ES2901057T3 - Dispositivo de válvula - Google Patents

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Abstract

Dispositivo de corredera reguladora de diafragma para regular un flujo de gas, que comprende un cuerpo de válvula con una abertura (20) a través de la cual puede fluir el medio en la dirección del flujo y que está limitada por una superficie perimétrica (22) en el cuerpo de la válvula que se encuentra paralela a la dirección del flujo, un diafragma (30), que está dispuesto de forma desplazable en una rendija dentro del cuerpo de la válvula perpendicular a la dirección del flujo para influir en el flujo a través de la abertura, en donde la rendija separa la superficie perimétrica en una superficie perimétrica parcial del lado de entrada y otra del lado de salida (24, 26), en donde la superficie perimétrica parcial del lado de salida (26) sigue a la superficie perimétrica parcial del lado de entrada en la dirección del flujo, y en donde la superficie perimétrica parcial del lado de salida (26) tiene una primera arista (36) vuelta hacia el diafragma y una segunda arista (38) alejada del diafragma (30), en donde el diafragma (30) tiene un borde inferior que está configurado arqueado, preferiblemente parcialmente circular o parcialmente elíptico, caracterizado porque la primera arista (36) tiene una pluralidad de características geométricas (50) para reducir la emisión de ruido, que están configuradas para hacer no uniforme la primera arista (36), estando las características geométricas (50) previstas en una zona de la superficie perimétrica parcial del lado de salida (26) que es adyacente a la zona de la rendija en la que el diafragma se sumerge cuando se cierra la abertura, y estando las características geométricas (50) configuradas como rebajes (50) en la superficie perimétrica parcial del lado de salida (26) que están abiertos hacia la primera arista (36), en donde la pluralidad de características geométricas (50) está prevista en una zona de la superficie perimétrica parcial (26) por la existe flujo cuando el diafragma se abre en un 40%, en donde el 0% corresponde a un cierre completo de la abertura (20) mediante el diafragma (30).

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de válvula
La presente invención se refiere a un dispositivo de corredera reguladora de diafragma para regular el flujo de gas, que comprende un cuerpo de válvula que tiene un abertura a través del cual fluye el medio en la dirección del flujo y que está delimitado por una superficie perimétrica en el cuerpo de la válvula; y un diafragma dispuesto de forma desplazable en una rendija dentro del cuerpo de la válvula perpendicularmente a la dirección del flujo, para influir en el flujo a través del abertura, en donde la rendija separa la superficie perimétrica en una superficie perimétrica parcial del lado de entrada y otra del lado de salida, y en donde la superficie perimétrica parcial del lado de salida tiene una primera arista vuelta hacia el diafragma y una segunda arista alejada del diafragma.
Los dispositivos de válvulas para medios líquidos o gaseosos son generalmente conocidos, por ejemplo del documento US 5.295.661 A, EP 0185204 A2, US 3.636.971 A, US 4.201.365 A o US 3.945.606 A. Se utilizan para regular el flujo de un medio a través del abertura. Esta regulación se consigue modificando la sección transversal de la abertura por la que pasa el flujo, desplazando el diafragma perpendicularmente a la dirección del flujo.
En funcionamiento, se producían emisiones de ruido muy fuertes con estos dispositivos de válvula, siendo especialmente perceptibles en un rango de carrera del diafragma de aprox. 40-100 %.
Estas emisiones de ruido, a veces muy fuertes, son indeseables en muchas aplicaciones.
En este contexto, la tarea de la presente invención consiste, en particular, en perfeccionar el dispositivo de corredera reguladora de diafragma mencionado al principio de tal manera, que se consiga una reducción de la emisión de ruido.
Esta tarea se resuelve mediante un dispositivo de corredera reguladora de diafragma con las características de la reivindicación 1. Se resuelve, en particular, asociando al menos una característica geométrica a la primera arista, que está configurada para hacer no uniforme la primera arista, en donde la característica geométrica está configurada como rebajes en la superficie perimétrica parcial del lado de salida, que están abiertos hacia la primera arista.
Los inventores han comprobado sorprendentemente que una no uniformidad de la geometría de la primera arista conduce a una reducción del ruido cuando un medio gaseoso fluye a través de la abertura. La "ruptura" de la simetría del flujo provoca, obviamente, que una onda de presión permanente responsable del ruido también se modifique.
En este contexto, el término "arista" significa una zona de arista, que conecta dos superficies que son sustancialmente perpendiculares entre sí. Por lo tanto, "arista" no debe entenderse sólo como una línea geométrica, sino que también puede ser una superficie.
Esta una o más características geométricas hacen que la primera arista tenga un recorrido desigual, que impide que el flujo se configure simétricamente.
En otra configuración preferida, el cuerpo de válvula está configurado como una pieza de fundición, y la característica geométrica es parte de la pieza de fundición.
Esta medida tiene la ventaja de que la característica geométrica necesaria para reducir el ruido puede configurarse muy fácilmente durante la producción por fundición del cuerpo de la válvula. Por lo tanto, no son necesarios pasos de mecanización posteriores.
Por supuesto, también sería concebible fabricar el cuerpo de la válvula en el procedimiento de fundición e introducir las características geométricas en un paso posterior de mecanizado por arranque de virutas. La ventaja de esta solución sería que sólo se necesitaría un molde de fundición para ambas placas de carcasa.
Según la invención, el diafragma tiene un borde inferior que está configurado arqueado, preferiblemente parcialmente circular o parcialmente elíptico.
Según la invención, la característica geométrica se prevé en una zona de la superficie perimétrica adyacente a la zona de la rendija, en la que el diafragma se sumerge cuando la abertura se cierra.
Es decir, en otras palabras, la característica geométrica está prevista en una zona de la abertura, que está en el flujo a través de sustancialmente todo el rango de funcionamiento del dispositivo de válvula. La característica geométrica en una zona de la superficie perimétrica que se encuentra en el flujo cuando el diafragma está abierto en un 40% (100% significa totalmente abierto), preferiblemente en un 20%.
Se entiende que las características mencionadas anteriormente y las que se explicarán a continuación pueden utilizarse no sólo en la combinación indicada en cada caso, sino también en otras combinaciones o por sí solas, sin apartarse del alcance de la presente invención tal como se define en las reivindicaciones.
Otras ventajas y configuraciones de la invención se desprenden de la descripción y del dibujo adjunto. Aquí muestran:
la figura 1A una representación esquemática de un dispositivo de válvula según la invención;
la figura 1B una representación esquemática del dispositivo de válvula de la figura 1A desde el otro lado; la figura 2A una representación esquemática de una vista fragmentaria del cuerpo de la válvula;
la figura 2B una representación esquemática del cuerpo de la válvula mostrado en la figura 2A desde otra perspectiva;
la figura 3A una vista esquemática en perspectiva de un dispositivo de válvula según el estado de la técnica; y
la figura 3B una representación esquemática del dispositivo de válvula de la figura 3A en una vista delantera.
En la figura 3A se muestra, en una representación en perspectiva muy simplificada y esquemática, una válvula, marcada con el símbolo de referencia 10. Por razones de simplificación, sólo se muestran unos pocos componentes de la válvula. Según la invención, la válvula 10 está configurada como una válvula de corredera reguladora de diafragma 12.
La válvula 10 comprende un cuerpo de válvula 14, que se compone de al menos dos placas de carcasa 16,18 conectadas de forma desmontable entre sí.
En el cuerpo de válvula 14 y, por tanto, en las dos placas de carcasa 16,18, se ha previsto una abertura circular a través de la cual está previsto que fluya un medio gaseoso. La dirección prevista del flujo se muestra con una flecha S en la figura 3A.
La abertura 20 en el cuerpo de válvula 14 está limitada en la dirección radial, es decir, en ángulo recto con respecto a la dirección de flujo S, por una superficie perimétrica 22. La superficie perimétrica 22 se extiende paralela a la dirección del flujo S.
Vista en la dirección del flujo S, la superficie perimétrica 22 está dividida en dos superficies perimétricas parciales 24,26, que están configuradas en las dos placas de carcasa 16,18. Debido a la dirección del flujo S, la superficie perimétrica parcial se denomina superficie perimétrica parcial del lado de entrada 24 y la superficie perimétrica parcial 26 se denomina superficie perimétrica parcial del lado de salida 26.
Está previsto un diafragma 30 para regular el flujo del gas a través de la abertura 20. El diafragma 30 está configurado en forma de placa y se sujeta entre las dos placas de carcasa 16,18 de manera que puede desplazarse perpendicularmente a la dirección del flujo S. Para ello, se ha previsto una rendija 32 entre las dos placas de carcasa 16,18, en la que se sujeta el diafragma 30. El desplazamiento del diafragma 30 permite abrir y cerrar completamente la abertura 20. En el ejemplo mostrado en la figura 3A, el diafragma 30 está cerrado en un 60% aproximadamente. Las dos superficies perimétricas parciales 24, 26 están separadas entre sí mediante la rendija 32, de modo que se configura una arista 36 en la superficie perimétrica parcial 26 del lado de salida, vista en la dirección del flujo S. Esta arista 36 es la zona de unión entre la superficie perimétrica parcial 26, que se extiende paralela en la dirección del flujo S, y una superficie de la placa de carcasa 16 que se extiende perpendicularmente a la misma.
Aunque en la ilustración mostrada en la figura 3A la arista 36 es lineal, en el contexto de la presente descripción una arista debe entenderse también como una zona plana que establece la conexión entre las dos superficies, es decir, la superficie perimétrica parcial y la superficie de la placa de carcasa que discurre perpendicularmente a ella.
La superficie perimétrica parcial 26 tiene otra arista 38 que, vista en la dirección del flujo S, sigue a la primera arista 36.
Como puede verse además en la figura 3B, la rendija 32 y, por tanto, el espacio de alojamiento para el diafragma 30 está limitado lateralmente por las guías 40, 42, en las que el diafragma es, por un lado, guiado para su desplazamiento y, por otro, obturado por las correspondientes juntas. En la zona inferior del cuerpo de válvula 14, está prevista una junta o junta final 44 en la rendija 32, cuya forma está adaptada a la forma de la arista frontal del diafragma 30. En el estado cerrado, la arista inferior, que está marcada con el símbolo de referencia 46, se encuentra de forma estanca.
En el presente ejemplo de realización, la arista 46 del diafragma tiene una forma arqueada, preferiblemente una forma parcialmente circular o parcialmente elíptica.
Durante el funcionamiento de la válvula 10, un gas fluye a través de la abertura 20, por ejemplo, parcialmente cerrada, pasando el flujo también por la primera arista 36.
Los inventores han encontrado ahora, sorprendentemente, que la primera arista 36 es la causa de una emisión de ruido muy fuerte. En la arista simétrica 36 se crea una onda de presión estacionaria que provoca las emisiones de ruido.
Con el fin de reducir la emisión de ruido, están previstas ahora una o más características geométricas en la primera arista 36 sobre la superficie periférica parcial 26 del lado de salida, en particular en la zona inferior, que rompen la simetría de la arista 36. Es decir, en otras palabras, el recorrido de la arista 36 se hace menos uniforme al menos en una determinada zona perimétrica de la superficie periférica 26. "Zona inferior" en este contexto se refiere a aquella zona de la superficie perimétrica parcial 26 que es opuesta a la arista inferior 46 del diafragma 30. La "zona inferior" es, en particular, aquella zona de la superficie perimétrica parcial 26 que queda expuesta o expuesta al flujo cuando el diafragma está abierto hasta el 60%, preferiblemente hasta un máximo del 40%, es decir, que no está cubierta por el diafragma.
Se puede prever una amplia variedad de elementos como características geométricas que influyen en el flujo en esta zona. Por ejemplo, unas elevaciones sobre la superficie perimétrica parcial 26, que penetran en la abertura 20, pueden preverse como características geométricas. Estas elevaciones cambian el recorrido de la arista 36, por la que pasa el flujo.
Una característica geométrica particularmente ventajosa ha resultado ser una depresión prevista en la superficie perimétrica parcial 26, que está configurada con el borde abierto en la zona de la primera arista 36. La figura 1A muestra una configuración de este tipo.
Por razones de simplificación, en las Figuras 1A, B y 2A, B se utilizan los mismos símbolos de referencia para componentes iguales que en las figuras 3A, B, de modo que no es necesario dar más explicaciones sobre estos componentes.
En la figura 1A, el rebaje en la superficie perimétrica parcial 26 se indica con el símbolo de referencia 50. El rebaje 50 está configurado abierto por el con respecto a la arista 36, de modo que el recorrido de la arista 36 cambia en la zona del rebaje 50. El rebaje 50 puede tener diferentes formas, siempre que cambie el recorrido de la arista 36. En el presente ejemplo de realización, el rebaje 50 tiene una forma de segmento circular, según se contempla en una vista en planta.
De manera particularmente preferida, se prevén dos de estos rebajes 50 en la superficie perimétrica parcial 26. A este respecto, los uno o más rebajes 50 están previstos en una zona inferior de la superficie perimétrica parcial 26. "Abajo" en este contexto significa la zona hacia la que se desplaza el diafragma 30 cuando se cierra la abertura. La figura 1B muestra la válvula 10 de la figura 1A, pero desde el otro lado. Esto significa que la placa de carcasa del lado de salida 16 y, por lo tanto, también la superficie perimétrica parcial del lado de salida 26 pueden verse ahora en primer plano. Se observan dos rebajes 50 que, como ya se ha descrito, modifican el recorrido de la primera arista 36. Sin embargo, también se puede observar que los rebajes 50 no modifican el recorrido de la otra arista 38 de la superficie perimétrica parcial 26, es decir, lo dejan inalterado. Sin embargo, hay que señalar en este punto que también sería posible una modificación de la arista 38.
Para ilustrar mejor la configuración de la superficie perimétrica parcial 26, las figuras 2A y 2B muestran la placa de carcasa 16 sola sin la placa de carcasa adicional 18, desde ambos lados. La figura 2A muestra a este respecto la guía 40, 42 para el diafragma 30 y la junta inferior o junta final 44. Además de esto, la ilustración de la figura 2A pone de manifiesto una vez más que el recorrido de la arista 36 a través del rebaje 50 cambia en los puntos marcados con P, rompiendo de esta manera la simetría de la arista 36.
Este cambio en el recorrido del borde de la arista fluyente 36 conduce a una reducción significativa de la emisión de ruido, pero sin causar una pérdida de presión demasiado grande. Dado que la producción de los rendijas 50 puede tener lugar ya durante la fundición de las placas de la carcasa 16, las características geométricas 50 pueden obtenerse de forma muy sencilla y económica.
Por supuesto, la forma del rebaje 50 puede ser variada, siempre y cuando el recorrido de la arista 36 se modifique por medio de ello.
Adicional o alternativamente, la junta 44 puede estar configurada de tal manera, que penetre en la abertura 20. Esta medida también modifica la arista 36 por la que fluye el flujo, de modo que se consigue una no uniformidad o asimetría.
El resultado general es que, mediante la configuración de al menos una característica geométrica en la superficie perimétrica parcial del lado de salida, por ejemplo en forma de rebajes 50, se proporciona una solución sencilla para reducir la emisión de ruido.

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. - Dispositivo de corredera reguladora de diafragma para regular un flujo de gas, que comprende
un cuerpo de válvula con una abertura (20) a través de la cual puede fluir el medio en la dirección del flujo y que está limitada por una superficie perimétrica (22) en el cuerpo de la válvula que se encuentra paralela a la dirección del flujo,
un diafragma (30), que está dispuesto de forma desplazable en una rendija dentro del cuerpo de la válvula perpendicular a la dirección del flujo para influir en el flujo a través de la abertura, en donde la rendija separa la superficie perimétrica en una superficie perimétrica parcial del lado de entrada y otra del lado de salida (24, 26), en donde la superficie perimétrica parcial del lado de salida (26) sigue a la superficie perimétrica parcial del lado de entrada en la dirección del flujo, y en donde la superficie perimétrica parcial del lado de salida (26) tiene una primera arista (36) vuelta hacia el diafragma y una segunda arista (38) alejada del diafragma (30),
en donde el diafragma (30) tiene un borde inferior que está configurado arqueado, preferiblemente parcialmente circular o parcialmente elíptico,
caracterizado porque
la primera arista (36) tiene una pluralidad de características geométricas (50) para reducir la emisión de ruido, que están configuradas para hacer no uniforme la primera arista (36), estando las características geométricas (50) previstas en una zona de la superficie perimétrica parcial del lado de salida (26) que es adyacente a la zona de la rendija en la que el diafragma se sumerge cuando se cierra la abertura, y estando las características geométricas (50) configuradas como rebajes (50) en la superficie perimétrica parcial del lado de salida (26) que están abiertos hacia la primera arista (36),
en donde la pluralidad de características geométricas (50) está prevista en una zona de la superficie perimétrica parcial (26) por la existe flujo cuando el diafragma se abre en un 40%, en donde el 0% corresponde a un cierre completo de la abertura (20) mediante el diafragma (30).
2. - Dispositivo de corredera reguladora de diafragma según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de la válvula comprende dos elementos preferiblemente en forma de placa (16, 18), que están conectados entre sí.
3. - Dispositivo de corredera reguladora de diafragma según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo de la válvula está configurado como una pieza de fundición, y la característica geométrica forma parte de la pieza de fundición.
4. - Dispositivo de corredera reguladora de diafragma según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el diafragma está configurado de tal manera, que deja libre toda la sección transversal de la abertura cuando está completamente abierta.
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