ES2938920T3 - Disposición y procedimiento para regular la presión de flujo de salida de una grifería de agua - Google Patents
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Abstract
Un montaje de accesorio de agua incluye un alojamiento de accesorio de transporte de agua que tiene una entrada cargada a presión y una salida cargada a presión de salida; un reductor de presión dispuesto entre la entrada y la salida con un actuador para ajustar la presión de salida; un motor reductor de presión para mover el actuador; un sensor de presión para detectar la presión de salida; y un controlador para controlar el motor reductor de presión de acuerdo con la presión de salida detectada por el sensor de presión. La disposición se caracteriza porque la disposición de accesorios de agua comprende medios sensores de flujo; y el dispositivo de control recibe la acción de las señales de los medios de detección de flujo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Disposición y procedimiento para regular la presión de flujo de salida de una grifería de agua
Campo técnico
La invención se refiere a una disposición de una grifería de agua que contiene
(a) una carcasa de grifería de agua que conduce agua con una entrada sometida a una presión de entrada y con una salida sometida a una presión de salida;
(b) un reductor de presión dispuesto entre la entrada y la salida con un actuador para ajustar la presión de salida; (c) un motor del reductor de presión para mover el actuador;
(d) un sensor de presión para detectar la presión de salida; y
(e) un equipo de control para controlar el motor del reductor de presión de acuerdo con la presión de salida detectada por el sensor de presión.
La invención también se refiere a un procedimiento para regular la presión del flujo de salida con un reductor de presión en una grifería de agua dispuesta aguas arriba de una instalación de agua.
Los reductores de presión son válvulas para regular la presión de salida. De esta manera queda garantizada una presión de salida constante, incluso si el abastecimiento de agua está sujeto a fluctuaciones de presión. Con un reductor de presión se evitan picos de presión que pueden causar daños en la instalación de agua. Otra aplicación de reductores de presión es regular la presión a un valor ligeramente inferior para reducir el consumo de agua.
Habitualmente, un reductor de presión está formado por una válvula cargada por resorte. La fuerza del resorte se ajusta de tal manera que se alcanza la presión de salida deseada. No obstante, también hay otros reductores de presión, por ejemplo, reductores de presión a pistón. En instalaciones convencionales de agua potable en edificios, la presión de salida es por ejemplo de 4 bar. La fuerza del resorte puede cambiarse manualmente mediante ajuste de un actuador en el reductor de presión, por ejemplo, del contrasoporte de resorte. De esta manera, el reductor de presión puede ajustarse a una presión diferente. La presión ajustada es la presión de reposo cuando no fluye agua. En este caso, el flujo volumétrico que fluye por la grifería reductora de presión es cero.
Si se toma mucha agua al mismo tiempo en la instalación de agua, el flujo volumétrico es elevado. En este caso, la presión cae. En función de la caída de presión provocada por ello, la presión del flujo es inferior a la presión de reposo preajustada cuando el reductor de presión está abierto. El propio reductor de presión forma una resistencia al flujo adicional. La resistencia al flujo del reductor de presión afecta la presión del flujo, pero no la presión de reposo en la salida. En flujos volumétricos grandes, los reductores de presión habituales provocan una caída de presión adicional de la presión de flujo en el intervalo de 0,8 a 1 bar. En este caso no se alcanza la presión preajustada en el reductor de presión.
Estado de la técnica
Bajo el nombre "Drufi", la solicitante vende combinaciones de reductor de presión y filtro en las que una disposición reductora de presión está dispuesta en el espacio interior de un filtro. El reductor de presión no es accesible desde el exterior y viene ajustado fijamente de fábrica.
El documento EP 1764667 B1 desvela una grifería para la reducción de presión en una tubería de fluido. La grifería tiene un sensor de presión para detectar la presión del fluido en el lado de salida y un dispositivo de control propio para controlar un accionamiento. El reductor de presión puede ajustarse con el accionamiento. No están previstas otras funcionalidades en la grifería.
Los documentos WO 2014/029699 A1 y US 2011/0178644 A1 desvelan una grifería de protección contra fugas para instalaciones de agua. Las griferías tienen medios de medición de flujo, como una turbina, y un cierre accionado por motor. Además, está previsto un dispositivo de control. Si se miden condiciones de flujo atípicas, por ejemplo en caso de una rotura de tubería, el dispositivo de control cierra el cierre. Las griferías de protección contra fugas sirven para evitar daños por agua y el desperdicio de agua.
El documento CN 106885028 A desvela una válvula que puede accionarse eléctricamente que se acciona con energía del flujo de agua que pasa por la válvula.
Descripción de la invención
La invención tiene el objetivo de simplificar y mejorar el control de las condiciones hidráulicas en una instalación de agua.
De acuerdo con la invención, el objetivo se consigue con una grifería de agua del tipo mencionado al principio, que está caracterizada porque
(f) la disposición de grifería de agua comprende medios detectores de flujo; y
(g) el equipo de control recibe las señales de los medios detectores de flujo.
La disposición de acuerdo con la invención prevé que un reductor de presión, un sensor de presión y medios medidores de flujo formen una grifería de agua integrada común con un dispositivo de control común. La invención permite que el dispositivo de control acceda a las señales del sensor de las dos funcionalidades, es decir, al sensor de presión en la salida y a los medios detectores de flujo. Esto permite un mejor control de las condiciones hidráulicas en la instalación de agua potable montada. También pueden detectarse y regularse propiedades de la instalación de agua que solo pueden detectarse usándose simultáneamente un sensor de presión y medios detectores de flujo. Los datos del sensor pueden ser evaluados en el dispositivo de control o de forma remota.
El reductor de presión puede usarse como cierre. No obstante, en una configuración especialmente ventajosa de la invención está previsto que se incluya un cierre accionado por un motor de cierre que junto con los medios detectores de flujo y el dispositivo de control forman un equipo de protección contra fugas controlando el dispositivo de control tanto el motor del reductor de presión como el motor de cierre. A diferencia de las instalaciones de agua conocidas, en las que una disposición reductora de presión y una disposición de protección contra fugas forman componentes separados que se montan individualmente, la grifería puede montarse como conjunto. Esto reduce el esfuerzo de instalación. Para el reductor de presión y la disposición de protección contra fugas se usa un dispositivo de control común. Gracias a ello son más económicas la fabricación y la instalación de la disposición. Solo debe instalarse y configurarse un dispositivo de control con una única interfaz de usuario. Con el reductor de presión y el cierre, en una disposición están disponibles dos componentes diferentes para influir en las condiciones hidráulicas de la instalación de agua potable.
Los medios detectores de flujo pueden comprender una turbina. No obstante, también es posible usar otros medios detectores de flujo. En particular, la turbina puede estar provista de un imán que coopera con un relé de láminas fijado en la carcasa. El relé de láminas suministra una señal a un dispositivo de control que representa el número de revoluciones de la turbina durante un período de tiempo.
La disposición de acuerdo con la invención se instala ventajosamente en la zona de entrada de una instalación de agua, en particular en la entrada de un edificio. Habitualmente, allí también hay un filtro que filtra del agua las impurezas del abastecimiento de agua y del sistema de tuberías. Una configuración especialmente ventajosa de la invención prevé que un filtro esté dispuesto aguas arriba de la turbina. De esta manera se crea una grifería de agua de varios componentes que puede instalarse como conjunto. El esfuerzo de instalación se reduce en consecuencia. Si el filtro está dispuesto aguas arriba de la turbina, esto tiene la ventaja adicional de que la turbina queda protegida de impurezas.
Es especialmente ventajoso que el filtro sea un filtro de retrolavado. Estos son fáciles de limpiar. El retrolavado puede ser activado en particular por un motor, que es controlado por el mismo dispositivo de control que los demás componentes de la disposición. No obstante, un retrolavado también puede activarse manualmente.
La turbina puede estar dispuesta delante del cierre. No obstante, ventajosamente está previsto que la turbina y el filtro dispuestos aguas arriba de la turbina estén dispuestos en el flujo entre el cierre y el reductor de presión. Esto facilita el mantenimiento y el acceso a la turbina y al filtro. En este caso no es necesaria un cierre adicional.
En otra configuración, la grifería de agua comprende un sensor de presión adicional entre el cierre y el reductor de presión, cuyos valores de medición se transmiten al dispositivo de control. Con este sensor de presión puede detectarse la presión de entrada. La medición de la presión de entrada y salida permite comprobar los componentes de la grifería con respecto a su influencia en la presión.
Para el control y la regulación se usan, como es habitual, equipos de control y evaluación con procesadores, componentes electrónicos, interfaces para los sensores, una fuente de alimentación y opcionalmente elementos de mando, visualización y transmisión. Estos están previstos total o también solo parcialmente en el dispositivo de control. En particular, puede estar previsto que el dispositivo de control presente una o más interfaces a través de las cuales pueden realizarse ajustes para la protección contra fugas y/o las condiciones de presión. Dichos ajustes comprenden, en particular, la presión de reposo detrás del reductor de presión y los ajustes de la protección contra fugas. No obstante, también pueden realizarse otros ajustes, por ejemplo, la asignación de derechos de acceso, ajustes para el ahorro de energía, ajustes de seguridad y similares.
Las funcionalidades individuales del dispositivo de control pueden estar reunidas en un solo componente. No obstante, también puede estar previsto que las funcionalidades del dispositivo de control, en particular la entrada y salida y el rendimiento del ordenador, estén previstos adicionalmente o en lugar de ello de forma remota. En este caso, estas funcionalidades están dispuestas posiblemente, pero no necesariamente en el dispositivo de control in situ. El dispositivo de control puede estar configurado de manera correspondientemente económica. Las funcionalidades comparativamente costosas pueden implementarse en otros equipos, por ejemplo en un teléfono inteligente o un ordenador personal, donde están previstas de por sí.
Por lo tanto, en una configuración preferida de la invención está previsto que la interfaz comprenda una interfaz inalámbrica y que los ajustes puedan ser realizados por un participante en una red que esté conectada de forma inalámbrica con el dispositivo de control. Mediante la interfaz, el reductor de presión puede estar integrado en una red.
Las redes típicas son redes telefónicas, WLAN o Internet. No obstante, también pueden estar previstas interfaces simples de infrarrojos o Bluetooth, que permiten el acceso desde un terminal móvil. Se entiende que el dispositivo de control también puede estar conectado mediante un cable con una red, por ejemplo, con Internet.
La conexión a través de una red tiene la ventaja de que los elementos de visualización y mando, como el teclado y la pantalla, no tienen que estar previstos en el propio dispositivo de control. Este puede estar configurado de manera comparativamente sencilla. Además, el mando no tiene que llevarse a cabo en partes del edificio, por ejemplo en el sótano o en una sala técnica con un acceso posiblemente incómodo, calefacción e iluminación deficientes, sino que puede llevarse a cabo cómodamente en cualquier puesto de trabajo. Tampoco el ajuste del reductor de presión a través de una red requiere la presencia del instalador. Esto evita acordar citas, viajes y costes.
En otra configuración de la invención, el dispositivo de control, el cierre, el motor de cierre, el reductor de presión y el motor del reductor de presión, así como las partes asociadas de la carcasa de la grifería que conduce agua están cubiertos con una cubierta común. Puesto que el reductor de presión es accionado por motor y puede controlarse desde el exterior, no es necesario ningún ajuste manual. Por lo tanto, el reductor de presión puede estar dispuesto junto con los demás componentes bajo una cubierta protectora que lo protege contra acceso no autorizado y contra las influencias ambientales.
En la invención, la regulación de la presión del flujo de salida puede efectuarse con un reductor de presión en una grifería de agua dispuesta aguas arriba de una instalación de agua mediante un procedimiento con las etapas:
(a) ajustar el reductor de presión en un valor teórico para la presión de reposo;
(b) medir la presión del flujo de salida con un sensor de presión;
(c) medir el flujo volumétrico que pasa por la grifería de agua con medios detectores de flujo;
(d) transmitir los valores de medición para la presión y el flujo volumétrico a un dispositivo de control;
(e) reajustar el ajuste del reductor de presión de acuerdo con los valores de medición medidos por el sensor de presión y los medios detectores de flujo;
(f) restablecer el ajuste del reductor de presión cuando ya no se mida ningún flujo volumétrico con los medios detectores de flujo.
El uso de un dispositivo control común permite así el uso mutuo de las señales de los sensores. El procedimiento usa las señales de los medios detectores de flujo necesarios para la protección contra fugas para el ajuste del reductor de presión.
En particular, puede estar previsto que
(a) el reajuste se realice mediante un motor del reductor de presión que mueve un actuador del reductor de presión; (b) se almacene la posición del motor antes de un proceso de reajuste; y
(c) para el restablecimiento, el motor se mueva de vuelta a la posición inicial almacenada.
En esta configuración de la invención, solo se almacena la posición del motor y el motor vuelve por el mismo recorrido de ajuste. No son necesarias una medición ni una evaluación de la medición. Gracias a ello, el procedimiento es más rápido y menos propenso a fallos.
Si se usa un motor paso a paso para el ajuste del reductor de presión, solo se almacenan los pasos realizados. Se entiende que también es adecuado cualquier otro motor.
En una configuración especialmente ventajosa de la invención está previsto que la amplitud del reajuste se seleccione en función del flujo volumétrico medido. La amplitud del reajuste es, por ejemplo, el recorrido de ajuste del resorte de una válvula cargada por resorte. Con el recorrido de ajuste se ajustan y reajustan la fuerza del resorte y, por lo tanto, la presión de salida del reductor de presión.
La selección de la amplitud tiene la ventaja de que el recorrido de ajuste del actuador puede seleccionarse más pequeño cuando solo fluyen flujos volumétricos reducidos. A continuación, el reductor de presión puede volver más rápidamente a su posición inicial cuando haya terminado la toma de agua. De esta manera se evitan golpes de ariete que podrían presentarse si el reductor de presión no se ha movido de vuelta a su posición inicial antes de que se haya establecido la presión de reposo total.
En particular, puede estar previsto que el reductor de presión se abra menos cuando el flujo volumétrico es reducido que cuando el flujo volumétrico es elevado.
Un procedimiento especialmente ventajoso resulta cuando
(a) la presión se mide en al menos otro punto de una instalación de agua y se comunica a través de una red a un dispositivo de control común; y
(b) la presión en al menos otro punto se tiene en cuenta en el reajuste del reductor de presión.
En edificios de varios pisos, la presión también depende esencialmente de la altura de instalación de la toma de agua. La presión en los pisos superiores es menor que en los pisos inferiores. La presión de reposo se ajusta por regla
general en un valor más bajo que la presión de abastecimiento. Si ahora cae considerablemente la presión de flujo, se puede reajustar, es decir, abrir más el reductor de presión, de modo que, por un lado, la presión en los pisos inferiores no supere la presión máxima admisible de por ejemplo 4,8 bar de acuerdo con los reglamentos y normas, alcanzándose no obstante a la inversa una mayor presión de flujo en los pisos superiores.
Configuraciones de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes. Un ejemplo de realización se explica con más detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos.
Definiciones
En esta descripción y en las reivindicaciones adjuntas, todos los términos tienen un significado familiar para el experto en la materia, que se puede encontrar en la bibliografía especializada, las normas, en particular DIN EN 806-1 y DIN EN 1717, y los sitios web y publicaciones relevantes, en particular de naturaleza enciclopédico, por ejemplo www.W ikipedia.de,www.wissen.de o www.techniklexikon.net, los competidores, institutos de investigación, universidades y asociaciones, por ejemplo, Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. (Asociación Alemana de Especialistas en Gas y Agua) o Verein Deutscher Ingenieure (Asociación de Ingenieros Alemanes). En particular, los términos usados no tienen el significado contrario al que el experto en la materia deduce de las publicaciones anteriores.
Además, los términos usados se basan en este caso en los siguientes significados:
Cierre: Es cualquier tipo de equipo que bloquea total o parcialmente el flujo de un fluido. Cierres típicos son grifos esféricos o válvulas.
Grifería: Es un componente para la instalación en o sobre una tubería u otra instalación de fluidos para cerrar, regular o influir en los flujos de materiales. Una grifería puede estar configurada en una sola pieza o en varias piezas y se instala en un punto en o sobre la tubería. Las griferías son, por ejemplo, y no de forma concluyente: Dispositivos de empalme, griferías de empalme, griferías de cierre principal, griferías de mantenimiento, griferías de estrangulación, puntos de toma, griferías de toma, griferías de vaciado, griferías de aseguramiento, griferías de seguridad y griferías de ajuste.
Salida Es una abertura del lado de salida en una carcasa de la que puede salir un flujo de material. La abertura puede estar conectada, en particular, con una tubería u otra grifería o puede estar abierta libremente a la atmósfera.
Axial Es la dirección del eje de rotación de componentes total o parcialmente rotacionalmente simétricos, como por ejemplo tubos o carcasas alargadas. En el caso de componentes no rotacionalmente simétricos, es la dirección de flujo principal en una sección del componente.
Presión Fuerza por superficie
Paso Es una conexión que permite el flujo de materiales.
Entrada Es una abertura del lado de entrada en una carcasa en la que puede entrar un flujo de material. La abertura puede estar conectada, en particular, con una tubería u otra grifería o puede estar abierta libremente a la atmósfera.
Filtro Es un equipo con el que se retienen sólidos de un flujo de fluido.
Carcasa Delimitación para sustancias, componentes, instrumentos y aparatos de medición hacia el exterior.
Una carcasa puede estar configurada en una sola pieza o en varias piezas formadas por varias partes de carcasa unidas y puede estar formada por uno o más materiales.
Radial Dirección perpendicular a una dirección axial.
Tubo Cuerpo hueco formado por secciones cilíndricas. Habitualmente se usa como tubería.
Retrolavado Flujo por un componente o material filtrante en la dirección opuesta y salida del medio de lavado hacia el exterior. Filtro de retrolavado Filtro que se limpia mediante retrolavado.
Hombro Transición de secciones de diferentes diámetros o espesores.
Tubuladura Borde o pieza de transición en una abertura.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva de un reductor de presión con una disposición de protección contra fugas integrada y un filtro de retrolavado.
La figura 2 es una vista lateral de la disposición de la figura 1 sin cubierta.
La figura 3 es una vista en corte vertical de la disposición de la figura 1.
La figura 4 muestra el reductor de presión de la figura 3 en detalle.
La figura 5 muestra la dependencia de la presión de salida detrás de un reductor de presión en función del flujo volumétrico para un reductor de presión regulado y no regulado.
La figura 6 es una vista en despiece del reductor de presión de la figura 4.
La figura 7 ilustra el dispositivo de control con las interfaces asociadas.
Descripción de los ejemplos de realización
En la figura 1 y la figura 2, se muestra una grifería de agua, que en general se designa con 10. La grifería de agua está prevista para instalaciones de agua potable. No obstante, también es posible usar la grifería de agua en otras instalaciones de fluidos, como por ejemplo para sistemas de calefacción, instalaciones industriales de agua, etc. La grifería de agua tiene una carcasa de grifería 16 con una entrada 12 y una salida 14. La carcasa de grifería 16 está hecha de latón. No obstante, también es posible usar otros materiales, como metales, tales como por ejemplo bronce industrial o acero inoxidable, o fabricar la grifería al menos parcialmente de plástico.
La grifería de agua 10 se instala con la entrada 12 y la salida coaxial 14 en una tubería (no mostrada) entre un abastecimiento de agua y una instalación de agua. Para ello, en el presente ejemplo de realización están previstas piezas de empalme tubulares 18, 20 con una rosca y respectivamente una tuerca 22, 24. No obstante, también son posibles otras posibilidades de empalme, empalmes por inserción.
En la grifería de agua 10 están reunidos varios componentes para diferentes funcionalidades. Los componentes están cubiertos con una cubierta 26. En la figura 1, la grifería de agua 10 se muestra con la cubierta 26. En la figura 2, la grifería de agua 10 se muestra sin cubierta.
La primera funcionalidad aguas arriba en la grifería de agua 10 es un sensor de conductividad 28. Este es útil, pero no imprescindible para la invención que se describe a continuación. Detrás del sensor de conductividad está previsto un cierre en forma de un grifo esférico 30, accionado por un motor de cierre 34. Se entiende que también pueden usarse otros cierres que un grifo esférico. El cierre 30 forma parte de una disposición de protección contra fugas con un dispositivo de control 32 dispuesto en una placa de circuitos impresos. El dispositivo de control 32 recibe las señales de medios de medición de flujo en forma de una turbina 36. Se entiende que también pueden usarse otros medios de medición de flujo.
En el recorrido de flujo entre el grifo esférico 30 y la turbina 36 están dispuestos un sensor de presión 42 y un filtro 38. En el presente ejemplo de realización, el filtro 38 es un filtro de retrolavado. No obstante, también puede usarse cualquier otro filtro o incluso un simple tamiz. La disposición también puede funcionar en este punto sin sensor de presión y sin filtro o tamiz. Este es el caso, por ejemplo, cuando se instala un filtro separado delante de la grifería de agua o cuando no es necesario filtrar el agua. Aguas abajo de la turbina está previsto un reductor de presión 40. El ajuste de la presión de reposo aguas abajo del reductor de presión 40 y el reajuste de la presión de flujo no se realizan a mano sino con un motor del reductor de presión 46. El motor del reductor de presión 46 es controlado por el dispositivo de control 32. La presión de salida que hay detrás del reductor de presión 40 es detectada por un sensor de presión 44. Las señales del sensor de presión 44 se transmiten al dispositivo de control 32 y se evalúan allí junto con las señales de los otros sensores, en particular de la turbina 36. En función de la señal, puede accionarse a continuación el cierre y/o ajustarse el reductor de presión en un valor adecuado.
En el presente ejemplo de realización, todas las funcionalidades, en particular el reductor de presión 40 con el sensor de presión 44 para la presión de salida y los medios medidores de flujo 36, están reunidos en una carcasa de grifería 16 común y se conectan con un dispositivo de control común 32.
El sensor de conductividad 28 determina la conductividad del agua. Los valores determinados se transmiten al dispositivo de control 32. El dispositivo de control 32 está conectado con Internet de forma inalámbrica a través de WLAN o con un cable. El dispositivo de control 32 está conectado a través de Internet con un servidor central. El servidor central permite el acceso al dispositivo de control mediante terminales convencionales, como ordenadores personales, terminales de telefonía móvil y similares. Por lo tanto, en el presente ejemplo de realización, el dispositivo de control 32 no tiene un dispositivo de entrada y salida. En ejemplos de realización alternativos más complejos están previstos equipos de entrada y salida en forma de pantallas, pantallas táctiles, teclados y similares. También es posible usar un equipo manual conectado directamente con el dispositivo de control, que está conectado con el dispositivo de control de forma inalámbrica, por ejemplo, a través de una conexión por infrarrojos o Bluetooth. Estos pueden funcionar a modo de un control remoto. También puede usarse un teléfono inteligente.
En el presente ejemplo de realización, el dispositivo de control 32 tiene además de las interfaces necesarias también una memoria y un procesador para almacenar y evaluar las señales y los datos. En un ejemplo de realización
alternativo, la evaluación se lleva a cabo de forma remota, es decir, con un software adecuado en un servidor central o en un cliente. A continuación, las señales se transmiten directamente en forma de datos brutos, prácticamente sin haber sido procesados. El dispositivo de control 32 y todos los accionamientos 34, 46 son abastecidos con energía por una batería. Alternativamente puede usarse una toma de corriente o un acumulador recargable.
Se evalúan los valores de conductividad del sensor de conductividad 28. Cuando la conductividad rebasa un valor límite, esto es un indicio de agua que contiene demasiada cal. La conexión con un dispositivo de control 32 de por sí existente permite informar al usuario de que podría ser útil el uso de un intercambiador de iones. La indicación del valor de conductividad, al igual que las indicaciones del sistema de protección contra fugas que se explicarán con más detalle a continuación, pueden efectuarse, por ejemplo, por correo electrónico, notificación push o un mensaje al acceder al software.
En el presente ejemplo de realización, el cierre 30 está configurado como grifo esférico. La esfera está dispuesta en un taladro pasante lineal de la carcasa de la grifería 16. La esfera 48 del grifo esférico está unida de manera no giratoria con un perno 50. El motor 34 acciona el perno 50 mediante un engranaje 52. El motor 34 es controlado por el dispositivo de control 32. Si se supone, por ejemplo, que hay una fuga, como se describe en detalle en el documento WO 2014/029699 A1, la esfera se hace girar con el motor 34 alrededor de un eje vertical y se cierra el cierre 30. En lugar de un grifo esférico, también puede cerrarse, por ejemplo, una válvula accionada por motor u otro cierre. Una llave 54 que encaja en el engranaje 52 permite hacer girar la esfera y, en caso de un corte de corriente, abrir manualmente el cierre 30 después de haberse retirada la caperuza de protección 26.
El sensor de presión 42 mide la presión de entrada detrás del cierre a través de un taladro de la carcasa 56. Las señales de presión de entrada del sensor de presión 42 se transmiten al dispositivo de control 32. Allí se almacenan, evalúan y, como todas las demás señales y datos, son accesibles mediante equipos de entrada y salida.
La carcasa 16 presenta una abertura orientada hacia abajo detrás del cierre 30. La abertura desemboca en una parte de carcasa 58 sustancialmente tubular que está fijada de manera estanca en la carcasa 16. La parte de carcasa 58 también puede estar formada por una tubuladura de carcasa integrada. La taza de filtro 60 del filtro de retrolavado 38 está enroscada en el extremo inferior de la parte de carcasa 58. El filtro de retrolavado 38 es un filtro de retrolavado convencional que no requiere una descripción detallada aquí. El agua fluye hacia abajo en la zona exterior de la taza de filtro 60, a través de un filtro radialmente hacia el interior y nuevamente hacia arriba en la zona interior. Para el retrolavado se abre un grifo esférico 62 en el extremo inferior de la taza del filtro 60. En el presente ejemplo de realización, el grifo esférico 62 se abre manualmente. No obstante, también es posible accionar el grifo esférico 62 con un motor. En este caso, el motor también puede ser controlado por el dispositivo de control 32.
Aguas arriba del filtro y coaxialmente con respecto a la parte de carcasa 58, en el recorrido del flujo están dispuestas la turbina 36 y una válvula de retención 64 montada delante. En el caso de flujos volumétricos reducidos, no se supera la resistencia de arranque de la turbina 36. La válvula de retención 64 forma una resistencia al flujo que impide que estos flujos volumétricos reducidos fluyan por la turbina sin ser detectados. La turbina 36 está provista de un imán. El imán interactúa con un relé de láminas fijado en la carcasa. Cada vez que el imán de la turbina giratoria pasa por el relé de láminas, se activa una señal de impulsos. De esta manera, puede detectarse bien el flujo volumétrico que pasa por la turbina y, por lo tanto, por la grifería de agua 10. No obstante, también pueden usarse otros medios medidores de flujo o detectores. La señal de los medios medidores de flujo se transmite al dispositivo de control 32. Este determina el flujo volumétrico que pasa por la grifería de agua.
La carcasa de grifería 16 presenta esencialmente una forma tubular con un taladro de carcasa 66 alargado entre la entrada 12 y la salida 14. De esta manera se mantiene reducida la resistencia al flujo. El agua filtrada que ha vuelto a la carcasa de la grifería 16 fluye a través de un taladro de la carcasa 76 al reductor de presión 40. El reductor de presión 40 está dispuesto aguas abajo de la turbina 36. El reductor de presión 40 se muestra en detalle en la figura 4.
En el lado de salida de la abertura orientada hacia abajo con la parte de carcasa 58, la carcasa forma una tubuladura 68. En la tubuladura 68 está insertado un inserto reductor de presión. Un cuerpo de cierre de válvula 72 forma la válvula reductora de presión 70 con un asiento de válvula 74. La válvula reductora de presión 70 controla el flujo a través de la grifería de agua 10 y la presión de salida.
La carcasa de grifería 16 forma una pared de separación 78 con una abertura que en el presente ejemplo de realización se extiende en la dirección horizontal. El asiento de válvula 74 del inserto reductor de presión está insertado con una junta de estanqueidad en la abertura. El inserto reductor de presión presenta habitualmente una membrana 80, un husillo 82 y un plato de membrana 84 unido con el husillo. En la presión que hay en una cámara de control 86 se influye de manera conocida mediante la presión de salida y un resorte 88, a cuya fuerza está sometido el plato de membrana 84. Cuando cae la presión de salida, el cuerpo de cierre de válvula 72 se mueve hacia abajo. A continuación se abre la válvula reductora de presión 70 y el agua fluye hacia la salida, hasta que la presión de salida vuelva a adoptar el valor teórico ajustado.
El ajuste de la presión de salida se efectúa mediante la fuerza del resorte del resorte 88. Un plato de resorte 90 axialmente móvil forma el contrasoporte de resorte del resorte 88. Cuando el plato de resorte 90 se encuentra en una posición superior en la figura 4, la fuerza del resorte es menor que cuando el plato de resorte 90 se encuentra en una
posición inferior. Correspondientemente, la presión de salida ajustada en la posición superior es una presión de salida más baja que en la posición inferior del plato de resorte 90.
El ajuste de la presión de salida se efectúa mediante el motor 46. La placa de resorte 90 forma por lo tanto un actuador accionado por motor. El plato de resorte 90 es anular y está enroscado con una rosca interior en un elemento roscado 92 en forma de vaso, fijado en la carcasa. En particular, el elemento roscado 92 está fijado con un anillo de fijación 94 en la dirección axial. El plato de resorte 90 queda sujetado de forma no giratoria, pero axialmente móvil. Cuando se gira el elemento roscado 92, se produce un movimiento axial del plato de resorte 90. El movimiento axial del plato de resorte 90 conduce a un cambio del valor teórico para la presión. El elemento roscado 92 está unido fijamente con un acoplamiento 96. Un engranaje 100 con una espiga 98 encaja en el acoplamiento 96. El motor 46 (figura 3) acciona el elemento roscado 92 a través del engranaje 100, la espiga 98 y el acoplamiento 96. Por lo tanto, un ajuste de la presión de salida se efectúa mediante el movimiento accionado por motor del plato de resorte 90. En el presente ejemplo de realización, el motor está configurado como motor paso a paso.
Un ajuste típico del reductor de presión para instalaciones de agua potable es de 3 bar. Este es un valor que en muchos casos se especifica en las normas. Se entiende que en otras instalaciones de agua también puede ser razonable otro valor, por ejemplo de 4 bar. Esta es la presión de reposo. La presión se mide con el sensor de presión 44 en la salida 14 detrás del reductor de presión 40. Las señales de medición se transmiten al dispositivo de control 32. La figura 5 muestra un ejemplo de una medición real. El punto 102 indica el caudal. Esto se corresponde con la situación en la que no puede detectarse ningún flujo volumétrico. La presión de salida medida es de 3 bar.
Cuando se toma agua en la instalación de agua, la presión de salida cae. Entonces se abre la válvula reductora de presión. Fluye agua y se detecta un flujo volumétrico. Esto puede verse en la curva 104 en la figura 5. El propio reductor de presión 40 genera una caída de presión adicional del orden de por ejemplo 0,6 a 0,8 bar. Se entiende que este valor depende del tipo y de la configuración del reductor de presión y no es un valor fijo. Con un rendimiento creciente, es decir, con un flujo volumétrico creciente, se mide una presión de salida más baja. Con un caudal del 50 % en la figura 5, la presión que existe en la instalación de agua y en la salida 14 es por lo tanto solo de por ejemplo 2,3 bar. Esta presión más baja se mide con el sensor de presión 44 y se transmite al dispositivo de control 32. El dispositivo de control 32 compara la presión de salida medida con un valor teórico almacenado. Si la presión de salida sigue bajando, como se muestra en el ejemplo de la curva de medición 104 cuando aumenta el flujo volumétrico, lo que corresponde a un caudal creciente, ya no alcanza el valor límite especificado por la norma. Esto es el caso, por ejemplo, cuando hay un caudal del 55 %. El valor límite inferior está representado por la curva 106 en la figura 5.
Por lo tanto, la invención prevé que se reajuste el valor teórico ajustado de la presión. Un proceso de regulación individual se ilustra a modo de ejemplo con ayuda de la curva 108: con un caudal de aproximadamente el 50 % se detecta un valor de aproximadamente 2,3 bar. Esto puede verse en 110. El valor de medición medido en el sensor de presión 44 está por tanto por debajo de un valor umbral. El motor recibe del dispositivo de control 32 un comando de hacer girar el elemento roscado de modo que el plato del resorte se mueve hacia abajo. De esta manera se aumenta la fuerza de resorte del resorte 88 y se abre más la válvula. La presión de flujo que se presenta durante el proceso de toma aumenta a casi 3 bar. Esto puede verse en el punto 112. También a continuación de ello, la presión sigue cayendo en función del flujo volumétrico. No obstante, la presión de salida medida permanece en todo momento muy por encima de la presión mínima 106 prescrita.
En edificios de varios pisos se produce una caída de presión en función de la altura. La presión que hay en los pisos superiores puede calcularse o puede detectarse con otro sensor de presión (no mostrado). Esta presión puede transmitirse al dispositivo de control 32. Cuando la presión está por debajo de un valor umbral, el reductor de presión puede regularse de tal manera que también esta presión esté por encima de por ejemplo la presión mínima prescrita 106. Con el sensor de presión 44 se asegura que la presión no alcance en ningún punto el valor límite superior, en el presente ejemplo de realización de 3,8 bar, que está representado por la curva 114.
El presente ejemplo de realización ilustra un proceso de regulación individual. En la práctica, los valores umbrales pueden ajustarse de tal manera que se realicen varios reajustes alcanzándose una curva de presión uniforme. En este caso, la presión de salida es prácticamente siempre la misma, independientemente del flujo volumétrico.
Cuando no se toma más agua, la válvula reductora de presión vuelve nuevamente a su posición inicial a la presión de reposo ajustada. El actuador, es decir, el plato de resorte 90, tiene que volver a moverse hacia arriba. Con amplitudes grandes, es decir, con recorridos de ajuste largos del actuador, esto puede requerir posiblemente más tiempo que para el establecimiento de la presión en la instalación de agua. En este caso, la instalación de agua está sometida a una presión inadmisiblemente alta. Por lo tanto, si la turbina solo detecta flujos volumétricos de corta duración, posiblemente no sea razonable realizar un reajuste completo y no abrir tanto el reductor de presión. En este caso, los recorridos de ajuste son más pequeños al retroceder y se evita el riesgo de golpes de ariete. Lo mismo ocurre cuando los flujos volumétricos disminuyen con el tiempo.
El reductor de presión 40 controlado por motor de acuerdo con la invención no solo está provisto de un sensor de presión 44 y de medios medidores de flujo 36. También presenta un dispositivo de control 32 que evalúa las señales medidas y permite controlar toda la instalación de agua montada a continuación. El uso de un dispositivo de control en red permite el acceso, por ejemplo mediante un teléfono inteligente 120 o un ordenador personal 122. De esta
manera, no solo el equipo de protección contra fugas con cierre 30, sino también el reductor de presión 40 pueden ser controlados y reajustados de forma remota.
En el presente ejemplo de realización, el dispositivo de control 32 no tiene una interfaz de usuario propia. No está prevista ninguna indicación propia y, aparte de un botón de reinicio, no hay opción de entrada. El dispositivo de control 32 está dispuesto en una placa de circuitos impresos sencilla. Comprende varias interfaces para los sensores 28, 42, 36 y 44. Se entiende que también pueden estar previstos más o menos sensores. Esto se ilustra esquemáticamente en la figura 7. Además de las señales de los sensores, el dispositivo de control también controla el motor del reductor de presión 46 y el motor de cierre 34 de acuerdo con las señales recibidas de los sensores.
El dispositivo de control está conectado con una WLAN 124. Esto puede efectuarse mediante un cable de red o de forma inalámbrica. Mediante WLAN, el dispositivo de control puede conectarse con Internet 126 o con otra red. Esto también permite el acceso por parte de personas que están lejos. Se entiende que están previstas las restricciones de acceso y los equipos de seguridad habituales para impedir el acceso no autorizado.
Diferentes interfaces de usuario son adecuadas para el acceso. El acceso puede efectuarse, por ejemplo, mediante un ordenador personal con un software adecuado o sin software propio mediante un portal de Internet. También puede estar prevista una aplicación en un teléfono inteligente. Los terminales de este tipo tienen interfaces de usuario adecuadas con una pantalla y un dispositivo de entrada, de modo que pueden introducirse cómodamente datos y ajustes. Sin embargo, también es posible permitir el acceso de forma alternativa o adicional mediante LAN o WLAN sin Internet. Esto está representado por las flechas 128 y 130. Si no están disponibles WLAN ni Internet, el acceso al dispositivo de control también puede efectuarse mediante un control remoto 132.
Se entiende que la disposición mostrada en la figura 7 es solo esquemática y permite múltiples otras construcciones y el uso de otras redes. Para la invención solo es importante que el reductor de presión sea controlado por un dispositivo de control que asume otras funciones y recibe al mismo tiempo las señales de un sensor de presión y de medios medidores de flujo.
Los ejemplos de realización anteriormente explicados sirven para ilustrar la invención reivindicada en las reivindicaciones. Las características que se divulgan junto con otras características por regla general también pueden usarse solas o en combinación con otras características que se describen explícitamente en el texto o en los dibujos o implícitamente en los ejemplos de realización. Las dimensiones y tamaños se indican solo a modo de ejemplo. Los rangos adecuados son evidentes para el experto en la materia gracias a sus conocimientos especializados y, por lo tanto, no es necesario explicarlos con más detalle aquí. La divulgación de una configuración concreta de una característica no significa que la invención deba limitarse a esta configuración concreta. Por el contrario, una característica de este tipo puede realizarse mediante múltiples otras configuraciones familiares para los expertos en la materia. Por lo tanto, la invención puede materializarse no solo en las configuraciones explicadas, sino en todas las configuraciones que entren en el alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, es posible cambiar la grifería de empalme y su conexión con la carcasa de múltiples maneras diferentes sin apartarse de la idea inventiva.
Los términos "arriba", "abajo", "derecha" e "izquierda" se refieren exclusivamente a los dibujos adjuntos. Se entiende que los dispositivos reivindicados también pueden tener una orientación diferente. El término "que contiene" y el término "que comprende" significan que pueden estar previstos otros componentes no mencionados. Los términos "esencialmente", "predominantemente" y "mayoritariamente" se refieren a todas las características que presentan en su mayor parte una propiedad o un contenido, es decir, más que todos los demás componentes o propiedades mencionados de la característica, es decir, en caso de haber dos componentes, por ejemplo más del 50 %.
Claims (16)
1. Disposición de grifería de agua que contiene
(a) una carcasa de grifería de agua que conduce agua con una entrada sometida a una presión de entrada y con una salida sometida a una presión de salida;
(b) un reductor de presión dispuesto entre la entrada y la salida con un actuador para ajustar la presión de salida; (c) un motor del reductor de presión para mover el actuador;
(d) un sensor de presión para detectar la presión de salida; y
(e) un equipo de control para controlar el motor del reductor de presión de acuerdo con la presión de salida detectada por el sensor de presión;
caracterizada porque
(f) la disposición de grifería de agua comprende medios detectores de flujo; y
(g) el equipo de control recibe las señales de los medios detectores de flujo.
2. Disposición de grifería de agua según la reivindicación 1, caracterizada porque se incluye un cierre accionado por un motor de cierre que junto con los medios detectores de flujo y el dispositivo de control forman un equipo de protección contra fugas y el dispositivo de control controla tanto el motor del reductor de presión como el motor de cierre.
3. Disposición de grifería de agua según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque los medios detectores de flujo comprenden una turbina.
4. Disposición de grifería de agua según la reivindicación 3, caracterizada porque un filtro está dispuesto aguas arriba de la turbina.
5. Disposición de grifería de agua según la reivindicación 4, caracterizada porque el filtro es un filtro de retrolavado.
6. Disposición de grifería de agua según las reivindicaciones 4 o 5, caracterizada porque la turbina y el filtro dispuesto aguas arriba de la turbina están dispuestos en el flujo entre el cierre y el reductor de presión.
7. Disposición de grifería de agua según una de las reivindicaciones anteriores 2 a 6, caracterizada por un sensor de presión adicional entre el cierre y el reductor de presión, cuyos valores medidos se transmiten al dispositivo de control.
8. Disposición de grifería de agua según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el dispositivo de control presenta una o más interfaces mediante las que pueden aplicarse medidas de protección contra fugas o condiciones de presión.
9. Disposición de grifería de agua según la reivindicación 8, caracterizada porque la interfaz comprende una interfaz inalámbrica y los ajustes pueden ser realizados por un participante en una red que está conectada de forma inalámbrica al dispositivo de control.
10. Disposición de grifería de agua según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el dispositivo de control, el cierre, el motor de cierre, el reductor de presión y el motor del reductor de presión, así como las partes asociadas de la carcasa de grifería que conduce agua están cubiertos con una cubierta común.
11. Procedimiento para regular la presión del flujo de salida con un reductor de presión en una grifería de agua dispuesta aguas arriba de una instalación de agua con las etapas de:
(a) ajustar el reductor de presión en un valor teórico para la presión de reposo;
(b) medir la presión del flujo de salida con un sensor de presión;
(c) medir el flujo volumétrico que pasa por la grifería de agua con medios detectores de flujo;
(d) transmitir los valores de medición para la presión y el flujo volumétrico a un dispositivo de control;
(e) reajustar el ajuste del reductor de presión de acuerdo con los valores de medición medidos por el sensor de presión y los medios detectores de flujo;
(f) restablecer el ajuste del reductor de presión cuando ya no se mida ningún flujo volumétrico con los medios detectores de flujo.
12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque
(a) el reajuste se realiza mediante un motor del reductor de presión que mueve un actuador del reductor de presión; (b) se almacena la posición del motor antes de un proceso de reajuste; y
(c) para el restablecimiento, se mueve el motor de vuelta a la posición inicial almacenada.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque el motor es un motor paso a paso.
14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque la amplitud del reajuste se
selecciona en función del flujo volumétrico medido.
15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque el reductor de presión se abre menos cuando el flujo volumétrico es reducido que cuando el flujo volumétrico es elevado.
16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizado porque
(a) la presión se mide en al menos otro punto de una instalación de agua y se comunica a través de una red a un dispositivo de control común; y
(b) la presión en al menos otro punto se tiene en cuenta en el reajuste del reductor de presión.
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