ES2252479T3

ES2252479T3 - Dispositivo indicador de presion.

Info

Publication number: ES2252479T3
Application number: ES02745027T
Authority: ES
Inventors: Ernst Bernhard
Original assignee: GLOOR AG GEB; Gebr Gloor AG
Current assignee: GLOOR AG GEB; Gebr Gloor AG
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2006-05-16
Anticipated expiration: 2022-07-08
Also published as: EP1423671B1; US20050016284A1; EP1423671A1; ATE310237T1; DE50204966D1; WO2003023346A1; US7043992B2

Abstract

Dispositivo (10, 10¿) indicador de presión que comprende un émbolo (21), alojado de manera desplazable en una carcasa (18) contra la presión de un muelle (20) en un eje (26) y solicitado con la presión que se va a medir, así como medios ópticos de indicación (12, 14; 31, ¿, 34) unidos funcionalmente con el émbolo (21), caracterizado porque los medios ópticos de indicación comprenden un cristal frontal (12), dispuesto transversalmente al eje (26), y varios elementos (27; 33, 34) de indicación que se mueven relativamente respecto al cristal frontal (12) por medio del émbolo (21) y que cambian respectivamente en caso de presiones diferentes entre una primera posición, en la que son visibles ópticamente desde el exterior a través del cristal frontal (12), y una segunda posición, en la que no son visibles ópticamente desde el exterior a través del cristal frontal (12), porque los medios ópticos de indicación comprenden una pluralidad de agujas (34), porque las agujas (34) se mueven, en caso de un desplazamiento del émbolo (21), condicionado por la presión, en la dirección del eje transversalmente al eje (26) y porque en el cristal frontal (12) están previstos medios ópticos (31) de recubrimiento, mediante los que las agujas (34), según la presión, son visibles o no son visibles desde el exterior a través del cristal frontal (12).

Description

Dispositivo indicador de presión.

La presente invención se refiere al sector de la indicación de presiones que imperan en un volumen lleno de un medio, especialmente de un gas. Se refiere a un dispositivo indicador de presión según el preámbulo de la reivindicación 1.

Un dispositivo indicador de este tipo se conoce, por ejemplo, del documento JP-A2-04145335.

Estado de la técnica

Dispositivos indicadores de presión convencionales (manómetros) muestran generalmente en una esfera mediante una aguja, que gira alrededor de un eje de giro, la presión actual en un volumen lleno de un medio, especialmente gas. La presión se transforma en un pequeño movimiento de giro mediante un tubo elástico, una membrana elástica, una lámina elástica o similar. Pero también se conocen manómetros (documento JP-A2-04145335), en los que mediante la presión se desplaza un émbolo, dispuesto en un cilindro, contra la fuerza de un muelle y se transforma la trayectoria de desplazamiento en un giro de la aguja alrededor del eje de desplazamiento. Otros manómetros, como los montados en una válvula de neumático para indicar las presiones del neumático, muestran la trayectoria de desplazamiento del émbolo directamente en una escala que se extiende en la dirección del desplazamiento (véase, por ejemplo, el documento US-A-3592218).

En la mayoría de los manómetros, el pequeño movimiento, producido por la presión, se transmite para obtener una desviación bien visible de la aguja. Los choques de conexión, las vibraciones mecánicas o simplemente los golpes pueden dañar estos instrumentos. Si se dañan en gran medida o se parten, se origina un orificio que provoca la salida del fluido o del gas. El tamaño constructivo no permite el uso de estos instrumentos en casos, en los que se dispone de poco espacio. Por otra parte, es posible una precisión de la lectura comparativamente grande como resultado de la gran esfera. En las indicaciones indirectas, según el documento US-A-3592218, no se produce una transmisión.

Del documento US-A-5339764 se conoce un dispositivo para la indicación óptica de la presión en un medio, en el que un émbolo solicitado con presión presiona contra la presión de un muelle una superficie de color contra la pared interna, conformada convenientemente, de un elemento de cierre, ópticamente transparente, que está rodeado por un anillo de otro color. Si la superficie de color se encuentra apoyada en la pared interna, se produce, visto desde el exterior, un cambio de color. Aquí sólo es posible la indicación de una única presión.

El documento US-A-5027740 da a conocer un dispositivo indicador de presión de neumáticos, en el que un émbolo solicitado con presión, en forma de cilindro hueco, cubre más o menos de manera amplia, contra la presión de un muelle, un pasador central de color según la presión. Se dispone aquí de una indicación constante de presión que no es adecuada para la lectura de distintos niveles de presión.

Del documento US-A-5014786 se conoce un dispositivo de comprobación de presión, en el que un émbolo solicitado con presión presiona una bolsa plana, dispuesta detrás de un cristal frontal y llena de un líquido absorbente de la luz, contra la presión de un muelle a partir de una presión determinada hasta que el líquido absorbente de la luz es expulsado fuera de la zona comprimida y se puede reflejar la luz incidente mediante el cristal frontal. Aquí es posible sólo la indicación de una única presión como en el documento US-A-5339764.

Presentación de la invención

Es objeto de la invención crear un dispositivo indicador de presión que posibilite una indicación óptica bien legible de la presión con los elementos mecánicos más simples, que sea extremadamente robusto desde el punto de vista mecánico, tenga una construcción muy compacta y se pueda instalar fácilmente en un recipiente bajo presión.

El objetivo se consigue mediante el conjunto de las características de la reivindicación 1. El aspecto esencial de la invención radica en que los medios ópticos de indicación comprenden un cristal frontal, dispuesto transversalmente al eje, y elementos de indicación que mediante el émbolo se mueven relativamente respecto al cristal frontal y que cambian respectivamente en caso de presiones diferentes entre una primera posición, en la que son visibles ópticamente desde el exterior a través del cristal frontal, y una segunda posición, en la que no son visibles ópticamente desde el exterior a través del cristal frontal.

El dispositivo indicador de presión se caracteriza porque los medios ópticos de indicación comprenden una pluralidad de agujas, porque las agujas se mueven en caso de un desplazamiento del émbolo, condicionado por la presión, en la dirección del eje transversalmente al eje, especialmente en dirección radial, y porque en el cristal frontal están previstos medios ópticos de recubrimiento, mediante los que las agujas, según la presión, son visibles o no son visibles desde el exterior a través del cristal frontal.

Las agujas son preferentemente parte de un muelle de aguja, engranado en el émbolo, y el muelle de aguja está configurado de forma que las agujas se mueven en caso de un desplazamiento del émbolo, condicionado por la presión, en la dirección del eje y se mueven transversalmente al eje en caso de una flexión, asociada a esto, del muelle.

El muelle de aguja está configurado especialmente en forma de disco, apoyándose el muelle de aguja con su borde externo en un anillo de tope, dispuesto en éste y fijado a la carcasa, y siendo solicitado con presión en la zona central por el émbolo, y extendiéndose las agujas en dirección del eje hacia arriba y estando acodadas en el extremo superior transversalmente a la dirección del eje y presentando en la zona acodada cabezales de aguja de distinta longitud, y comprendiendo los medios de recubrimiento una superficie circular impresa y dispuesta en la parte inferior del cristal frontal que cubre ópticamente los cabezales de aguja en el estado sin presión del dispositivo indicador de presión.

El dispositivo indicador de presión, según la invención, resulta especialmente versátil y fácil de montar si presenta la forma externa de un tornillo con una cabeza y una pieza roscada y si los medios ópticos de indicación están dispuestos en la cabeza y el émbolo, en la pieza roscada.

En un dispositivo indicador compacto de presión de este tipo se puede seguir aumentando la seguridad y la idoneidad en condiciones extremas, si entre la cabeza y la pieza roscada está previsto un punto de rotura controlada, si el émbolo está sellado por debajo del punto de rotura controlada mediante una junta y si entre el extremo superior del émbolo y el sello o el muelle de aguja está dispuesta una placa de presión para distribuir la presión del émbolo.

Otras formas de realización se derivan de las reivindicaciones subordinadas.

Breve explicación de la figura

La invención se explicará detalladamente a continuación mediante ejemplos de realización en base al dibujo. Muestran:

Fig. 1 un corte longitudinal a través de un dispositivo indicador de presión con sello elástico como el caucho,

Fig. 2 un corte longitudinal a través de un ejemplo preferido de realización de un dispositivo indicador de presión, según la invención, con muelle de aguja y

Fig. 3 el ejemplo de realización de la figura 2 en una vista en planta desde arriba en caso de presión baja o ninguna presión (fig. 3a; los cabezales de las agujas están recubiertos) y en caso de presión alta (fig. 3; los cabezales de las agujas sobresalen por detrás del recubrimiento).

Vías para la realización de la invención

La figura 1 muestra un dispositivo 10 indicador de presión (indicador de presión) que comprende una carcasa 18 en forma de una sola pieza (carcasa monobloque). La carcasa 18 tiene la forma externa de un tornillo con un eje 26 de tornillo y una cabeza 28 (cabeza de tornillo) y una pieza roscada 29. La carcasa 18 presenta en la cabeza 28 superficies claves 15 correspondientes en el contorno externo. En la zona inferior de la carcasa 18, la pieza roscada 29, está dispuesta en sentido coaxial al eje 26 una rosca 22 de atornillar, con la que el dispositivo 10 indicador de presión se puede atornillar preferentemente a una llave colocada en una botella de gas comprimido. Dentro de la sección de la carcasa, dotada de la rosca 22 de atornillar, está guiado un émbolo 21 con una placa 25 de cabeza en la dirección del eje 26. La placa 25 de cabeza está opuesta al lado de presión. Un muelle 20, que se apoya por el extremo inferior en la placa 25 de cabeza, y en el extremo superior, en la carcasa 18, actúa en contra del émbolo 21 bajo presión y determina el recorrido axial de éste.

Para impedir una salida de gas entre el émbolo 21 y la carcasa 18, está montada una junta anular 19, preferentemente en forma de un anillo tórico. En el extremo de la pieza de atornillar de la carcasa 18 se coloca una tapa maciza 23 con un pequeño taladro 24 de amortiguación que limita el flujo del gas. Con esta construcción se impide la salida de gas, si la parte superior del indicador 10 de presión, que corresponde a la cabeza del tornillo, se daña o se rompe. Un punto 11 de rotura controlada en el centro de la carcasa 18, entre la cabeza 28 y la pieza roscada 29, debe facilitar una rotura en el lugar correcto en caso de caerse la botella o similar, sin que se separe la pieza roscada con la rosca 22 de atornillar del correspondiente taladro roscado de la llave. El émbolo 21 finaliza a la altura del punto 11 de rotura controlada y, por lo tanto, no está expuesto en caso de una rotura de la carcasa 18 en el punto de rotura controlada.

En la sección superior del indicador 10 de presión se encuentra una placa 16 de presión, solicitada con presión por el émbolo 21, que presiona un sello 14, dispuesto sobre ésta, contra el lado inferior, que actúa como superficie 13 de contacto, de un cristal frontal mate 12 que cierra hacia arriba la carcasa 18. El sello 14 de un material elástico deformable, por ejemplo, caucho, está fijado en el borde entre el cristal frontal 12 y la carcasa 18 y tiene en el interior caracteres 27 de altura diferente, repartidos en la parte superior. Mediante el cristal frontal mate 12 se impide que los caracteres de altura diferente (cifras, letras o similares) sean visibles directamente al observar el indicador 10 de presión desde arriba. Si se presiona el émbolo 21 mediante la presión del gas hacia arriba (hacia fuera), la placa 16 con el sello 14 se desplaza contra el lado mate del cristal frontal 12. Mediante el contacto del sello de caucho o similar al caucho, preferentemente de color oscuro, con la superficie clara mate del cristal frontal 12 se observará en primer lugar desde el exterior el carácter 27 de mayor altura. Los niveles de altura de los caracteres 27 en el sello 14 están en correspondencia con la carrera que realiza el émbolo 21 al aumentar la presión. Si la botella de gas comprimido está llena, se imprimen todos los caracteres 27 contra el cristal frontal 12. Los caracteres "se borran" al descender la presión según la serie, como ocurre de manera similar en caso de una indicación LCD (pantalla de cristal líquido).

Por motivos prácticos, la indicación, es decir, la disposición de los caracteres 27 en la parte superior del sello 14, está configurada de manera que ésta no parece estar de cabeza en ninguna posición tras la fijación en el montaje. En otra forma de realización (no representada en la figura 1) está montado, en vez del sello 14 con caracteres 27 a relieve, un sello plano. Sin presión, el sello permanece separado del cristal frontal y no hace contacto. En esta forma de realización, el cristal frontal inyectado a partir de plástico, contiene los caracteres que sobresalen hacia dentro. Aquí es posible una leyenda en el lado interno del cristal frontal. El funcionamiento restante es igual al de la primera forma de realización.

Otra forma de realización se caracteriza porque la zona entre el cristal frontal liso 12 y el sello 14 está llena de un medio de contraste. Por tanto, el sello 14 o un medio comparable de indicación ya no tienen que ser muy blandos y elásticos. Pueden estar fabricados de plástico más duro o de metal. En el estado sin presión, el sello 14 no es visible debido al medio de contraste. Si éste se presiona mediante la presión en la botella contra el cristal frontal 12, se desplaza el medio de contraste intermedio y se visualiza el contorno del carácter 27 en el sello 14.

En este sentido es posible también una indicación de cierta forma continua: Si se usa, por ejemplo un sello 14 elástico como el caucho, que no tiene ningún carácter especial 27, sino que está configurado hacia arriba en forma de cono o casquete, se presiona el sello, según la presión, más o menos de manera fuerte contra el cristal frontal 12 y se aplasta. Aparece como indicación un círculo completo con más o menos un gran diámetro, variando continuamente el diámetro con la presión. Es evidente que en esta configuración pueden estar dispuestas en cristal frontal 12 esferas graduadas que corresponden a un valor de presión determinado.

En la figura 2 está representado en corte longitudinal un ejemplo preferido de realización de la invención. El dispositivo 10' indicador de presión de la figura 2 es idéntico respecto a los elementos principales al ejemplo de la figura 1, de modo que se han usado las mismas referencias para estos elementos. En vez del sello 14 de la figura 1 está representado aquí un muelle especial 32 de aguja. El muelle 32 de aguja (en forma de disco) se apoya en una placa 16b de presión y engrana con su borde externo por detrás en un anillo 30 de tope, fijado a la carcasa 18. Éste soporta en su contorno una pluralidad de agujas 34, que se extienden hacia arriba, que están acodadas en el extremo superior y que presentan cabezales 33 de aguja de longitud diferente que contrastan con una superficie impresa 31 (opaca) en la parte inferior del cristal frontal 12. En el estado libre de presión, el muelle 32 de aguja se encuentra en reposo. Todos los cabezales 33 de aguja están detrás de la superficie 31 redonda impresa en el cristal frontal, es decir, se recubren con ésta y, por tanto, no son visibles (figura 3a).

Si la botella está llena, la placa 16b de presión se presiona como máximo hacia delante (arriba). De esta forma, el muelle 32 de aguja se dobla en la zona situada entre la placa 16b de presión y el anillo 30 de tope. Esto provoca que todas las agujas 34 y, con éstas, todos los cabezales 33 de aguja se muevan hacia fuera y sobresalgan sucesivamente por detrás de la superficie impresa 31 en dependencia de su longitud y se hagan visibles (figura 3b). Si desciende la presión en la botella, la placa 16b de presión se separa del cristal frontal 12. De este modo se puede desdoblar un poco la zona doblada entre la placa 16b de presión y el anillo 30 de tope. Esto provoca que la aguja 34 con el cabezal 33 de aguja más corto desaparece en primer lugar por debajo de la superficie impresa 31 del cristal frontal 12. La cantidad de cabezales de aguja que permanecen, informa sobre el nivel de llenado de la botella. Para la impresión del cristal frontal 12 se puede colocar fácilmente una leyenda que puede dar más indicaciones sobre el gas en la botella. Se pueden hacer también impresiones del fabricante. En un indicador de presión con este tipo de construcción es posible garantizar una subdivisión más definida de la indicación. A tal efecto, es posible un contraste máximo de la indicación. El ejemplo, según la figura 2, se distingue por las siguientes características:

-: Mediante el correcto diseño del muelle 32 de aguja se logra una transmisión que origina una gran desviación del cabezal 33 de aguja sin que sean necesarios otros elementos.

-: Una variación de la transmisión se logra fácilmente al modificar el diámetro de la placa 16b de presión.

En general se logra con la invención en aquellos casos, en los que no se requiere una precisión especial, una posibilidad especialmente ventajosa de indicar la presión: El indicador de presión, según la invención, tiene la forma de un tornillo. Esto posibilita la indicación constante de la presión de una botella de gas. El indicador de presión se enrosca directamente en un taladro adicional en el lateral de un grifo. La resistencia al uso forzado del indicador supera a la de todos los manómetros conocidos hasta la fecha, incluso hasta la del grifo, en el que está enroscado. Asimismo, el calado o la rotura del elemento sobresaliente no provocan ningún accidente, ninguna fuga. Aquí hay que medir el tamaño (con una longitud de, por ejemplo, 20 mm y un diámetro máximo de, por ejemplo 19,5 mm, que corresponde a una cabeza de tornillo con un ancho de llave de 17mm) de modo que se pueda seguir usando una tapa de seguridad que protege el grifo conforme a las normas. En el caso de botellas con válvulas, que no se tienen que proteger con tapas de seguridad para el transporte, se logra una ventaja mayor aún al observarse a primer vista sin manipulaciones la presión existente en la botella. La construcción es muy sencilla, de manera que se pueden ahorrar gastos, manteniéndose una alta seguridad.

Como no se necesita ninguna transmisión u otros elementos difíciles, el indicador 10 de presión, según la invención, es muy resistente al uso forzado. El montaje del émbolo 21 con una placa 25 de cabeza impide que un elemento superior dañado o roto provoque fugas o accidentes. El uso de un muelle 32 de aguja con cabezales 33 de aguja de longitud diferente crea una carcasa monobloque (18) muy simple, a la que se le coloca por ambos extremos una "tapa" (tapa 23 o cristal frontal 12) enrollada o rebordeada. Como protección en caso de una fuga de la junta 19, el indicador de presión está dotado de un taladro 17 compensador de la presión y de seguridad. El cristal frontal 12 está protegido así contra excesos de presión.

Lista de referencias

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 10, 10' \+ Dispositivo indicador de presión (indica-\cr  \+ dor de
presión)\cr  11 \+ Punto de rotura controlada\cr  12 \+ Cristal
frontal\cr  13 \+ Superficie de contacto\cr  14 \+ Sello\cr  15 \+
Superficie clave\cr  16, 16b \+ Placa de presión\cr  17 \+ Taladro
compensador de la presión\cr  18 \+ Carcasa (una pieza)\cr  19 \+
Junta\cr  20 \+ Muelle\cr  21 \+ Émbolo\cr  22 \+ Rosca de
atornillar\cr  23 \+ Tapa\cr  24 \+ Taladro de amortiguación\cr  25
\+ Placa de cabeza\cr  26 \+ Eje\cr  27 \+ Carácter (cifras, letras,
etc.)\cr  28 \+ Cabeza\cr  29 \+ Pieza roscada\cr  30 \+ Anillo de
tope\cr  31 \+ Superficie impresa\cr  32 \+ Muelle de aguja\cr  33
\+ Cabezal de aguja\cr  34 \+
Aguja\cr}

Claims

1. Dispositivo (10, 10') indicador de presión que comprende un émbolo (21), alojado de manera desplazable en una carcasa (18) contra la presión de un muelle (20) en un eje (26) y solicitado con la presión que se va a medir, así como medios ópticos de indicación (12, 14; 31,..., 34) unidos funcionalmente con el émbolo (21), caracterizado porque los medios ópticos de indicación comprenden un cristal frontal (12), dispuesto transversalmente al eje (26), y varios elementos (27; 33, 34) de indicación que se mueven relativamente respecto al cristal frontal (12) por medio del émbolo (21) y que cambian respectivamente en caso de presiones diferentes entre una primera posición, en la que son visibles ópticamente desde el exterior a través del cristal frontal (12), y una segunda posición, en la que no son visibles ópticamente desde el exterior a través del cristal frontal (12), porque los medios ópticos de indicación comprenden una pluralidad de agujas (34), porque las agujas (34) se mueven, en caso de un desplazamiento del émbolo (21), condicionado por la presión, en la dirección del eje transversalmente al eje (26) y porque en el cristal frontal (12) están previstos medios ópticos (31) de recubrimiento, mediante los que las agujas (34), según la presión, son visibles o no son visibles desde el exterior a través del cristal frontal (12).

2. Dispositivo indicador de presión según la reivindicación 1, caracterizado porque las agujas (34) se mueven en dirección radial.

3. Dispositivo indicador de presión según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las agujas (34) son parte de un muelle (32) de aguja, engranado en el émbolo (21), y porque el muelle (32) de aguja está configurado de forma que las agujas (34) se mueven en caso de un desplazamiento del émbolo (21), condicionado por la presión, en la dirección del eje y transversalmente al eje (26) en caso de una flexión, asociada a esto, del muelle (32) de aguja.

4. Dispositivo indicador de presión según la reivindicación 3, caracterizado porque el muelle (32) de aguja está configurado en forma de disco, porque el muelle (32) de aguja se apoya con su borde externo en un anillo (30) de tope, dispuesto en éste y fijado a la carcasa (18), y se solicita en la zona central mediante el émbolo (21), porque las agujas (34) se extienden hacia arriba en dirección del eje y están acodadas en el extremo superior transversalmente a la dirección del eje y presentan en la zona acodada cabezales (33) de aguja de distinta longitud, y porque los medios de recubrimiento comprenden una superficie (31) circular, impresa y dispuesta en la parte inferior del cristal frontal (12), que cubre ópticamente los cabezales (33) de aguja en el estado sin presión del dispositivo (10') indicador de presión.

5. Dispositivo indicador de presión según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el dispositivo (10) indicador de presión presenta la forma externa de un tornillo con una cabeza (28) y una pieza roscada (29) y porque los medios ópticos (12, 14; 31,…,34) de indicación están dispuestos en la cabeza (28) y el émbolo, en la pieza roscada (29).

6. Dispositivo indicador de presión según la reivindicación 5, caracterizado porque entre la cabeza (28) y la pieza roscada (29) está previsto un punto (11) de rotura controlada en la carcasa (18), porque el émbolo (21) está sellado por debajo del punto (11) de rotura controlada mediante una junta (19) y porque entre el extremo superior del émbolo (21) y el sello (14) o el muelle (32) de aguja está dispuesta una placa (16, 16b) de presión para distribuir la presión del émbolo.

7. Dispositivo indicador de presión según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la carcasa (18) es una sola pieza y está cerrada en la cabeza (28) hacia fuera mediante el cristal frontal (12) y porque en la carcasa (18) está guiado hacia fuera un taladro (17) compensador de la presión entre el cristal frontal (12) y la pieza roscada (29).

8. Dispositivo indicador de presión según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la carcasa (18) es una sola pieza y está cerrada en la pieza roscada (29) hacia fuera mediante una tapa (23) y porque en la tapa (23) está previsto un taladro (24) de amortiguación que conduce hacia fuera.

9. Dispositivo indicador de presión según una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque el cristal frontal (12) o la tapa (23) están enrollados o rebordeados en la carcasa (18).