ES2269420T3 - Aparato para el suministro de liquidos. - Google Patents
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Abstract
Aparato para el suministro de líquido, que comprende: (i) un primer recipiente (5) en el que se puede introducir un líquido con intermedio de una entrada (1) para llenar parcialmente el primer recipiente (5) y someter a presión el líquido que llena parcialmente dicho primer recipiente (5) y el aire que llena el resto del primer recipiente (5); (ii) una salida mediante la cual dicho líquido puede ser descargada del primer recipiente (5) bajo la presión del líquido y del aire en dicho recipiente (5); (iii) una válvula (9) entre el primer recipiente (5) y la salida para control del paso del líquido desde el primer recipiente (5) a la salida, teniendo dicha válvula (9) (a) una abertura, (b) un elemento de cierre (26) adoptado para cerrar la abertura, y (c) medios antagonistas (13, 29), siendo tal la disposición de los componentes de la válvula (9) que dicha válvula (9) es retenida normalmente en posición cerrada por los elementos antagonistas (13, 29); (iv) un mecanismo de control de válvula para controlar el funcionamiento de la válvula (9) como respuesta a la presión del líquido y el aire en el primer recipiente (5); caracterizado por (v) un medio para transmitir la presión del líquido y del aire en el primer recipiente (5) a una primera cámara de un segundo recipiente (14) que comprende un tabique interno móvil (15) que subdivide el segundo recipiente (14) en dicha primera cámara y una segunda cámara que tienen volumen variable dependiendo de la posición de dicho tabique interno móvil (15) en el recipiente (5); y (vi) medios para transmitir la presión del aire en la segunda cámara del segundo recipiente (14) al mecanismo de control de válvula; en el que el mecanismo de control de la válvula comprende un elemento móvil (22, 28) que es capaz de ser accionado por la presión del aire en la segunda cámara y transmitiendo una fuerza resultante al elemento de cierre (26) de la válvula (9) en dirección de apertura de la válvula (9), y en el que las áreas superficiales eficaces respectivas del elemento móvil (22, 28) y el elemento de cierre (26), así como la fuerza de los medios antagonistas (13, 29), se escogen de manera tal que el elemento de cierre (26) es abierto cuando la presión del líquido y del aire en el primer recipiente (5) alcanza un nivel predeterminado.
Description
Aparato para el suministro de líquidos.
La presente invención se refiere a un aparato
para el suministro de líquidos, tal como un aparato para suministro
de líquidos utilizado para distribuir líquidos residuales o de
desperdicio sobre tierras agrícolas.
En la patente europea Nº 0548159 (y la
correspondiente patente U.S.A. Nº 5316215), se reivindica un aparato
para el suministro de un líquido, que comprende:
(i) un recipiente para líquidos en el que se
puede introducir un líquido con intermedio de una entrada para
someter a presión dicho líquido en el recipiente;
(ii) una salida mediante la cual se puede
descargar dicho líquido desde el recipiente, bajo la presión del
líquido en el recipiente;
(iii) una válvula entre el recipiente y la
salida para controlar el paso del líquido desde el recipiente a la
salida, teniendo dicha válvula (a) una abertura, (b) un elemento de
cierre adaptado para cerrar dicha abertura, y (c) un elemento
antagonista, siendo tal la disposición de los componentes de la
válvula que ésta es mantenida normalmente en situación de cierre
bajo la fuerza de los medios antagonistas y la presión del líquido
en el recipiente;
(iv) un mecanismo de control de la válvula para
controlar el funcionamiento de la válvula como respuesta a la
presión del líquido en el recipiente; y
(v) un medio para transmitir la presión en el
recipiente al mecanismo de control de la válvula;
de manera que el mecanismo de control de la
válvula comprende un elemento móvil que es capaz de recibir la
acción de la presión del líquido en el recipiente y transmitir una
fuerza resultante al elemento de cierre de la válvula en la
dirección de apertura de la válvula, y de manera que las áreas
superficiales efectivas respectivas del elemento móvil y del
elemento de cierre, así como la fuerza del dispositivo antagonista,
se escogen de manera tal que el elemento de cierre se puede abrir
cuando la presión de líquido en el recipiente alcanza un nivel o
valor predeterminado.
El aparato de suministro de líquido que se da a
conocer en las patentes mencionadas comprende un cuerpo envolvente y
un tabique interno móvil que subdivide el cuerpo envolvente en una
primera y segunda cámaras que son de volumen variable dependiendo de
la posición del tabique interior móvil en el cuerpo envolvente,
conteniendo aire la primera cámara como fluido compresible y
definiendo la segunda cámara el recipiente de líquido, y siendo el
tabique móvil interno una membrana flexible tal como una bolsa
flexible.
Se ha descubierto, de acuerdo con un aspecto de
la presente invención, que la presencia de un tabique interno móvil
(tal como una membrana flexible) en el cuerpo envolvente no es
necesaria.
De acuerdo con la presente invención, se da a
conocer un aparato de suministro de líquido, que comprende:
(i) un primer recipiente en el que se puede
introducir un líquido a través de una entrada para llenar
parcialmente el primer recipiente y someter a presión el líquido que
llena parcialmente el primer recipiente y el aire que llena el resto
del primer recipiente;
(ii) una salida mediante la cual dicho líquido
puede ser descargado desde el primer recipiente bajo la presión del
líquido y del aire en el primer recipiente;
(iii) una válvula entre el primer recipiente y
la salida para controlar el paso de líquido desde el primer
recipiente a la salida, tendiendo dicha válvula (a) una abertura,
(b) un elemento de cierre adaptado para cerrar la abertura, y (c) un
elemento antagonista, siendo tal la disposición de los componentes
de la válvula que ésta es mantenida normalmente en estado cerrado
por los elementos antagonistas;
(iv) un mecanismo de control de la válvula para
controlar el funcionamiento de la misma como respuesta a la presión
del líquido y del aire en el primer recipiente;
(v) un medio para transmitir la presión del
líquido y del aire del primer recipiente a una primera cámara de un
segundo recipiente que comprende un tabique interno móvil que
subdivide el segundo recipiente en dicha primera cámara y una
segunda cámara que son de volumen variable dependiendo de la
posición de dicho tabique interno móvil dentro del recipiente; y
(vi) medios para transmitir la presión del aire
de la segunda cámara del segundo recipiente al mecanismo de control
de la válvula;
de manera que el mecanismo de control de la
válvula comprende un elemento móvil que es capaz de ser accionado
por la presión del aire en la segunda cámara y de transmitir la
fuerza resultante al elemento de cierre de la válvula en una
dirección para abrir la válvula, y en el que las áreas superficiales
eficaces respectivas del elemento móvil y del elemento de cierre y
la fuerza de los medios antagonistas se escogen de manera tal que el
elemento de cierre es abierto cuando la presión del líquido y del
aire en el primer recipiente alcanza un nivel predeterminado.
El primer y/o segundo recipientes son
normalmente recipientes rígidos pero podrían ser recipientes no
rígidos (por ejemplo un recipiente flexible o elástico) a condición
de que el líquido introducido en su interior y el aire presente en
el mismo puedan ser sometidos a presión en su interior.
Preferentemente, la entrada incluye un tubo
vertical que se prolonga hacia arriba hacia adentro del primer
recipiente. En este caso, la altura del tubo en el recipiente
determina el nivel de líquido que permanece en el recipiente después
de la descarga.
De manera alternativa, una placa deflectora está
dispuesta preferentemente en el primer recipiente, entre la abertura
de la válvula y la entrada, a efectos de subdividir parcialmente el
interior del primer recipiente en un primer y un segundo
compartimientos, de manera tal que es posible el flujo de líquido
desde un compartimiento al otro.
La entrada al primer recipiente puede comprender
una válvula anti-retorno.
El elemento móvil del mecanismo de control de la
válvula puede comprender un diafragma en una cámara de presión o un
fuelle. En este último caso, el aparato comprende preferentemente
medios para variar la longitud del fuelle.
Preferentemente, los medios antagonistas
comprenden un resorte de compresión y el aparato comprende medios
para variar el grado de compresión del resorte de compresión.
Preferentemente, los medios para transmitir la
presión al mecanismo de control de la válvula comprenden un primer
conducto de presión que conecta directamente el primer recipiente a
la primera cámara del segundo recipiente y una segunda conducción de
presión que conecta directamente la segunda cámara del segundo
recipiente a la cámara de presión que contiene el diafragma o el
fuelle. Preferentemente, se dispone un depósito regulador en
cualquiera de dichos primer y segundo conductos de presión o en
ambos.
El elemento de cierre de la válvula es
preferentemente tal que puede abrirse en dos o más etapas, en las
que el elemento de cierre tiene diferentes áreas superficiales
efectivas, de forma tal que la fuerza requerida para abrir la
válvula es menor en la segunda etapa (o etapa subsiguiente) que en
la primera (o etapa previa).
En otra realización preferente, el diafragma o
el fuelle es accionado directamente por la presión del líquido
introducido con intermedio de la entrada.
La salida mediante la cual se puede descargar el
líquido comprende preferentemente un tubo de descarga vertical
rotativo que tiene una o varias toberas de descarga desplazadas,
conectadas a la misma. Una aleta móvil puede ser montada en el
extremo de la tobera de descarga, o bien una bola móvil puede estar
montada en la tobera de descarga.
Preferentemente, el tubo de descarga rotativo
tiene un cable o cinta arrollada alrededor del mismo, mediante el
cual el movimiento alternativo de dicho cable o cinta puede provocar
o puede permitir la rotación del tubo de descarga de forma
escalonada.
El tubo de descarga de tipo rotativo es obligado
a girar preferentemente por un mecanismo de accionamiento, que a su
vez es accionado por un fuelle, que a su vez es accionado por
cambios de presión.
El aparato puede comprender además una bomba
para bombear aire hacia adentro del primer recipiente.
La invención se describe a continuación, a
título de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos en los
cuales:
la figura 1 es una vista de un aparato de
suministro de líquido que ya es conocido, de acuerdo con la patente
europea Nº 0548159;
la figuras 2 (y 2A) y 3 muestran varias mejoras,
de acuerdo con la presente invención, en el aparato mostrado en la
figura 1;
las figuras 4 (y 4A, 4B y 4C) y 5 muestran otros
aparatos de suministro de líquidos de acuerdo con la presente
invención;
las figuras 6 y 7 muestran válvulas alternativas
para su utilización en el aparato mostrado en las figuras 2 a 5;
las figuras 8, 9 y 10 muestran válvulas
reguladores para la utilización en las figuras 2 a 5;
la figura 11 muestra una bomba para su
utilización en el aparato de las figuras 2 a 5;
la figura 12 muestra un aparato para la rotación
del brazo de tobera del aparato de las figuras 2 a 5;
la figura 13 muestra una aleta que puede ser
montada en el extremo de la tobera; y
la figura 14 muestra una modificación de la
propia tobera.
Haciendo referencia a la figura 1, se ha
mostrado un aparato para el suministro de líquidos ya conocido, tal
como se da a conocer de manera más completa en la patente europea Nº
0548159 (y en la patente U.S.A. Nº 5316215). El líquido a presión es
alimentado con intermedio de una entrada (1) a una cámara (2) y
desde allí con intermedio del filtro (3) al interior de una bolsa de
goma (4) dispuesta dentro de un recipiente cilíndrico de presión
(5). La presión dentro de la bolsa (4) comprime el aire del espacio
anular, alrededor de la bolsa, dentro del recipiente (5). El espacio
anular está conectado con intermedio de un conducto de aire (6) y
una válvula de descarga de diafragma (7) a una cámara (8) que
contiene un elemento de accionamiento, es decir, un diafragma, o una
válvula de asiento (9). De este modo, la introducción de líquido a
presión en la bolsa (4) provoca un incremento de la presión en la
cámara (8), hasta que, a una presión determinada, tal como se da a
conocer de forma más detallada en las patentes mencionadas, la
válvula de asiento (9) se abre durante un breve período de tiempo,
permitiendo que el líquido a presión entre en una cámara (10) y
desde allí sea descargado desde la tobera (11).
La liberación de la presión en el recipiente (5)
y en la cámara (8), como resultado de la apertura de la válvula de
asiento (9), permite que la válvula de asiento se cierre nuevamente,
por acción de un resorte de compresión (13), y este ciclo se repite
a continuación cuando tiene lugar la introducción de más líquido a
presión por la entrada (1).
Cuando se cierra la válvula de asiento (9), el
aire de la cámara (8) vuelve con intermedio de la válvula
anti-retorno (12) al conducto de aire (6).
Las figuras 2 y 3 muestran una modificación del
aparato de la figura 1. En esta modificación, de acuerdo con la
presente invención, el recipiente de presión (5) no contiene la
bolsa de goma (4). En vez de ello, contiene un pequeño acumulador
subsidiario (14), que contiene un diafragma o bolsa (15), en el
conducto de aire (6).
En el caso de la utilización de un diafragma
(15) (en vez de la bolsa -15-), el diafragma no tiende a
desplazarse a lo largo de la pared del acumulador (14) (a diferencia
de la bolsa -4- del recipiente -5- de la
figura 1).
figura 1).
Asimismo, en lugar del filtro de entrada (3), se
dispone un tubo (16) (figuras 2 y 2A) montado sobre una placa de
montaje o barra de montaje (17) que se prolonga a través de la
entrada al recipiente de presión (5), entre la cámara (2) y el
recipiente (5), dejando dos intersticios semicirculares entre la
barra (17) y la pared de la entrada.
El tubo (16) y la placa o barra de montaje (17)
están dimensionados de forma tal que se crea un torbellino para
permitir el sangrado del exceso de aire desde el recipiente (5) a la
cámara (2). De esta manera, la velocidad de flujo de líquido
alrededor del tubo (16) tiene que ser menor que la velocidad de
flujo de líquido en el tubo, de manera que se crea un torbellino
alrededor de la parte superior del tubo (16), de manera que, al
disminuir el nivel de líquido en el recipiente (5), pasa el aire en
exceso hacia adentro de la cámara (5) (es decir, la cantidad de aire
que permanece en el recipiente -5- después de la descarga del
líquido).
La altura del tubo (16) controla el nivel de
líquido en el recipiente (5).
De acuerdo con otra modificación, tal como se ha
mostrado en la figura 4, una placa deflectora fija (18), que
contiene un orificio (19) o ranura en forma de V (20) (figuras 4A y
4B), puede ser utilizada para controlar el nivel de agua en el
recipiente de presión (5). La placa (18) (mostrada también en la
figura 5) tiene una parte semicircular inclinada que se extiende
desde las paredes del recipiente (5), y una parte rectangular
vertical que se extiende hacia abajo desde la parte inclinada,
dejando un intersticio por debajo de la misma, a través del cual
puede pasar el líquido.
Además, la entrada (1) puede adoptar la forma de
una válvula anti-retorno.
Asimismo, de acuerdo con otra modificación,
mostrada también en la figura 4 (y también la figura 5), el conducto
de aire (6) puede ser conectado directamente a la cámara (8) que
contiene el diafragma que acciona la válvula de asiento (o un
fuelle, que se puede utilizar en lugar del diafragma). De manera
alternativa, el conducto de aire (6) puede ser conectado a la cámara
(8) con intermedio de un depósito de pequeñas dimensiones (21)
(figura 4C). Se puede disponer un estrangulamiento en el conducto
que conduce a la cámara (8), o en el conducto que conduce al
recipiente (5), para controlar el tiempo durante el cual está
abierta la válvula de asiento (9). Asimismo, las dimensiones del
estrangulamiento en el conducto que conduce la cámara (8), o las
dimensiones del depósito (21), se pueden variar para variar la
velocidad de la apertura y cierre de la válvula de asiento (9) y el
tiempo durante el cual está abierta.
La figura 5 muestra, a mayor escala, la válvula
de asiento (9) y el mecanismo, en forma de un fuelle (22), para
accionar la válvula de asiento (9). Tal como se ha mostrado en la
figura 5, el fuelle (22) y el resorte de compresión (13) son
mantenidos entre las placas (23) y (24) (estando mantenido el
resorte -13- sobre la placa -53-) que, a su vez, están montadas
sobre varillas roscadas (25) (usualmente tres o cuatro) y retenidas
mediante tuercas. Cambiando la distancia entre las placas (23) y
(24), es posible cambiar las presiones de apertura y cierre de la
válvula (9), es decir, cuanto mayor es la presión del resorte (13),
mayores son las presiones de apertura y cierre de la válvula
(9).
El aparato mostrado en la figura 1 se ha
mostrado satisfactorio en su utilización, pero se debe mejorar el
rendimiento del mismo, y debe ser más fácil en cuanto al servicio y
a la fabricación. Asimismo, la bolsa de goma (5) utilizada como
vejiga tiene tendencia a fallar.
El aparato mostrado en la figura 2 es una
mejora, dado que la retirada de la bolsa (4) del recipiente (5)
incrementa la fiabilidad y la ausencia del filtro (3) incrementa el
flujo y permite la manipulación de materiales más groseros. Es
también necesario utilizar la válvula de descarga de diafragma (7),
la válvula anti-retorno (12) y unos filtros igual
que en el aparato de la figura 1.
La presión de apertura de la válvula es
controlada por la válvula de descarga de diafragma (7). Si, por
ejemplo, la válvula principal (9) se abre a 5 bares sin la válvula
de descarga de diafragma (7), entonces, para hacer que la válvula
(9) funcione de manera fiable, la válvula de descarga de diafragma
(7) debe ser ajustada a 5,5 bares, es decir, en un valor superior al
punto en el que podría oscilar la válvula de asiento (9).
La mejora mostrada en la figura 2 es tal que
puede ser aplicada a posteriori en el aparato de la figura
1.
El aparato de las figuras 4 y 5 es preferible
por el hecho de que no tiene elementos de control de aire ni bolsa
(4) ó (15), dado que la presión de apertura así como la presión de
cierre de la válvula de asiento (9) son ajustadas (o
predeterminadas) en la propia válvula. Hay dos métodos de proceder
de este modo, a saber:
(1) ajustando la longitud del resorte (13)
desplazando la placa (23), cambian las presiones de apertura y
cierre, es decir, cuanto mayor es la presión en el resorte (13),
mayor serán las presiones de apertura y cierre de la válvula de
asiento (9);
(2) al ajustar la longitud del fuelle (22) al
desplazar la placa (24), el área efectiva del fuelle varía, es
decir, si el fuelle es alargado, el área efectiva disminuye y las
presiones de apertura y cierre de la válvula aumentan.
Mediante una combinación de lo anterior y
cambiando el propio resorte, se puede conseguir la mayor parte de
presiones de apertura y cierre.
Se debe observar que el cambio del diámetro del
fuelle (o diafragma) y la relación de la válvula de asiento cambia
también las presiones de apertura y cierre de la válvula.
Las válvulas del aparato, mostradas en las
figuras 1 a 3, tienen el problema de que las válvulas tienden a
oscilar o a vibrar sobre sus asientos, sin abrirse de manera clara
(si tienen que ser utilizadas sin la válvula reguladora).
Haciendo referencia a la figura 6, se ha
mostrado una válvula de asiento alternativa que puede ser utilizada
en lugar de la válvula de asiento mostrada en las figuras 1 a 3.
Esta válvula tiene un elemento de cierre (26) montado sobre el
vástago (27) que es desplazable por acción del resorte de compresión
(13) (figura 5) y el fuelle (22) (figura 5), o del resorte de
compresión (13) y el diafragma de accionamiento de la válvula de
asiento.
El elemento de cierre (26) tiene un primer
cierre estanco (30) y un segundo cierre estanco (31). Al empezar a
abrirse la válvula (es decir, al desplazarse el elemento de cierre
-26- hacia la izquierda) el primer cierre estanco (30) pierde
contacto con su asiento respectivo, mientras que el segundo cierre
estanco (31) permanece en contacto con su asiento correspondiente.
Después de una apertura adicional, el segundo cierre estanco (31)
pierde contacto con el asiento respectivo. Por lo tanto, la
geometría de la válvula cambia durante su apertura, por el hecho de
que el diámetro efectivo de la válvula (y por lo tanto la
resistencia a superar en la apertura de la válvula) cambia del
diámetro (D) al diámetro (d). Por lo tanto, la válvula tiene una
tendencia reducida a vibrar u oscilar.
Haciendo referencia a la figura 7, se ha
mostrado una disposición de válvula de asiento alternativa que puede
ser utilizada en lugar de la válvula de asiento mostrada en las
figuras 1 a 3. Esta válvula tiene un elemento de cierre (26) montado
sobre un vástago (27) que es desplazable por la activación de un
diafragma (28) contra la acción de un resorte de compresión (29). El
elemento de cierre (26), igual que el de la figura 6, tiene un área
de apertura de dos etapas, es decir, un primer cierre estanco (30) y
un segundo cierre estanco (31), siendo el primer cierre estanco (30)
de mayor diámetro que el segundo cierre estanco (31) y abriéndose el
primer cierre estanco (30) antes que el segundo cierre estanco (31)
(tal como se ha descrito con referencia a la figura 6). Esto supera
también el problema de la válvula, que se ha mostrado en las figuras
1 a 3, es decir, el problema de que la válvula tiende a vibrar u
oscilar sobre su asiento, sin abrirse de manera clara.
Los cierres estancos de válvula (30) y (31)
están realizados preferentemente a base de goma flexible.
La válvula de la figura 7 es accionada por la
presión del líquido a presión que penetra por la entrada de la
válvula. Esta presión (creciente) actúa sobre el diafragma (28)
hasta que la presión es suficiente para superar la fuerza ejercida
sobre el diafragma por el resorte (29) y sobre el elemento de cierre
(26) por el líquido. La válvula se abre entonces en dos etapas
durante un corto período de tiempo (por el movimiento del elemento
de cierre -26- hacia la derecha), hasta que la presión desciende
permitiendo que el diafragma (28) y el elemento de cierre (26)
vuelvan a sus posiciones originales.
La válvula puede ser accionada alternativamente
por un suministro separado de aire a presión.
Uno o más separadores (32) pueden ser situados,
tal como se ha mostrado, para variar la presión ejercida por el
resorte (29) sobre el diafragma (28).
En una realización alternativa, el diafragma
(28) puede ser sustituido por un fuelle. Además, el vástago (27) y
el diafragma (28) (o fuelle) pueden ser sustituidos por un pistón,
estando situado el resorte (29) dentro del pistón. La carrera del
fuelle se puede ajustar de manera que se varía la presión a la que
es activada la válvula, es decir, cuando se abre.
El movimiento alternativo del eje (27) (figuras
6 y 7) puede ser utilizado para realizar un trabajo, por ejemplo,
hacer girar la tobera. El vástago (27) puede ser utilizado también
para retener mecánicamente la válvula en posiciones de apertura o de
cierre.
El objetivo de las válvulas de las figuras 6 y 7
consiste en proporcionar válvulas de asiento que no vibran en sus
asientos sino que se abren de manera franca y clara. Dado que no hay
bolsa (4) en el depósito (5), cualquier válvula de regulación en la
conducción de aire (6) tiene que ser capaz de solucionar problemas
de suciedad. Estas válvulas reguladoras se describen más adelante
con referencia a las figuras 8, 9 y 10.
Las dos válvulas con asiento de cierre de las
figuras 6 y 7 se abren de manera clara. No obstante, si se tuvieran
que utilizar solamente con el cierre estanco (31) en posición, las
válvulas se abrirían, en algunos casos, lo suficiente para permitir
que el agua escapara, pero no se abrirían por completo.
En el caso de utilización de dos cierres
estancos, el cierre estanco (30) se abre pero el cierre estanco (31)
permanece cerrado (dado que discurren paralelamente al eje de la
válvula), y la presión aplicada a la superficie (33) después de que
se ha abierto el cierre estanco (30) asegura que el cierre estanco
(31) se abre. En otras palabras, las áreas efectivas de los dos
cierres estancos (30) y (31) son distintas, y el cierre estanco (31)
se encuentra más allá de su punto de equilibrio en el tiempo en el
que se ordena abrir.
Las válvulas de dos asientos, mostradas en las
figuras 6 y 7, superan el problema de la vibración u oscilación de
la válvula. No obstante, esto puede ser superado por otros medios
tales como un conjunto único de goma. En su forma más simple, esto
puede ser una pieza flexible (70) capaz de flexionar, a efectos de
permitir que el punto (71) se abra antes del punto (72).
Es posible realizar una modificación ligera en
el cierre estanco (31) cortando una ranura (6 mm x 2 mm) del punto
(73) al punto (74) para liberar el agua retenida entre los dos
cierres estancos (30) y (31) para permitir que cierren de manera
apropiada.
Tal como se ha indicado, un cierre estanco único
de válvula da lugar al problema de que el cierre estanco único
tiende a vibrar. Como forma alternativa de solucionar este problema,
se puede montar un deflector (75) en el extremo de la tobera (11)
(figura 1), tal como se ha mostrado en la figura 13, que muestra
también un punto de pivotamiento (76), un cierre estanco de goma
(77) y un peso (78).
Por lo tanto, cualquier deflector o bola de
acero montados en el tubo de descarga podría sustituir la válvula
con dos cierres estancos, que se ha mostrado en las figuras 6 y
7.
Tal como se mencionado anteriormente, las
figuras 8, 9 y 10 muestran válvulas reguladoras a utilizar en la
regulación del aparato de las figuras 1 y 2. En las figuras 8 y 9,
se han mostrado válvulas cada una de las cuales tiene un diafragma
(34) sobre el que choca un chorro de aire de una tobera (35), siendo
ajustables las válvulas por rotación de un eje roscado (36) que
varía la presión aplicada sobre el diafragma (34) por un resorte
helicoidal (37).
Las válvulas mostradas en las figuras 8, 9 y 10
sustituyen la válvula de presión (50) (que consiste en el diafragma
-52- y el resorte -54-) de la figura 3 de la patente europea Nº
0548159 (es decir, para sustituir la válvula (7) de la presente
figura 1).
La figura 8 muestra, en mayor detalle, un primer
sistema de regulación de aire. La pieza (51) está montada de manera
que la cara (52) establece contacto con la placa (53) (figura 5).
Cuando la válvula principal (9) se cierra, se forma un intersticio
en el punto (56) permitiendo que el resorte (37) cierre la válvula
reguladora. La tobera (35) está unida a la conducción de aire (6)
(figura 5), y el tubo (54) está unido al depósito principal (5)
(figura 4).
La forma de funcionamiento de la válvula
reguladora es la siguiente. Cuando la presión del depósito (5) se
eleva hasta un nivel predeterminado, el resorte (37) permite que el
pistón (55) libere el diafragma (34) permitiendo que el aire pase
desde el depósito al fuelle en la cabeza de la válvula. Al
desplazarse la placa (53) (figura 5) alejándose de la pieza (51), no
se ejerce presión de resorte alguna sobre el pistón (55) dando paso
libre de aire en el punto (56). Cuando se cierra la válvula
principal (9), el intersticio (54) se repone quedando listo para el
ciclo siguiente.
La figura 9 muestra, en mayor detalle, otro
sistema de regulación de aire, que no está conectado mecánicamente a
la válvula principal (9). El tubo (35) está unido al depósito
principal (5) (figura 4). El tubo (57) está unido a la conducción de
aire (6) (figura 5) y el tubo (58) está unido a la conducción de
aire (6) (para igualar la presión en la cámara -59-).
La forma de funcionamiento de esta válvula
reguladora es la siguiente.
Cuando la presión en el depósito (5) aumenta
hasta un nivel predeterminado, el resorte (37) permite que el pistón
(60) libere el diafragma (34) permitiendo el paso del aire desde el
depósito (5) al fuelle de la cabeza de la válvula. Asimismo, después
de que el diafragma se ha abierto, una mayor superficie queda
expuesta en la cara del diafragma. El fluido de la cámara (61) ha
sido forzado hacia adentro de la cámara (59) con intermedio del
orificio (62). Al descender la presión en el depósito principal (5),
el cierre de la válvula reguladora se retrasa por las dimensiones
del orificio (62) y la viscosidad del fluido, al volver a la cámara
(61).
La figura 10 muestra, en mayor detalle, un
tercer sistema de regulación de aire. La palanca en el punto (63)
está unida (usualmente mediante un resorte) a la placa (53). El tubo
(64) está unido a la conducción de aire (6) (figura 5), y el tubo
(65) está unido al depósito principal (5) (figura 4).
La forma de funcionamiento de esta válvula
reguladora es la siguiente.
Cuando la presión del depósito (5) aumenta hasta
un valor predeterminado, el resorte (66) permite que el pistón (67)
libere el diafragma (34) permitiendo el paso del aire desde el
depósito (5) al fuelle de la cabeza de la válvula. Al abrirse la
válvula (dado que la palanca -68- está unida a la válvula en la
placa -53-), toda la presión del resorte es liberada entre el pistón
(67) y el chorro (64), permitiendo el paso libre de aire a efectos
de no retener desperdicios. El regulador es mantenido abierto por el
amortiguador (69) hasta que se ha cerrado la válvula principal.
La disposición de la figura 10 proporciona un
acoplamiento mecánico más fiable del regulador a la válvula
principal con un sistema de amortiguación.
Sería posible utilizar una válvula accionada
manualmente funcionando por su cuenta o en serie con la anterior, de
manera que se podría controlar a mano un impulso de agua, para lucha
contra incendios, etc.
La figura 11 muestra una bomba de diafragma para
bombear aire hacia adentro del recipiente de presión (5), y que
consiste en un diafragma (38), resorte (39) y válvula de entrada
(40), así como válvula de salida (41) y válvula
anti-retorno (42). El diafragma (38) separa la bomba
en las cámaras (43) y (44), encontrándose esta última cámara en
comunicación con la cámara (10) del aparato, de manera que el
funcionamiento de la válvula de asiento (9) provoca que la bomba de
diafragma funcione bombeando aire hacia adentro del recipiente de
presión (5).
La figura 12 muestra un mecanismo para obligar a
girar el brazo que retiene la tobera (11). Un conjunto (45) está
dispuesto para girar alrededor de la columna (46), y un cable (47)
está fijado en puntos (48) al conjunto giratorio (45), estando
arrollado alrededor del conjunto (45) y mantenido en tensión con un
resorte (49).
Cuando el conjunto rotativo (45) es girado en la
dirección de la flecha (50), el cable (o cinta) (47) desliza
alrededor de la columna (46). Cuando el conjunto (45) se invierte,
el cable (47) se bloquea sobre la columna (46) y la hace girar.
Por lo tanto, el movimiento alternativo del
resorte (49) provoca que el cable o cinta (47) sujete o no la
columna (46), provocando o permitiendo la rotación escalonada de la
columna (46).
Una unidad de diafragma o de fuelle en
comunicación con la cámara (10) del aparato proporciona un
movimiento alternativo al conjunto (45). La impulsión se podría
tomar también del lado del depósito de la válvula de asiento (9),
igual que la impulsión para la bomba de la figura 11.
La figura 14 muestra otra modificación, por el
hecho de que la tobera (principal) (11) está dotada de una segunda
tobera (80) en el extremo del tubo (81) que conecta el tubo que
conduce a la tobera (11). El objetivo de las dos toberas consiste en
humectar el suelo de manera regular desde el punto más alejado por
detrás de la máquina. Dado que el líquido de la tobera retrocede al
reducirse la presión, se puede producir un área en la zona media que
no resulta suficientemente humectada. La segunda tobera (80) está
dimensionada para superar este problema. Existen dos ajustes
principales, a saber (1) las dimensiones del tubo (81) y de la
tobera (80) (ajuste grosero), y (2) la presencia de una
estrangulación en el tubo (81), solamente en el punto (82) (ajuste
fino).
Claims (18)
1. Aparato para el suministro de líquido, que
comprende:
(i) un primer recipiente (5) en el que se puede
introducir un líquido con intermedio de una entrada (1) para llenar
parcialmente el primer recipiente (5) y someter a presión el líquido
que llena parcialmente dicho primer recipiente (5) y el aire que
llena el resto del primer recipiente (5);
(ii) una salida mediante la cual dicho líquido
puede ser descargada del primer recipiente (5) bajo la presión del
líquido y del aire en dicho recipiente (5);
(iii) una válvula (9) entre el primer recipiente
(5) y la salida para control del paso del líquido desde el primer
recipiente (5) a la salida, teniendo dicha válvula (9) (a) una
abertura, (b) un elemento de cierre (26) adoptado para cerrar la
abertura, y (c) medios antagonistas (13, 29), siendo tal la
disposición de los componentes de la válvula (9) que dicha válvula
(9) es retenida normalmente en posición cerrada por los elementos
antagonistas (13, 29);
(iv) un mecanismo de control de válvula para
controlar el funcionamiento de la válvula (9) como respuesta a la
presión del líquido y el aire en el primer recipiente (5);
caracterizado por
(v) un medio para transmitir la presión del
líquido y del aire en el primer recipiente (5) a una primera cámara
de un segundo recipiente (14) que comprende un tabique interno móvil
(15) que subdivide el segundo recipiente (14) en dicha primera
cámara y una segunda cámara que tienen volumen variable dependiendo
de la posición de dicho tabique interno móvil (15) en el recipiente
(5); y
(vi) medios para transmitir la presión del aire
en la segunda cámara del segundo recipiente (14) al mecanismo de
control de válvula;
en el que el mecanismo de control de la válvula
comprende un elemento móvil (22, 28) que es capaz de ser accionado
por la presión del aire en la segunda cámara y transmitiendo una
fuerza resultante al elemento de cierre (26) de la válvula (9) en
dirección de apertura de la válvula (9), y en el que las áreas
superficiales eficaces respectivas del elemento móvil (22, 28) y el
elemento de cierre (26), así como la fuerza de los medios
antagonistas (13, 29), se escogen de manera tal que el elemento de
cierre (26) es abierto cuando la presión del líquido y del aire en
el primer recipiente (5) alcanza un nivel predeterminado.
2. Aparato, según la reivindicación 1, en el que
la entrada (1) comprende un tubo vertical (16) que se prolonga hacia
arriba hacia adentro del primer recipiente (5), determinando la
altura del tubo (16) en el recipiente (5) el nivel de líquido
restante en dicho recipiente (5) después de la descarga.
3. Aparato, según la reivindicación 1, en el que
una placa deflectora (18) es dispuesta en el primer recipiente (5),
entre la abertura de la válvula y la entrada (1), a efectos de
subdividir parcialmente el interior del primer recipiente (5) en un
primer y segundo compartimientos, de manera tal que el flujo de
líquido de un compartimiento a otro resulta posible.
4. Aparato, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que la entrada (1) al primer
recipiente (5) comprende una válvula
anti-retorno.
5. Aparato, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el elemento móvil (22, 28) del
mecanismo de control de la válvula comprende un diafragma (28) en
una cámara de presión (8) o un fuelle (22).
6. Aparato, según la reivindicación 5, que
comprende medios para variar la longitud del fuelle (22).
7. Aparato, según la reivindicación 5 ó 6, en el
que los medios antagonistas (13, 29) comprenden un resorte de
compresión (13, 29), y en el que el aparato comprende medios (23,
24) para variar el grado de compresión del resorte de compresión
(13, 29).
8. Aparato, según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 7, en el que los medios para transmitir la
presión al mecanismo de control de la válvula comprenden una primera
conducción de presión (6) que conecta directamente el primer
recipiente (5) a la primera cámara del segundo recipiente (14) y una
segunda conducción de presión (6) que conecta directamente la
segunda cámara del segundo recipiente (14) a la cámara de presión
(8) que comprende el diafragma (28) o al fuelle (22).
9. Aparato, según la reivindicación 8, en el que
un depósito regulador (21) queda dispuesto en cualquiera de dichas
primera y segunda conducciones de presión (6) o en ambas.
10. Aparato, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que el elemento de cierre (26) de la
válvula (9) es capaz de abrirse en dos o más etapas en las que el
elemento de cierre (26) tiene diferentes áreas superficiales
efectivas, de manera que la fuerza requerida para abrir la válvula
(9) es menor en la segunda etapa (o subsiguiente) que en la primera
etapa (o previa).
11. Aparato, según la reivindicación 10, en lo
que depende de las reivindicaciones 5, 6 o 7, en el que el diafragma
(28) o el fuelle (22) es accionado directamente por la presión del
líquido introducido mediante la entrada (1).
12. Aparato, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, en el que la salida mediante la cual el
líquido puede ser descargado comprende un tubo de descarga vertical
rotativo (46) que tiene una o varias toberas de descarga desplazadas
(11, 80) conectadas al mismo.
13. Aparato, según la reivindicación 12, que
tiene un deflector móvil (75) montado en el extremo de la tobera de
descarga (11), o que tiene una bola móvil montada en la tobera de
descarga (11).
14. Aparato, según la reivindicación 12 ó 13, en
el que el tubo de descarga rotativo tiene un cable o cinta (47)
arrollado alrededor del mismo mediante el cual el movimiento
alternativo del cable o cinta (47) puede provocar o puede permitir
la rotación del tubo de descarga (46) de forma escalonada.
15. Aparato, según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 14, en el que el tubo de descarga rotativo
(46) es obligado a girar por un mecanismo de impulsión que, a su
vez, es accionado por un fuelle que, por su parte, es accionado por
cambios de presión.
16. Aparato, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15, que comprende además una bomba para bombear
aire hacia adentro del primer recipiente.
17. Aparato, según la reivindicación 16, en el
que la bomba es accionada por cambios de presión.
18. Aparato, según la reivindicación 16 ó 17, en
el que la bomba es una bomba de diafragma que tiene un diafragma
(38) y que está en comunicación con la salida.
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