CONJUNTO DE VÁLVULA DE CONTROL DE FLUJO
ANTECEDENTE DE LA INVENCIÓN 1 . Campo de la invención. Esta invención se refiere a un conjunto de válvula de control de flujo. La invención particularmente se refiere, pero no se limita a, un conjunto de válvula de control de flujo para proteger los recipientes contra el llenado excesivo de fluidos (o líquidos); y a una válvula de control de flujo para lo mismo. El término "recipiente" se usará para incluir un tanque, un tambor, celda de fluido (o combustible), bolsa de fluido (o combustible u otro dispositivo adecuado de almacenamiento para líquidos. 2. Técnica anterior. Para llenar rápidamente los recipientes, se bombean bajo presión en los recipientes los líquidos, tales como, combustibles, (v.gr. , diesel, petróleo). Una manguera de suministro, conectada a la salida de una bomba de presión , usualmente se provee con una boquilla de flujo que puede conectarse a un acoplamiento de flujo sobre el recipiente. Las boquillas de flujo usualmente se proveen con válvulas de cierre para detener el flujo del líquido al recipiente cuando el recipiente está lleno . Sin embargo, la experiencia ha mo strado q ue los operadores tienen un hábito de hacer trabajar en exceso manualmente las válvulas de cierre, de manera que las válvulas de cierre pueden "desconectarse" antes de que los recipientes estén llenos. En algunos casos, v.gr., cuando se llenan los tanques de combustible sobre un equipo grande, v.gr., escavadores, y equipo de minería, los operadores hacen trabajar en exceso manualmente las válvulas de cierre al grado de que la presión de fluido ocasiona que el tanque de combustible se comben y, aún se rompan. Claramente, el daño a los tanques y la pérdida de combustible, son inaceptables. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Es un objetivo de la presente invención proveer una válvula de control de fluidos la cual no puede hacerse trabajar en exceso manualmente. Es un objetivo preferido de la presente invención proveer tal válvula de control en el acoplamiento de líquido conectado a la boquilla de fluidos. Es un objetivo preferido adicional proveer tal válvula la cual se conecta a un sensor de nivel de fluido en el recipiente, en donde el sensor opera la válvula para cerrar el flujo del fluido cuando el nivel de fluido en el recipiente alcanza el nivel establecido previamente. Es un objetivo preferido adicional de la presente invención proveer tal conjunto de válvula de control de flujo el cual es adecuado para la instalación de nuevos recipientes, o los cuales pueden ser retro-acoplados a los recipientes existentes. Es aún un objetivo preferido adicional de la presente invención, proveer tal conjunto el cual es de fabricación e instalación no costosa, y la cual es confiable y tiene bajos requerimientos de mantenimiento. Otros objetivos preferidos de la presente invención serán aparentes a partir de la siguiente descripción. En un aspecto, la presente invención reside en una válvula de control de flujo (para fluidos) que incluye: Un cuerpo de válvula que contiene una primer cámara conectada en o adyacente a un extremo a una entrada de fluido, la entrada de fluido que se puede conectar a una fuente de fluido bajo presión , y una segunda cámara conectada a una salida de fluido, la salida de fluido que se puede conectar a un recipiente (como se define anterior a lo presente) que se llena con fluido; por lo menos un pasaje de fluido o puerto de fluido que inlerconecta la primera y la segunda cámara; un pasaje de drenado en, o adyacente a, un extremo opuesto a la primera cámara, que se puede conectar a un sensor de nivel de fluido en el recipiente; y un pistón , que tiene por lo menos un orificio de drenaje a través del mismo, impulsado hacia a una primera posición cerrando el pasaje de fluido(s) o puerto(s) de fluido por medio de un miembro resiliente; dispuesto de tal manera que: cuando el sensor del nivel de fluido capta que el nivel de fluido en el recipiente está debajo de un nivel pre-establecido , una porción del fluido de la entrada de fluido se drena a través del puerto de drenaje en el pistón y a través del pasaje de drenado, para permitir que la presión del fluido mueva el pistón a una segunda posición , contra el miembro resiliente, permitiendo al fluido fluir desde la entrada de fluido a través de la primera cámara, los pasajes de fluido o puertos de fluido, y posteriormente a través de la segunda cámara a la salida; pero cuando el sensor del nivel de fluido capta que el nivel de fluido ha alcanzado (o excedido) un nivel preestablecido, el sensor del nivel de fluido cierra el flujo de fluido a través del pasaje de drenado para igualar la presión del fluido en ambos lados del pistón en la primera cámara, y el miembro resiliente empuja el pistón a la primera posición para cerrar el flujo de fluido de la entrada de fluido a la salida de fluido y de la misma forma el flujo de fluido de la fuente de fluido al recipiente. Preferiblemente, el cuerpo de la válvula se ensambla a partir de dos o tres porciones del cuerpo de válvula, las cuales se conectan preferiblemente por medio de tornillo roscado. Preferiblemente, una porción de cuerpo principal incorpora un miembro de acoplamiento acoplable liberadamente a una boquilla de fluido, (la porción del cuerpo principal puede omitirse, en donde el miembro de acoplamiento se adapta a una pared extrema de una porción de cuerpo central) . Preferiblemente, la poción del cuerpo central forma la primera cámara, en la cual se monta el pistón; y donde el miembro resiliente en la forma de un resorte de bobina de compresión (o componente resiliente similar) impulsa al pistón a una primera posición q ue cierra uno o más pasajes de fluido a través de una pared cilindrica de la cámara. Preferiblemente, un pasaje de drenado se provee en el extremo (corriente abajo) de la primera cámara y es conectable, v.gr. , por una tubería de drenado o manguera, al sensor de nivel de fluido, la cual puede comprender una válvula de flotación (u otro medio de captación de fluido adecuado) que incorpora una válvula la cual puede controlar el flujo de fluido a través del pasaje de drenado de fluido. Preferiblemente, la porción de cuerpo extremo, la cual define la segunda cámara, por lo menos parcialmente rodeada de la porción de cuerpo central para permitir al fluido fluir a través del paso o puerto de fluido a una salida de fluido conectable, v.gr. , por una manguera o tubería, al recipiente. En un segundo aspecto, la presente invención reside en un conjunto de control de flujo de fluidos que incluye: una válvula de control de flujo como se describió antes de lo presente; y un sensor de nivel de fluidos, montable en , o sobre, el recipiente del fluido y conectable operablemente al pasaje de drenado de fluido. BR EVE DESCRI PCIÓN DE LOS DI BUJOS Para ser capaces de entender completamente la invención , una modalidad preferida se describirá con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:
La FIG. 1 ilustra la instalación del conjunto de válvula de control de fluido sobre un tanque; La FIGS. 2 y 3 son vistas laterales en sección respectivas en donde el pistón en la válvula de control de flujo de fluido se muestra es su primera y segunda posiciones, respectivamente; La FIG. 4 es una vista desarrollada de los componentes del conjunto de válvula de flujo de fluido; y La FIG. 5 es una vista en sección, sobre una escala agrandada, de la porción central del cuerpo de la válvula de control de flujo. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Haciendo referencia a las FIGS 1 a la 4, el conjunto de flujo de fluido 10 se monta sobre un tanque de combustible 100 el cual se llena a un nivel de fluido pre-establecido 101. Un respirador 102 sobre la pared superior 103 permite escapar el aire al igual que el combustible se bombea en el tanque vía una tubería de entrada. El combustible se suministra de un tanque de almacenamiento 110 bajo presión desde una bomba 11 hasta una boquilla de llenado 112. La boquilla de llenado 112 tiene una válvula de cierre interna y tiene la porción femenina 113 de un acoplamiento de fluido liberable (la porción masculina que se provee por medio del conjunto de control de flujo de fluido 10). El nivel de fluido en el tanque 100 se monitorea por medio de un sensor de nivel de fluido 20 montado bajo la pared superior 103 del tanque 100 y un flotador 21 es operable para cerrar un conjunto de válvula de flujo 22 cuando el nivel de fluido en el tanque alcanza (o excede) un nivel pre-establecido 101 . La base de montaje 23 del conjunto de sensor de nivel de fluido 20 se monta en forma sellada a la pared superior 103 del tanque. Una válvula de control de flujo 30 tiene un cuerpo de válvula do nde una porción de cuerpo central 31 se muestra en detalle agrandado en la FIG. 5, se enrosca en el tornillo en un extremo para recibir una porción de cuerpo principal 32, provisto con el miembro de acoplamiento macho 33 del acoplamiento de fluido liberable. (El miembro de acoplamiento macho podrá acoplarse a un orificio por medio de un tornillo roscado en una pared extrema de la porción de cuerpo central 31 ). La porción de cuerpo central 31 tiene un orificio plano sustancialmente 34 y se cierra en su extremo bajo corriente por una pared extrema 35. Por lo menos un paso de fluido 36 se extiende a través de la pared cilindrica 37 de la porción central, mientras un pasaje de drenado de fluido 38 se extiende desde la pared extrema 35 y a través de la pared lateral cil indrica 37, a una salida 39 adaptada para recibir un acoplamiento 40 en un extremo de una tubería de drenado de fluido 41 , que tiene un acoplamiento 42 en el otro extremo conectado al sensor de nivel de fluido 20. Un pistón 43, que tiene un pasaje de drenado 44 a través del mismo, se recibe deslizablemente en el orificio plano 34 de la primera cámara 45 dentro de la porción de cuerpo central 31 . Un resorte de bobina de compresión 46 se interpone entre la pared extrema 35 y el pistón 43, y se puede operar para impulsar el pistón 43 a una primera posición en la primera cámara 45 donde este cierra el paso de fluido 36. Una porción del cuerpo extremo 47 tiene una pared cilindrica 48 acoplada mediante tornillos roscados con el exterior de la pared 37 de la porción del cuerpo central para formar una segunda cámara 51 conectada a la primera cámara 45 por medio del paso de fluido 36. Una pared extrema 49 tiene una pestaña periférica con tornillo roscado 50 para permitir el acoplamiento de la válvula de control de flujo 30 a la tubería de entrada 104. Un sello de anillo O 52 sella las porciones del cuerpo de válvula 31, 47; y un pasador circular 53, en la primera cámara 45, limita el movimiento del pistón dentro de la primera cámara 45. El fluido puede fluir desde la primera cámara 45 a través los pasajes de fluido 36 a la segunda cámara 51 a la tubería de entrada 104. En seguida se describirá la operación del conjunto de válvula de control de flujo. El conjunto de válvula de control de flujo se instala como se ilustra en las FIGS. 1 a la 4. Cuando la boquilla de llenado 112 se conecta al acoplamiento macho 33, y el fluido se bombea bajo presión por la bomba 111, la presión del fluido sobre la cara corriente arriba del pistón 43 mueve el pistón, contra un resorte de compresión 46 hacia la pared extrema 35 (es decir, una segunda posición) para abrir los pasajes de fluido 36. El fluido fluye desde la primera cámara 45, a través de los pasajes de fluido 36, a la segunda cámara 52, y posteriormente a través de la tubería de entrada de fluido 104 al tanque 103. Una porción de los pasajes de fluido a través del orificio de drenaje 44 (en el pistón 43) y fluye a través del pasaje de drenado 38, vía tubería de drenado 41 al tanque 103, el miembro de válvula
22 en el sensor de nivel de fluido 20 que se mantiene abierto por medio del flotador de la válvula 21. Cuando el flotador de la válvula 21 capta que el nivel del fluido ha alcanzado el nivel pre-establecido 101 , este cierra el miembro de la válvula 22 el cual evita que el fluido fluya a través del pasaje de drenado 38. Las presiones en ambos lados del pistón 43 ( en cámara de combustible 45) se igualan, y el resorte de compresión 46 empuja el pistón hacia a través a la primera posición donde este cierra los pasajes de fluido 36, para evitar cualquier flujo de fluido adicional a través de la válvula de fluido 30 (y la tubería de entrada 104) al tanque. Aún si el operador intenta hacer trabajar en exceso manualmente la válvula de cierre automática en la boquilla de flujo 1 12, además el flujo del fluido al tanque 100 se evita por la válvula de control de flujo 30. Por medio de ajuste selectivo de la operación del flotador de la válvula 21 , el nivel pre-establecido 101 en el tanque 100 puede establecerse fácilmente. Será fácilmente evidente para los expertos a los que se dirige la invención , que el conjunto de válvula de control de flujo de fluido 10 puede asegurar que el tanque 100 (u otro recipiente acoplado con el conjunto) no puede sobre llenarse. El conjunto 10 puede instalarse fácilmente en nuevos tanques o recipientes, o ser retro acoplado a recipientes existentes en donde el único orificio adicional requerido puede ser un orificio en la pared superior 103 para capacitar la instalación del sensor de nivel de fluido 20, al igual que la válvula de control de flujo 30 puede acoplarse (en línea) entre la tubería de entrada existente (o adaptada) 104 y el acoplamiento de fluido macho 33 que se puede conectar al acoplamiento femenino 1 13 sobre la boquilla de fluido
1 12. Si cualquier material extraño entrara a la válvula de control de flujo 30, la válvula de control de flujo puede desensamblarse fácilmente para capacitar la remoción del cuerpo extraño. Además, los resortes 46 que tienen características de compresión diferentes pueden sustituirse fácilmente en la válvula 30 para controlar las características de control de flujo. Se pueden hacer varios cambios y modificaciones a las modalidades descritas e ilustradas sin alejarse de la presente invención.