ES2336895T3 - Espita para agua con cartucho retirable para flujo laminar. - Google Patents

Espita para agua con cartucho retirable para flujo laminar. Download PDF

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Abstract

Una espita para agua, que comprende: un cuerpo (12) de accesorio que define una cavidad (30) de extremo abierto y una lumbrera (26) que conduce a la cavidad que se puede conectar a una tubería (28) de suministro, de fontanería; un cartucho (14) dispuesto de manera retirable en la cavidad (30) del cuerpo y que tiene un alojamiento (32) con una abertura de entrada (42) y una abertura de salida (56), estando la abertura de entrada del cuerpo en comunicación de fluido con la lumbrera del cuerpo del accesorio, conteniendo el alojamiento una pluralidad de elementos situados entre las aberturas de entrada y salida para hacer laminar el flujo de fluido que pasa a través del cartucho; una boquilla (16) situada adyacente a la abertura de salida del alojamiento, que tiene un orificio a través del cual puede ser proyectado en una corriente el fluido que abandona la espita; y caracterizada por un manguito (58) con brida que se mueve telescópicamente hacia dentro del cuerpo (12) radialmente al exterior del cartucho (14), en la que el manguito (58) ajusta telescópicamente alrededor de un extremo del cartucho (14) y en el otro extremo del manguito (58) tiene una brida (64) para apoyarse a tope en la superficie expuesta de una pared cuando la espita para agua se monta en una abertura de esta pared y mediante la cual el manguito (58) con brida puede ser hecho deslizar axialmente con relación al cuerpo (12) del accesorio para permitir que sean emparedadas paredes de diferentes tamaños del recinto entre la brida (64) y una brida extrema (24) del cuerpo (12) del accesorio.

Description

Espita para agua con cartucho retirable para flujo laminar.
Antecedentes de la invención
La presente invención se refiere a accesorios o herrajes de fontanería y, más particularmente, a espitas para agua que suministran una corriente de fluido laminar.
Se han descrito con anterioridad accesorios de fontanería que proporcionan corrientes de flujo laminar. Véanse, por ejemplo, las patentes de Estados Unidos 3.730.440, 3.851.825, 4.119.276, 4.657.186, 4.730.786, 4.795.092, 5.160.086, 5.213.260 y 5.242.119. Flujo laminar, según se usa en esta memoria, significa flujo de fluido que es generalmente no turbulento, que tiene esencialmente velocidades y presión locales no fluctuantes de tal manera que la corriente resultante tiene generalmente apariencia similar a una barra. Tal flujo laminar es deseado para fines ornamentales debido a que la corriente que sale parece ser típicamente una barra de vidrio transparente.
El documento US-A-4 730 876 se considera la técnica anterior más próxima y da a conocer una espita para agua que comprende: un cuerpo de accesorio que define una cavidad de extremos abiertos y una lumbrera que conduce a la cavidad, que se puede conectar a una tubería de suministro de fontanería, un cartucho retirable dispuesto en la cavidad del cuerpo y que tiene un alojamiento con una abertura de entrada y una abertura de salida, estando la abertura de entrada en comunicación de fluido con la lumbrera en el cuerpo del accesorio, conteniendo el alojamiento una pluralidad de elementos situados entre las aberturas de estrada y salida para hacer que el flujo de fluido pase laminar a través del cartucho, y una boquilla situada adyacente a la abertura de salida del alojamiento, que tiene un orificio a través del cual puede ser proyectado como una corriente el fluido que abandona el grifo.
El agua de suministro es normalmente alimentada a través de una serie de elementos de suavización de flujo antes de salir a través de un orificio de boquilla apropiado. Los elementos de suavización de flujo son usualmente discos perforados, tamices y filtros que están dispuestos en serie aguas abajo de la conexión de agua de suministro. Los elementos de suavización de flujo alteran la velocidad del flujo y redistribuyen el perfil o curva de velocidades según sea necesario para convertir el flujo turbulento en flujo laminar.
Un problema de los accesorios existentes es que las pequeñas aberturas de los tamices, filtros y discos perforados pueden resultar atascadas con el tiempo por la acumulación de depósitos minerales y arenilla que lleva el agua de suministro. Esto puede dar lugar a un flujo reducido y/o no laminar. Para corregir esto, puede ser necesario retirar periódicamente del accesorio los elementos atascados, para ser limpiados o sustituidos.
Típicamente, los elementos de suavización de flujo se ensamblan separadamente en el accesorio de tal manera que para retirarlos se han de desensamblar pieza por pieza los elementos relativamente delgados. Después de ser limpiados o sustituidos, cada elemento tiene que ser entonces ensamblado nuevamente en el orden original para proporcionar las apropiadas características del flujo. Esta tarea puede ser tediosa, ser susceptible de error, requerir destreza manual y puede (en cualquier caso) estar más allá del grado de pericia de algunos consumidores (requiriéndose con ello asistencia de un profesional de fontanería). El trabajo es incluso más arduo si los elementos de suavización de flujo no son accesibles desde el interior de un recinto sin romper una pared permanente o fija.
Por lo tanto, existe la necesidad de una espita mejorada para agua en la que los elementos de suavización del flujo puedan ser más fácilmente limpiados, reparados o sustituidos.
Breve sumario de la invención
La invención proporciona una espita para agua que tiene las características de la reivindicación 1.
En formas preferidas, el alojamiento es un alojamiento de extremo abierto y una tapa se puede acoplar junto al extremo abierto del alojamiento. La abertura de entrada está situada en un rebaje de una pared trasera del alojamiento opuesta a la tapa, y la abertura de salida está situada en la tapa. En el rebaje está dispuesto un regulador de flujo de compensación de presión.
En otras formas de la invención, la pluralidad de elementos de suavización de flujo se seleccionan del grupo que consiste en tamices y filtros de espuma. Así mismo, puede estar dispuesto un tamiz entre un filtro de espuma y un espaciador de anillo en el cartucho.
Todavía en otras variantes, el cuerpo del accesorio puede ser un miembro en forma de copa con un extremo cerrado y un extremo puesto abierto que tenga una pestaña o brida circunferencial para ayudar en la sujeción a una pared si la espita se monta a través de la pared. La lumbrera está dispuesta en una pared radial, y un manguito de sujeción con brida se mueve telescópicamente dentro del cuerpo radialmente al exterior del cartucho. Esta última característica permite que el ensamble sea fácilmente ajustado para paredes de grosores diferentes. Todavía en otra variante, el cuerpo del accesorio es un cuerpo de grifo que tiene un vástago o caña sobresaliente que define en parte la cavidad. La boquilla está acoplada al vástago.
Otro aspecto de la invención es la provisión de cartuchos de sustitución que contienen los elementos de suavización de flujo. Tales cartuchos de sustitución pueden ser usados en dichos cuerpos de grifos de aseos, o en el alojamiento sujetable a una pared vertical del recinto.
La presente invención proporciona por lo tanto un herraje o accesorio de fontanería que puede suministrar una corriente laminar de agua. Un cartucho compacto, fácilmente sustituible, contiene todos los elementos de suavización de flujo y de regulación de presión que son necesarios, de manera que pueden ser todos retirados del accesorio de una vez (para limpiar, reparar o sustituir). Además, el alojamiento de la presente invención está diseñado para proporcionar fácil acceso al cartucho sin requerir el acceso a la cara posterior de la pared del recinto.
Las ventajas precedentes y todavía otras de la invención se pondrán de manifiesto de la descripción que sigue. En esta descripción se hace referencia a los dibujos que se acompañan, los cuales forman una parte de la misma y en los que están mostradas a modo de ilustración realizaciones preferidas de la invención. Estas realizaciones no representan el pleno alcance de la invención. Por lo tanto, se han de considerar las reivindicaciones para juzgar el pleno alcance de la invención.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en sección transversal vertical de una espita de la presente invención, montada en una pared.
La figura 2 es una vista en despiece ordenado de la misma, aunque con el cuerpo de accesorio trasero girado 90 grados y el cartucho mostrado completo;
La figura 3 es una vista en sección transversal vertical tomada a lo largo de la línea 3-3 de la figura 2;
La figura 4 es una vista en despiece ordenado, parcialmente en sección, del cartucho de la figura 3;
La figura 5 es una vista lateral en sección transversal vertical de una espita de grifo que se puede montar en una superficie horizontal; y
La figura 6 es una vista lateral en despiece ordenado del grifo de la figura 5.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, un accesorio de fontanería 10 que se puede montar en una pared incluye, como sus componentes principales, un cuerpo 12 de accesorio trasero, un cartucho 14 de flujo laminar, una boquilla frontal 16 y un escudo decorativo 18. El cuerpo 12 del accesorio tiene una forma de copa generalmente cilíndrica, y está hecho preferiblemente de latón. Incluye una base trasera 20, una pared tubular 22 y una pestaña o brida extrema frontal 24. La pared tubular 22 tiene una lumbrera radial 26 en la que se puede conectar una tubería 28 de suministro de agua. El cuerpo 12 del accesorio tiene una cavidad 30 para alojar el cartucho 14.
En referencia a continuación a la figura 3, el cartucho 14 tiene un alojamiento exterior 32 generalmente cilíndrico que tiene una base 34 y una pared cilíndrica 36 que encierra la cámara 38. La base 34 tiene un rebaje circular 40 abierto hacia atrás con una pequeña abertura de entrada central 42. Un regulador de flujo 44 de compensación de presión, en forma de disco, tal como uno disponible comercialmente de Neoperl, Inc. de Waterbury, Connecticut, está presionado dentro del rebaje 40.
A medida que aumenta la presión del agua, el regulador es del tipo que se flexiona para reducir el volumen de la entrada central. Esto mantiene relativamente constante el volumen de flujo a través del regulador. Preferiblemente, el regulador de flujo 44 tiene un intervalo de presiones de funcionamiento de 0,8-10 bares (12-145 psi).
El alojamiento 32 está hecho preferiblemente de plástico, tal como NORYL® (una marca comercial de General Electric), que es una mezcla de resinas de poli(sulfuro de fenileno) y poliestireno. El alojamiento 32 puede tener un diámetro interior de aproximadamente 50,8 mm (2 pulgadas), siendo ligeramente menor el diámetro exterior de los elementos de suavización de flujo. El diámetro exterior del alojamiento 32 puede ser entonces un poco mayor de 50,8 mm, con una longitud total justamente superior a 76,2 mm (tres pulgadas).
La cámara 38 del alojamiento contiene una serie de miembros de suavización de flujo circulares o cilíndricos. En particular, los miembros de suavización de flujo incluyen un filtro 46, cuatro tamices 48 y dos separadores de anillo 50 y 52. El filtro 46 está hecho preferiblemente de un disco de espuma de poliuretano reticulado que tiene un tamaño de poros de aproximadamente 45 poros por cada 25,4 mm (pulgada). Véase también la patente U.S. 4.795.092 para una explicación de los filtros de espuma de celdas abiertas.
Los tamices 48 están hechos preferiblemente de malla de acero inoxidable de 20 x 20. Los separadores de anillo 50 y 52 son preferiblemente Noryl® y tienen preferiblemente una longitud de 16,51 y 5,08 mm (0,65 y 0,20 pulgadas), respectivamente. Los miembros de suavización de flujo pueden estar dispuestos en serie en la cámara 38 en el orden mostrado en las figuras 3 y 4, es decir con un tamiz 48 a cada lado del filtro 46, seguido por el separador de anillo 50, el tercer tamiz 48, el disco 52 y a continuación el cuarto tamiz 48. Estos elementos son mantenidos conjuntamente por una tapa 54 de Noryl® fijada sobre el extremo abierto del alojamiento 32 por unos medios apropiados, tales como roscas o soldadura ultrasónica. La tapa 54 es esencialmente un anillo con una sección transversal escalonada que define dos diámetros interiores diferentes, estando el menor en el extremo del alojamiento 32. La tapa 54 tiene una abertura grande 56 de salida, de plena anchura.
Haciendo referencia de nuevo a las figuras 1 y 2, un manguito cilíndrico 58 de latón, que tiene un diámetro exterior ligeramente menor que el diámetro interior del cuerpo 12 del accesorio, ajusta telescópicamente en la cavidad 30 del cuerpo del accesorio, alrededor de un extremo del cartucho 14. En un extremo interior del manguito 58 hay una ranura circunferencial 60 que contiene un anillo tórico 62 que crea una junta circunferencial estanca al agua entre el manguito 58 y el cuerpo 12 del accesorio. Esta junta puede ser mantenida mientras se hace deslizar el manguito 58 axialmente con respecto al cuerpo 12 del accesorio.
El otro extremo del manguito 58 tiene una brida o pestaña circular 64 para apoyarse a tope en la superficie expuesta de una pared cuando el rebaje monta el accesorio 10 en una abertura de la pared. El manguito 58 puede ser hecho deslizar axialmente con relación al cuerpo 12 para permitir que paredes del recinto de tamaños diversos sean emparedadas entre esta brida 64 y la brida extrema 24 del cuerpo 12 del accesorio. Sujetadores con rosca (no mostrados) se atornillan en aberturas 66 y 68 en las respectivas bridas 88, 24 y 64 para sujetar a una pared del recinto. Los sujetadores pueden ser apretados o aflojados según sea necesario para asegurar el accesorio 10 a espesores variables de una pared del recinto.
Por ejemplo, se puede hacer una instalación en basto, seguida por un apriete afinado cuando se instale la placa de pared final. El ajuste posterior para acomodar la pared acabada se realiza mediante deslizamiento axial del manguito 58.
La boquilla 16 es preferiblemente un cuerpo anular de latón que tiene una pared exterior escalonada que define dos diámetros exteriores 70 y 72, con ranuras circunferenciales 74 y 76 que contienen anillos tóricos 78 y 80, respectivamente. El diámetro exterior 70 está dimensionado para ajustar dentro de la abertura de salida 56, proporcionando el anillo tórico 78 una junta estanca al agua. El diámetro exterior 72 está dimensionado de manera que el anillo tórico 80 se corresponde con el diámetro interior del manguito 58 para proporcionar una junta estanca al agua.
Está previsto un orificio 82 en la forma de un rebaje troncocónico que se estrecha hacia fuera desde el cartucho 14, el cual conduce a un borde agudo 84. El otro extremo de la boquilla 16 incluye un diámetro interior escalonado coaxial con un diámetro mayor que tiene hilos de rosca internos 86. Este extremo de la boquilla 16 incluye también una brida o pestaña 88 que tiene aberturas 90 con rosca que se pueden alinear con las aberturas 68 de la brida 64 del manguito para asegurar en posición la boquilla.
El escudo 18 es preferiblemente un miembro de brida anular de latón pulido, decorativo, que tiene un extremo frontal con un diámetro exterior mayor que el manguito 58 y la boquilla 16. Un extremo interior del escudo 18 tiene un diámetro exterior con una ranura circunferencial 92 que contiene un anillo tórico 94 y dimensionado de manera que el anillo tórico proporciona una junta estanca al agua contra el diámetro interior menor de la boquilla 16 y una sección mayor 100 de diámetro exterior roscado que se enrosca en la boquilla 16. El diámetro interior del extremo interior del escudo 18 es ligeramente mayor que el borde 84 del orificio y se estrecha suavemente hacia fuera para encontrar el diámetro exterior del extremo frontal.
Cuando la tubería 28 de suministro de agua se conecta al accesorio 10, puede fluir agua radialmente hacia la cavidad 30 del cuerpo del accesorio, pasar en retroceso y después radialmente hacia dentro hasta el regulador de flujo 44, y a continuación hacia el cartucho 14 a través de la abertura de entrada 42.
Como se ha descrito anteriormente, el regulador de flujo 44 trabaja en respuesta a fluctuaciones del caudal para ajustar el tamaño de paso de la abertura de entrada 42 de manera que se proporciona un caudal relativamente constante en el cartucho 14. Los elementos de suavización de flujo (filtro, tamices), así como de los separadores, se seleccionan y disponen para distribuir más uniformemente la curva o perfil de velocidad del agua que pasa a través de la abertura de entrada 42 en todo el diámetro interior del alojamiento 32 del cartucho y eliminar esencialmente la turbulencia y burbujas o bolsas de aire.
Concretamente, el agua que fluye a través de la abertura de entrada 42 entra en la cámara 38, que tiene un diámetro significativamente mayor. Esta expansión brusca en sección transversal está destinada a reducir la velocidad de flujo del agua. Cuando el agua pasa a través de los poros del filtro 46 los vectores de velocidad no axiales (que causan la turbulencia) son bloqueados por el material de espuma de manera que el agua abandona el filtro 46 con los vectores de velocidad dirigidos axialmente. Cuando el agua pasa a través de la serie de tamices 48, la curva de velocidades se aplana de manera que existe allí un flujo casi uniforme desde el centro hasta los bordes de la sección transversal del flujo. Los separadores 50 y 52 separan los tamices 48 de manera que operan en etapas, permitiendo que el agua se recupere antes de entrar en el siguiente tamiz 48.
El agua sale del cartucho 14 a través de la boquilla 82. El borde agudo 84 proporciona suficiente separación para formar una corriente única de agua en flujo laminar con pequeña o ninguna dispersión lateral. La corriente que emana es transparente y lisa y, de manera interesante, se asemeja a una barra de vidrio.
Para mantenimiento de rutina (por ejemplo, en el caso de que el estado de flujo de la corriente cambie a lo largo del tiempo debido a depósitos de calcio o de otros minerales en el agua, o a la presencia de arenilla), todos los elementos de suavización de flujo pueden ser rápida y fácilmente retirados de una vez del cuerpo 12 del accesorio para limpieza o sustitución retirando el cartucho 14. Esto se puede conseguir también sin acceso a la cara trasera de la pared.
El escudo 18 se desenrosca de la boquilla 16 y los sujetadores con rosca en las bridas 88, 64y 24 se retiran de manera que el cartucho 14 pueda ser retirado de la cámara 38 después de extraer la boquilla 16 y el manguito 58. Los elementos de suavización de flujo y el regulador de flujo pueden ser limpiados con una solución apropiada, o el cartucho 14 puede ser simplemente sustituido por uno nuevo. En cualquier caso, el manguito 58 puede ser insertado en la cámara 38 hasta que la brida 64 se ponga en contacto con la superficie expuesta de la pared. A continuación, se puede insertar el cartucho limpiado o nuevo 14 en el manguito 58 hasta que se acoplen las respectivas superficies circunferenciales de enganche 103 y 105, y la boquilla 16 puede ser entonces insertada en el manguito 58 hasta que el orificio 82 asiente en la abertura de salida 56. Los sujetadores roscados, y a continuación el escudo 18, se sujetan nuevamente.
Las figuras 5 y 6 ilustran un grifo (que no cae dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas). En la explicación que sigue, elementos similares a los descritos anteriormente se señalan en los dibujos con los mismos números de referencia, aunque con el sufijo "A". El accesorio de fontanería 10A incluye un cuerpo 12A de grifo, de vidrio, que soporta una válvula usual 102 de control de flujo. Después de ser mezclada el agua y/o controlado el volumen por esta válvula, aquella pasa hacia abajo y después al paso 107.
El cuerpo 12A del grifo incluye también un vástago o caña de espita 104 que define una cavidad de recepción 30A para contener el conjunto de cartucho 14A de flujo laminar. La base de la cavidad 30A tiene una lumbrera 26A a la que está acoplado el conducto 107.
El cartucho 14A suaviza el flujo de agua que pasa a través del mismo, como se ha explicado anteriormente, e incluye los mismos componentes hechos de los mismos materiales que se han explicado anteriormente, aunque preferiblemente en una escala ligeramente menor. En una forma preferida, el alojamiento 32A de cartucho tiene un diámetro exterior de aproximadamente 22,86 mm (0,9 pulgadas) y una longitud total justamente inferior a 38,1 mm (1,5 pulgadas). Los elementos de suavización de flujo (filtro 46A, tamices 48A y separadores 50A y 52A) y un regulador de flujo 44A son proporcionalmente menores. Adicionalmente, a diferencia del cartucho descrito anteriormente, el alojamiento 32A incluye una ranura circunferencial 106a lo largo de su diámetro exterior para contener un anillo tórico 108 que concuerda con las paredes interiores de la cavidad 30A cerca de su base.
La caña 104 de espita incluye también hilos de rosca internos 108 en el extremo abierto de la cavidad 30A. Los hilos de rosca 108 se acoplan con un extremo roscado 110 de una boquilla 16A. La boquilla 16A es un miembro en forma de copa invertida que tiene un orificio en estrechamiento 82A, de borde agudo, en un extremo. La caña de espita 104, como se muestra en las figuras 5 y 6, forma un ángulo hacia fuera de tal manera que la corriente que emana forma una trayectoria arqueada. El agua que entra la hace aquí axialmente, pero la operación del cartucho es por lo demás similar.
Por lo tanto, la presente invención proporciona espitas apropiadas para crear una corriente laminar de agua en una diversidad de entornos de fontanería. Un cartucho compacto contiene la totalidad de los elementos de suavización de flujo y de regulación de presión de manera que pueden ser retirados todos del accesorio en una unidad, para limpieza, mantenimiento o sustitución. El cartucho puede ser fácilmente retirado desde un extremo del accesorio en el interior del recinto aflojando y retirando la boquilla (y, cuando sea aplicable, el escudo).
Aunque han sido mostradas en esta memoria realizaciones concretas, resultarán evidentes a un experto en la técnica diversas modificaciones que caigan dentro del espíritu y alcance de la invención. Por tanto, las siguientes reivindicaciones se han de considerar como comprensión del pleno alcance de la invención.
Aplicabilidad Industrial
Se describen espitas para agua que proporcionan flujo laminar y tienen cartuchos de sustitución unitarios.

Claims (8)

1. Una espita para agua, que comprende:
\quad
un cuerpo (12) de accesorio que define una cavidad (30) de extremo abierto y una lumbrera (26) que conduce a la cavidad que se puede conectar a una tubería (28) de suministro, de fontanería;
\quad
un cartucho (14) dispuesto de manera retirable en la cavidad (30) del cuerpo y que tiene un alojamiento (32) con una abertura de entrada (42) y una abertura de salida (56), estando la abertura de entrada del cuerpo en comunicación de fluido con la lumbrera del cuerpo del accesorio, conteniendo el alojamiento una pluralidad de elementos situados entre las aberturas de entrada y salida para hacer laminar el flujo de fluido que pasa a través del cartucho;
\quad
una boquilla (16) situada adyacente a la abertura de salida del alojamiento, que tiene un orificio a través del cual puede ser proyectado en una corriente el fluido que abandona la espita; y
caracterizada por un manguito (58) con brida que se mueve telescópicamente hacia dentro del cuerpo (12) radialmente al exterior del cartucho (14), en la que el manguito (58) ajusta telescópicamente alrededor de un extremo del cartucho (14) y en el otro extremo del manguito (58) tiene una brida (64) para apoyarse a tope en la superficie expuesta de una pared cuando la espita para agua se monta en una abertura de esta pared y mediante la cual el manguito (58) con brida puede ser hecho deslizar axialmente con relación al cuerpo (12) del accesorio para permitir que sean emparedadas paredes de diferentes tamaños del recinto entre la brida (64) y una brida extrema (24) del cuerpo (12) del accesorio.
\vskip1.000000\baselineskip
2. La espita de la reivindicación 2, en la que el alojamiento (32) incluye una tapa (54) en forma de anillo en la salida (56).
3. La espita de la reivindicación 2, en la que la abertura de entrada (42) está situada en un rebaje (40) de una pared trasera del alojamiento (32) opuesta a la tapa (54), y en la que la abertura de salida (56) está situada en la tapa.
4. La espita de la reivindicación 3, que incluye además un regulador de flujo (44) de compensación de presión dispuesto en el rebaje (40).
5. La espita de la reivindicación 1, en la que la pluralidad de elementos incluyen al menos un tamiz (48) y un filtro de espuma (46).
6. La espita de la reivindicación 5, en la que un tamiz (48) está dispuesto entre el filtro de espuma y un anillo separador (50) en el cartucho (14).
7. La espita de la reivindicación 1, en la que el cuerpo (12) del accesorio es un miembro en forma de copa con un extremo cerrado y un extremo opuesto que tiene una brida circunferencial (64) para ayudar en la sujeción a una pared cuando se monta la espita a través de la pared.
8. La espita de la reivindicación 7, en la que la lumbrera (26) está dispuesta en una pared radial.
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