ES2950248T3

ES2950248T3 - Válvula de cruce

Info

Publication number: ES2950248T3
Application number: ES19716776T
Authority: ES
Inventors: Anders Johnsen
Original assignee: Carmo Holding Aps
Current assignee: Carmo Holding Aps
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2023-10-06
Anticipated expiration: 2039-03-29
Also published as: US20220133979A1; IL286605A; EP3946494C0; CN113710295A; EP3946494A1; EP3946494B1; WO2020200376A1

Abstract

Una válvula cruzada de dos componentes para controlar el flujo de fluido a través de un conducto de fluido, siendo la válvula cruzada moldeada por inyección en dos pasos sin necesidad de montaje después del procedimiento de moldeo por inyección. La válvula comprende una carcasa de válvula con un tapón en su interior y tiene medios de sellado en forma de variaciones en el área de la sección transversal del tapón y la carcasa a lo largo de sus longitudes. De este modo, se obtiene una válvula cruzada que no requiere un sellador viscoso, tal como silicona, para eliminar el riesgo de fugas cuando la válvula está abierta. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Válvula de cruce

Campo de la invención

La invención se refiere al campo de las válvulas de fluido. Específicamente, se refiere a válvulas mecánicas controladas manualmente para bloquear o liberar el flujo de un fluido a través de un conducto.

Antecedentes de la invención

Las válvulas se utilizan en muchos contextos, donde existe la necesidad de drenar de forma controlada un fluido desde un recipiente.

Una válvula de este tipo puede tener un uso frecuente, por ejemplo, cuando se instala en la salida de una bolsa de orina, como la que pueden usar las personas que sufren de incontinencia urinaria o las personas discapacitadas para quienes la cauterización es la forma de orinar, y que requieren medios para vaciar intermitentemente una bolsa de orina de este tipo.

Para tal uso es, naturalmente, necesario que la válvula esté sellada, cuando está cerrada. Asimismo, es importante que cuando esté abierta, el fluido sólo drene por la salida de la válvula sin que haya fugas hacia los lados.

Es un desafío evitar las fugas, cuando la válvula está abierta, si la válvula se compone de dos componentes. Un método utilizado en la técnica para asegurar que la válvula esté sellada es recubrir las superficies de contacto de la válvula con silicona. La silicona proporciona un sellado eficaz contra las fugas, pero ensamblar los dos componentes de una válvula de este tipo con un revestimiento de este tipo es un procedimiento costoso.

Una forma de superar estos desafíos es producir la válvula como un solo componente. Esto alivia la cuestión de asegurar el sellado necesario entre dichos componentes. Mientras tanto, para liberar un fluido de una válvula de un componente, a menudo es necesario aplicar presión continuamente a la válvula durante el drenaje del recipiente conectado. Esto es engorroso y especialmente problemático para los usuarios que sufren una discapacidad que puede ser la razón por la que necesitan la válvula en primer lugar.

El documento WO 2018/035219 A1 enseña un conjunto de válvula moldeado como dos componentes separados y ensamblados posteriormente. El conjunto tiene una carcasa y un tapón, el tapón se puede girar dentro de la carcasa para abrir o cerrar el conjunto de válvula permitiendo el flujo de un fluido. La carcasa y el tapón comprenden cada uno un labio o una arista que se acoplan entre sí cuando se ensambla la válvula. El labio y la arista de enganche se hacen como anillos alrededor de la superficie de la carcasa y el tapón, respectivamente. El labio y la arista de enganche ayudan a sellar la válvula al permanecer enganchados cuando el tapón gira dentro de la carcasa.

El documento US 6086762 A divulga un dispositivo transductor-protector conectable a un Luer Lock en un lado y que comprende una conexión coaxial en el otro. Los conectores tubulares primero y segundo del transductorprotector comprenden rebordes anulares radiales que permiten conectar entre sí los conectores tubulares primero y segundo de forma permanente y sellada mediante ensamblaje seguido de soldadura ultrasónica. Una membrana filtrante se interpone y sujeta entre los rebordes anulares. El segundo conector tubular se forma de un material termoplástico rígido y el primer reborde anular se moldea de un material termoplástico más elástico. Además, se enseña a hacer uso de la velocidad de enfriamiento variable y la contracción de las secciones de una pieza moldeada con un grosor de pared variable.

El documento US 2006/163515 A1 enseña una válvula de pistón para controlar el flujo de líquido a través de un dispositivo de manipulación de fluidos sin aguja. La carcasa y el pistón se moldean por separado a través de un proceso de moldeo de dos disparos. La carcasa se puede crear usando sobremoldeo donde las dos partes de la carcasa se moldean juntas y se tratan como una sola unidad, de modo que solo la carcasa y el pistón deben ensamblarse después del moldeado.

Compendio de la invención

El objetivo de la presente invención consiste en aliviar al menos algunos de los problemas arriba mencionados. Esto se logra al producir una válvula de cruce de dos componentes que se moldea por inyección en dos etapas sin necesidad de ensamblaje después del procedimiento de moldeo por inyección.

Esta válvula de cruce de dos componentes para controlar el flujo de fluido a través de dicha válvula de cruce comprende:

- una carcasa de válvula, comprendiendo dicha carcasa de válvula una entrada de fluido, un cuerpo y una salida de fluido;

- un tapón, comprendiendo dicho tapón una pared y un canal de abertura que se extiende a través de dicho tapón, y;

- dicho tapón se coloca dentro del cuerpo de dicha carcasa de válvula;

- siendo dicho tapón desplazable coaxialmente dentro de dicha carcasa de válvula por lo que la válvula de cruce puede abrirse o cerrarse al flujo de fluido;

- en donde dicha válvula de cruce de dos componentes comprende medios de sellado para sellar dicha válvula de cruce cuando está abierta al flujo de fluido, dichos medios de sellado adoptan la forma de variaciones en el área de sección transversal de dicho tapón a lo largo de dicho tapón.

La válvula de cruce de dos componentes (en la técnica a veces denominada grifos en T) es una construcción de válvula conocida, pero anteriormente no ha sido posible construirla de modo que no requiera un sellador viscoso, como silicona, para eliminar el riesgo de fugas cuando la válvula está abierta. Sin embargo, la incorporación de cambios en el área de sección transversal del tapón proporciona un mecanismo de sellado que permite la omisión de un sellador viscoso.

La variación en el área de sección transversal del tapón puede adoptar diferentes formas. Por ejemplo, puede ser un cambio local en una tira pequeña o puede ser un cambio más gradual a lo largo del tapón.

La válvula de cruce se diseña para controlar el flujo de un fluido a través de la propia válvula. Por fluido se entiende un líquido o un gas.

En una realización de la invención, las variaciones en el área de sección transversal de dicho tapón adoptan la forma de aumentos locales en dicha área, donde el tapón comprende una o más ranuras de sellado.

Dichas ranuras de sellado pueden adoptar muchas formas. Por ejemplo, pueden tener paredes laterales redondeadas o más empinadas. Pueden tener un ancho variable, y también el número de dichas ranuras de sellado puede diferir entre las realizaciones de la invención. Las ranuras de sellado tendrán una forma tal que coincidan con un labio de sellado en la carcasa de válvula de la válvula de cruce, por lo que dicha ranura de sellado y dicho labio de sellado pueden enclavarse. Así, las ranuras de sellado ofrecen un cambio en la dirección del material, por lo que se extiende a través de cualquier holgura que pueda aparecer entre el tapón y la carcasa de válvula y que pueda provocar fugas por la parte superior o inferior del cuerpo de la carcasa de válvula. La ranura de sellado y el labio de sellado de enclavamiento se convierten en un fuerte punto de sellado de la válvula de cruce y se pueden fabricar directamente con los mismos materiales con los que se moldean por inyección el tapón y la carcasa de válvula, respectivamente.

En otra realización de la válvula de cruce de dos componentes, las variaciones en el área de sección transversal de dicho tapón adoptan la forma de disminuciones locales en dicha área, donde el tapón comprende uno o más labios de sellado.

Al igual que las ranuras de sellado, los labios de sellado pueden adoptar muchas formas. Por ejemplo, pueden tener paredes laterales redondeadas o más empinadas. Además, los labios de sellado pueden tener un ancho variable, y el número de dichos labios de sellado también puede diferir entre las realizaciones de la invención. Los labios de sellado tendrán una forma tal que coincidan con un labio de sellado en la carcasa de válvula de la válvula de cruce, por lo que dicha ranura de sellado y dicho labio de sellado pueden enclavarse. Así, las ranuras de sellado ofrecen un cambio en la dirección del material, por lo que se extiende a través de cualquier holgura que pueda aparecer entre el tapón y la carcasa de válvula y que pueda provocar fugas por la parte superior o inferior del cuerpo de la carcasa de válvula.

El labio de sellado y la ranura de sellado de enclavamiento crean fuertes puntos de sellado de la estructura y se pueden fabricar directamente con los mismos materiales con los que se moldean por inyección el tapón y la carcasa de válvula, respectivamente.

Los labios de sellado y las ranuras de sellado son capaces de proporcionar un sello mientras que son lo suficientemente pequeños como para provocar tan poca resistencia que aún será fácil para un usuario cambiar la posición del tapón dentro de la carcasa de válvula para abrir o cerrar la válvula de cruce. Por lo tanto, estos sellos de enclavamiento proporcionan suficiente resistencia para que el tapón se mantenga en su lugar, cuando el usuario se mueve, por lo que se reduce el riesgo de apertura involuntaria. También pueden proporcionar al usuario una respuesta táctil de la válvula en posición abierta o cerrada. Además, es posible obtener estos efectos manteniendo dichos labios de sellado y ranuras de sellado lo suficientemente pequeños como para evitar que el movimiento del tapón dentro de la carcasa de válvula requiera una gran fuerza con los dedos, lo que puede ser importante para usuarios mayores o discapacitados.

En una realización de la invención, las variaciones en el área de sección transversal adoptan la forma de uno o más aumentos a lo largo de la dirección longitudinal de una sección de dicho tapón además de cualquier cambio de área provocado por dichos labios de sellado o dichas ranuras de sellado.

Un aumento del área de sección transversal, como una forma cónica, también contribuye al sellado de la válvula de cruce. Se consigue un sellado más fuerte, si el tapón se forma de manera que se expanda, moviéndolo de manera que la región más ancha del tapón fuerce los lados de dicho tapón con más fuerza contra el interior del cuerpo de la carcasa de válvula.

La expansión del área de sección transversal puede extenderse a lo largo de toda la longitud del tapón. Alternativamente, el área de sección transversal puede extenderse a lo largo de una o más secciones de la longitud del tapón, por ejemplo, la mitad o un cuarto de la longitud. De manera similar, sería posible tener dos secciones separadas del tapón que comprendan un aumento del área de sección transversal. Además, tales secciones pueden diseñarse para comprender un aumento en el área de sección transversal en direcciones opuestas entre sí.

En una realización de la invención, la válvula de cruce comprende una geometría de sección transversal ovalada de dicho tapón. El interior del cuerpo de válvula tendrá una sección transversal ovalada coincidente, mientras que el exterior del cuerpo puede tener cualquier forma, por ejemplo, puede comprender ligeros entrantes para proporcionar un mejor agarre para el usuario o tener otra forma por razones puramente estéticas sin que influya en la geometría interior del cuerpo de válvula o los beneficios de la misma.

Para facilitar el uso de la válvula de cruce es necesario evitar que el tapón pueda girar dentro del cuerpo de la carcasa de válvula. La rotación del tapón podría hacer que el canal de abertura dentro del tapón se desalinee con la entrada y la salida de fluido de la carcasa de válvula. Esto puede disminuir el flujo del fluido a través de la válvula o incluso hacer que se bloquee por completo incluso cuando la válvula de cruce se configura para estar abierta.

En la técnica, es común utilizar un tapón que tiene una geometría de base circular y dotarlo de un solo lado plano para impedir cualquier rotación. Sin embargo, dicho lado plano se convierte en una región con mayor riesgo de fugas.

La geometría de sección transversal ovalada obstruye la rotación del tapón dentro de la carcasa de válvula sin introducir bordes afilados o superficies planas que puedan comprender un mayor riesgo de fuga.

La ovalidad del cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110 es tal que el eje más largo es perpendicular al flujo de fluido a través de la válvula de cruce 100. Esta geometría aumenta el efecto de sellado de la válvula de cruce a medida que disminuye la curvatura en las aberturas de entrada de fluido y salida de fluido, por lo que dichas aberturas quedan bloqueadas por el tapón más a fondo. Es más probable que un fluido se filtre en una holgura entre la carcasa de válvula y el tapón en el punto de mayor curvatura.

Aumentar el área de sección transversal del tapón y el cuerpo de válvula también disminuiría la curvatura del tapón en la abertura de la entrada de fluido, pero eso también aumentaría el tamaño total de la válvula de cruce. La sección transversal ovalada brinda los beneficios de una curvatura más baja mientras mantiene una huella pequeña para la válvula de cruce.

En el contexto particular, donde la válvula de cruce se conecta a una bolsa de orina, es especialmente importante que dicha válvula de cruce sea pequeña y discreta, así como fácil de operar. Poder colocar la bolsa sobre el cuerpo del usuario de manera discreta, donde pueda ocultarse fácilmente, por ejemplo debajo de la ropa, es importante para que los usuarios no se sientan expuestos. Esto solo se puede lograr si la válvula de cruce es compacta.

En una realización preferida de la invención, el eje largo de la sección transversal ovalada entre 1,01 y 1,3 veces mayor que el eje corto.

En una más realización preferida de la invención, el eje largo de la sección transversal ovalada entre 1,03 y 1,06 veces mayor que el eje corto.

En una realización de la invención, dicho tapón comprende dos rebordes colocados a cada lado de dicho cuerpo de dicha carcasa de válvula. Preferiblemente, los rebordes se colocan en cualquier extremo del tapón.

Si una válvula de cruce se produce en dos componentes, que deben ensamblarse posteriormente, no es posible tener más de un reborde moldeado por inyección en el tapón, ya que impediría que dicho tapón entre a la carcasa de válvula.

Tener dos rebordes en el tapón presenta varios beneficios. En primer lugar, los rebordes evitan que el tapón se suelte de la carcasa de válvula. Si es posible que el tapón se suelte por completo, se puede dejar caer. Si se cae, el tapón puede perderse e incluso si no es así, volver a insertarlo en la carcasa de válvula podría provocar un riesgo higiénico. Además, un sello que depende de un sellador viscoso puede volverse menos eficiente si el tapón se retira por completo y entra en contacto con entornos externos desfavorables. En segundo lugar, los rebordes evitan que el usuario presione el tapón a través de la carcasa de válvula más de lo previsto. Si se empujara demasiado el tapón, se bloquearía parcialmente el flujo de fluido a través del canal de abertura del tapón. Además, la válvula de cruce se diseña para garantizar la estanqueidad del sistema en la posición abierta. Las características de sellado, por ejemplo, los labios de sellado, se pueden colocar de manera más favorable cuando se conoce la posición abierta exacta de la válvula de cruce. Cuando se utilizan dichos medios de sellado, empujar demasiado el tapón a través de la carcasa de válvula aumentaría el riesgo de fugas.

En tercer lugar, los rebordes proporcionan al usuario un área más grande para aplicar presión al abrir o cerrar la válvula de cruce. A su vez, esto significa que la contrapresión se entrega a un área más grande del usuario. Esto significa que el usuario experimentará una fuerza menor por área sobre sí mismo, lo que reducirá el riesgo de daño o dolor en los tejidos.

Si se vuelve a usar el ejemplo de la válvula de cruce que se usa para drenar una bolsa de orina, es posible que dicho drenaje deba realizarse en espacios concurridos, por ejemplo, baños de aviones, por lo que es importante que el mecanismo para abrir y cerrar la válvula de cruce es simple de operar. Además, un número significativo de usuarios están discapacitados y tienen habilidades de movilidad reducidas, y por lo tanto, se vuelve muy importante un uso fácil que requiera un mínimo de fuerza en los dedos y que no tenga bordes afilados. Además, la invención cubre un método para crear una válvula de cruce de dos componentes que comprende:

- Moldeo por inyección de un primer componente seguido de moldeo por inyección de un segundo componente ya sea en forma de moldeo interior o sobremoldeo, por lo que el primer componente participa en la conformación del segundo componente;

- en donde la contracción de los componentes primero y segundo después del moldeo durante el enfriamiento de los materiales se utiliza para mejorar el sellado de dicha válvula de cruce a medida que el segundo componente se moldea de tal manera que al menos una parte del primer componente restringe la dirección de la contracción de dicho segundo componente;

- en donde no se realiza el ensamblaje de la válvula de cruce de dos componentes después de moldear dicha válvula.

El moldeo por inyección es un método conocido en la técnica de producir diversos componentes. Lo mismo ocurre en el caso de moldeado interior y sobremoldeado. Sin embargo, el método no se ha utilizado previamente para la producción de válvulas cruzadas de dos componentes ya que no ha sido posible mantener la estanqueidad de dichas válvulas sin la adición de un sellador viscoso.

El moldeo por inyección de los componentes primero y segundo de la válvula de cruce de dos componentes directamente entre sí, como se hace con el moldeo interior o sobremoldeado, tiene la ventaja de que la válvula de cruce se ensambla durante el procedimiento de fundición sin necesidad de etapas adicionales. Esto conduce a una disminución significativa de los costes de producción, ya que se puede prescindir de una persona o una máquina de ensamblaje.

Es posible obtener una válvula de cruce estanca mediante moldeo por inyección con moldeo interior o exterior debido a los labios de sellado y las ranuras de sellado, así como a las regiones de expansión a lo largo del tapón. La contracción del material moldeado por inyección se ha tenido en cuenta en el diseño de las piezas producidas y juega un papel integral para garantizar que el producto final esté realmente sellado.

En una realización de la invención, dicho primer componente a moldear por inyección es dicha carcasa de válvula, y el tapón se moldea por inyección dentro de dicha carcasa de válvula utilizando dicha carcasa de válvula como un molde, por lo que el método es moldeo interior.

El moldeado interior de la válvula de cruce de dos componentes hace que el tapón se contraiga separándose de la carcasa de válvula durante el enfriamiento. En este caso, la contracción disminuye la presión a lo largo del tapón y la carcasa de válvula, por lo que se minimiza la fuerza necesaria para mover el tapón mientras se mantiene la estanqueidad de válvula de cruce.

En una realización de la invención, dicho primer componente a moldear por inyección es dicho tapón, y dicha carcasa de válvula se moldea por inyección alrededor de dicho tapón a modo de sobremoldeo.

El sobremoldeo de la válvula de cruce de dos componentes hace que la carcasa de válvula se contraiga hacia adentro alrededor del tapón. Esta contracción significa una mayor fuerza entre el interior de la carcasa de válvula y el exterior del tapón, por lo que se reduce el riesgo de fugas.

En una realización de la invención, el método para crear una válvula de cruce de dos componentes implica que el segundo componente se moldea de tal manera que una parte del primer componente funciona como tope que restringe la dirección en la que el material de dicho segundo componente puede contraerse durante el enfriamiento.

Si no hay influencia externa en un componente moldeado por inyección, se contraerá hacia su centro a medida que se enfría y endurece. Sin embargo, esto limita las formas en que se puede diseñar un segundo componente a moldear basado en un primer componente, ya que siempre estará sesgado de una manera específica con respecto a la primera parte. Al moldear los componentes de tal manera que parte del primer componente, que funciona como molde para el segundo componente, está en contacto con el segundo componente en una superficie significativa, se puede controlar la dirección en la que se contrae el segundo componente. Esto permite la posibilidad de diferentes diseños en comparación con el segundo componente que solo puede contraerse hacia el medio.

Breve lista de los dibujos

A continuación, se describen realizaciones de ejemplo según la invención, donde

La Fig. 1 es una bolsa de orina con una válvula de cruce conectada a un tubo de salida.

La Fig. 2 es una válvula de cruce según la invención mostrada en perspectiva.

La Fig. 3 es un tapón de la válvula de cruce según una variante de la invención que se muestra en perspectiva. La Fig. 4a es una vista en sección transversal de una válvula de cruce abierta según la invención.

La Fig. 4b es una vista en sección transversal de una válvula de cruce según la invención.

La Fig. 5 es una vista en sección transversal de una válvula de cruce abierta según la invención mostrada en perspectiva.

La Fig. 6 es una válvula de cruce según la invención mostrada en una vista desde arriba.

La Fig. 7a, la Fig. 7b y la Fig. 7c muestran una sección transversal del tapón en dos variantes diferentes según la invención.

La Fig. 8 muestra los labios de sellado en un primer plano de la sección transversal según una variante de la invención.

Las Figs. 9 a-d son bocetos de diferentes variantes de colocación, número y forma del labio de sellado. Las Figs. 10a y la Fig. 10b ilustran el efecto de sellado de la contracción del material de la válvula de cruce durante el enfriamiento.

La Fig. 11 es una ilustración del flujo de proceso de moldeo interior de la válvula de cruce.

La Fig. 12 es una ilustración del flujo de proceso de moldeo exterior de la válvula de cruce.

Descripción detallada de los dibujos

A continuación, la invención se describe en detalle a través de realizaciones de la misma que no deben considerarse como limitativas del alcance de la invención, que se define en las reivindicaciones adjuntas. La Fig. 1 es un boceto de la bolsa de orina 10 con una válvula de cruce 100 conectada a un tubo de salida 13. Este es un uso común de la válvula de cruce 100, pero se puede conectar a muchos otros sistemas de fluidos, donde una válvula estanca es útil para la liberación controlada del fluido desde un recipiente.

En el caso de una bolsa de orina 10, es común tener un tubo de entrada 11 que se puede conectar a un catéter (no mostrado). El tubo de entrada 11 permite que fluya fluido hacia la bolsa 12, donde se acumulará mientras la válvula de cruce 100 esté cerrada. La válvula de cruce 100 se coloca en un tubo de salida 13. Una vez que el usuario desee drenar el contenido de la bolsa 12, se puede abrir la válvula de cruce 100 y drenar el fluido. La Fig. 2 muestra una válvula de cruce 100 según la invención. La válvula de cruce 100 comprende una carcasa de válvula 110 y un tapón 150.

La carcasa de válvula 110 comprende una entrada de fluido 120 que puede adoptar muchas formas diferentes dependiendo del sistema al que se va a conectar. Por lo tanto, la función de la entrada de fluido 120 es permitir la conexión de la válvula de cruce 100 al contenedor de fluido 10 (no mostrado) del que se debe bloquear o liberar un fluido.

La carcasa de válvula 110 comprende además una salida de fluido 140. La salida de fluido 140 también puede adoptar diversas formas. En una realización preferida, la salida de fluido 140 es lo suficientemente larga como para permitir que el usuario descanse un dedo debajo de ella sin que nada del fluido se derrame sobre dicho dedo. Además, en una realización preferida de la invención, la abertura 142 de la salida de fluido 140 se angula para mejorar el control del flujo de fluido por parte del usuario.

El cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110 rodea un tapón 150. Dicho tapón 150 se puede mover hacia arriba o hacia abajo dentro de la carcasa de válvula 100 (ilustrado por las flechas A y B, respectivamente) para abrir o cerrar el flujo de fluido a través de la válvula de cruce 100. En diferentes realizaciones de la invención, se puede invertir la dirección de movimiento del tapón 150 que provoca la apertura y el cierre, respectivamente, de la válvula de cruce 100.

En una realización preferida de la invención, ambos componentes de la válvula de cruce de dos componentes 100 se fabrican a partir de uno o más materiales que pueden moldearse por inyección, por ejemplo, plástico. En algunas realizaciones, ambos componentes de la válvula de cruce 100 de dos componentes pueden fabricarse a partir del mismo material. En otros aspectos de la invención, se producen a partir de diferentes materiales. De manera similar, la invención no está restringida a que todas las partes de la carcasa de válvula 110 o del tapón 150 se hagan del mismo material.

La Fig. 3 muestra el tapón 150 de la válvula de cruce solo sin la carcasa de válvula circundante 110. El tapón 150 comprende un tubo 152 con un canal de abertura total 170. Cuando la válvula de cruce 100 está abierta, el canal de abertura 170 se coloca de manera que esté al menos parcialmente en línea con la entrada de fluido 120 (no se muestra) y la salida de fluido 140 (no se muestra) de la carcasa de válvula 110 (no se muestra) tal que el fluido pueda pasar desde dicha entrada de fluido 120 a través del canal de abertura 170 hasta dicha salida de fluido 140.

El área de sección transversal del canal de abertura 170 puede variar para diferentes realizaciones de la invención. En una variante preferida, el área de sección transversal es similar a la de las respectivas aberturas interiores de la entrada de fluido 124 y la salida de fluido 144, pero en otras realizaciones de la invención el área de sección transversal del canal de abertura 170 puede ser más pequeño o más grande que eso.

El propio tapón 150 puede ser hueco aparte de las paredes laterales del canal de abertura 170 para disminuir el peso de la válvula de cruce 100. En otra realización de la invención, no es necesario que el tapón 150 sea hueco. El tapón 150 puede ser macizo o parcialmente hueco con estructuras estabilizadoras en su interior.

En una realización preferida de la invención, el tapón 150 se equipa con dos rebordes 153, 153' colocados en cada extremo del tapón 150. Estos rebordes 153, 153' proporcionan al usuario un área mayor para aplicar presión al cambiar la posición de la válvula de cruce que a su vez aumenta el área del dedo del usuario que recibe una contrapresión correspondiente, por lo que se reduce el riesgo de dolor o daño físico. Además, los rebordes 153, 153' evitan que el tapón sea presionado más de lo previsto a través de la carcasa de válvula. Por lo tanto, los rebordes 153, 153' ayudan a guiar las posiciones abierta y cerrada de la válvula de cruce, lo que permite un diseño más eficiente de los elementos de sellado de la válvula de cruce, ya que pueden coincidir específicamente con las posiciones.

Los rebordes 153, 153' pueden ser anillos en el borde del tapón 150 como se muestra en la Fig. 3, o pueden tomar diferentes geometrías, por ejemplo, una placa completa en los extremos del tapón 150 o superficies redondeadas en dichos extremos.

Además, los rebordes 153, 153' funcionan como topes para el tapón 150, reduciendo así el riesgo de que el tapón 150 se suelte de la carcasa de válvula 110 y se caiga.

Uno de los rebordes 153 puede equiparse con un marcador táctil 157 para ayudar a los usuarios con problemas de visión a determinar qué extremo debe presionarse para abrir o cerrar la válvula de cruce 100. Tal marcador táctil 157 puede adoptar la forma de un pequeño entrante como se muestra en el ejemplo de la Fig. 3. Alternativamente, el marcador táctil 157 puede ser una pequeña protuberancia en el reborde 153. También se prevé que dicho marcador táctil 157 pueda adoptar la forma de un primer reborde 153 que sea de un material diferente al de un segundo reborde 153'.

El tapón 150 puede comprender una o más secciones, en donde el área de sección transversal de dicho tapón 150 cambia a lo largo de la longitud del tapón. Esto puede lograrse, por ejemplo, aumentando el grosor de la pared 160 del tapón 150 a lo largo de la sección. Dicha sección puede incluir toda la longitud del tapón 150.

En algunas realizaciones, la pared 160 del tapón 150 puede comprender uno o más labios de sellado 165, ranuras de sellado 166 o una combinación de ambos.

La Fig. 4a muestra una vista en sección transversal de una válvula de cruce abierta 100 abierta según la invención. El tapón 150 ha sido presionado hasta que el cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110 detenga el reborde 153. En la posición mostrada, el canal de abertura 170 se alinea con las aberturas interiores de la entrada de fluido 124 y la salida de fluido 144, respectivamente, por lo que se permite un flujo de fluido a través de la válvula de cruce 100. En esta situación, un fluido entra a la válvula de cruce 100 en la abertura exterior de la entrada de fluido 122, atraviesa la válvula de cruce 100 a través del canal de abertura 170 y sale de la válvula a través de la abertura exterior de fluido de la salida 142.

Se prevé que otras realizaciones de la invención puedan tener un tope separado en el tapón 150 mediante el que la válvula de cruce 100 se abre en una posición diferente a la que se muestra en la Fig. 4a, donde el reborde 153 está en contacto con la carcasa de válvula 110.

La Fig. 4b muestra una vista en sección transversal de una válvula de cruce 100 cerrada según la invención. El tapón 150 ha sido presionado hasta que el cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110 detiene el reborde 153'. En la posición mostrada, la entrada de fluido 120 y la salida de fluido 140 son bloqueadas por la pared 160 del tapón 150, por lo que se impide el flujo de fluido a través de la válvula de cruce 100.

Aunque se muestra que tiene el reborde 153' en contacto con la carcasa de válvula 110, es evidente que la válvula de cruce 100 está cerrada antes de esta posición. Por lo tanto, la posición extrema, donde el reborde 153' está en contacto con la carcasa de válvula 110, no es la única realización prevista de una válvula de cruce 100 cerrada según la invención.

La Fig. 5 es una vista en sección transversal de una válvula de cruce abierta según la invención mostrada en perspectiva. Esta vista complementa la Fig. 4a al revelar la forma del canal de abertura 170 en el tapón 150, lo que hace más evidente cómo la apertura de la válvula de cruce 100 permite el flujo de fluido.

La Fig. 6 es una válvula de cruce 100 según la invención mostrada en una vista desde arriba. Desde este ángulo, es más claramente visible que la abertura de la salida de fluido 142 está angulada. Además, la vista de la válvula de cruce desde este ángulo muestra que el área de sección transversal del cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110 así como el tapón 150 son ligeramente ovalados. Las líneas discontinuas d, D se añaden como guía para que el ojo acentúe la diferencia de longitud de los dos ejes, siendo la forma ovalada que surge de D más larga que d. En diferentes realizaciones de la invención, la diferencia entre los ejes de la sección transversal puede diferir para hacer que la ovalidad sea más o menos pronunciada. En una realización preferida, la relación del eje largo (D) al eje corto (d) está entre 1,01 y 1,3. En una realización aún más preferida de la invención, el eje largo (D) es entre 1,03 y 1,06 veces mayor que el eje corto (d).

La forma ovalada del tapón 150 garantiza que no pueda girar dentro del cuerpo de válvula 110. Por lo tanto, no hay riesgo de que el tapón esté en la posición donde la válvula de cruce 100 debe abrirse pero donde el canal de abertura 170 ha girado alejándose de las aberturas interiores de la entrada de fluido 124 y la salida de fluido 144 (tampoco visto en este ángulo), por lo que el flujo de fluido aún estaría bloqueado.

En una realización preferida de la invención, la orientación del óvalo es tal que los lados más largos miran hacia la entrada de fluido 120 y la salida de fluido 140. Esta configuración ayuda a asegurar el sellado del canal de abertura 170 en el estado cerrado de la válvula de cruce 150. La curvatura del cuerpo 130 y el tapón 150 debe coincidir exactamente para garantizar que el fluido no pueda acceder a una posible holgura entre dicho tapón 150 y dicho cuerpo 130. Tener el lado más plano de la geometría ovalada frente a la entrada de fluido 120 permite una región menos curva para crear el sello entre la válvula 110 y el tapón 150.

La Fig. 7a y la Fig. 7b muestran secciones longitudinales del tapón 150 en dos variantes diferentes según la invención. Las figuras ilustran cómo se aumenta el área de sección transversal a lo largo de una sección longitudinal (marcada por la flecha M) del tapón 150. En la Fig. 7a, la sección, donde se incrementa el área de sección transversal, se extiende desde un primer extremo del tapón 150 hasta el canal de abertura 170. En la Fig. 7b, la sección donde se incrementa el área de sección transversal, se extiende a lo largo de toda la longitud del tapón 150. Estas dos variaciones son solo ejemplos de la estructura. Se prevén realizaciones en las que la región de expansión se extiende a lo largo de cualquier otra fracción de la longitud del tapón 150. De manera similar, la cantidad de aumento en el área de sección transversal puede diferir entre las realizaciones.

La Fig. 7c muestra que el tapón 150 puede sostener múltiples secciones M, M' dentro de las cuales el área de sección transversal aumenta según la invención. La cantidad de aumento en el área de sección transversal a lo largo de una sección M,M' puede ser la misma pero no está restringida a ser idéntica dentro de una realización tal como puede variar entre las realizaciones de la invención.

El aumento del área de sección transversal contribuye al sellado de la válvula de cruce 100, cuando está en el estado cerrado. Cuando el tapón 150 se mueve llevando así la válvula de cruce 100 del estado abierto al cerrado, el aumento en el área de sección transversal del tapón 150 hace que las paredes 160 del tapón 150 presionen cada vez más contra el interior del cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110, por lo que se mejora la resistencia del sello.

A medida que la válvula de cruce de dos componentes se crea mediante moldeo interior o sobremoldeado, las formas del tapón 150 y la carcasa de válvula 110 (no mostrada) se seguirán entre sí. Por lo tanto, exhibirán aumentos correspondientes en el área de sección transversal, y ambos componentes contribuyen al efecto.

La Fig. 8 muestra un conjunto de labios de sellado 165, 165' en el cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110 y las correspondientes ranuras de sellado 166, 166' en la pared 160 del tapón 150 en un primer plano en sección longitudinal según una variante de la invención. Los labios de sellado 165, 165' y las ranuras de sellado 166, 166' se enclavan, por lo que se logra un sellado fuerte. Incluso si parte del fluido entra en una holgura entre el cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110 y el tapón 150, los labios de sellado 165, 165' crearán un bloqueo para el fluido.

Las Figs. 9 a-d esbozan diferentes realizaciones de labios de sellado 165 o ranuras de sellado 166 en el interior del cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110. El número de labios de sellado 165 o ranuras de sellado 166 así como su geometría y colocación varían entre diferentes realizaciones.

La Fig. 9a muestra dos labios de sellado 165, 165' que sobresalen del interior del cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110 y se colocan a cada lado de las aberturas interiores de la entrada de fluido 124 y la salida de fluido 144. Un primer labio de sellado 165 se coloca muy cerca de las aberturas interiores de la entrada de fluido 124 y la salida de fluido 144, mientras que un segundo labio de sellado 165' se ubica cerca del extremo del cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110.

La Fig. 9b muestra dos labios de sellado 165, 165' colocados a ambos lados de las aberturas interiores de la entrada de fluido 124 y la salida de fluido 144, respectivamente. Ambos labios de sellado 165, 165' se colocan muy cerca de las aberturas interiores 124, 144.

Las Figs. 9a-b son dos ejemplos de colocaciones de pares de labios de sellado 165, 165'. Muchas otras constelaciones, en las que se colocan diferentes números de labios de sellado 165, 165' en otras posiciones a lo largo del cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110, pueden usarse dentro del alcance de la invención.

Por ejemplo, la válvula de cruce 100 puede comprender labios de sellado 165, 165' y ranuras de sellado 166, 166' distribuidos en el interior del cuerpo 130 y la pared exterior 160 del tapón 150 de tal manera que se enclavan en diferentes constelaciones, cuando la válvula de cruce 100 está abierta y cerrada, respectivamente. Por ejemplo, un primer labio de sellado 165 puede enclavarse con una primera ranura de sellado 166, cuando la válvula de cruce 100 está cerrada. Cuando la válvula de cruce 100 está en la posición abierta preferida, el primer labio de sellado 165 se enclavará con una segunda ranura de sellado 166' en su lugar.

La Fig. 9c muestra cuatro labios de sellado 165, 165', 165", 165" colocados en dos pares cerca uno del otro. Un primer par de labios de sellado 165, 165' se coloca cerca de un primer extremo del cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110, mientras que un segundo par de labios de sellado 165", 165" se ubica cerca de un segundo extremo del cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110.

Los labios de sellado ilustrados en la Fig. 9c son más pequeños que los que se muestran en las Fig. 9a-b, ya que tener dos labios de sellado más pequeños 165, 165' colocados cerca uno del otro puede aumentar el efecto de sellado sin aumentar significativamente la fuerza requerida para mover el tapón 150 dentro de la carcasa de válvula 110. Sin embargo, los labios de sellado 165 y las ranuras de sellado 166 pueden tener cualquier dimensión dentro del alcance de la invención independientemente de si se colocan en pares o cómo se distribuyen a lo largo del cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110.

La Fig. 9d muestra el cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110 en una vista en sección transversal. El interior del cuerpo 130 comprende una única ranura de sellado 166 colocada cerca de la parte superior de dicho cuerpo 130. Este ejemplo aclara que la ranura de sellado 166 se puede colocar en el cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110. Entonces el labio de sellado 165 se colocará correspondientemente en la pared exterior 160 del tapón 150 (no mostrado). Como es el caso de los labios de sellado 165 ilustrados en las Figs. 9a-c, la ranura de sellado 166 se puede colocar en cualquier posición a lo largo del cuerpo 130, al igual que puede haber cualquier número de ranuras de sellado 166, 166', y pueden variar en tamaño.

Todos los ejemplos de la Fig. 9 ilustran que puede haber diferentes variantes y no deben verse como limitantes; Tanto el número de labios de sellado 165 como las ranuras de sellado 166, su colocación y su tamaño pueden variar aún más, desde un solo labio de sellado 165 y una sola ranura de sellado 166 hasta cubrir la superficie completa.

Las Figs. 10a y 10b ilustran cómo el hecho de que el material de la válvula de cruce 100 se contraiga después del moldeo por inyección puede usarse para aumentar la resistencia del sello entre un labio de sellado enclavado 165 y una ranura de sellado 166. La válvula de cruce de dos componentes 100 se fabrica mediante un proceso de moldeo por inyección que tiene lugar en dos etapas. Un componente se moldea por inyección primero, y el segundo componente se moldea por inyección posteriormente mientras se usa dicho primer componente como molde. Ambos componentes experimentarán una contracción cuando el material se enfríe. La mayor parte de esta contracción tendrá lugar inmediatamente después del moldeo por inyección, por lo que el primer componente estará cerca o habrá alcanzado su geometría final cuando se utilice como molde para el segundo componente.

En el caso de que la carcasa de válvula 110 se moldee por inyección primero, se habrá contraído la mayor parte de la contracción total cuando se use como molde para el tapón 150. En el ejemplo ilustrado, el cuerpo 130 de la carcasa de válvula 110 comprende un labio de sellado 165. El tapón 150 se moldea dentro del cuerpo 130 y será moldeado por inyección con una ranura de sellado correspondiente 166. El lado de la pared del tapón 130 que mira hacia el cuerpo 130 se muestra discontinuo para distinguir más fácilmente las dos líneas en el boceto. Se muestra una pequeña distancia entre la carcasa de válvula 110 y el tapón 150 para permitir que se distingan visualmente. En la válvula de cruce 100 de dos componentes real, esta holgura se minimiza.

Una vez que el tapón 150 ha sido moldeado dentro de la carcasa de válvula 110, se contraerá. Si no se toman medidas para controlar la contracción, se producirá en la dirección hacia el centro de la estructura (ilustrado por la flecha H). Cuando se produce esta contracción, la ranura de sellado 166 se desplazará ligeramente en la dirección de la contracción (flecha H). Este cambio hará que se forme un ligero hueco 168 en un lado del labio de sellado 165. Simultáneamente, cualquier holgura en el otro lado del labio de sellado 165 disminuirá a medida que la contracción tira del interior de la ranura de sellado 166 aún más cerca del lado del labio de sellado 165.

La Fig. 11 ilustra el método para producir una válvula de cruce 100 de dos componentes (no mostrada). El proceso utilizado es el moldeo por inyección en dos etapas, en el que primero se moldea por inyección la carcasa de válvula 110, y el tapón 150 se moldea por inyección en su interior utilizando la carcasa 110 como molde, es decir, moldeo interior. El proceso se ilustra mediante un diagrama de flujo de las principales etapas involucradas.

En la primera etapa 210 del proceso, la carcasa de válvula 110 se moldea por inyección. Luego, la carcasa de válvula 110 se puede reposicionar 215, es decir, mover y/o reorientar, para que esté en una posición adecuada para la segunda etapa 220. Se puede prescindir de la etapa de reposicionar 215 si la carcasa de válvula 110 está en la posición deseada inmediatamente después de la producción. La segunda etapa 220 es el moldeo por inyección del tapón 150. El tapón 150 se moldea por inyección directamente dentro de la carcasa de válvula 110 que, por lo tanto, funciona como molde para el tapón 150.

Entre la primera etapa 210 y la segunda etapa 220, pasa algún tiempo (ilustrado por la flecha S). Durante este tiempo, la carcasa de válvula 110 se enfría después de haber sido moldeada por inyección, y durante este proceso de enfriamiento dicha carcasa de válvula 110 sufrirá contracción. La mayor parte de la contracción ocurre inmediatamente después del moldeado, pero puede seguir contrayéndose a un ritmo menor después de que haya terminado el período de tiempo (S). El posible reposicionamiento 215 de la carcasa de válvula 110 tiene lugar dentro del período de tiempo (S).

Después de la segunda etapa 220, donde se moldea por inyección el tapón 150, hay otro período de tiempo (ilustrado por la flecha T), en donde el tapón 150 se enfría y donde tiene lugar la contracción de dicho tapón 150. Una vez que ha finalizado el enfriamiento del material moldeado por inyección del tapón 150, la producción finaliza y no hay más etapas de ensamblaje o procesamiento posterior de la válvula de cruce 100. Ambos componentes de la válvula de cruce de dos componentes pueden continuar contrayéndose después de las etapas de producción ilustradas.

Obsérvese que las longitudes de las flechas T y S que denominan los períodos de tiempo no son representativas de la duración de dichos períodos de tiempo.

La Fig. 12 ilustra el método para producir una válvula de cruce 100 de dos componentes (no mostrada). El proceso utilizado es el moldeo por inyección en dos etapas, en el que primero se moldea por inyección el tapón 150, y la carcasa de válvula 100 se moldea por inyección alrededor de él utilizando el tapón 150 como molde, es decir, moldeo interior, es decir, sobremoldeo. El proceso se ilustra mediante un diagrama de flujo de las principales etapas involucradas.

En la primera etapa 310 del proceso, el tapón 150 se moldea por inyección. Luego, el tapón 150 se puede reposicionar 315, es decir, mover y/o reorientar, para que esté en una posición adecuada para la segunda etapa 320. Se puede prescindir de la etapa de reposicionar 315 si el tapón 150 está en la posición deseada inmediatamente después de la producción. La segunda etapa 320 es el moldeo por inyección de la carcasa de válvula 110. La carcasa de válvula 110 se moldea por inyección directamente alrededor del tapón 150 que, por lo tanto, funciona como molde para la carcasa de válvula 110.

Entre la primera etapa 310 y la segunda etapa 320, pasa algún tiempo (ilustrado por la flecha S). En este tiempo, el tapón 150 se enfría después de haber sido moldeado por inyección, y durante este proceso de enfriamiento dicho tapón 150 sufrirá contracción. La mayor parte de la contracción ocurre inmediatamente después del moldeado, pero puede seguir contrayéndose a un ritmo menor después de que haya terminado el período de tiempo (S). El posible reposicionamiento 315 del tapón 150 tiene lugar dentro del período de tiempo (S).

Después de la segunda etapa 320, donde se moldea por inyección la carcasa de válvula 110, hay otro período de tiempo (ilustrado por la flecha T), en donde el tapón de válvula 150 se enfría y donde tiene lugar la contracción de dicho tapón 150. Una vez que ha finalizado el enfriamiento del material moldeado por inyección de la carcasa de válvula 110, la producción finaliza y no hay más etapas de ensamblaje o procesamiento posterior de la válvula de cruce 100. Ambos componentes de la válvula de cruce de dos componentes pueden continuar contrayéndose después de las etapas de producción ilustradas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una válvula de cruce de dos componentes (100) para controlar el flujo de fluido a través de dicha válvula de cruce (100), comprendiendo dicha válvula de cruce (100):

- una carcasa de válvula (110), comprendiendo dicha carcasa de válvula (110) una entrada de fluido (120), un cuerpo (130) y una salida de fluido (140);

- un tapón (150), comprendiendo dicho tapón (150) una pared (160) y un canal de abertura (170) que se extiende a través de dicho tapón (150), y;

- dicho tapón (150) se coloca dentro del cuerpo de dicha carcasa de válvula (110);

- siendo dicho tapón (150) desplazable coaxialmente dentro de dicha carcasa de válvula (110) por lo que la válvula de cruce (100) puede abrirse o cerrarse al flujo de fluido;

- caracterizado por que dicha válvula de cruce de dos componentes (100) comprende medios de sellado para sellar dicha válvula de cruce cuando está abierta al flujo de fluido, dichos medios de sellado adoptan la forma de variaciones en el área de sección transversal de dicho tapón (150) a lo largo de dicho tapón (150).

2. Una válvula de cruce de dos componentes según la reivindicación 1, en donde las variaciones en el área de sección transversal de dicho tapón (150) adoptan la forma de aumentos locales en dicha área, donde el tapón (150) comprende una o más ranuras de sellado (166).

3. Una válvula de cruce de dos componentes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las variaciones en el área de sección transversal de dicho tapón (150) adoptan la forma de disminuciones locales en dicha área, donde el tapón (150) comprende uno o más labios de sellado (165).

4. Una válvula de cruce de dos componentes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha carcasa de válvula (110) y dicho tapón (150) comprenden labios de sellado (165) y ranuras de sellado (166) entreclavados.

5. Una válvula de cruce de dos componentes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las variaciones en el área de sección transversal adoptan la forma de uno o más aumentos continuos a lo largo de la dirección longitudinal de una sección de dicho tapón (150) además de cualesquiera cambios de área provocados por dichos labios de sellado (165) o dichas ranuras de sellado (166), por lo que dicha válvula de cruce de dos componentes (100) comprende una o más secciones cónicas.

6. Una válvula de cruce de dos componentes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la geometría de sección transversal de dicho tapón (150) es ovalada.

7. Una válvula de cruce de dos componentes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho tapón (150) comprende dos rebordes (153, 153') colocados a ambos lados de dicho cuerpo (130) de dicha carcasa de válvula (110).

8. Un método para crear una válvula de cruce de dos componentes (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 que comprende:

- en donde la contracción de los componentes primero y segundo después del moldeo durante el enfriamiento de los materiales se utiliza para mejorar el sellado de dicha válvula de cruce (100) a medida que el segundo componente se moldea de tal manera que al menos una parte del primer componente restringe la dirección de la contracción de dicho segundo componente;

- caracterizado por que no se realiza ningún ensamblaje de la válvula de cruce de dos componentes (100) después del moldeo de dicha válvula (100).

9. Un método para crear una válvula de cruce de dos componentes según la reivindicación 8, en donde dicho primer componente que se va a moldear por inyección es dicha carcasa de válvula (110), y en donde dicho segundo componente es el tapón (150), dicho tapón (150) se moldea por inyección dentro de dicha carcasa de válvula (110) utilizando dicha carcasa de válvula (110) como molde, en donde el método es moldeo interior.

10. Un método para crear una válvula de cruce de dos componentes según la reivindicación 8, en donde dicho primer componente que se va a moldear por inyección es dicho tapón (150), y en donde dicho segundo componente es dicha carcasa de válvula (110), dicha carcasa de válvula (110) se moldea por inyección alrededor de dicho tapón (150) a modo de sobremoldeo.