnética integrada en un conducto del caudal de gas dentro
del grifo, accionada y mantenida abierta por un Voltaje DC
externo.
Son conocidos los grifos de gas del tipo
rotatorio arriba descrito adaptados a un aparato de cocina o estufa
doméstica, en donde una válvula electromagnética de seguridad se
integra en un conducto del caudal de gas regulado mediante un
órgano de regulación de forma cónica. La bobina del actuador de
válvula es accionada inicialmente por un empujador manual o un
voltaje DC para la atracción de la armadura magnética y la apertura
de válvula, y después es mantenida abierta por una corriente
eléctrica de baja intensidad, condicionada a un detector de
presencia de llama.
EP-A-1045206
(ES-2161601-A) divulga un grifo de
gas rotatorio de regulación de un caudal mediante un órgano de
regulación cónico, en donde un actuador electromagnético de válvula
de seguridad está incorporado en un alojamiento tubular adicional,
asegurado por un racord roscado en el extremo libre y provisto de
un conector eléctrico para un voltaje Vdc de accionamiento.
WO-2004/031632-A
divulga un grifo de gas rotatorio adaptado a una cocina doméstica,
con una válvula electromagnética de seguridad accionada por un
voltaje DC desde una fuente externa y construido mediante un
electroimán con armadura cilíndrica móvil penetrando en la bobina,
que soluciona el problema de un electroimán actuador con la fuerza
de atracción suficiente para atraer una armadura con un amplio
entrehierro para el suficiente levantamiento del miembro obturador.
Este actuador de válvula tiene una bobina de gran tamaño que se
acopla al cuerpo del grifo por fuera del alojamiento de la válvula,
y es desmontable para su reemplazamiento, Además de necesitar una
potencia eléctrica alta, este actuador electromagnético tan grande
produce grandes impactos en la armadura magnética, y al estar
construido mediante dos partes separables necesita medios
adicionales de guía para la armadura móvil y de estanqueidad para
el núcleo fijo.
El objeto de la invención es un grifo de gas
rotatorio adaptado a un aparato de cocción o de calefacción
doméstico, con una válvula de seguridad electromagnética integrada
en el cuerpo del grifo, en donde el actuador electromagnético es de
un tipo compacto de pequeño tamaño accionado mediante un voltaje
Vdc externo de pequeña potencia, y tiene una armadura magnética
móvil de forma cilíndrica guiada axialmente dentro de la bobina,
que efectúa con el miembro obturador un recorrido "R" de
levantamiento suficiente largo para la amplitud de abertura de
válvula necesaria para el paso de un caudal máximo de entrada en el
grifo sin pérdida de carga.
La válvula electromagnética de seguridad
integrada en un conducto del grifo rotatorio de gas, tiene un
electroimán de pequeña potencia debido al limitado tamaño del
actuador de válvula, que ha de ser ajustado al diámetro del
conducto tubular de alojamiento. Todo el actuador electromagnético
está integrado en el cuerpo del grifo usando una bobina de pequeño
tamaño y potencia, y medios de acoplamiento del actuador en el
conducto del cuerpo de simple construcción y económicos, siendo
capaz a pesar de su pequeño tamaño y de la baja corriente de
alimentación, de atraer el miembro de cierre y la armadura móvil un
entrehierro largo de 2,5 mm o mayor, generando además una fuerza
de atracción que sobrepasa un valor nominal, con el fin de
facilitar el accionamiento cuando durante el transcurso del tiempo,
se incrementa la reluctancia del electroimán debido al desgaste de
las superficies de contacto magnético de la armadura móvil y de la
contra- armadura en el núcleo.
El electroimán actuador es de pequeña potencia y
genera en el instante inicial de accionamiento una fuerza de
atracción en la armadura móvil suficiente, además para levantar del
asiento de válvula un obturador de caucho venciendo la resistencia
del "pegado" añadida a la fuerza del muelle de retorno. El
electroimán de la válvula de seguridad, aunque ha de ser de tamaño
miniatura para su integración en el cuerpo del grifo, se construye
con un largo entrehierro que permite un amplio levantamiento del
miembro obturador, asegurándose así un área suficiente de abertura
de válvula para el paso de todo el caudal de gas que accede a la
entrada del grifo. La alta reluctancia del circuito magnético
causada por el largo entrehierro de aire entre la armadura móvil y
el núcleo, es compensada con buenos cierres magnéticos en ambos
extremos de la envoltura de acero del electroimán, y con una mínima
holgura para el desplazamiento entre la armadura y la bobina.
La Fig. 1 es una vista en sección de un grifo de
gas rotatorio con una válvula de seguridad electromagnética
integrada.
En referencia a la Fig. 1, una realización
preferente del grifo de gas rotatorio 1 con una válvula de
seguridad electromagnética 3 integrada en el cuerpo compacto 2 del
grifo, comprende un eje 6 de grifo rotatorio con un botón de mando
6a que regula manualmente un caudal de gas "Q" principal
adaptado a un aparato de gas doméstico, tal como una cocina o una
estufa calefacción, entre un conducto de entrada 4 y un conducto de
salida 5 en el cuerpo del grifo. El órgano de regulación 7 es del
tipo cónico y la válvula de seguridad 3 integrada en el cuerpo del
grifo 2 comprende un actuador electromagnético 3a con un miembro
obturador 9 de material flexible contra la fuerza de un muelle de
retorno 11. En un ejemplo de realización como el representado en la
Fig. 1, el alojamiento 8 para el actuador electromagnético 3a está
construido en un conducto de gas 2a conectado al conducto 4 de
entrada en el grifo, siendo su diámetro ajustado al pequeño
diámetro "Dh" del actuador 3a, alrededor de 12 mm. En el fondo
del conducto-alojamiento 8 se construye un asiento
10 de la de válvula de seguridad y un orificio de válvula 12 que
proporciona una sección "A" de abertura para el paso del
máximo caudal "Q" sin pérdida de carga.
El actuador electromagnético 3a de la válvula de
seguridad comprende un electroimán 13,14,15 con una bobina 15 para
el levantamiento del miembro obturador 9, y es acoplado enteramente
dentro del alojamiento 8, apretado contra el conducto del cuerpo 2a
mediante un racord 19 roscado en su extremo libre. En el otro
extremo del conducto 2a, el obturador 9 de la válvula es
presionado contra el asiento de válvula 10 empujado por el muelle
de retorno 11. La armadura magnética 14 móvil que porta el
obturador 9, es de forma cilíndrica y de diámetro alrededor de 4
mm, siendo guiada dentro del carrete tubular de la bobina 15 de
accionamiento.
El núcleo ferromagnético 13 del electroimán
comprende una base exterior 13b en forma de disco, en donde es
soportada la bobina 15, y se conecta eléctricamente la "masa"
del grifo, y un segmento cilíndrico interior 13a que penetra en la
bobina 15 funcionando como contra- armadura fija 13a. Entre la
contra-armadura 13a y la armadura móvil 14 del
electroimán, se forma un entrehierro "G" de aire de largo
recorrido, entre 2,5 y 5 mm, preferible de 3 mm. Las superficies de
contacto 14a de la armadura móvil y la
contra-armadura 13a tienen una configuración
substancialmente cónica, complementaria una de la otra para un
encaje macho-hembra entre ellas, con lo cual es
aumentada el área de contacto entre ellas. Así es reducida la
reluctancia del circuito magnético con respecto a la armadura
cilíndrica de sección transversal plana de contacto, perteneciente
al estado de la técnica citado en la introducción.
La bobina 15 es encerrada en una cápsula 16 de
acero magnético que opera como un colector del flujo magnético,
completando el circuito magnético de atracción entre la armadura
móvil 14 y el núcleo 13. La cápsula magnética 16 es insertada
apretadamente sobre una base del núcleo 13, haciendo un cierre
magnético 20 contra él. Dicha base 13b incluye también un sector
anular exterior a la cápsula 16, ofreciendo una superficie
periférica para el cierre estanco del electroimán
13-16 en su alojamiento del conducto del cuerpo 2a,
quedando así el actuador electromagnético 3a entero acoplado dentro
del grifo 1.
La bobina de accionamiento 15 es de pequeña
potencia, alrededor de 40 mW, y la cápsula cilíndrica 16 que
envuelve la bobina es de pequeño diámetro "Dh", alrededor de
12 mm o menor que 14 mm, y los medios de acoplamiento
13-21 del actuador electromagnético 3a son de
construcción simple y económicos. La potencia eléctrica de la
bobina 15 y el número de espiras de hilo, alrededor de 1.700
espiras y 100 ohmios, está adaptado a dicho diámetro "Dh" de
la cápsula de acero 16 envolvente, y a una longitud total "L"
de actuador de aproximadamente 33 mm, La fuerza necesaria para el
mantenimiento de la armadura 14 atraída y la válvula de seguridad 3
abierta, es generada en la bobina con el campo magnético de
alrededor de 34 Amperios x vuelta. Un conector eléctrico 21 para la
bobina 15 atraviesa la base del núcleo 13b aislado eléctricamente
de él y sobresaliendo al exterior, para el suministro de un voltaje
Vdc externo de accionamiento alrededor de 65/80 Vdc.
El extremo opuesto de la cápsula de acero 16
cercano al miembro obturador 9 se cierra contra un collar 16a para
guía de la armadura móvil 14, que es ajustado al diámetro "Da"
de la armadura 14 alrededor de 4 mm, con el fin para reducir al
mínimo la reluctancia del cierre magnético 16. Para su guiado en el
desplazamiento, la armadura cilíndrica 14 tiene un lomo anular 18
deslizante dentro del carrete de la bobina 15, que resalta
ligeramente de la superficie cilíndrica de la armadura 14, con el
fin de no aumentar la holgura entre la bobina 15 y la armadura
14.
Mediante la construcción del actuador
electromagnético 3a descrito arriba, es asegurada siempre la fuerza
necesaria para la actuación del electroimán 13,14,15, la atracción
de la armadura 14 permite un recorrido "R" de levantamiento
del miembro obturador 9 mayor que 2,5 mm, preferible 3 mm. Siendo
el orificio de válvula 12 por ejemplo de 6 mm, este valor mínimo de
recorrido "R" contribuye a la formación de una abertura de
paso "A" en la válvula 9,10, de área suficiente para la
transmisión de un caudal "Q" máximo desde el conducto de
entrada 4.
El diámetro "Da" de la armadura móvil para
limitar el tamaño del electroimán 13-16 y facilitar
su integración en el conducto del grifo 2a, es menor que 2 veces la
longitud del entrehierro "G" necesario para el recorrido R de
levantamiento mayor que 2,5 mm del obturador 9.
Así se consigue un levantamiento "R" del
miembro obturador 9 amplio, mayor que 2,5 mm, y a la vez una baja
reluctancia del electroimán 13-16 para lograr su
operatividad durante un largo transcurso de vida, generando la
fuerza de electroimán necesaria para compensar el deterioro y la
resistencia del "pegado" del miembro obturador 9 contra el
asiento de válvula 10, y el aumento de la reluctancia del
electroimán debido al deterioro de las superficies de contacto
magnético 13a,14a por los choques de la armadura 14.
Claims (5)
1. Un grifo de gas rotatorio con una válvula de
seguridad electromagnética (3), para la regulación de un caudal (Q)
de entrada adaptado al suministro de un aparato de cocina o estufa
doméstica, el grifo de gas (1) teniendo un cuerpo de grifo (2), y
un órgano de regulación (7) cónico, y la válvula de seguridad (3)
provista de un actuador electromagnético (3a) con un miembro
obturador (9) acoplado dentro del cuerpo del grifo (2) en serie con
el órgano cónico (7) de regulación, en donde el electroimán
(13-16) del actuador es accionado mediante un
voltaje DC recorriendo la armadura magnética (14) un entrehierro
"G" axial, para efectuar el levantamiento "R" del miembro
obturador (9) hasta una abertura "A" de válvula de área
determinada, caracterizado en que el actuador
electromagnético (3a) construido de pequeño tamaño y baja potencia,
de un diámetro exterior "Dh" integrado ajustadamente en un
alojamiento (8) en el cuerpo del grifo (2a), y el electroimán
(13-16) se construye mediante una armadura
cilíndrica (14) penetrando en la bobina (15) y guiada dentro de
ella, un núcleo magnético (13) que incluye una base del núcleo
(13b) y una contra-armadura (13a) fija dentro de la
bobina (15) con un espacio de entrehierro G intermedio mayor que
2,5 mm, relativamente largo comparado con la longitud "L" del
actuador electromagnético 3, y una cápsula magnética (16)
envolviendo la bobina (15) como parte del circuito magnético
(13,14,16) del electroimán.
2. El grifo de gas rotatorio con seguridad (3)
según la reivindicación 1, en donde para la integración del
actuador electromagnético (3a) en el cuerpo del grifo (2), la
cápsula magnética (16) envolvente de forma cilíndrica es de dicho
diámetro Dh menor que 14 mm, y el espacio de entrehierro "G"
de la armadura magnética (14) permite dicho recorrido "R" de
levantamiento mayor que 2,5 mm, y a la vez se reduce el diámetro
"Da" de la armadura magnética (14), tal que "Da" es menor
que alrededor de 2 veces dicha longitud de entrehierro G.
3. El grifo de gas rotatorio con seguridad (3)
según la reivindicación 1, caracterizado en que dicho
diámetro exterior Dh del electroimán (13-16) es
menor que 14 mm, y dicha longitud L del actuador (3a) es menor que
35 mm, incluido el miembro obturador (9) y dicha base exterior
(13b) del núcleo.
4. El grifo de gas rotatorio con seguridad (3)
según la reivindicación 1, caracterizado en que dicha base
del núcleo magnético (13) incluye un disco exterior (13b) soporte
de la bobina (15) sobre la cual es insertada dicha cápsula
magnética (16) para el cierre del circuito magnético del
electroimán (13-16), y está provisto de una
superficie anular periférica para el cierre estanco del actuador
electromagnético (3a) contra dicho conducto de alojamiento en el
cuerpo (2a).
5. El grifo de gas rotatorio con seguridad (3)
según la reivindicación 1, caracterizado en que la armadura
magnética (14) móvil, es guiada en su recorrido "R" de
levantamiento entre un collar (16a) de dicha cápsula magnética que
cierra en un lado contra la armadura, y tiene en el lado opuesto un
lomo anular (14a) de la armadura para su deslizamiento dentro de la
bobina (15).
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