MXPA97001167A - Valvula de solenoide para regular el flujo de fluidos en circuitos, con aplicacion especial en circuitos de gas - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un conjunto de válvula operada por solenoide del tipo operado por una señal eléctrica de pulso de anchura variable, frecuencia fija, que comprende:(a) una bobina que rodea piezas de tubulares de polo y una guía de válvulas con un miembro de válvula magnético, movible, recibido de manera movible en ella;(b) una tapa elastomérica, resiliente, dispuesta en un extremo de dicho miembro de válvula, dicha tapa operable al ocurrir movimiento del miembro de válvula en una primera dirección para cerrar contra un asiento de válvula y al ocurrir movimiento de dicho miembro de válvula en una segunda dirección opuesta a dicha primera dirección para abrir dicho asiento de válvula y hacer contacto con dicha guía, con ello limitando el movimiento de dicho miembro de válvula en dicha segunda dirección, dicha tapa proporcionando elúnico contacto en dicha segunda dirección;y (c) medios que polarizan dicho miembro de válvula en dicha una dirección, donde dicho miembro de válvula se mueve entre dichas primera y segunda posiciones al ocurrir la operación de dicha bobina con dicha señal de pulso de anchura variable.

Description

VÁLVULA DE SOLENOIDE PARA REGULAR EL FLUJO DE FLUIDOS EN CIRCUITOS, CON APLICACIÓN ESPECIAL EN CIRCUITOS DE GAS Antecedentes de la Invención Esta invención concierne a una válvula de solenoide para regular el flujo de fluidos en un circuito, con aplicación especial a circuitos de gas, mas específicamente a una válvula de solenoide pulsada pilotada por una señal eléctrica cuadrada con una relación cíclica variable y una frecuencia fija o variable, la tasa de salida de la válvula siendo proporcional a la relación cíclica. Esta válvula de solenoide reguladora de flujo tiene aplicación especial en aparatos domésticos energizados mediante gas, tales como aparatos domésticos para cocinar o calentar, donde controla el flujo de gas a los quemadores. Tales válvulas de solenoide reguladoras de flujo en aplicaciones de control de quemador de gas deben trabajar a temperaturas relativamente elevadas; a mayor abundamiento, en el tipo de aplicación antes mencionado, deben ser capaces de pasar a través de un gran número de ciclos, del orden de varios cientos de millones. También es deseable una operación silenciosa. Los objetivos anteriores no son totalmente satisfechos por válvulas de solenoide reguladoras de flujo conocidas. Específicamente, deberá notarse que en las válvulas de solenoide conocidas, el conjunto que se mueve accionado por imán, el cual incluye el núcleo cilindrico que se mueve, así como un obturador que cooperan con un asiento fijo, en la mayoría de los casos son relativamente masivos. Este conjunto se mueve de ida y vuelta a la frecuencia de los pulsos eléctricos que pilotan la válvula de solenoide; y produce impactos internos generadores de ruido en el curso de la operación. Específicamente, puede ocurrir un impacto cada vez que el conjunto oscilante alcanza la posición de extremo mas alejada del asiento fijo, cuando el núcleo que se" mueve entra en contacto directo, no absorbido con su guía. Además del ruido indeseable, tales impactos producen desgaste y desgarre de la válvula de solenoide, lo que acorta su vida útil. Compendio de la Invención El objetivo de esta invención es el de proporcionar una válvula de solenoide reguladora de flujo para circuitos de fluidos, con aplicación especial en circuitos de gas, la cual, a pesar de su muy simple estructura, elimina los impactos internos ' y la mayor parte del ruido de operación, y de esta manera ofrece conflabilidad y vida útil incrementadas, además de operación prácticamente silenciosa. El objetivo de la invención es una válvula de solenoide para regular el flujo de fluidos en circuitos, con aplicación especial en circuitos de gas. Mas específicamente, es una válvula de solenoide pulsada con una relación cíclica variable, presentando un cuerpo con una compuerta de entrada de fluido, una compuerta de salida de fluido, y una cámara interna. Una de las compuertas está conectada a dicha cámara vía un canal corto, el extremo de salida del cual forma un asiento anular. La válvula también incluye un electroimán con una bobina y un circuito magnético fijo montado alrededor de una guía central con un rebajo de forma cilindrica que abre hacia la cámara interna. El rebajo aloja un núcleo magnético en movimiento, retraído por un resorte de regreso. Un extremo del núcleo magnético que se mueve incluye un faldón diseñado para cooperar con el asiento anular. La válvula de solenoide es definida por el hecho de que una cara de extremo del faldón, que se hace de un material elástico, es mas o menos de forma circular o anular, y coopera con el asiento anular cuando la válvula de solenoide está cerrada; mientras que la otra cara de extremo del faldón, que mira en la dirección opuesta, topa en la pared de la cámara interna opuesta al asiento anular cuando la válvula de solenoide está en la posición abierta. De esta manera, una característica definidora de la invención es que la posición de extremo del núcleo que se mueve, que corresponde a la posición abierta de la válvula de solenoide, es lograda por el tope de una parte hecha de material elástico, es decir el faldón en el núcleo que se mueve, y no por el paro de partes rígidas o por el resorte de regreso, como es habitualmente el caso. Esto elimina impactos y ruido, así como el desgaste excesivo del resorte.

En una forma de realización preferida de la invención, la guía central, en el rebajo de la cual oscila el núcleo que se mueve, incluye una pestaña de extremo unida al cuerpo por la válvula de solenoide. Esta pestaña constituye el límite de la cámara interna antes mencionada. El conjunto está diseñado de modo que cuando se cierra la válvula de solenoide, la cara de extremo anular del faldón para contra una de las caras de la pestaña de extremo de la guía central . Además, es ventajoso dar al núcleo que se mueve de la válvula de solenoide reguladora de flujo de acuerdo con la invención una forma alargada, aproximadamente cilindrica, con uno de sus extremos perfilado como una cabeza sobre la cual se monta y retiene el faldón. De esta manera, el conjunto que se mueve es de masa limitada. La invención será aclarada adicionalmente por la siguiente descripción, la cual se refiere al dibujo esquemático anexo de un ejemplo de una forma de realización de la válvula de solenoide reguladora de flujo para circuitos de fluidos, con aplicación especial en circuitos de gas . Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es una vista general, en sección transversal longitudinal, de una válvula de solenoide de acuerdo con la invención; La figura 2 es un diagrama de esqueleto que muestra la operación mecánica de la válvula de solenoide de la figura 1, en la posición abierta; La figura 3 es un diagrama de esqueleto similar a la figura 2, pero que muestra la válvula de solenoide en la posición cerrada. Descripción Detallada de la Invención La figura 1 muestra una válvula de solenoide reguladora de flujo para un circuito de gas, con la mayoría de sus componentes dispuestos a lo largo de un eje central 1. La válvula de solenoide incluye un cuerpo 2 , con una compuerta lateral de ^^ 0 entrada de gas 3 , abriendo hacia la cámara interna 4 del cuerpo 2 , y una compuerta axial de salida de gas 5. La compuerta de salida 5 está conectada, vía un canal axial corto 6, al centro de la cámara interna 4, y un asiento anular 7 es formado en el punto donde el canal 6 entra en dicha cámara interna 4. 5 El electroimán de la válvula de solenoide indicado generalmente 8 es colocado sobre el cuerpo 2 de la válvula. Este electroimán incluye una bobina de excitación 9, enrollada alrededor de una carcasa aislante 10, la cual rodea por sí misma un circuito magnético fijo constituido por dos componentes 0 tubulares opuestos 11 y 12. Terminales eléctricas 13, que energizan la bobina de excitación 9, están montadas en la carcasa 10. El conjunto constituido por la bobina 9, la carcasa 10, y el circuito magnético 11, 12 está dispuesto alrededor de una 5 guía central 14, un extremo de la cual es agrandado hacia una pestaña de extremo 15 que descansa contra el cuerpo 2 y se une a éste por medio de tornillos 16. Un empaque anular o anillo de_ sello 17 es insertado entre la pestaña y el cuerpo. El otro extremo de la guía 14 incluye un anillo elástico de retención 18, el cual descansa contra el componente 12 del circuito magnético fijo. La guía 14 incluye, en parte de su longitud, un rebajo o perforación cilindrico 19 que abre hacia la cámara interna 4 , k opuesto al asiento anular 7. El núcleo magnético que se mueve 0 20, el cual es de forma alargada, aproximadamente cilindrica, es montado dentro del rebajo 19 de la guía 14. Un resorte de regreso 21, alojado y comprimido en la "parte inferior" o extremo superior del rebajo 19, empuja un extremo del núcleo que se mueve 20 hacia el cuerpo 2. 5 El otro extremo del núcleo que se mueve 20 está ubicado dentro de la cámara interna 4, y es perfilado en la forma de una cabeza 22. El faldón elástico 23 es montado y retenido en la cabeza 22 del núcleo que se mueve 20. El exterior del faldón 23 es de forma aproximadamente cilindrica; de esta manera, tiene una 0 cara de extremo circular 24 (que mira hacia el asiento anular 7) y, en el lado opuesto, una cara de extremo anular indicada generalmente en 25, volteada hacia una cara 26 de la pestaña de extremo 15 de la guía 14, la cara 26 marcando el límite de la cámara interna 4. 5 Cuando la válvula de solenoide está en la posición cerrada (la cual también es la posición de reposo) , el núcleo que se mueve 20 es empujado "hacia atrás" o hacia abajo por el resorte de regreso 21; y la cara de extremo circular 24 del faldón 23 forma un sello contra el asiento anular 7. En esta posición, la compuerta de entrada de gas 3 y la compuerta de salida de gas 5 son completamente aislados entre sí (ver figuras 1 y 3) . Cuando la válvula de solenoide está en la posición abierta (figura 2), el núcleo que se mueve 20, atraído por el electroimán 8, es atraído mas profundamente hacia el rebajo 19, el cual comprime adicionalmente el resorte de regreso 21 y alza el faldón 23 lejos del asiento anular 7. En esta posición, la compuerta de entrada de gas 3 y la compuerta de salida de gas 5 se comunican entre sí vía la cámara interna 4. Una importante característica de la válvula de solenoide de acuerdo con la invención es el hecho de que, en la posición abierta, la cara de extremo 5 del faldón 23 descansa contra la cara 26 de la pestaña de extremo 15 de la guía 14, y no hay contacto alguno entre el núcleo que se mueve 20 y la pared del rebajo 19 de la guía 14. Cuando la válvula de solenoide reguladora de flujo está en operación, el núcleo que se mueve 20 se mueve de ida y vuelta entre posiciones cerrada y abierta, cíclicamente y a una frecuencia dada que depende de los pulsos eléctricos enviados a la bobina de excitación 9. Específicamente, tales pulsos pueden # ser de relación cíclica o ciclo de trabajo variable (duración de cada pulso/período de ciclo) , mientras que la frecuencia misma es fija y de un valor en el rango de 20 a 25 Hz, por ejemplo. La relación cíclica o ciclo de trabajo puede también variar en un rango de 0 a 100%; y la tasa de flujo de gas en la compuerta de salida de la válvula de solenoide es proporcional al valor del ciclo de trabajo o relación cíclica, pues dicha relación también es la del tiempo durante el cual está abierta la válvula de solenoide durante el período del ciclo. * 0 Mientras el núcleo que se mueve 20 se mueve de ida y vuelta entre posiciones cerrada y abierta, el faldón 23 alterna, entre topes contra el asiento anular 7 (vía su cara de extremo circular 24) y la pestaña de extremo 15 de la guía 14 (vía su cara de extremo anular 25) . Como el faldón 23 es hecho de hule 5 sintético, absorbe en una medida considerable los impactos producidos por el conjunto que se mueve (el núcleo que se mueve 20 mas el faldón 23) contra tanto el asiento anular 7 y la guía 14, de esta manera eliminando el ruido. La severidad de los impactos en este caso es debilitada adicionalmente por la baja 0 masa del conjunto móvil accionado por el electroimán 8. Los alcances de la invención no están limitados al ejemplo único de una forma de realización de la válvula de solenoide reguladora de flujo que se ha descrito en lo que antecede, sino que engloba todas las formas de realización 5 variantes y aplicaciones posibles que usan el mismo principio.

# Específicamente, podrán hacerse cambios en los detalles de construcción de la válvula, o en los materiales usados, o la misma válvula de solenoide reguladora de flujo puede ser usada en un circuito de líquido, sin apartarse de los alcances de la invención. * ?

Claims (4)

1. REIVINDICACIONES 1. Válvula de solenoide para regular el flujo de fluidos dentro de un circuito, con aplicación especial en circuitos de gas, específicamente una válvula de solenoide pulsada con una relación cíclica variable, incluyendo un cuerpo con una compuerta de entrada de fluido, una compuerta de salida de fluido, y una cámara interna, una de las compuertas estando conectada a la cámara interna vía un canal corto con un asiento anular en el punto donde entra en la cámara; también incluyendo un electroimán con una bobina y un circuito magnético fijo, montado alrededor de una guía central con un rebajo aproximadamente cilindrico que abre hacia la cámara interna antes mencionada y aloja un núcleo que se mueve sujeto a la presión de un resorte de regreso; un extremo del núcleo que se mueve incluye un faldón diseñado para cooperar con el asiento anular; dicha válvula es definida por el hecho de que el faldón, el cual es hecho de un material elástico, incluye una primera cara de extremo aproximadamente circular o anular que coopera con el asiento anular cuando la válvula de solenoide está en la posición cerrada, y una segunda cara de extremo aproximadamente anular, en el lado opuesto del precedente, que llega a paro contra la pared de la cámara interna, en el extremo opuesto al asiento anular, cuando la válvula está en la posición abierta.
2. 2. Válvula de solenoide para regular el flujo de fluidos dentro de un circuito, de acuerdo con la reivindicación * 1, definida por el hecho de que la guía central, en el rebajo en el cual oscila el núcleo que se mueve, incluye una pestaña de extremo que descansa contra y está fija al cuerpo, y constituye el límite de la cámara interna antes mencionada; y por el hecho de que la cara de extremo anular del faldón llega a paro contra la pared de la pestaña de extremo de la guía cuando la válvula de solenoide está en la posición cerrada.
3. 3. Válvula de solenoide para regular el flujo de fluidos dentro de un circuito, de acuerdo con la reivindicación 1, donde el núcleo que se mueve es de una forma alargada, aproximadamente cilindrica, con uno de sus extremos perfilado para formar una cabeza en la cual se monta y retiene el faldón.
4. 4. Un conjunto de válvula operada por solenoide del tipo que se opera por una señal eléctrica de pulso de anchura variable, frecuencia fija, que comprende: (a) una bobina que rodea piezas tubulares de polo y una guía de válvula con un miembro de válvula magnético, movible, recibido de manera movible en ella; (b) una tapa elastomérica, resilente dispuesta en un extremo de dicho miembro de válvula, dicha tapa operable al ocurrir movimiento del miembro de válvula en una primera dirección para cerrar contra un asiento de válvula y al ocurrir movimiento de dicho miembro de válvula en una segunda dirección opuesta a dicha primera dirección para abrir dicho asiento de válvula y hacer contacto con dicha guía, con ello limitando el movimiento de dicho miembro de válvula en dicha segunda dirección; y (c) medios que polarizan dicho miembro de válvula en dicha dirección, donde dicho miembro de válvula es movido entre dichas posiciones primera y segunda al ocurrir operación de dicha bobina con dicha señal de pulso de anchura variable.