ES2328742T3 - Valvula de aeracion y ventilacion para tubos y accesorios. - Google Patents
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Abstract
Válvula para ventilación y para evacuación de aire en tuberías o en accesorios de montaje que conducen fluidos, con un cuerpo de válvula (6) con forma esencialmente de vaso y de sección que se reduce en la dirección hacia abajo para abrir y cerrar una abertura de evacuación de la válvula (3), con un vaso de membrana (9) que está asociado a una flotador de la válvula (11), y con una membrana enrollable (8) que está dispuesta entre el cuerpo de válvula y el vaso de membrana (9), y la cual puede apoyarse sobre aberturas de salida (10) del cuerpo de válvula (6) en distintas posiciones de abertura o de cierre, caracterizada porque el vaso de membrana (9) tiene un contorno interior que se ensancha hacia arriba esencialmente en correspondencia con el contorno exterior del cuerpo de válvula (6).
Description
Válvula de aeración y ventilación para tubos y
accesorios.
La invención se refiere a una válvula para
ventilación y para evacuación de aire en conducciones o en
accesorios de montaje que conducen fluidos. Estas válvulas para
ventilación y para evacuación de aire se utilizan en conducciones
que llevan medios, en particular en conducciones a presión y en
especial conducciones de agua potable o de desagüe para ventilar
y/o evacuar aire. Pueden disponerse en puntos elevados geodésicos en
las conducciones o en los accesorios de montaje del sistema de
conducciones.
Se conocen válvulas para ventilación y para
evacuación de aire con juntas de asiento, por ejemplo, válvulas en
las que un flotador cierra él mismo un asiento estanco. También se
conocen por los documentos DE 299 05 743 U1 y DE 299 18 722 U1
válvulas para ventilación y para evacuación de aire que tienen un
cuerpo de válvula, un vaso de membrana y una membrana enrollable
dispuesta entre ellos, en las que se propone configurar el cuerpo
de válvula con forma cónica dirigida hacia abajo mientras que el
vaso de membrana tiene una forma interior cilíndrica. Las
desventajas de estas válvulas conocidas residen en una capacidad de
evacuación de aire limitada debido a la sección de salida reducida
de las aberturas dispuestas en dirección radial en el cuerpo de
válvula, así como en una elevada fuerza de rozamiento para el
desprendimiento de la membrana en la posición cerrada, lo cual
obliga a usar flotadores de peso elevado, que por este motivo tienen
baja capacidad de empuje hacia arriba. Con el fin de evitar estos
problemas y para conseguir el peso y el empuje hacia arriba ideales,
es necesario aumentar el tamaño de los flotadores, lo cual trae
consigo el inconveniente de que las válvulas han de construirse más
grandes.
El objeto de la presente invención consiste en
proporcionar una válvula para ventilación y para evacuación de aire
que elimine por lo menos uno de los inconvenientes mencionados
anteriormente. En especial deben mejorarse la función de evacuación
de aire y/o la capacidad de evacuación de aire.
La invención que proporciona soluciones para los
problemas anteriores, está definida por las reivindicaciones de
patente adjuntas, describiendo las subreivindicaciones formas de
realización preferidas.
Según un aspecto de la presente invención se
proporciona una válvula para ventilación y para evacuación de aire
en tuberías o en accesorios de montaje que conducen fluidos, con un
cuerpo de válvula con forma esencialmente de vaso y de sección que
se reduce en la dirección hacia abajo para abrir y cerrar una
abertura de evacuación de la válvula, con un vaso de membrana que
está asociado a un flotador de la válvula, y con una membrana
enrollable que está dispuesta entre el cuerpo de válvula y el vaso
de membrana, y la cual puede apoyarse sobre aberturas de salida del
cuerpo de válvula en distintas posiciones de abertura o de cierre.
El cuerpo de membrana tiene un contorno interior que se ensancha
hacia arriba esencialmente en correspondencia con el contorno
exterior del cuerpo de válvula.
En otras palabras, también el vaso de membrana
que está asociado al cuerpo de válvula, está configurado de modo
que su sección varía en la dirección axial por lo menos en su
volumen interior, y de manera que su sección se estrecha en
dirección hacia abajo. Esta configuración proporciona espacio
suficiente a la membrana e impide que en la posición cerrada se
quede adherida, cuando el vaso de membrana se apoya en la parte
inferior del cuerpo de válvula y la membrana enrollable cubre las
aberturas de salida. Esto tiene a su vez la consecuencia de que
cuando se abre, la membrana enrollable se suelta con mayor facilidad
y se puede utilizar un flotador de menor peso. Un flotador de menor
peso proporciona por una parte un mejor empuje hacia arriba, lo cual
asegura el cierre de la válvula más seguro y rápido, y por otra
parte puede ser más pequeño para que el tamaño de la construcción
del conjunto de la válvula sea menor.
El cuerpo de válvula puede estar configurado de
forma esencialmente cónica en dirección hacia abajo, y en una forma
de realización de la invención esto se aplica también al contorno
interior del vaso de membrana que de esta manera puede tener una
forma esencialmente cónica, en particular una forma de tronco de
cono.
En una variante de configuración, el vaso de
membrana tiene una profundidad y un ancho que garantiza que en la
posición en la que está completamente apoyado en el cuerpo de
válvula, solamente está en contacto con el cuerpo de válvula por su
borde superior y sobre la membrana enrollable. Dicho de otra manera,
el vaso de membrana es más profundo y más ancho que la forma
exterior del cuerpo de válvula de modo que se puede evitar con mayor
seguridad que la membrana se quede adherida. Esto es también una
ventaja cuando la membrana enrollable está fijada en la cara
exterior del vaso de membrana a una distancia del borde superior
pues entonces la zona de fijación de la membrana no está solicitada
directamente por fuerzas entre el cuerpo de válvula y el vaso de
membrana, por ejemplo fuerzas de adherencia.
En una forma de realización de la invención el
cuerpo de válvula está dispuesto en la abertura de evacuación, de
modo que se puede mover, y así puede abrir y cerrar una salida en la
zona del asiento del cuerpo de válvula.
En otras palabras, según este aspecto de la
invención en particular también se pone a disposición para las
válvulas de ventilación y de evacuación de aire de pequeño tamaño,
un cuerpo de válvula separado o independiente de la abertura de
evacuación de la válvula, y el hecho de que de este modo se pueda
obtener una salida, permite disponer de una gran sección de salida
tal como se requiere para una ventilación o evacuación de aire
rápida. Cuando se realiza esta opción junto con la disposición de
una membrana enrollable, entonces puede tener lugar una abertura
sencilla y en dos etapas de la válvula. En la posición completamente
abierta se libera una gran abertura además de las aberturas del
asiento del cuerpo de válvula dispuestas en dirección radial, y esto
provoca un rápido escape de aire, lo cual permite el llenado rápido
y sin presión de las conducciones y de los cuerpos huecos del
sistema. Las ventajas del paso rápido del aire a través de la
correspondiente gran abertura son efectivas también cuando se llena
la válvula con aire. La válvula reacciona muy rápido a bruscas o
elevadas depresiones en el sistema de conducciones. Un sistema de
dos etapas de este tipo puede ser configurado de manera que cuando
la válvula pasa al estado cerrado, se cierra primero la gran
abertura entre el cuerpo de válvula y la abertura de evacuación de
la válvula y luego se asegura el ajuste continuo de la evacuación de
aire mediante la membrana enrollable.
El cuerpo de válvula puede estar dispuesto de
modo que se separe de su asiento moviéndose hacia abajo, aunque
fundamentalmente se pueden concebir otras soluciones, por ejemplo
mecanismos de rotación o movimientos que combinen traslación y
rotación.
Preferentemente el cuerpo de válvula tiene una
porción interior, en particular una porción de guiado central,
mediante la cual es guiado por una guía dispuesta en o sobre la
abertura de evacuación de la válvula. De este modo se puede
controlar bien esta etapa de abertura. El cuerpo de válvula puede
estar dispuesto sobre un vástago guía del flotador, especialmente
en lo que se refiere a su soporte adicional en la válvula de
evacuación de aire, y en particular en la parte superior del
vástago guía donde está fijado ventajosamente por su centro.
Existe la posibilidad de fijar la membrana
enrollable en la cara exterior inferior del cuerpo de válvula y
utilizarla como medio de tracción que separa el cuerpo de válvula de
su asiento cuando el flotador o el vaso de membrana sobre el que la
membrana enrollable está fijada por su otro extremo, se mueva hacia
abajo. De este modo se automatiza la abertura o cierre en dos
etapas.
La abertura y cierre en dos etapas de la válvula
se controla fundamentalmente con la fuerza generada por la presión
interior del cuerpo de válvula, pero existe también la posibilidad
de colocar un dispositivo elástico entre el cuerpo de válvula y la
salida de evacuación de la válvula, el cual ayuda al cierre, es
decir crea una pretensión del cuerpo de válvula sobre el asiento de
válvula.
A continuación se describe la invención con más
detalle y con la ayuda de un ejemplo de realización. La invención
comprende cada una de las características aquí descritas por
separado así como en cualquier combinación adecuada. Las figuras
adjuntas muestran:
Fig. 1 representa en sección una válvula de
ventilación y de evacuación de aire en el estado totalmente
cerrada;
la Fig. 2 muestra la válvula de la Fig. 1 en
estado de funcionamiento durante la evacuación de aire por la
membrana enrollable; y
la Fig. 3 muestra la válvula de la Fig. 1 en el
estado completamente abierta.
En la Fig. 1 los componentes de la válvula de
ventilación y de evacuación de aire según la invención están
provistos de números identificativos, estando identificada la
válvula misma con el número 1. Una carcasa de válvula 2 tiene una
tapa en la parte superior que comprende una abertura de evacuación
de la válvula 3. La abertura de evacuación de la válvula 3 tiene en
su borde inferior un asiento de cuerpo de válvula 4 curvado hacia
fuera, y en el estado completamente cerrado de la Fig. 1, el cuerpo
de válvula 6 se apoya con una junta axial 5 sobre el asiento de
cuerpo de válvula 4 de modo que entre estos dos componentes no puede
circular ningún fluido.
El cuerpo de válvula 6 está configurado
esencialmente con forma de vaso y tiene un perfil exterior 7
troncocónico con el diámetro menor hacia abajo, en el cual están
previstas aberturas de salida 10 que aquí tienen la forma de
ranuras longitudinales repartidas en el contorno.
En su parte central, el cuerpo de válvula 6
tiene un apéndice con una porción inferior 15 y una porción superior
14. La porción inferior 15 es una parte de cuerpo de válvula, la
porción superior 14 es una pieza separada y que sirve para guiar el
cuerpo de válvula por una guía 16 que está fijada en el interior de
la abertura de evacuación de la válvula 3. En el otro lado se
encuentra roscado en la sección 15 y en la parte hueca inferior de
la sección 14, un vástago guía de flotador 12 que está fijado
también por abajo en la carcasa. Debido al conjunto del vástago
guía 12 y la sección superior 14, el cuerpo de válvula 6 de la Fig.
1 sólo puede moverse recto hacia abajo y guiado.
El flotador 11 que está fijado con libertad de
desplazamiento hacia arriba y hacia abajo por el vástago guía de
flotador 12, tiene en su zona superior un rebaje que está
identificado con el número 9 y que forma el vaso de membrana. El
vaso de membrana tiene un borde que sobresale hacia afuera y en la
cara exterior de este borde está fijada la membrana 8, la cual se
extiende desde allí hacia abajo sobre el contorno exterior 7 del
cuerpo de válvula 6 y que de este modo cierra las aberturas de
salida 10.
El estado mostrado en la Fig. 1 aparece cuando
en el volumen interior 13 de la carcasa 2 existe un nivel
relativamente alto de fluido. Entonces el flotador por una parte
presiona con su borde superior la membrana enrollable 8 contra el
rebaje en forma de arco del cuerpo de válvula y por otra parte, la
presión interior comprime la membrana enrollable contra las
aberturas 10 y las cierra. A su vez, mediante la fuerza dirigida
hacia arriba que ejerce el flotador 11 se cierra la separación
entre la junta 5 y el asiento de cuerpo de válvula 4.
Cuando desciende el nivel de fluido en la
carcasa, entonces el flotador 11 se mueve hacia abajo debido a su
peso y la válvula pasa al estado de la Fig. 2. La membrana
enrollable es estirada hacia abajo por su fijación en el exterior
del vaso de membrana 9 y se enrolla sobre el contorno exterior 7 del
vaso de membrana 9, con lo cual las aberturas de salida 10 quedan
libres de forma continua y gradualmente, de modo que puede tener
lugar el paso de aire. Según la cantidad de aire que circula por la
válvula la membrana enrollable 8 se abre en mayor o menor grado.
Cuando la carcasa está considerablemente vacía
de manera que todo el peso del flotador 11 con el vaso de membrana
9 queda sin sustento y el peso del flotador 11 con el vaso de
membrana 9 es mayor que la fuerza ejercida por la presión interior,
entonces se abre la segunda etapa de la válvula, es decir, el cuerpo
de válvula se separa de su asiento 4. De este modo se libera una
sección de evacuación adicional mayor y el aire puede circular por
los sitios marcados con flechas en la Fig. 3, a saber, a través de
la separación entre el cuerpo de válvula 6 y el asiento de válvula
4, así como a través de las aberturas de salida 10 que ahora ya no
están tapadas por la membrana enrollable 8. El cuerpo de válvula 6
se mueve guiado (por arriba en la abertura de evacuación de la
válvula 3 y por debajo en la carcasa) únicamente hacia arriba y
hacia abajo tal como ya se ha indicado.
Si ahora circula agua por el interior 13 de la
carcasa, entonces el flotador 11 con el vaso de membrana 9 se eleva
y debido a la presión interior creciente, el cuerpo de válvula 6 con
su junta 5 es presionado contra el asiento 4. Durante este proceso
puede tener lugar una evacuación de aire muy rápida a través de la
separación entre el cuerpo de válvula 6 y el asiento de válvula 4.
Con el fin de obtener una seguridad adicional de estanqueidad en el
intervalo de presiones bajas, puede montarse un muelle entre la
abertura de evacuación de la válvula 3 y el cuerpo de válvula 6.
Después de que el cuerpo de válvula 6 ha hecho
contacto de nuevo con el asiento 4 y ha cerrado, entonces la
membrana enrollable 8 puede realizar la evacuación continua de aire,
desenrollándose por el contorno exterior del cuerpo de válvula 7 y
abriendo o cerrando las aberturas de salida 10 dispuestas
radialmente. Cuando crece el agua en la carcasa, partiendo del
estado de la Fig. 3, la válvula vuelve al estado de la Fig. 1
pasando por el estado de la Fig. 2 y a evacuar aire automática y
continuamente entre los estados de las Figs. 1 y 3.
Claims (12)
1. Válvula para ventilación y para evacuación de
aire en tuberías o en accesorios de montaje que conducen fluidos,
con un cuerpo de válvula (6) con forma esencialmente de vaso y de
sección que se reduce en la dirección hacia abajo para abrir y
cerrar una abertura de evacuación de la válvula (3), con un vaso de
membrana (9) que está asociado a una flotador de la válvula (11), y
con una membrana enrollable (8) que está dispuesta entre el cuerpo
de válvula y el vaso de membrana (9), y la cual puede apoyarse sobre
aberturas de salida (10) del cuerpo de válvula (6) en distintas
posiciones de abertura o de cierre, caracterizada porque el
vaso de membrana (9) tiene un contorno interior que se ensancha
hacia arriba esencialmente en correspondencia con el contorno
exterior del cuerpo de válvula (6).
2. Válvula para ventilación y para evacuación de
aire según la reivindicación 1, caracterizada porque el
cuerpo de válvula (6) está configurado de forma esencialmente
cónica.
3. Válvula para ventilación y para evacuación de
aire según la reivindicación 1 ó la 2, caracterizada porque
el contorno interior del vaso de membrana (9) está configurado de
forma esencialmente cónica, en particular una forma de tronco de
cono.
4. Válvula para ventilación y para evacuación de
aire según una de las reivindicaciones de la 1 a la 3,
caracterizada porque el vaso de membrana (9) tiene una
profundidad y un ancho que garantiza que en la posición en la que
está completamente apoyado en el cuerpo de válvula (6), solamente
está en contacto con el cuerpo de válvula (6) por su borde superior
y sobre la membrana enrollable (8).
5. Válvula para ventilación y para evacuación de
aire según una de las reivindicaciones de la 1 a la 4,
caracterizada porque la membrana enrollable (8) está fijada
en la cara exterior del vaso de membrana (9) a una distancia del
borde superior.
6. Válvula para ventilación y para evacuación de
aire según una de las reivindicaciones de la 1 a la 5,
caracterizada porque el cuerpo de válvula (6) está dispuesto
de forma móvil en su asiento (4) en la salida de evacuación (3) y
de este modo puede abrir y cerrar una salida en la zona del asiento
de válvula (4).
7. Válvula para ventilación y para evacuación de
aire según la reivindicación 6, caracterizada porque el
cuerpo de válvula (6) está dispuesto de forma que se puede separar
de su asiento (4) moviéndose hacia abajo.
8. Válvula para ventilación y para evacuación de
aire según la reivindicación 6 ó la 7, caracterizada porque
el cuerpo de válvula (6) tiene una porción interior, en particular
una porción de guiado central (14, 15), mediante la cual es guiado
por una guía (16) dispuesta en o sobre la abertura de evacuación de
la válvula.
9. Válvula para ventilación y para evacuación de
aire según una de las reivindicaciones de la 6 a la 8,
caracterizada porque el cuerpo de válvula (6) está dispuesto
sobre un vástago guía del flotador (12), en particular en la parte
superior del vástago guía (12) donde esta fijado por su centro.
10. Válvula para ventilación y para evacuación
de aire según una de las reivindicaciones de la 6 a la 9,
caracterizada porque el cuerpo de válvula (6) tiene una
junta axial (5) en la zona de contacto con el asiento (4).
11. Válvula para ventilación y para evacuación
de aire según una de las reivindicaciones de la 6 a la 10,
caracterizada porque la membrana enrollable (8) está fijada
en la cara exterior inferior del cuerpo de válvula (6) y sirve como
medio de tracción que separa el cuerpo de válvula (6) de su asiento
(4) cuando el flotador (11) o el vaso de membrana (9) sobre el que
la membrana enrollable (8) está fijada por su otro extremo, se mueve
hacia abajo.
12. Válvula para ventilación y para evacuación
de aire según una de las reivindicaciones de la 6 a la 11,
caracterizada porque se coloca un dispositivo elástico entre
el cuerpo de válvula (6) y la salida de evacuación de la válvula,
el cual crea una pretensión del cuerpo de válvula (6) sobre el
asiento de válvula (4).
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