ES2924674T3 - Reductor de presión de gas con válvula de cierre integrada - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un dispositivo (2) para regular la presión de un gas comprimido, que comprende un cuerpo (4) con una entrada de gas (6), una salida de gas (8) y un paso de gas (10); un elemento móvil (26) pretensado por un resorte principal (28) y que lleva un obturador (30) cooperando con un asiento (16.2) en el paso de gas (10), formando dicho obturador y dicho asiento una válvula de regulación, un obturador válvula (12) con obturador (14) y asiento (16.1) en el paso de gas (10) aguas arriba de la válvula de regulación; un conjunto de accionamiento (46, 48, 50, 52) de la válvula de cierre (12); donde el obturador (14) de la válvula de cierre (12) comprende un vástago (14.3) que se extiende a través del elemento móvil (26) y el obturador (30) de dicho elemento, para cooperar con el conjunto de accionamiento (46, 48, 50, 52) situada delante de dicho elemento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Reductor de presión de gas con válvula de cierre integrada

Campo técnico

[0001] La invención está destinada al campo de las llaves para gas comprimido, más particularmente a los dispositivos para regular la presión del gas comprimido. Dichos dispositivos generalmente se montan en bombonas de gas.

Estado de la técnica

[0002] En el documento de patente del estado de la técnica publicado como EP 1327 804 A se da a conocer una llave para gas comprimido que comprende una válvula de cierre, un reductor de presión y un selector de flujo. La válvula de cierre y el selector de flujo se manipulan mediante un solo volante llevado por un husillo giratorio. Este último comprende un disco con orificios calibrados para ser posicionados de manera selectiva frente a un conducto de paso de gas para seleccionar un caudal. El husillo coopera también con un sistema que convierte una rotación de dicho husillo en una traslación para accionar una válvula de cierre. La conversión se basa en un acoplamiento roscado de un elemento con el cuerpo, siendo arrastrado en rotación el elemento por el husillo a la vez que puede trasladarse con relación a dicho husillo. Por lo tanto, el dispositivo puede utilizarse para abrir el conducto de paso de gas y también para seleccionar un caudal apropiado al girar el volante. El paso inherentemente reducido del enganche roscado implica que el obturador de la válvula de cierre se mueve con un recorrido limitado cuando el volante gira una fracción de vuelta. Asimismo, el obturador se encuentra aguas abajo del asiento, por lo que se debe ejercer un mínimo esfuerzo sobre él para conseguir un correcto cierre del conducto de paso. Esto requiere un mecanizado y montaje muy preciso de sus numerosos elementos. Además, el reductor de presión está dispuesto lateralmente, es decir, en perpendicular al eje longitudinal del dispositivo, lo que hace que el dispositivo sea particularmente voluminoso.

[0003] En el documento de patente de estado de la técnica publicado como WO 96/07843 A1 se da a conocer un dispositivo para regular la presión de gas comprimido, que comprende un reductor de presión y un selector de flujo. Un husillo giratorio lleva un volante de mano y un disco con orificios calibrados para posicionarse de manera selectiva frente a un conducto de paso de gas para seleccionar un caudal, de manera similar al documento anterior. El disco comprende también una leva para presionar el pistón del reductor de presión y así empujar su obturador contra el asiento. Esta divulgación es interesante porque es más compacta que la anterior, al mismo tiempo que proporciona una función de cierre adecuada. Sin embargo, en caso de daños en el obturador o en el asiento del reductor de presión, la función de cierre podría verse afectada.

[0004] En el documento de patente del estado de la técnica publicado como FR2082455A5 se describe otro dispositivo para regular la presión de un gas comprimido.

Resumen de la invención

Problema técnico

[0005] La invención tiene como problema técnico paliar al menos uno de los inconvenientes del estado de la técnica que se acaban de mencionar. Más en particular, la invención tiene como problema técnico proporcionar un dispositivo regulador de la presión compacto con una función de cierre seguro. Incluso más en particular, la invención tiene el problema técnico de proporcionar un dispositivo regulador de presión compacto con funciones mejoradas, como selección de flujo y/o selección de presión.

Solución técnica

[0006] La invención se refiere a un dispositivo para regular la presión de un gas comprimido, que comprende: un cuerpo con una entrada de gas, una salida de gas y un conducto de paso de gas que interconecta de manera fluida dicha entrada y salida; un elemento móvil bajo la presión de un resorte principal y que lleva un obturador que coopera con un asiento en el conducto de paso de gas, formando dicho obturador y dicho asiento una válvula de regulación, donde dicho elemento delimita con el cuerpo una cámara de regulación aguas abajo de dicha válvula y está configurado para regular la presión del gas en dicha cámara mediante la variación de una sección de flujo de dicha válvula en función de dicha presión; una válvula de cierre con un obturador y un asiento en el conducto de paso de gas aguas arriba de la válvula de regulación; un conjunto de accionamiento de la válvula de cierre; en donde el obturador de la válvula de cierre comprende un vastago que se extiende a través del elemento móvil y el obturador de dicho elemento, para cooperar con el conjunto de accionamiento situado delante de dicho elemento.

[0007] Ventajosamente, el conjunto de accionamiento se sitúa frente al elemento móvil, es decir, frente a una cara de dicho elemento opuesta al obturador y al asiento de la válvula de regulación.

[0008] Ventajosamente, el obturador de la válvula de regulación se encuentra aguas abajo del asiento de dicha válvula. Ventajosamente, el resorte principal presiona el pistón para alejar el obturador de la válvula de regulación del asiento de dicha válvula.

[0009] Según una forma de realización preferida, el obturador de la válvula de regulación, es decir, un extremo de la misma que coopera con el asiento, tiene un perfil de sección transversal anular y un perfil longitudinal en forma de cuña.

[0010] Según una forma de realización preferida, el elemento móvil es un pistón con una parte saliente que lleva el obturador de la válvula de regulación, donde cada uno de dicha parte y dicho obturador comprende un orificio pasante por el que se extiende el vástago del obturador de la válvula de cierre.

[0011] Según una forma de realización preferida, el vástago del obturador de la válvula de cierre se extiende a través de la parte saliente de forma estanca al gas por medio de una junta entre una superficie exterior cilíndrica de dicho vástago y una superficie interior de dicha a parte saliente.

[0012] Según una forma de realización preferida, dicho dispositivo comprende además un elemento circular con una superficie interior cilíndrica guiada en traslación de manera estanca al gas por la parte saliente del pistón y con una superficie frontal presionada de forma estanca al gas por un resorte contra una superficie de asiento del cuerpo, para formar una válvula de alivio de presión.

[0013] Según una forma de realización preferida, el resorte de la válvula de alivio de presión es el resorte principal que presiona el pistón para alejar el obturador de la válvula reguladora del asiento de dicha válvula.

[0014] Según una forma de realización preferida, el obturador de la válvula de cierre comprende una parte operativa aguas arriba del asiento de dicha válvula, extendiéndose el vástago a través de dicho asiento. La parte operativa muestra un perfil acampanado configurado para acoplarse al asiento.

[0015] De acuerdo con una forma de realización preferida, el asiento de la válvula de cierre y el asiento de la válvula de regulación están formados en lados opuestos de un elemento de asiento con un orificio pasante que forma el conducto de paso de gas y a través del cual se extiende el vástago del obturador de la válvula de cierre.

[0016] De acuerdo con una forma de realización preferida, el cuerpo comprende una cavidad con una superficie inferior con el conducto de paso de gas en una parte central de la misma, donde el elemento de asiento está sostenido entre dicha superficie y una cara interior de un elemento de disco montado contra dicha superficie, donde la superficie de asiento del dispositivo de alivio de presión está en una cara exterior de dicho elemento. El elemento de disco se monta preferiblemente mediante atornillado en la cavidad.

[0017] Según una forma de realización preferida, el obturador de la válvula de cierre comprende un vástago opuesto al vástago que se extiende a través del elemento móvil, donde dicho vástago opuesto es deslizable de manera estanca al gas con el cuerpo para terminar en una cavidad a presión ambiente y compensar al menos parcialmente un efecto de la presión de entrada sobre dicho obturador cuando está en una posición de cierre contra el asiento correspondiente, que tiende a presionar dicho obturador contra dicho asiento.

[0018] De acuerdo con una forma de realización preferida, el conjunto de accionamiento de la válvula de cierre comprende un volante llevado por un husillo giratorio sobre el cuerpo, y un sistema para convertir una rotación del volante en una traslación al mover el obturador de la válvula de cierre.

[0019] De acuerdo con una forma de realización preferida, el sistema del conjunto de accionamiento comprende una espiga de leva alojada de forma giratoria en el husillo y una espiga de contraleva móvil en traslación pero no en rotación con respecto al cuerpo, y que actúa sobre el vástago del obturador de la válvula de cierre.

[0020] De acuerdo con una forma de realización preferida, el husillo está unido operativamente a un disco selector de flujo con orificios calibrados que forman selectivamente el conducto de paso de gas aguas abajo de la válvula de cierre. El husillo y el disco selector de flujo son preferiblemente unitarios, es decir, de una sola pieza.

[0021] Según una forma de realización preferida, dicho dispositivo comprende además un conjunto de ajuste de la válvula de regulación, estando dicho conjunto alrededor del conjunto de accionamiento de la válvula de cierre y estando configurado para ajustar la fuerza de empuje sobre el elemento móvil resultante del resorte.

[0022] Según una forma de realización preferida, el conjunto de ajuste comprende un sistema con enganche roscado para convertir una rotación en una traslación, donde dicha traslación ajusta una compresión de un contrarresorte sobre una cara del elemento móvil opuesta al resorte principal o desplaza una carcasa sobre la que descansa el resorte principal.

[0023] Según una forma de realización preferida, el conjunto de accionamiento comprende un vástago central de traslación configurado para actuar sobre el vástago del obturador de la válvula de cierre y un sistema de accionamiento de dicho vástago, donde dicho sistema comprende preferiblemente una palanca con leva que actúa sobre dicho vástago.

[0024] Según una forma de realización preferida, el sistema de conversión del conjunto de ajuste comprende un elemento giratorio que aloja la varilla central de traslación y un contraelemento móvil en traslación pero no en rotación y en acoplamiento roscado con dicho elemento.

[0025] De acuerdo con una forma de realización preferida, el elemento giratorio lleva de forma pivotante la palanca con la leva.

[0026] Según una forma de realización preferida, el contraelemento comprime el contrarresorte.

[0027] Según una forma de realización preferida, el elemento giratorio comprende una pared cilíndrica que aloja de forma estanca al gas el elemento móvil y delimita la cámara de regulación, y el contraelemento comprende una pared cilíndrica que rodea la pared cilíndrica del elemento giratorio y soporta el resorte principal.

Ventajas de la invención

[0028] La invención es particularmente interesante porque proporciona un diseño muy compacto al mismo tiempo que proporciona muchas funciones útiles, a saber, al menos una válvula de cierre específica y un reductor de presión. Además, los diferentes elementos, por ejemplo, el reductor de presión, están todos alineados, es decir, centrados en el eje longitudinal del dispositivo. Esto hace que las operaciones de mecanizado y montaje sean más fáciles y, por lo tanto, más económicas. Se pueden integrar fácilmente funciones adicionales como una válvula de alivio de presión, una presión residual y/o un selector de flujo. Además, el reductor de presión puede ajustarse sin dejar de proporcionar un accionamiento separado de la válvula de cierre. Esto es particularmente útil porque, una vez que se ha ajustado la presión de salida, el dispositivo se puede cerrar y volver a abrir sin ningún cambio en la configuración.

[0029] La invención también es interesante porque proporciona un conjunto de control o de accionamiento eficiente para cerrar y abrir de manera selectiva el conducto de paso de gas. El mecanismo de leva según la invención es particularmente eficaz porque es compacto, fácil de fabricar, fiable y proporciona un control mejorado, esencialmente porque el conducto de paso de gas puede abrirse completamente al girar el volante una fracción de vuelta, por ejemplo menos de media vuelta, quedando disponible el resto de una vuelta para la selección de caudal, si correspondiese.

Breve descripción de los dibujos

[0030]

La figura 1 es una vista en sección de un dispositivo para regular la presión de un gas comprimido, en posición de cierre, según una primera forma de realización de la invención.

La figura 2 corresponde a la figura 1 con el dispositivo en posición abierta.

La figura 3 es una vista en perspectiva del sistema de levas del dispositivo de la figura 1, en posición de cierre. La figura 4 corresponde a la figura 3, con el sistema de levas girando como en la posición abierta de la figura 2. La figura 5 es una vista en sección de un dispositivo para regular la presión de un gas comprimido, según una segunda forma de realización de la invención.

La figura 6 es una vista en sección de un dispositivo para regular la presión de un gas comprimido, según una tercera forma de realización de la invención.

Descripción de una forma de realización

[0031] En las figuras 1 a 4 se ilustra un dispositivo para regular la presión de un gas comprimido según una primera forma de realización de la invención. Las figuras 1 y 2 son vistas en sección del dispositivo en las posiciones cerrada y abierta, respectivamente, y en las figuras 3 y 4 se ilustra el sistema de levas del dispositivo en las posiciones cerrada y abierta, respectivamente.

[0032] En referencia a las figuras 1 y 2, el dispositivo 2 comprende un cuerpo 4 con una entrada de gas 6, una salida de gas 8 y un conducto de paso de gas 10 que interconecta dicha entrada y dicha salida. El cuerpo 4 comprende una parte principal 4.1 que forma una cavidad generalmente cilíndrica, y un elemento de cubierta 4.2 montado sobre la abertura de la cavidad y fijado a la parte principal por un anillo de fijación 4.3. Este último tiene, por ejemplo, un roscado hembra que se acopla con un roscado macho del cuerpo principal 4.1 y con un collar que descansa sobre una parte de reborde del elemento de cubierta 4.2. Este último es recibido de forma estanca al gas por el cuerpo principal 4.1 para delimitar el conducto de paso de gas 10 en la cavidad.

[0033] El dispositivo 2 comprende una válvula de cierre 12 que consiste esencialmente en un obturador 14 y un asiento 16.1. Más específicamente, el obturador 14 comprende una parte operativa y de forma cónica 14.1 configurada para cooperar, es decir, para entrar en contacto, con el asiento 16.1. Como es evidente, esta parte 14.1 está situada aguas arriba del asiento 16.1. Por ejemplo, esta parte 14.1 muestra un perfil acampanado 14.2 que contacta, cuando está en la posición cerrada o de cierre como en la figura 1, con un perfil acampanado correspondiente del asiento 16.1. Un resorte 18 está dispuesto alrededor del obturador 14 para empujarlo contra el asiento 16.1. Como será evidente, el obturador 14 comprende también un vástago 14.3 que se extiende longitudinalmente aguas abajo a través del asiento 16.1. El obturador 14 también comprende un vástago opuesto 14.4 que también se extiende longitudinalmente, pero en la dirección opuesta. El vástago opuesto 14.4 se recibe de manera deslizante y estanca al gas por medio de la junta 20 en un orificio para formar una cavidad auxiliar 22 que puede estar a presión ambiente para compensar al menos parcialmente la fuerza resultante de la presión del gas en la entrada 6 que actúa sobre el obturador 14 hacia el asiento 16.1. El diámetro del vástago opuesto 14.4 en contacto deslizante con la junta 20 es ventajosamente igual o inferior al diámetro de la zona de contacto entre el obturador 14 y el asiento 16.1.

[0034] Aguas abajo de la válvula de cierre 14, el dispositivo 2 comprende un reductor de presión 24 que consiste esencialmente en un elemento móvil 26 impulsado por un resorte principal 28 y que acciona una válvula de regulación compuesta por el obturador 30 y el asiento 16.2. El obturador 30 es llevado por el elemento móvil 26 y el asiento 16.2 está en el conducto de paso de gas aguas abajo del asiento 16.1 de la válvula de cierre 12.

[0035] Por ejemplo, ambos asientos 16.1 y 16.2 están formados en caras opuestas de un mismo elemento de asiento 16. Este último puede estar hecho de un material más blando que el material de los obturadores 14 y 30, por ejemplo, de material no metálico, como plástico duro. El elemento de asiento 16 está atrapado entre una superficie inferior de la cavidad y el elemento de disco 32. Este último está unido a la parte principal 4.1 del cuerpo, dentro de la cavidad, mediante un acoplamiento roscado externo dentro de la cavidad. La superficie inferior de la cavidad, que soporta el elemento de asiento 16, está formada, por ejemplo, por el elemento 34 insertado en un orificio correspondiente formado en la parte principal 4.1 del cuerpo. Alternativamente, la superficie inferior podría formarse dirigida por la parte principal del cuerpo. El elemento montado 34 es ventajoso porque evita la necesidad de proporcionar un acceso en el lado opuesto del cuerpo, por ejemplo, para montar el obturador 14, el resorte 18, la junta 20 y las piezas relacionadas no descritas específicamente pero visibles y habituales para quienes tengan conocimientos de la técnica.

[0036] Volviendo al reductor de presión 24, en el presente ejemplo el elemento móvil 26 es un pistón con una parte de disco 26.1, una parte exterior cilíndrica 26.2 deslizable en la cavidad y una parte 26.3 que sobresale centralmente de la parte de disco 26.1. La parte saliente 26.3 lleva el obturador 30. La parte saliente 26.3 también comprende orificios pasantes 26.4 que forman el conducto de paso de gas entre ambos lados del pistón 26, es decir, entre las cámaras 38 y 40. En el presente ejemplo, el obturador 30 está formado en un elemento generalmente en forma de varilla que se monta sobre la parte saliente 26.3 mediante atornillado. Esta construcción es ventajosa porque permite el montaje de la junta 36 dentro del elemento obturador 30, cooperando dicha junta de forma estanca al gas con el vástago 14.3 del obturador 14 de la válvula de cierre 12.

[0037] La superficie circular exterior de la varilla puede estar roscada y aplanada para formar dos caras planas exteriores paralelas opuestas que se extienden a lo largo del eje longitudinal. Estas dos caras planas tienen una doble función: permitir el acoplamiento con una herramienta para atornillar y apretar el obturador en la parte saliente 26.3 del pistón 26, y formar en la parte saliente 26.3 dos conductos de paso para el gas, en conexión fluida con los agujeros pasantes 26.4.

[0038] Como resulta evidente, el obturador 30 comprende una superficie anular final que coopera con el asiento 16.2. Esa superficie rodea el vastago 14.3. Este último muestra un diámetro reducido en el elemento de asiento 16 y en la parte final del obturador 30, para proporcionar algo de espacio para que fluya el gas.

[0039] Ventajosamente, el diámetro del contacto entre la junta 36 y el vástago 14.3 es igual, al menos con una tolerancia del 10 %, al diámetro de la zona de contacto entre el obturador 30 y el asiento 16.2. Esto compensa el efecto negativo de la presión de entrada sobre el obturador que, de lo contrario, da como resultado una fuerza sobre el pistón que varía con la presión de entrada.

[0040] La cámara de baja presión 38, directamente aguas abajo de la válvula de regulación 16.2/30, puede estar delimitada por el elemento circular 42 que presenta una parte cilíndrica con una superficie interior 42.1 guiada en traslación de forma estanca al gas por la parte saliente 26.3 del pistón 26 y con una parte anular radial con una superficie frontal 42.2 presionada de manera hermética al gas por el resorte principal 28 contra una superficie de asiento 32.1 del cuerpo, para formar una válvula de alivio de presión. La superficie de asiento 32.1 está formada sobre el elemento de disco 32, es decir, sobre una superficie exterior del mismo. La superficie de asiento 32.1 comprende una ranura circular 44 para recibir una junta. En caso de que la baja presión en la cámara 38 supere un límite predeterminado, el elemento circular 42 se levantará ligeramente de la superficie de asiento 32.1, abriendo así la barrera hermética al gas formada con la junta en la ranura 44 y permitiendo que escape el gas.

[0041] En la parte superior del dispositivo 2, el elemento de cubierta 4.2 del cuerpo 4 lleva de forma giratoria un husillo 46 que lleva un volante (no representado completamente). El eje 46 comprende una parte hueca cilíndrica 46.1 y una parte de disco en forma de collar 46.2. El disco 46.2 presenta una serie de orificios calibrados dispuestos circunferencialmente y que se mueven en rotación cuando el disco gira mediante la rotación del volante. El principio de un disco de este tipo con orificios calibrados para seleccionar un caudal es ampliamente conocido por los expertos en la materia.

[0042] La parte hueca cilíndrica 46.1 del husillo 46 alberga una espiga de leva 48 y una espiga de contraleva 50. La espiga de leva 48 muestra una superficie exterior no circular que se acopla de forma giratoria con la superficie interior de la parte hueca cilíndrica 46.1 para ser capaz de deslizarse longitudinalmente en dicho husillo, pero no de girar con respecto al mismo. Estas superficies pueden ser poligonales, por ejemplo, hexagonales. La espiga de leva 48 también muestra una cara frontal, es decir, una cara inferior según la orientación de las figuras 1 y 2, con al menos una rampa. La espiga de leva 48 se apoya longitudinalmente contra un tornillo 52 enganchado en el husillo 46 y proporciona un medio de ajuste de la posición longitudinal de la espiga de leva 48. La espiga de contraleva 50 muestra una parte superior exterior (de acuerdo con la orientación de las figuras 1 y 2), próxima a la espiga de leva 48, que es circular o al menos que no engrana en rotación con la parte hueca cilíndrica 46.1 del husillo 46. Sin embargo, muestra una superficie exterior inferior que no es circular para engranar giratoriamente con el elemento de soporte 54, por ejemplo, con la parte hueca que sobresale 54.1 del mismo. El elemento de soporte 54 se mantiene en posición entre la parte principal 4.1 y el elemento de cubierta 4.2 del cuerpo 4. El elemento de soporte 54 comprende una abertura central en la que cada uno de la espiga de contraleva 50 y el vástago 14.3 del obturador 14 de la válvula de cierre se extiende y hacen contacto entre sí. Una barrera hermética al gas giratoria, formada por la junta 56, está presente entre el elemento de soporte 54 y la parte de disco 46.2 del husillo 46. También se proporciona una junta (no representada) entre la espiga de leva 48 o el tornillo de ajuste 52 y la parte hueca cilíndrica 46.1 del eje 46. El gas que fluye desde la válvula de regulación 16.2/30 a la cámara de regulación 40 fluye lateral y longitudinalmente a través del conducto de paso 54.2 hacia la parte de disco 46.2 del eje 46. Como es evidente, el elemento de soporte 54, o el pistón 26, pueden presentar una junta 58 configurada de manera que, cuando la presión en la cámara de regulación 40 cae por debajo de un límite predeterminado, el pistón 26 es empujado por el resorte principal 28 hacia el elemento de soporte 54 para contactar la junta 58 y, con ello, cerrar el conducto de paso de gas, consiguiendo entonces una función de presión residual.

[0043] La cavidad que aloja el reductor de presión está formada por una pared generalmente circular de la parte principal 4.1 del cuerpo 4. Esa pared, en su extremo distal que coopera con el elemento de soporte 54, puede ampliarse radialmente y el elemento de soporte 54 puede moldearse para proporcionar en la cámara de regulación 40 un conducto de paso radial hacia esa ampliación para conectar directamente y de forma fluida la cámara con una salida médica, es decir, sin pasar por el selector de flujo. Para tal fin, la pared puede presentar una parte longitudinalmente elevada con un orificio pasante longitudinal para conectar de manera fluida la cámara 40 con dicha salida. Tal disposición se ilustra en la figura 5. Proporciona una solución interesante que optimiza el uso del material y las operaciones de mecanizado.

[0044] Todavía en referencia a las figuras 1 y 2, el funcionamiento del dispositivo es el siguiente. En la posición de cierre o cerrada, como se ilustra en la figura 1, la posición angular del volante es tal que el sistema de leva 48/50 está en el estado contraído, como se ilustra en la figura 3. En otras palabras, la espiga de contraleva 50 está en una posición retraída, es decir, una posición en la que no ejerce una fuerza de compresión sobre el vástago del obturador 14 de la válvula de cierre 12 y, por lo tanto, permite que dicha válvula se cierre. La fuerza elástica del resorte 18 empuja el obturador 14 contra el asiento 16.1 y mantiene la válvula cerrada. El posible ligero exceso de diámetro del área de contacto entre el obturador 14 y el asiento 16.1 sobre el diámetro del vástago opuesto en la junta 20 puede tener como efecto que la presión de entrada genere una fuerza impulsora además de la fuerza del resorte 18. En la posición cerrada o de cierre como en la figura 1, no hay presión en la cámara de regulación, lo que significa que el pistón 26 es empujado por el resorte principal 28 contra la junta 58 y cierra la válvula de presión residual integrada.

[0045] Después de haber girado el volante, el sistema de leva está en la configuración expandida, como se ve en la figura 2 y se ilustra mejor en la figura 4. En esa posición, la espiga de contraleva 50 mueve el vástago 14.3 hacia abajo (de acuerdo con la orientación en las figuras 1 y 2) y, con ello, abre la válvula de cierre 12. El gas a presión en la entrada 6 puede entonces fluir a través del elemento de asiento 16 y a través de la válvula de regulación 16.2/30 que está completamente abierta. El gas fluye hacia la cámara de baja presión 38 y a través de los conductos de paso 26.4 hasta la cámara de regulación 40. Se acumula una baja presión en la cámara de baja presión 38 y en la cámara de regulación 40 (que está en comunicación fluida con la cámara de baja presión 38). La diferencia de sección positiva entre la cámara de regulación 40 y la cámara de baja presión 38 tiene como efecto que la presión en estas cámaras resulte en una fuerza que desvía el pistón 26 contra la fuerza elástica del resorte principal 28, es decir, hacia abajo (según la orientación en las figuras 1 y 2). Este movimiento abre un conducto de paso de gas entre la junta 58 y el pistón 26, es decir, abre la válvula de presión residual y permite que el gas fluya a través del conducto de paso 54.2 hacia la parte de disco 46.2 del husillo 46 y la salida 8. La fuerza resultante en el pistón de la presión que se acumula en la cámara de baja presión 38 y la cámara de regulación 40 regula la posición del pistón y, por lo tanto, el estado de apertura de la válvula de regulación 16.2/30. Cuanto mayor es la presión, mayor es la fuerza resultante y menor es el conducto de paso en la cámara de regulación, y viceversa. Este principio de regulación es conocido de por sí por el experto en la materia.

[0046] En las figuras 3 y 4 se ilustra el sistema de leva del dispositivo de las figuras 1 y 2, en estado comprimido en la figura 3 y en estado expandido en la figura 4. El estado comprimido de la figura 3 corresponde a la posición cerrada o de cierre del dispositivo en la figura 1 y el estado expandido de la figura 4 corresponde a la posición abierta del dispositivo en la figura 2.

[0047] Como es evidente en las figuras 3 y 4, la espiga de leva 48 comprende, a lo largo del eje longitudinal, una primera parte 48.1 con una superficie exterior poligonal para acoplarse con una superficie interior correspondiente de la parte hueca cilíndrica del husillo. Comprende también una segunda parte 48.2 con una superficie exterior de diámetro reducido y con al menos una rampa 48.2.1 dispuesta en una circunferencia alrededor del eje longitudinal. La al menos una rampa 48.2.1 termina, preferiblemente en cada extremo circunferencial, con una parte plana 48.2.2 y 48.2.3, es decir, partes que no presentan variación de altura.

[0048] Como es evidente en las figuras 3 y 4, la espiga 50 de la contraleva comprende, a lo largo del eje longitudinal, una primera parte 50.1 que se acopla con la segunda parte 48.2 de la espiga 48 de la leva. De manera similar, la primera parte 50.1 comprende al menos una rampa 50.1.1 que es una contrarrampa de la al menos una rampa 48.2.1 de la espiga de leva 48. Asimismo, la al menos una rampa 50.1.1 termina preferiblemente, en cada extremo circunferencial, con una parte plana 50.1.2 y 50.1.3, es decir, partes que no muestran variación de altura. En la configuración comprimida de la figura 3, las partes planas 48.2.2 y 48.2.3 están en contacto con las partes planas 50.1.2 y 50.1.3, respectivamente. Las rampas 48.2.1 y 50.1.1 están enfrentadas. En la configuración ampliada de la figura 4, la rampa 48.2.1 se ha deslizado a lo largo de la rampa 50.1.1 y la parte plana 48.2.2 descansa sobre la otra parte plana 50.1.3. Esto significa que, una vez que se alcanza ese estado, la rotación adicional no provoca ningún cambio adicional en la distancia entre las espigas 48 y 50.

[0049] Las rampas están configuradas de tal manera que el estado expandido se logra con la rotación de una fracción de vuelta, preferiblemente menos de media vuelta, más preferiblemente aproximadamente o menos de un cuarto de vuelta. Esto proporciona una ventaja sustancial, es decir, que la válvula de cierre se pueda abrir completamente al girar el volante un sector limitado, estando disponible la rotación restante hasta alcanzar una vuelta completa para proporcionar un gran número de posiciones para seleccionar la velocidad de flujo.

[0050] Todavía en referencia a las figuras 3 y 4, la espiga de contraleva 50 comprende además, a lo largo del eje longitudinal, una segunda parte 50.2 con una superficie exterior no circular, preferiblemente poligonal, para acoplarse con la superficie interior de la parte hueca del elemento de soporte 54 (figuras 1 y 2). La espiga de contraleva 50 comprende además, a lo largo del eje longitudinal, una tercera parte 50.2 con una superficie exterior circular y una cara frontal para contactar con el vástago del obturador de la válvula de cierre.

[0051] Todavía en referencia a las figuras 3 y 4, el tomillo de ajuste 52 comprende, a lo largo del eje longitudinal, una primera parte 52.1 con una rosca exterior y una cara axial exterior con un hexágono interior 52.2 para engranar con una herramienta correspondiente. El tornillo de ajuste 52 comprende además, a lo largo del eje longitudinal, una segunda parte 52.3 de diámetro exterior reducido y con una cara frontal en contacto con la espiga de leva 48.

[0052] La figura 5 es una vista en sección de un dispositivo para regular la presión de un gas comprimido, según una segunda forma de realización de la invención. Los números de referencia de la primera forma de realización se utilizan para designar elementos iguales o correspondientes, pero estos números están incrementados en 100. También se hace referencia a la descripción de estos elementos en relación con la primera forma de realización. Los números específicos comprendidos entre 100 y 200 se utilizan para designar elementos específicos.

[0053] El dispositivo 102 de la figura 5 difiere del dispositivo de las figuras 1 a 4 esencialmente en dos aspectos.

[0054] El primero es que el conjunto de accionamiento de la válvula de cierre 112 no comprende un volante, sino una palanca basculante 148 que coopera con una varilla 150. El giro de la palanca 148 alrededor de su eje basculante provoca un movimiento de traslación de la varilla 150, de manera similar al sistema de leva de la primera forma de realización.

[0055] El segundo aspecto es que el dispositivo 102 comprende además medios para ajustar la presión de salida del reductor de presión 124. Estos medios comprenden un contrarresorte 129 que actúa sobre una cara del pistón 126 opuesta al resorte principal 128. Por ejemplo, el contraresorte 129 está compuesto por una pila de arandelas Belleville, entendiéndose, sin embargo, que se pueden considerar otras configuraciones de resorte. La compresión del contrarresorte 129 es ajustable por medio de un conjunto de ajuste 146/147 que rodea el conjunto de accionamiento 148/150. El conjunto de ajuste comprende un elemento 146 montado de forma giratoria en el cuerpo 104, por ejemplo, en el elemento de cubierta 104.2 del cuerpo 104. Este elemento giratorio 146 comprende una parte de reborde 146.2 que descansa de forma giratoria en una parte de reborde correspondiente del elemento de cubierta 104.2. Comprende también una parte alargada 146.2, preferiblemente de sección transversal reducida, en acoplamiento roscado con un contraelemento 147 que es deslizable pero no giratorio en el cuerpo 104. El contraelemento 147 muestra una superficie exterior no circular, por ejemplo, poligonal, que engrana giratoriamente con una superficie interior correspondiente del elemento de cubierta 104.2. El contrarresorte 129 descansa sobre el contraelemento 147. Cuando el elemento giratorio 146 gira, el contraelemento 147 se traslada progresivamente de manera longitudinal y varía la compresión del contrarresorte 129. Esta variación varía las fuerzas elásticas resultantes ejercidas mecánicamente. en el pistón 126, es decir, por el resorte principal 128 y también por el contraresorte 129. Esto varía entonces la presión reducida de salida del reductor de presión 124.

[0056] Como es evidente en la figura 5, la palanca pivotante 148 es transportada por el elemento giratorio 146 a través de un elemento fijador de horquilla 146.3. Esto significa que la palanca 148 se puede accionar de dos maneras, a saber, una primera girando la palanca para abrir o cerrar la válvula de cierre, y una segunda girando la palanca 148 y el elemento giratorio 146 alrededor de su eje longitudinal para ajustar la presión de salida. Esto es particularmente ventajoso porque una vez que se obtiene una presión de salida adecuada además de ajustar la posición rotacional de la palanca 148 y el elemento giratorio 146, el dispositivo puede cerrarse y luego reabrirse sin alterar el ajuste de presión.

[0057] Se pueden proporcionar indicaciones en las caras exteriores del elemento giratorio 146 y el elemento de cubierta 104.2 para registrar varias posiciones angulares del elemento giratorio, donde estas posiciones se pueden asociar con presiones de salida específicas.

[0058] La figura 6 es una vista en sección de otro ejemplo de dispositivo para regular la presión de un gas comprimido, según una tercera forma de realización de la invención. Los números de referencia de la primera forma de realización y de la segunda forma de realización se utilizan para designar elementos iguales o correspondientes, pero estos números están incrementados en 100 y 200, respectivamente. También se hace referencia a la descripción de estos elementos en relación con la primera y la segunda forma de realización. Los números específicos comprendidos entre 200 y 300 se utilizan para designar elementos específicos.

[0059] El dispositivo 202 de la figura 6 difiere del dispositivo de la figura 5 esencialmente en que el reductor de presión 224 se ajusta al variar la compresión del resorte principal 228 en lugar de proporcionar un contra resorte y variar su compresión. Con ese fin, el elemento giratorio 246 comprende una pared cilíndrica 246.1 con una superficie interior que recibe de forma deslizante el pistón 226. De forma similar a la segunda forma de realización de la figura 5, la parte de reborde 246.2 descansa de forma giratoria sobre una parte de reborde correspondiente del elemento de cubierta 204.2. La pared cilíndrica 246.1 comprende una rosca exterior que engrana con una rosca interior del contraelemento 247. Este último es deslizable pero no giratorio en el cuerpo 204. Para ello, su superficie exterior puede ser poligonal y engranar de forma deslizante con una superficie interior correspondiente del elemento de cubierta 204.2. El contraelemento 247 también forma el fondo de la cavidad sobre el que descansa el resorte principal 228. Más concretamente, en el presente ejemplo que comprende una válvula limitadora de presión, el elemento circular 242 que delimita radialmente la cámara de baja presión 238 descansa sobre el contraelemento 247. En el presente ejemplo, la cara anterior del elemento circular 242 presenta una ranura circular o un reborde circular 244 que recibe una junta para proporcionar un contacto hermético al gas con la superficie inferior de la cavidad formada por el contraelemento 247. Este último muestra una junta 249 en una superficie exterior para formar una barrera hermética al gas con la cavidad formada en el cuerpo principal 204.1. Ventajosamente, el elemento de cubierta 204.2 está fijado al cuerpo principal 204.1 por medio del anillo de bloqueo 204.3, lo que permite un buen ajuste al ensamblar el dispositivo.

[0060] La disposición de la tercera forma de realización es ventajosa frente a la segunda, esencialmente porque es más compacta en la dirección longitudinal.

[0061] Cabe señalar que los mecanismos de accionamiento de la válvula de cierre descritos en las figuras 5 y 6, es decir, con la palanca pivotante, se pueden aplicar sin el conjunto de ajuste para el reductor de presión. De manera similar, los conjuntos de ajuste para el reductor de presión descritos en las figuras 5 y 6, es decir, con el contrarresorte ajustable o con el resorte principal ajustable, se pueden aplicar sin los mecanismos de accionamiento de la válvula de cierre.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo (2; 102; 202) para regular la presión de un gas comprimido, que comprende:

- un cuerpo (4; 104; 204) con una entrada de gas (6; 106; 206), una salida de gas (8; 108; 208) y un conducto de paso de gas (10; 110; 210) que interconecta de forma fluida dicha entrada y salida;

- un elemento móvil (26; 126; 226) presionado por un resorte principal (28; 128; 228) y que lleva un obturador (30; 130; 230) que coopera con un asiento (16.2; 116; 216) en el conducto de paso de gas ( 10; 110; 210), donde dicho obturador y dicho asiento forman una válvula de regulación, donde dicho elemento móvil (26; 126; 226), junto con el cuerpo (4; 104204), delimita una cámara de regulación (40; 140; 240) aguas abajo de dicha válvula reguladora y que está configurada para regular la presión del gas en dicha cámara al variar una sección de flujo de dicha válvula dependiendo de dicha presión;

- una válvula de cierre (12; 112; 212) con un obturador (14; 114; 214) y un asiento (16.1; 116; 216) en el conducto de paso de gas (10; 110; 210) aguas arriba de la válvula de regulación;

- un conjunto de accionamiento (46, 48, 50, 52; 146, 148, 150; 246, 248, 250) de la válvula de cierre (12; 112;

212);

caracterizado por el hecho de que

el obturador (14; 114; 214) de la válvula de cierre (12; 112; 212) comprende un vástago (14.3) que se extiende a través del elemento móvil (26; 126; 226) y el obturador (30; 130; 230) de dicho elemento, para cooperar con el conjunto de accionamiento (46, 48, 50, 52; 146, 148, 150; 246, 248, 250).

2. Dispositivo (2; 102; 202) según la reivindicación 1, en el que el obturador (30; 130; 230) de la válvula de regulación tiene un perfil de sección transversal anular y un perfil longitudinal en forma de cuña.

3. Dispositivo (2; 102; 202) según una de las reivindicaciones 1 y 2, en el que el elemento móvil (26; 126; 226) es un pistón con una parte saliente (26.3) que lleva el obturador (30; 130; 230) de la válvula reguladora, donde cada uno de dicha parte y dicho comprende un orificio pasante a través del cual se extiende el vástago (14.3) del obturador (14; 114; 214) de la válvula de cierre (12; 112; 212), y preferiblemente en donde el vástago (14.3) del obturador (14; 114; 214) de la válvula de cierre (12; 112; 212) se extiende a través de la parte saliente (26.3) de forma estanca al gas por medio de una junta (36) entre un superficie exterior cilíndrica de dicho vástago y una superficie interior de dicha parte saliente.

4. Dispositivo (2; 102; 202) según la reivindicación 3, en el que dicho dispositivo comprende además un elemento circular (42; 142; 242) con una superficie interior cilíndrica (42.1) guiada en traslación de forma estanca al gas por la parte saliente (26.3) ) del pistón (26; 126; 226) y con una superficie frontal (42.2) presionada de manera hermética al gas por un resorte (28; 128; 228) contra una superficie de asiento (32.1) del cuerpo, para formar una válvula de alivio de presión, y preferiblemente donde el resorte de la válvula de alivio de presión es el resorte principal (28; 128; 228) que presiona el pistón (26; 126; 226) para alejar el obturador (30; 130; 230) de la válvula reguladora del asiento (16.2; 116; 216) de dicha válvula.

5. Dispositivo (2; 102; 202) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el obturador (14; 114; 214) de la válvula de cierre (12; 112; 212) comprende una parte operativa (14.1) aguas arriba del asiento (16.1; 116; 216) de dicha válvula, donde el vástago (14.3) del obturador (14; 114; 214) de la válvula de cierre (12; 112; 212) se extiende a través de dicho asiento.

6. Dispositivo (2; 102; 202) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el asiento (16.1) de la válvula de cierre (12; 112; 212) y el asiento (16.2) de la válvula de regulación están formados en lados opuestos de un elemento de asiento (16; 116; 216) con un orificio pasante que forma el conducto de paso de gas (10; 110; 210) y a través del cual se extiende el vástago (14.3) del obturador (14; 114; 214) de la válvula de cierre (12; 112; 212).

7. Dispositivo (2; 102; 202) según una de las reivindicaciones 4, y según la reivindicación 6, en el que el cuerpo (4; 104; 204) comprende una cavidad con una superficie inferior con el conducto de paso de gas (10; 110; 210) en una parte central de esta, donde el elemento de asiento (16; 116; 216) está sostenido entre dicha superficie y una cara interna de un elemento de disco (32; 132; 232) montado contra dicha superficie, donde la superficie de asiento (32.1) del dispositivo de alivio de presión está en una cara exterior de dicho elemento.

8. Dispositivo (2; 102; 202) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el obturador (14; 114; 214) de la válvula de cierre (12; 112; 212) comprende un vástago (14.4) opuesto al vástago (14.3) que se extiende a través del elemento móvil (26; 126; 226), donde dicho vástago opuesto es deslizable de manera estanca al gas con el cuerpo para terminar en una cavidad (22) a presión ambiente y para compensar al menos parcialmente un efecto de la presión de entrada sobre dicho obturador cuando está en una posición de cierre contra el asiento correspondiente, que tiende a presionar dicho obturador contra dicho asiento.

9. Dispositivo (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el conjunto de accionamiento de la válvula de cierre comprende un volante llevado por un husillo (46) giratorio sobre el cuerpo (4), y un sistema (48, 50) para convertir una rotación del volante en una traslación que mueve el obturador (14) de la válvula de cierre (12), y preferiblemente en el que el sistema del conjunto de accionamiento comprende una espiga de leva (48) alojada de forma giratoria en el husillo (46) y una espiga de contraleva (50) móvil en traslación pero no en rotación con respecto al cuerpo (4), y que actúa sobre el vástago (14.3) del obturador (14) de la válvula de cierre (12 ).

10. Dispositivo (2) según la reivindicación 9, en el que el husillo (46) está conectado operativamente a un disco selector de flujo (46.2) con orificios calibrados que forman selectivamente el conducto de paso de gas aguas abajo de la válvula de cierre (12).

11. Dispositivo (102; 202) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que dicho dispositivo comprende además un conjunto de ajuste (129, 146, 147; 246, 248) de la válvula de regulación, donde dicho conjunto está alrededor del conjunto de accionamiento (146, 148, 150; 246, 248, 250) de la válvula de cierre (112; 212) y está configurado para ajustar la fuerza de empuje sobre el elemento móvil (126; 226) resultante del resorte y, preferiblemente, en donde el conjunto de ajuste ( 129, 146, 147; 246, 248) comprende un sistema (146, 147; 246, 248) con un enganche roscado para convertir una rotación en una traslación, donde dicha traslación ajusta una compresión de un contrarresorte (129) sobre una cara del elemento móvil (126) situada frente al resorte principal (128) o mueve un alojamiento (247) sobre el que descansa el resorte principal (228).

12. Dispositivo (102; 202) según la reivindicación 11, en el que el conjunto de accionamiento (146, 148, 150; 246, 248, 250) comprende un vástago central de traslación (150; 250) configurado para actuar sobre el vástago del obturador (114; 214) de la válvula de cierre (112; 212) y un sistema de accionamiento (146, 148; 246, 248) de dicho vástago, donde dicho sistema comprende preferiblemente una palanca (148; 248) con leva actuando sobre dicho vástago.

13. Dispositivo (102; 202) según la reivindicación 12, en el que el sistema de conversión (146, 147; 246, 248) del conjunto de ajuste (129, 146, 147; 246, 248) comprende un elemento giratorio (146; 246) que aloja la varilla de traslación central (150; 250) y un contraelemento (147; 247) móvil en traslación pero no en rotación y en acoplamiento roscado con dicho elemento, y preferiblemente en el que el elemento giratorio (146; 246) lleva de forma pivotante la palanca (148; 248) con la leva.

14. Dispositivo (102; 202) según la reivindicación 11 y la reivindicación 13, en el que el contraelemento comprime el contrarresorte.

15. Dispositivo (202) según la reivindicación 11 y una de las reivindicaciones 13 y 14, en el que el elemento giratorio (246) comprende una pared cilíndrica (246.1) que aloja de forma estanca al gas el elemento móvil (226) y delimita la cámara de regulación (240), y el contraelemento (247) comprende una pared cilíndrica que rodea la pared cilíndrica (246.1) del elemento giratorio (246) y soporta el resorte principal (228).