ES2205716T3 - Cartucho de seguridad para mitigador termostatico. - Google Patents
Cartucho de seguridad para mitigador termostatico.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN CARTUCHO QUE CONTIENEN UN ELEMENTO TERMOSTATICO (4) QUE TIENE UN DISTRIBUIDOR (3) DOTADO DE DOS VALVULAS (35, 36) DE INTERRUPCION DE CORRIENTES DE AGUA RESPECTIVAMENTE CALIENTE Y FRIA. UNA PARTE (47) DEL ELEMENTO TERMOSTATICO ESTA ALOJADO EN UN PISTON (5) QUE PRESENTA EL MISMO UNA PARTE GUIADA EN DESLIZAMIENTO POR MEDIOS (52, 8, 63) DE GUIADO LABORABLE REVERSIBLEMENTE, ADAPTADOS PARA GUIAR EL PISTON MIENTRAS LA VALVULA (35) DE INTERRUPCION DE CORRIENTE DE AGUA CALIENTE NO ESTA EN CONTACTO CON SU ASIENTO (21), PARA SUPRIMIR EL GUIADO CUANDO LA VALVULA SE APLICA AL ASIENTO, PARA PERMITIR ENTONCES UN DESALINEAMIENTO DEL PISTON (5), DEL ELEMENTO TERMOSTATICO (4) Y DEL DISTRIBUIDOR (3) PARA QUE ESTA VALVULA (35) PUEDA APLICARSE HERMETICAMENTE CONTRA SU ASIENTO (21), Y PARA ESTABLECER EL GUIADO CUANDO LA VALVULA SE DESPEGA DE SU ASIENTO.
Description
Cartucho de seguridad para mitigador
termostático.
Se refiere la invención a los mitigadores
destinados a "mitigar" o mezclar dos corrientes de fluido que
entran a temperaturas diferentes, con el fin de constituir una única
corriente de fluido que sale a una temperatura constante, regulable
independientemente de las presiones y de las temperaturas
respectivas de las dos corrientes de fluido entrantes, y del caudal
del fluido que sale, dentro de cierta gama de presiones y de
caudales.
Se refiere más particularmente a la constitución
de la cápsula que equipa interiormente tales mitigadores,
principalmente por lo que se refiere al accionamiento del cursor
móvil de regulación que efectúa la dosificación de las corrientes de
fluido entrantes en función de la temperatura deseada para el fluido
saliente.
En efecto, en los mitigadores conocidos
destinados particularmente a las instalaciones sanitarias (cabinas
de ducha, bañeras con o sin ducha, etc.), a fin de obtener una
regulación precisa que sea lo más estable posible, el recorrido del
cursor de regulación raramente supera un milímetro para una
temperatura de regulación (clásica) de 20 a 60ºC). Resulta de ello
que se engendra una variación de 1ºC por un recorrido de 0,025 mm,
lo cual permite una gran precisión y una buena fidelidad de la
colocación en posición dentro de la zona de comodidad que va de 35 a
40ºC (correspondiente a un recorrido de 0,125 mm). Sin embargo, la
precisión y la fidelidad deseadas, así como una buena estabilidad de
temperatura sólo se consiguen mediante una guía rigurosa del
cursor.
Además, para satisfacer las normas de seguridad,
es necesario que la interrupción de la alimentación de agua fría
implique una interrupción de la alimentación en agua caliente,
tolerando una fuga extremadamente pequeña. El cursor debe pues
entonces poder ir a situarse libremente sobre su asiento.
La guía necesaria para obtener precisión,
fidelidad y estabilidad, que constituye una oposición a la libre
colocación en posición del cursor sobre su asiento, presenta pues un
inconveniente en lo que se refiere a la seguridad de funcionamiento
del mitigador.
Además, la interrupción de la alimentación de
agua caliente debe ser extremadamente rápida; la rapidez de reacción
del montaje depende por una parte de la de los elementos
termostáticos utilizados en este tipo de aplicaciones, generalmente
de cera, que es inmejorable, y por otra parte, de la de la mezcla
íntima de las corrientes de agua entrantes, que lo es igualmente; la
invención pretende alcanzar un tiempo de reacción inferior a un
segundo al producirse la interrupción de la alimentación de agua
fría.
Por otra parte, es necesario poder montar la
cápsula fácil y rápidamente dentro del cuerpo del mitigador, lo cual
no siempre es el caso en los mitigadores conocidos.
La invención tiene pues principalmente como
objeto evitar los inconvenientes de los mitigadores conocidos y
crear un mitigador que satisfaga fácilmente las normas de seguridad,
que sea fácil y rápido de fabricar, de montar y de reparar, y que
quede dentro de un coste moderado.
A tal efecto, la invención se refiere a una
cápsula termostática para mitigador, que comprende una envoltura
exterior hueca que presenta una o varias aberturas que constituyen
una primera entrada para una primera corriente de fluido, así como
una o varias aberturas que constituyen una segunda entrada para una
segunda corriente de fluido y atravesada por un canal interno que
desemboca por un orificio que constituye una salida para un fluido
mitigado resultante de la mezcla de las corrientes de fluido, un
elemento dilatable termostático, dos asientos de válvula de
chapaleta próximo cada uno a una entrada, un cursor que presenta dos
válvulas de chapaleta que cooperan cada una con uno de los asientos
para aislar o hacer comunicar cada entrada y la salida, fijado a una
parte del elemento termostático móvil en función de su temperatura,
un émbolo en el cual se encuentra alojada una zona del elemento
termostático que, para una regulación determinada, queda fija,
mientras el asiento inmediato de la primera entrada no esté en
contacto con su válvula, y un órgano elástico que solicita al émbolo
en el sentido de la aproximación de esta válvula respecto a su
asiento, cápsula caracterizada porque el émbolo presenta por lo
menos una zona guiada en deslizamiento por unos medios de guía
liberable reversiblemente, adaptados para su guía mientras el
asiento inmediato de la primera entrada no queda en contacto con su
válvula de chapaleta, suprimir la guía cuando la válvula se apoya
sobre el asiento para permitir entonces una desalineación del
émbolo, del elemento termostático y del cursor, a fin de que se
aplique la válvula herméticamente contra este asiento, y de
restablecer la guía cuando la válvula abandona su asiento.
Según una característica de la invención, una
zona del elemento termostático está rodeada por un órgano de
creación de turbulencias, y de preferencia, el órgano de creación de
turbulencias es un anillo dispuesto en la zona de la salida para el
fluido mitigado, que presenta un paso atravesante que deja un
espacio de forma general anular entre la superficie interna de su
pared y el elemento termostático, presentando este paso atravesante
un abocardamiento en dirección al exterior de la cápsula,
extendiéndose longitudinalmente unas acanaladuras y existiendo una
cavidad en su extremo orientada hacia el interior de la cápsula.
Según otra característica de la invención, los
medios de guía liberable reversiblemente comprenden una zona de
extremo del émbolo que penetra en un orificio perforado en un
tabique que se extiende transversalmente al eje longitudinal de la
envoltura, una arandela de guía enfilada alrededor de esta zona de
extremo, y un asiento previsto para la arandela de guía en el
tabique.
Según otra característica más de la invención, el
elemento termostático comprende un contenedor para una masa de
materia dilatable, que presenta unos planos o unas depresiones y
unos relieves, que determinan, en corte transversal, una forma que
presenta por lo menos dos lóbulos.
Igualmente según una característica de la
invención, el contorno de la envoltura presenta dos planos, y el
mitigador comprende un cuerpo que presenta una ranura en la cual se
inserta una grapa que tiene unas ramas sensiblemente rectilíneas que
se extienden a un lado y otro de la envoltura frente a estos planos,
presentando además el contorno de la envoltura una ranura que
permite la inserción de una herramienta de extracción de la
grapa.
Se desprenderán otras características y ventajas
de la invención de la descripción que sigue de formas de realización
de la invención dadas a titulo de ejemplos no limitativos, e
ilustrados por los dibujos adjuntos, en los cuales:
- la figura 1 es un corte longitudinal de una
cápsula termostática según la invención,
- las figuras 2A y 2B son unas secciones
transversales de una parte que forma contenedor de cera de dos
formas de realización de un elemento termostático particularmente
bien adaptado para entrar en la constitución de una cápsula según la
invención,
- la figura 3 es una vista exterior del elemento
termostático cuyo corte transversal aparece representado en la
figura 2B, y
- la figura 4 muestra, en corte transversal al
nivel de la línea IV-IV de la figura 1, una variante
con respecto a esta figura 1, de la forma de montaje de una cápsula
según la invención en un cuerpo de mitigador.
Como numerosas cápsulas de mitigador conocidas,
la de la figura 1 comprende una envoltura exterior hueca 1 alargada
que presenta exteriormente una forma general aproximadamente de
revolución alrededor de un eje geométrico central que se extiende
longitudinalmente.
La envoltura está atravesada de parte a parte, a
lo largo de este eje longitudinal, por un canal interno que presenta
igualmente una forma general aproximadamente de revolución, centrado
sobre este eje.
La pared de la envoltura 1 presenta por lo menos
dos aberturas 11, 12 laterales que atraviesan esta pared radialmente
de parte a parte para unir el volumen exterior a la envoltura en su
canal interno, desviadas longitudinalmente; estas aberturas pueden
presentar la forma de dos orificios circulares, o también extenderse
en arco o arcos de circunferencia por la pared de la envoltura 1; la
envoltura puede presentar por ejemplo dos series de cuatro aberturas
11, 12 en forma de arcos de circunferencia, distribuidas
regularmente por su contorno, estando separadas estas dos series en
dirección longitudinal de la envoltura por algunos milímetros hasta
algunos centímetros en función de las dimensiones de la cápsula.
Una de las aberturas o series de aberturas 11, en
la pared de la envoltura, constituye una entrada de agua caliente, y
la otra abertura o serie de aberturas 12 constituye una entrada de
agua fría. Estas dos entradas pueden estar dotadas cada una de un
filtro por ejemplo bajo la forma de una banda flexible de metal
inoxidable que presente perforaciones situadas aquí en una garganta
de la envoltura.
Como ciertas cápsulas de mitigador conocidas, la
cápsula de la figura 1 comprende un manguito 2 fijado en el canal
interno de la envoltura 1 coaxialmente por ejemplo, quedando
enroscado en una parte de extremo fileteado del mismo; este manguito
presenta un paso que lo atraviesa, centrado sobre el eje
longitudinal de la envoltura; su extremo alojado en la envoltura
queda de preferencia por lo menos ligeramente saliente dentro del
volumen delimitado por la prolongación en dirección al interior del
canal de la envoltura, del contorno de la abertura o serie de
aberturas 11 más próximas al extremo de la envoltura en la cual
queda enroscado, que constituye la entrada de agua caliente; este
extremo del manguito inmediato a las aberturas 11 está realizado
bajo la forma de un asiento 21 anular para una válvula de chapaleta
anular de regulación de caudal de agua caliente, como veremos a
continuación. Junto al extremo del manguito 2 realizado bajo la
forma de un asiento, la envoltura 1 o una pieza anular aplicada en
esta envoltura presenta una superficie de apoyo igualmente realizada
bajo la forma de un asiento 13 anular, el cual, de preferencia queda
o al ras o ligeramente sobresaliente dentro del volumen delimitado
por la prolongación en dirección al interior del canal de la
envoltura, del contorno de la otra abertura o serie de aberturas 12,
que constituyen la entrada de agua fría; este asiento inmediato a
las aberturas 12 está destinado a recibir una válvula de chapaleta
anular para la regulación del caudal de agua fría.
La envoltura 1 y el manguito 2 están montados en
disposición estanca en el cuerpo del mitigador por medio de unas
juntas tóricas dispuestas en unas gargantas que se extienden por su
periferia.
Siempre como en las cápsulas conocidas, la de la
figura 1 comprende un cursor 3 montado en disposición
longitudinalmente dentro de la envoltura 1 entre los dos asientos
21, 13. Este cursor está constituido por dos anillos 31, 32
concéntricos comunicados por unas nervaduras que se extienden radial
y longitudinalmente y que determinan entre sí unos pasos 33 que se
extienden longitudinalmente de un extremo al otro del cursor. El
anillo exterior 31 se ajusta en el canal de la envoltura y queda
estanco con el mismo por medio de una junta anular 34; su longitud
es generalmente superior a la separación entre las dos aberturas o
las dos series de aberturas 11, 12; el anillo interior 32 se enfila
y se fija alrededor de una parte, aproximadamente central, que
designaremos a continuación como "parte móvil" 41, de un
elemento dilatable termostático 4 que presenta una forma general
exterior alargada aproximadamente de revolución, que atraviesa el
cursor 3 de parte a parte y se extiende más allá de los dos asientos
21, 13; a tal fin, la parte móvil 41 comprende por ejemplo una
superficie de apoyo y una zona fileteada de menor diámetro, y el
anillo 32 del cursor 3 queda entonces apoyado contra la superficie
de apoyo por una tuerca enroscada alrededor de la zona fileteada.
Entre el elemento termostático 4 y la superficie interna del
manguito se extiende un espacio anular 22 que comunica los pasos
longitudinales 33 del cursor con el exterior de la cápsula. Los dos
extremos del anillo exterior 31 del cursor se realizan bajo la forma
de válvulas de chapaleta 35, 32 anulares adaptadas para cooperar con
el asiento 21, 13 que queda situado frente por frente, de tal manera
que las válvulas puedan aplicarse contra los asientos a fin de
impedir el tránsito de la corriente de agua correspondiente hacia la
salida de la cápsula.
Cuando se hace llegar una corriente de agua
caliente a una abertura o a una serie de aberturas 11 de la
envoltura, y una corriente de agua fría a la otra abertura o serie
de aberturas 12, se mezclan las dos corrientes más o menos
íntimamente en el interior del cursor 3 y del manguito 2, alrededor
del elemento termostático 4; las cantidades de agua caliente y de
agua fría introducidas quedan determinadas por el emplazamiento del
cursor 3 entre los dos asientos 21, 13, que define las secciones de
los pasos para ambas corrientes según que las válvulas estén más o
menos próximas a su respectivo asiento, y así sucede con la
temperatura del agua denominada "mitigada" que sale de la
cápsula alrededor de la parte móvil 41 del elemento termostático,
por el orificio por el que desemboca el canal interno de la
envoltura.
Sin embargo, en las cápsulas conocidas, la parte
fija 42 (o más exactamente, normalmente fija), del elemento
termostático, que es una parte de extremo del elemento 4 que está
situada opuestamente al manguito 2, más allá de las entradas de agua
caliente y de agua fría, se mantiene guiada y centrada en el canal
de la envoltura. Son, por otra parte, esta guía y este centrado los
que permiten obtener precisión, fidelidad y estabilidad de la
regulación de la temperatura. En cambio, como hemos visto, es esto
igualmente lo que origina el inconveniente en materia de seguridad
de funcionamiento, que se menciona en el preámbulo de la
solicitud.
Más exactamente, en las cápsulas conocidas,
contrariamente al caso de la invención representada en la figura 1,
la parte llamada fija 42 del elemento termostático se mantiene
siempre guiada y centrada en un alojamiento de un émbolo montado en
disposición deslizante a lo largo del eje geométrico central de la
envoltura y rigurosamente guiado por su parte a todo lo largo de su
recorrido; por una parte, este émbolo está sometido a la acción de
un primer resorte helicoidal que lo conduce en dirección al asiento
correspondiente a la entrada de agua caliente para conducir así la
parte móvil 41 del elemento termostático y el cursor hacia su
emplazamiento de cierre de esta entrada, y de un tope de émbolo cuyo
emplazamiento es modificable en función de la temperatura deseada
para la mezcla saliente; por otra parte, el elemento termostático 4,
en general un collarín 43 de su parte móvil próxima a la parte sobre
la cual está fijado el cursor 3, queda sometido a la acción de un
segundo resorte menos potente que el primero y que lo solicita en
sentido inverso, a fin de mantener su parte de extremo fija 42 en el
alojamiento del émbolo.
Así pues, en estas cápsulas conocidas, cuando el
cursor 3 se encuentra en un emplazamiento escogido para obtener una
dosificación de agua caliente-agua fría deseada, el
caudal de agua fría disminuye o queda inopinadamente suprimido, se
alarga el elemento termostático 4 cuya temperatura aumenta, la parte
móvil 41 arrastra al cursor hasta su emplazamiento de interrupción
del caudal de agua caliente, es decir, a tope contra el manguito 2
(del lado del agua caliente), y si a pesar de ello, continúa
aumentando la temperatura y el elemento termostático continúa
alargándose, estando bloqueada la parte móvil, la parte normalmente
fija 42 se desplaza en sentido inverso del sentido en el cual se
desplazaba la parte móvil, arrastrando el émbolo contra el esfuerzo
ejercido por el primer resorte que lo solicita en dirección al lado
del agua caliente, asegurando pues este primer resorte la función de
resorte de sobre-carrera, hasta que, al disminuir la
temperatura el elemento termostático vuelva hacia su posición
inicial, sin dejar de ser guiado y centrado al nivel de su extremo
normalmente fijo 42.
En la cápsula según la invención representada en
la figura 1, la parte denominada fija 42 del elemento termostático
se introduce igualmente en un alojamiento de un émbolo 5 de
sobre-carrera montado en disposición deslizante a lo
largo del eje central de la envoltura 1. En cambio, el émbolo 5 y la
parte fija 42 del elemento termostático 4 están dispuestos para
quedar centrados en el canal únicamente en el curso del
funcionamiento corriente del mitigador con el fin de conservar la
precisión, la fidelidad y la estabilidad de regulación deseadas, es
decir, mientras el elemento termostático no se alargue más allá de
lo necesario para que el cursor 3 pueda ir a apoyarse contra el
manguito 2 del lado del agua caliente, pero para poder descentrarse
con el fin de que el contacto asiento 21-válvula 35
pueda ser perfecto sin obstrucción si el elemento termostático
continúa su alargamiento.
Más exactamente, según la invención, de
preferencia, el apoyo realizado bajo la forma de un asiento 13
anular está directamente moldeado en la envoltura 1, y es un
manguito 6 alojado en el canal interno de la envoltura el que
contiene el émbolo deslizante 5, así como el resorte helicoidal 7
que lo desplaza en dirección a la entrada de agua caliente.
Igualmente según la invención, en lugar de que el
émbolo 5 sea conducido por este resorte 7 hacia un tope de
emplazamiento modificable en función de la temperatura deseada, es
el emplazamiento del manguito 6 el modificable en función de la
temperatura deseada. A tal fin, el manguito 6 está montado en
disposición deslizante y guiado en traslación a lo largo del canal
interno de la envoltura 1, y está dividido en dos cámaras 61, 62 que
se suceden longitudinalmente y que están separadas por un tabique 63
que se extiende transversalmente al eje longitudinal de la envoltura
y perforado por un orificio central cuya misión se explicará
después.
Es en la cámara 61 situada del lado del cursor
donde están alojados el émbolo 5 y su resorte de tracción 7; el
resorte de tracción es guiado exteriormente por la superficie
interior lateral de la cámara 61 e interiormente en uno de sus
extremos por la periferia de un resalto del tabique 63 en el cual se
ha perforado el orificio central, mientras que su extremo opuesto
queda en apoyo contra una base de sustentación, de extremo, 51 (del
lado del cursor) del émbolo 5, que por su parte es guiada
exteriormente por la superficie interior lateral de la cámara 61. El
émbolo 5 comprende un cuerpo que se extiende desde la base de
sustentación 51 longitudinalmente en dirección al extremo del
manguito 6 opuesto al cursor 3 y que atraviesa el orificio central
del tabique transversal; la zona de extremo 52 del cuerpo del émbolo
opuesta a la base de sustentación va guiada en deslizamiento de
manera liberable o desprendible reversiblemente por el hecho de
estar rodeada por una arandela 8 de guía en apoyo contra el tabique
del lado de éste opuesto a la cámara 61 del lado del cursor, como
veremos después, así como contra una zona de apoyo de la superficie
exterior de esta zona de extremo; la parte del cuerpo del émbolo 5
unida a la base de sustentación 51 guía el resorte de tracción 7
interiormente sobre una parte de su longitud, y la zona rodeada por
una arandela 8, de menor diámetro, queda unida a esta parte de guía
del resorte por una superficie de tope contra el tabique; el émbolo
5 está atravesado longitudinalmente por un canal central que
desemboca del lado de la base de sustentación 51 por una cámara por
la que se extiende la parte fija 42 del elemento termostático y
eventualmente una zona de la parte móvil del mismo; el extremo,
abombado, por ejemplo semiesférico, de esta parte fija, queda
apoyado contra una zona del émbolo que forma la transición entre
esta cámara del émbolo y una parte estrechada de su canal central;
el fondo 53 de esta zona de transición presenta una forma redondeada
por ejemplo en casquete esférico y desemboca en la cámara con una
forma troncocónica; el contorno circular de la base de sustentación
51 presenta igualmente, en sección, una forma abombada; el segundo
resorte 7', cuya misión es empujar al elemento termostático 4 en
apoyo contra el fondo redondeado 53 que forma el asiento de la zona
de transición del canal central del émbolo tiene aquí una forma
general cilíndrica; no actúa directamente sobre el elemento
termostático 4, sino contra una superficie de apoyo de la superficie
interna del anillo exterior 31 del cursor 3.
La cámara 62 del manguito 6, separada de la
precedente por el tabique 63 presenta un fileteado interior
destinado a cooperar con un fileteado exterior de un cuerpo 91 de un
tornillo 9 de regulación de la temperatura deseada, cuya cabeza 92
está situada al exterior de la cápsula en el extremo opuesto a la
salida de fluido mitigado; esta cabeza 92 está acanalada para poder
unirse en rotación a un botón de maniobra (no representado) fijado a
la misma por un tornillo central longitudinal; una parte del cuerpo
91 del tornillo de regulación 9, no fileteada, une la parte
fileteada a la cabeza del tornillo; esta parte comprende una zona
ajustada en el canal interno de la envoltura 1, quedando asegurada
la estanqueidad entre la pared de la envoltura y esta zona por unas
juntas 93 sensiblemente tóricas; el diámetro exterior de esta zona
es ligeramente superior al de la cabeza del tornillo; la parte no
fileteada del cuerpo del tornillo comprende igualmente, a proximidad
de la parte fileteada, un collarín 94 de tope contra una superficie
de apoyo del canal interno de la envoltura 1, y a proximidad de la
cabeza, al exterior de la envoltura cuando el collarín queda a tope,
una garganta para recibir una arandela de tope 95, tal como un
resorte circular de obturación, con el fin de impedir toda
traslación del tornillo 9. El tornillo de regulación 9 comprende una
cámara cilíndrica ciega 96 que se extiende longitudinalmente,
coaxialmente al canal interno de la envoltura, desembocando frente
al émbolo 5; la arandela de guía 8 queda fijada por engaste
alrededor del extremo del émbolo 5 de sobrecarrera y está perfilada
para aplicarse contra un asiento previsto al efecto en el tabique 63
entre las dos cámaras 61, 62; este asiento es troncocónico y
abocardado en dirección al tornillo regulador 9, así como el
contorno de la zona de la arandela 8 situada frente por frente; así
pues, la arandela 8 puede liberarse reversiblemente de su asiento
para suprimir temporalmente la guía del émbolo.
La guía en traslación del manguito 6 a lo largo
del canal interno de la envoltura 1 queda asegurada por el hecho de
que las superficies situadas frente a estas dos piezas están dotadas
de acanaladuras, en su zona que rodea la cámara 61 para el émbolo
5.
Siempre según la invención, la zona del anillo
exterior 31 del cursor 3 que queda ajusta dentro del canal interno
de la envoltura y estanca por una junta 34 aproximadamente tórica,
presenta en sección longitudinal una forma ligeramente abombada
hacia el exterior; lo mismo ocurre con una zona del manguito 6
próxima al asiento 13 inmediato a la entrada para el agua fría, de
preferencia la parte central del vértice de las acanaladuras 64, y
se observará que el manguito 6, de una longitud relativamente
grande, no queda ajustado en el canal interno de la envoltura más
que sobre una zona 65 de poca longitud, a proximidad del tornillo
regulador 9; así pues, el cursor 3 puede tomar una posición en la
cual su eje longitudinal quede ligeramente inclinado con relación al
eje longitudinal del canal central de la envoltura 1 sin que su
montaje en ésta deje de ser estanco, siendo mínimos los riesgos de
atasco del manguito 6, guiado únicamente a proximidad de sus
extremos.
El funcionamiento normal de la cápsula es análogo
al de las cápsulas conocidas, y a las diversas posiciones del
tornillo regulador 9 en una zona de regulación dada les corresponden
otros tantos emplazamientos de apoyo del émbolo 5 para el elemento
termostático 4; para las cápsulas calculadas apropiadamente, estos
emplazamientos corresponden a otros tantos estados de estabilidad de
la longitud total del elemento termostático, y de este modo, a otras
tantas combinaciones entre los estados de cierre parcial de las
entradas de agua fría y de agua caliente. En cambio, si en un estado
estable o no, tras un corte inopinado de la alimentación en agua
fría, o de una sobrealimentación en agua caliente, el elemento
termostático 4 se alarga, el cursor 3 se aproxima al asiento 21 del
lado del agua caliente, y su válvula de chapaleta correspondiente 35
puede llegar a apoyarse sobre este asiento si es importante la
elevación de la temperatura del agua mezclada; si la temperatura es
tal que el elemento termostático 4 continúa alargándose, la parte
normalmente fija 42 de este último se desplaza a su vez y rechaza al
émbolo 5 al interior de su manguito 6, bajo el esfuerzo ejercido por
su resorte helicoidal de tracción 7, lo cual provoca el despegue de
la arandela 8 sustentada por el émbolo, del tabique 63 del manguito;
así pues, el émbolo deja de estar guiado por su extremo normalmente
fijo, y la válvula 35 del cursor puede aplicarse herméticamente
contra su asiento 21 e impedir el paso de todo caudal, incluso
mínimo, de agua caliente, y ello tanto más fácilmente cuanto que el
anillo exterior 31 del cursor 3 es abombado, el asiento 53 del
émbolo 5 para el extremo normalmente fijo del elemento termostático
4 es redondeado, y el contorno circular de la base de sustentación
51 del émbolo es abombado, lo cual permite una desalineación, por
ejemplo una inclinación de los ejes geométricos longitudinales en
particular del émbolo 5, del elemento termostático 4 y del cursor 3
con relación al de la envoltura 1. Cuando el elemento termostático 4
se retrae, el émbolo 5 pasa hacia su posición inicial por medio de
su resorte de tracción 7 y la arandela 8 vuelve contra su asiento en
el tabique 63, siendo facilitado el nuevo centrado de las diferentes
piezas por las formas redondeadas ya mencionadas, y por la forma
troncocónica de la arandela 8 y de su asiento; se restablece
entonces la guía del émbolo.
Por otra parte, con el fin de que mientras no se
aporten un chorrito de agua caliente y un chorrito de agua fría, sea
la mezcla muy rápidamente lo más homogénea posible, el manguito 2 de
salida de la cápsula está dotado de un órgano 10 de creación de
turbulencias alrededor del elemento termostático. Este órgano de
creación de turbulencias está constituido por un anillo insertado en
el extremo del paso que atraviesa el manguito más alejado del cursor
3, por el cual el elemento termostático 4 sale al exterior de la
envoltura; el propio paso atravesante 101 de este anillo 10 presenta
un abocardado 102 en dirección al exterior de la envoltura 1, y deja
un espacio de forma general anular entre la superficie interna de su
pared y el elemento termostático 4; además del abocardado 102, esta
superficie interna presenta unas acanaladuras 103 que se extienden
longitudinalmente y están repartidas regularmente a lo largo de su
circunferencia; del lado del anillo orientado hacia el interior de
la envoltura, la superficie interna del anillo desemboca por una
cavidad 104 circular de pared periférica lisa que prolonga el fondo
de las acanaladuras.
Exteriormente, el anillo presenta un collarín 105
de apoyo contra la pared de extremo de salida del manguito 2, el
cual presenta cuatro escotaduras 23 distribuidas angularmente en 90
grados; hacia el exterior de la envoltura, la superficie exterior
del anillo 10 es cilíndrica y lisa, y presenta un diámetro
ligeramente inferior al del orificio del manguito; hacia el interior
de la envoltura 1, su superficie exterior presenta unas nervaduras
106 de poca altura que van decreciendo hasta su extremo; son estas
nervaduras y el collarín 105 del anillo los que sirven de apoyo al
resorte helicoidal 7' destinado a mantener la parte normalmente fija
del elemento termostático en apoyo en el émbolo 5 y que a tal fin
queda a presión contra una zona de apoyo de la superficie interior
del anillo exterior del cursor.
Gracias a la forma particular de la superficie
interna del anillo de salida 10, el agua que sale de la cápsula y
que rodea al elemento termostático está animada por turbulencias que
aseguran rápidamente una buena homogeneidad de la mezcla.
En general, es ventajoso que las entradas de agua
estén alejadas de la salida para que el elemento termostático tome
bien su temperatura de modo uniforme gracias a las turbulencias
creadas por el anillo 10, que favorecen la mezcla de agua fría y
agua caliente; sin embargo, es igualmente necesario conservar la
posibilidad de generar un caudal importante, lo que conduce a
adoptar un compromiso turbulencias-caudal.
Teniendo en cuenta la importancia de la
homogeneidad de la mezcla, del emplazamiento del elemento
termostático en el flujo de agua caliente-agua fría,
la determinación de este emplazamiento puede mejorarse al máximo por
cálculo informático. Es así posible obtener un elemento termostático
con un tiempo de reacción muy corto, y una corrección de la mezcla
extremadamente exacta, casi instantáneamente.
Con el fin de que precisamente el tiempo de
respuesta del elemento termostático sea muy corto, este elemento
puede, ventajosamente, presentar en lugar de la forma clásica, una
forma particular tal como las representadas en las figuras 2A, 2B y
3.
Los elementos termostáticos clásicos comprenden
un recipiente 44 metálico que presenta una forma general cilíndrica,
un extremo del cual, de fondo, está cerrado y cuyo extremo opuesto
se abre para formar el collarín 43, así como una cubierta 45 que
presenta igualmente una forma general cilíndrica con un canal
central y una base de sustentación alojada en el collarín del
recipiente, el cual está engastado alrededor de dicha base. La parte
cilíndrica del recipiente 44 queda llena de una masa de cera
dilatable, y la base de sustentación de la cubierta presenta en su
cara que queda frente a frente de esta masa de cera, un alojamiento
para un diafragma flexible en forma de disco que obtura el canal
central de la cubierta del lado del recipiente; en el interior del
canal de la cubierta, queda alojado un émbolo 47 sujeto a los
movimientos de la zona central del diafragma, sobresaliendo más o
menos el extremo de este émbolo opuesto al diafragma fuera de la
cubierta en función del volumen ocupado por la cera, y por tanto de
la temperatura de esta última; hay un fuelle tubular 46 de
protección que rodea una parte de la cubierta y del émbolo, quedando
sus extremos inmovilizados en unas gargantas practicadas en el
contorno de estas dos piezas; este fuelle, bajo la forma de una
membrana flexible desenrollable, sigue los movimientos del émbolo
sin deformación elástica.
Como el recipiente 44 presenta una sección
transversal recta circular, la zona central de la masa de cera queda
muy alejada de la superficie lateral del recipiente, y como la cera
es un conductor mediocre del calor, las variaciones rápidas de
temperatura de la pared del recipiente son transmitidas con un
sensible retraso a estas zonas alejadas, lo cual es un inconveniente
por lo que respecta a la seguridad de funcionamiento de la
cápsula.
Para evitar este inconveniente, de preferencia,
dentro de la cápsula según la invención, el elemento termostático
presenta la diferencia esencial de que el contorno del recipiente 44
presenta dos planos paralelos 48, o en dirección circunferencial una
sucesión de depresiones 48' y de relieves, debidos por ejemplo a una
deformación por presión, lo cual determina en corte transversal
recto una forma lobulada que presenta por lo menos dos lóbulos 49
como en la figura 2A, y de preferencia, tres lóbulos 49 como en las
figuras 2B y 3, o eventualmente más.
En estas condiciones, por una parte, incluso la
zona central de la masa de cera queda próxima al contorno del
recipiente 44, y por otra parte, la cantidad de cera, que es mala
conductora del calor, es reducida, por lo cual el tiempo de
respuesta del elemento termostático queda notablemente acortado.
En este caso, el recipiente 44 se realiza en
primer lugar con una sección recta circular, se llena después
parcialmente de cera, y a continuación se engasta el collarín del
recipiente alrededor de la base de sustentación de la cubierta
dotada de su diafragma al vacío, de tal manera que no se forme
ninguna bolsa de aire en el recipiente, y a continuación se somete
el recipiente a la operación de deformación por presión con el fin
de crear los planos 48 o las depresiones 48' y los relieves que
determinan los lóbulos 49 de la sección del recipiente.
Aunque en la descripción detallada que antecede,
de los elementos termostáticos, se haya descrito el émbolo como
móvil respecto al recipiente, a la cubierta, etc., en muchas
cápsulas conocidas y en la cápsula según la invención, es el émbolo
el que se mantiene normalmente fijo mientras que los otros órganos
son móviles dentro de la cápsula, y se comprenderá que los
movimientos mencionados son movimientos relativos de las diferentes
partes del elemento 4.
Por otro lado, como ciertas cápsulas de mitigador
conocidas, la cápsula según la invención puede fijarse en el cuerpo
del mitigador por enroscado; pero la fijación puede hacerse rápida y
sencilla realizando mejor en el contorno de la envoltura 1, dos
planos 14 paralelos diametralmente opuestos, a proximidad del
extremo de su canal interno donde desemboca el tornillo de ajuste 9
y, frente por frente, en el cuerpo del mitigador, una ranura 15 de
paredes aproximadamente planas que la atraviesen solamente por un
lado, permitiendo la inserción de una grapa plana 16; esta grapa
plana será similar a un resorte circular de obturación, pero
presentando unas ramas 17 sensiblemente rectilíneas que se extienden
paralelamente a un lado y otro de la envoltura frente a los planos;
con el fin de que la grapa 16 no pueda desprenderse espontáneamente,
las ramas 17 pueden presentar, en la zona de su extremo libre, unas
proyecciones frente por frente; como alternativa, el desprendimiento
de la grapa plana puede impedirse por la presencia de un tornillo
(no representado) insertado en un orificio aterrajado del cuerpo y
en apoyo contra la grapa plana; la grapa 16 puede igualmente
presentar una lengüeta 19 que se extienda entre sus ramas en la
misma dirección de las mismas y equidistante de ellas, y la
envoltura 1 puede presentar en su superficie exterior una ranura 20
longitudinal hasta el extremo libre de la envoltura y equidistante
de los planos 14, para el alojamiento de esta lengüeta 19; la
longitud de la lengüeta es entonces ligeramente inferior a la
profundidad de la ranura, de tal manera que la grapa puede extraerse
alojando bajo la lengüeta, desde el exterior del cuerpo del
mitigador, el extremo de una punta de atornillador por medio de la
cual se levantará la lengüeta apoyándose en el fondo de la
ranura.
El montaje de la cápsula en el cuerpo del
mitigador y su desmontaje son entonces rápidos y notablemente
simplificados.
Claims (10)
1. Cápsula termostática para mitigador, que
comprende una envoltura exterior hueca (1) que presenta una o varias
aberturas (11) que constituyen una primera entrada para una primera
corriente de fluido, así como una o varias aberturas (12) que
constituyen una segunda entrada para una segunda corriente de fluido
y atravesada por un canal interno que desemboca por un orificio que
constituye una salida para un fluido mitigado resultante de la
mezcla de las corrientes de fluido, un elemento dilatable
termostático (4), dos asientos (21, 13) de válvula de chapaleta
próximo cada uno a una entrada, un cursor (3) que presenta dos
válvulas de chapaleta (35, 36) cooperante cada una con uno de los
asientos para aislar o para hacer comunicar cada entrada y la
salida, fijado a una parte (41) del elemento termostático móvil en
función de su temperatura, un émbolo (5) en el cual se aloja una
zona del elemento termostático que, en una regulación determinada,
queda fijo mientras el asiento (21) inmediato de la primera entrada
no esté en contacto con su válvula (35), y un órgano elástico (7)
que solicita el émbolo, en el sentido del acercamiento de esta
válvula respecto a su asiento, cápsula caracterizada porque
el émbolo (5) presenta por lo menos una zona guiada en deslizamiento
por unos medios (52, 8, 63) de guía liberable reversiblemente,
adaptados para guiarlo mientras el asiento (21) inmediato a la
primera entrada no se encuentre en contacto con su válvula (35),
suprimir la guía cuando la válvula se apoye sobre el asiento para
permitir una desalineación del émbolo (5), del elemento termostático
(4) y del cursor (3), a fin de que la válvula de chapaleta (35) se
aplique herméticamente contra este asiento (21), y restablecer la
guía cuando la válvula abandone su asiento.
2. Cápsula termostática según la reivindicación
1, caracterizada porque una zona del elemento termostático
está rodeada de un órgano (10) de creación de turbulencias.
3. Cápsula termostática según la reivindicación
2, caracterizada porque el órgano de creación de turbulencias
es un anillo (10) dispuesto en la zona de la salida para el fluido
mitigado, que tiene un paso atravesante (101) que deja un espacio de
forma general anular entre la superficie interna de su pared y el
elemento termostático, presentando este paso atravesante un
abocardamiento (102) en dirección al exterior de la cápsula,
extendiéndose unas acanaladuras (103) longitudinalmente y existiendo
una cavidad (104) en su extremo vuelto hacia el interior de la
cápsula.
4. Cápsula termostática según la reivindicación
1, caracterizada porque el cursor (3) comprende dos anillos
(31, 32) concéntricos unidos entre sí y presenta unos pasos (33)
entre estos dos anillos, el anillo exterior (31) comprende las dos
válvulas de chapaleta (35, 36), las cuales se extienden anularmente,
los asientos (21, 13) para las válvulas se extienden anularmente a
un lado y otro del cursor, y el anillo interior (32) está fijado
alrededor del elemento termostático (4).
5. Cápsula termostática según la reivindicación
1, caracterizada porque los medios de guía liberables
reversiblemente comprenden una zona de extremo (52) del émbolo (5)
que penetra en un orificio perforado en un tabique (63) que se
extiende transversalmente al eje geométrico longitudinal de la
envoltura (1), una arandela de guía (8) enfilada alrededor de esta
zona de extremo, y un asiento previsto para la arandela de guía en
el tabique.
6. Cápsula termostática según la reivindicación
5, caracterizada porque el asiento del tabique (63) para la
arandela (8) así como ésta presentan una forma troncocónica, y el
extremo de la zona (47) del elemento termostático (4) que se aloja
en el émbolo (5) presenta una forma abombada mientras que el fondo
(53) de la zona del émbolo que se apoya contra este extremo del
elemento termostático presenta una forma redondeada.
7. Cápsula termostática según la reivindicación
1, caracterizada porque comprende un manguito (2) fijado en
la envoltura (1) y dotado del asiento (21) inmediato a la primera
entrada (11), mientras que la envoltura comprende el asiento (13)
inmediato a la segunda entrada (12), así como otro manguito (6)
montado en disposición deslizante en el canal interno de la
envoltura, comprendiendo este otro manguito una cámara (61) para el
émbolo (5) y un resorte (7) de tracción para este émbolo, y una
cámara (62) separada de la anterior por un tabique (63) transversal
y que presenta un fileteado interior destinado a cooperar con un
fileteado exterior de un tornillo (9) de regulación de
temperatura.
8. Cápsula termostática según la reivindicación
1, caracterizada porque el elemento termostático (4)
comprende un recipiente (44) para una masa de materia dilatable, que
presenta unos planos (48), o unas depresiones (48') y unos relieves,
que determinan, en corte transversal, una forma que presenta por lo
menos dos lóbulos (49).
9. Cápsula termostática según la reivindicación
1, adaptada para quedar alojada en un cuerpo de mitigador,
caracterizada porque el contorno de la envoltura (1) presenta
dos planos (14), adaptados para cooperar con un órgano de fijación
(16) insertado en por lo menos una abertura del cuerpo de
mitigador.
10. Cápsula termostática según la reivindicación
9, caracterizada porque el contorno de la envoltura (1)
presenta dos planos (14), y el mitigador comprende un cuerpo que
presenta una ranura, en la cual queda insertada una grapa (16) que
posee unas ramas (17) sensiblemente rectilíneas, las cuales se
extienden a un lado y al otro de la envoltura frente a estos planos,
presentando además el contorno de la envoltura una ranura que
permite la inserción de una herramienta de extracción de la
grapa.
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