ES2731259T3

ES2731259T3 - Válvula

Info

Publication number: ES2731259T3
Application number: ES16151419T
Authority: ES
Inventors: Anders Østergaard Clausen; Søren Hesseldahl
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 2016-01-15
Filing date: 2016-01-15
Publication date: 2019-11-14
Anticipated expiration: 2036-01-15
Also published as: EP3193064A1; PL3193064T4; CN106979345B; PL3193064T3; CN106979345A; RU2655898C1; EP3193064B1

Abstract

Válvula (1) que comprende una carcasa (2) de válvula, un asiento (3) de válvula y un elemento (4) de válvula, en donde el elemento (3) de válvula es desplazable con respecto a la carcasa (2) a lo largo de un eje (A) hacia el asiento (3) de válvula, estando dispuesto el asiento (3) de válvula en un elemento (5) de asiento de válvula, y comprendiendo la válvula (1) un inserto (6), en donde el elemento (5) de asiento de válvula comprende una primera abertura (15) y el inserto (6) comprende una segunda abertura (16), en donde un solapamiento de la primera abertura (15) y la segunda abertura (16) determina la sección transversal de flujo eficaz máxima a través de la válvula (1), caracterizada por el hecho de que el elemento (5) de asiento de válvula es giratorio alrededor del eje (A) para cambiar la sección transversal de flujo eficaz máxima a través de la válvula, y por el hecho de que el elemento (5) de asiento de válvula está dispuesto de forma giratoria en el inserto (6).

Description

DESCRIPCIÓN

Válvula

La invención se refiere a una válvula que comprende una carcasa de válvula, un asiento de válvula y un elemento de válvula, en donde el elemento de válvula es desplazable con respecto a la carcasa a lo largo de un eje hacia el asiento de válvula, en donde el asiento de válvula está dispuesto en un elemento de asiento de válvula, en donde el elemento de asiento de válvula es giratorio alrededor del eje para cambiar la sección transversal de flujo eficaz máxima a través de la válvula y la válvula comprende un inserto, estando dispuesto el elemento de asiento de válvula de forma giratoria en el inserto.

Por ejemplo, DE 10305394 A1 da a conocer una válvula de este tipo.

Por ejemplo, DE 3300624 A1 da a conocer otra válvula. En este caso, se da a conocer una válvula de termostato para usar con un circuito de calentamiento. La válvula comprende un mecanismo de ajuste previo que permite girar un inserto haciendo girar un mando. El inserto comprende un manguito con una altura variable y una abertura. Girando el inserto es posible cambiar la sección transversal de flujo eficaz a través de la válvula.

En las válvulas del tipo descrito anteriormente el asiento de válvula forma parte de la carcasa, lo que hace difícil cambiar las características de flujo a través de la válvula. Además, el mecanismo de ajuste previo tiene una funcionalidad limitada, ya que depende de la cooperación entre la carcasa y un inserto.

DE 20 2013 001 405 U1 describe un inserto de válvula de control que puede introducirse en una tubería para controlar el flujo de fluido a través de un radiador. El asiento de válvula forma parte de un inserto. Unos medios de ajuste previo están dispuestos de forma giratoria en el interior de la carcasa.

EP 1959202 A2 describe un dispositivo de control termostático para válvulas de radiador que es posible usar en combinación con una válvula como la descrita inicialmente.

Por lo tanto, la función de la invención consiste en dar a conocer una válvula del tipo mencionado inicialmente que presenta una mejor funcionalidad.

Según la presente invención, la función descrita anteriormente se consigue por el hecho de que el elemento de asiento de válvula es giratorio alrededor del eje de desplazamiento del elemento de válvula para cambiar la sección transversal de flujo eficaz máxima a través de la válvula y por el hecho de que el elemento de asiento de válvula está dispuesto de forma giratoria en el inserto.

Esta solución presenta la ventaja de que es más fácil cambiar las características de flujo a través de la válvula, ya que el asiento de válvula ya no forma parte de la carcasa, sino que está dispuesto en un elemento de asiento de válvula. Preferiblemente, el elemento de asiento de válvula es un elemento de una pieza. Además, no es necesario que el elemento de asiento de válvula esté fijado directamente a la carcasa, sino que puede estar conectado indirectamente a la carcasa, por ejemplo, a través de un inserto adicional y/o una parte superior de válvula. Girando el elemento de asiento de válvula alrededor del eje, es posible ajustar la sección transversal de flujo eficaz máxima a través de la válvula, de modo que se cambia el flujo de fluido máximo que depende de la presión a través de la válvula. No obstante, el flujo de fluido real a través de la válvula no solamente depende de la presión, sino que también depende de la posición relativa del elemento de válvula con respecto al asiento de válvula. Sin embargo, girar el elemento de asiento de válvula cambiará el ajuste previo de la válvula y, de este modo, limitará o aumentará el flujo de fluido máximo a través de la válvula. Esta realización permite obtener una gran variedad de diferentes operaciones de ajuste previo. Preferiblemente, el asiento de válvula forma parte integral del elemento de asiento de válvula.

Esta realización presenta la ventaja de que la carcasa puede tener una forma relativamente sencilla y el mecanismo de ajuste previo puede ser controlado mediante la posición de giro relativa entre el elemento de asiento de válvula y el inserto. En esta realización, el elemento de asiento de válvula y el inserto pueden estar hechos de material plástico.

En una realización preferida, el elemento de asiento de válvula y el inserto tienen forma de cilindro hueco. Esta es una manera relativamente sencilla de asegurar que el elemento de asiento de válvula y el inserto pueden girar entre sí. En esta realización, el asiento de válvula puede estar dispuesto en una región extrema axial del elemento de asiento de válvula, preferiblemente en una superficie interior del elemento de asiento de válvula.

De forma alternativa, el elemento de asiento de válvula y/o el inserto pueden tener forma cónica, por ejemplo, una forma cónica hueca.

Es preferible que el solapamiento de la primera abertura y la segunda abertura pueda cambiar girando el elemento de asiento de válvula alrededor del eje. Girando el elemento de asiento de válvula alrededor del eje es posible cambiar la sección transversal de flujo eficaz máxima a través de la válvula.

Es preferible que la primera abertura tenga un contorno con una altura axial que es variable en la dirección circunferencial alrededor del eje. La altura axial del contorno indica en este caso la extensión de la primera abertura en la dirección axial. El contorno de la primera abertura puede ser en un extremo axial de la primera abertura perpendicular con respecto al eje A y en un extremo axial opuesto de la primera abertura puede estar inclinado en un ángulo constante o variable con respecto al eje A. De forma alternativa, ambos extremos axiales de la primera abertura pueden estar inclinados con respecto al eje A en un ángulo constante o variable. Esto permite obtener una gran variedad de opciones de ajuste previo para la sección transversal de flujo eficaz máxima a través de la válvula. De forma específica, esto permite obtener un flujo de fluido resultante a través de la válvula más lineal dependiendo de la posición de giro del elemento de asiento de válvula.

Es preferible que la segunda abertura tenga un contorno con una altura axial que es variable en la dirección circunferencial alrededor del eje. Preferiblemente, en esta realización, la primera abertura y la segunda abertura tienen un contorno con una altura axial que es variable en la dirección circunferencial alrededor del eje.

Es preferible que la válvula comprenda un mando de ajuste previo, en donde el giro del mando de ajuste previo hace girar el elemento de asiento de válvula.

Es preferible que la válvula comprenda un inserto superior de válvula que está conectado en un extremo axial al mando de ajuste previo y está conectado en el extremo axial opuesto al elemento de asiento de válvula. En esta realización, el inserto superior de válvula puede guiar un eje y/o un vástago de la válvula, estando conectado uno de los mismos al elemento de válvula.

Es preferible que la válvula comprenda una ventana de inspección, permitiendo la ventana de inspección observar la posición de giro actual del elemento de asiento de válvula desde el exterior de la válvula. Esta realización presenta la ventaja de que la posición de ajuste previo del elemento de asiento de válvula es más fácilmente observable desde el exterior, de forma específica, si un accesorio de válvula, tal como un dispositivo de accionamiento termostático, ya está unido a la válvula. En muchos casos, el mando de ajuste previo seleccionado deja de ser visible si un accesorio de válvula, tal como un dispositivo de accionamiento termostático, está montado en la válvula y, por lo tanto, no es posible observar el ajuste previo. El problema se supera usando una ventana de inspección que permite observar la posición de giro del elemento de asiento de válvula directamente. La ventana de inspección no significa necesariamente la presencia de una pared transparente, sino que la ventana de inspección puede tener simplemente la forma de un orificio en la válvula a través del que es posible observar el elemento de asiento de válvula.

Es preferible que la válvula comprenda una parte superior de válvula, estando dispuesta la ventana de inspección en la parte superior de válvula. En esta realización, la parte superior de válvula mantiene el elemento de asiento de válvula y/o el inserto superior de válvula en la carcasa. El mando de ajuste previo puede estar dispuesto en un extremo axial de la parte superior de válvula de forma opuesta con respecto a la carcasa.

Es preferible que la válvula comprenda una geometría de conexión para conectar un accesorio de válvula a la válvula, estando dispuesta la geometría de conexión a una distancia axial más grande del asiento de válvula que la ventana de inspección. Esta realización asegura que, incluso si un accesorio de válvula está conectado a la geometría de conexión, la ventana de inspección sigue siendo observable, lo que permite ver el ajuste previo seleccionado de la válvula desde el exterior. De forma específica, cuando la válvula está siendo mantenida, no es necesario mover el accesorio de válvula para comprobar si la válvula tiene el ajuste previo correcto.

A continuación se describirán realizaciones preferidas de la invención, haciendo referencia a las figuras, en donde:

la Fig. 1 muestra una vista en corte de una válvula según una primera realización de la invención, la Fig. 2 muestra una vista ampliada de la válvula mostrada en la Fig. 1,

la Fig. 3 muestra una vista en corte isométrica de una válvula según la primera realización de la invención, la Fig. 4 muestra una vista ampliada de la válvula según la Fig. 3,

la Fig. 5 muestra una vista en corte de una válvula según una segunda realización,

la Fig. 6 muestra una vista ampliada de una válvula según la Fig. 5.

Las Figs. 1 a 4 muestran una primera realización de una válvula 1 según la invención que es una válvula de radiador o una válvula para otro intercambiador de calor para calentar o enfriar. La válvula 1 comprende una carcasa 2 en la que están dispuestas una entrada 13 y una salida 12. La válvula 1 comprende un asiento 3 de válvula que coopera con un elemento 4 de válvula para estrangular o detener un flujo de fluido a través de la válvula. El asiento de válvula está dispuesto en un elemento 5 de asiento de válvula que tiene forma de cilindro hueco. El asiento 3 de válvula está dispuesto en un extremo axial del elemento 5 de asiento de válvula. De forma específica, el asiento 3 de válvula está dispuesto en una superficie interior del elemento 5 de asiento de válvula.

El elemento 4 de válvula está dispuesto en un extremo axial de un vástago 8. El vástago 8, así como el elemento 4 de válvula, pueden desplazarse axialmente a lo largo del eje A para estrangular o cerrar la válvula 1. En el contexto de esta solicitud, axial se refiere a la dirección a lo largo del eje A de apertura o cierre de la válvula 1. En el extremo axial del vástago 8 opuesto al elemento 4 de válvula está dispuesto un eje 10 de una empaquetadura 9. El vástago 8 es guiado en un inserto 7 superior de válvula. El inserto 7 superior de válvula está retenido en el interior de la carcasa mediante una parte superior 14 de válvula. La parte superior 14 de válvula puede estar conectada a la carcasa 2, por ejemplo, mediante una conexión de encaje a presión. Esta última resulta ventajosa si la parte superior 14 de válvula está hecha de un material plástico y la carcasa 2 está hecha de un metal.

La válvula 1 puede comprender un dispositivo de accionamiento termostático o un accesorio de válvula similar que no se muestra en las Figs. 1 a 6 a efectos de simplicidad. No obstante, por ejemplo, el dispositivo de accionamiento termostático puede estar unido a la parte superior 14 de válvula mediante una geometría 23 de conexión. El dispositivo de accionamiento termostático puede estar unido al eje 10 para accionar el elemento 4 de válvula. La geometría 23 de conexión está dispuesta a una distancia axial más grande del asiento 3 de válvula que una ventana 17 de inspección. La ventana 17 de inspección está dispuesta en la parte superior 14 de válvula para permitir la inspección de la posición de giro actual del elemento 5 de asiento de válvula. De esta manera, es posible inspeccionar el ajuste previo. De forma adicional, también es posible usar la ventana 17 de inspección para comprobar la posición axial actual del elemento 5 de asiento de válvula si el elemento 5 de asiento de válvula es desplazable axialmente.

El elemento 5 de asiento de válvula es giratorio alrededor del eje A para cambiar la sección transversal de flujo eficaz máxima a través de la válvula 1. El elemento 5 de asiento de válvula está dispuesto de forma giratoria en un inserto 6 de la válvula 1. El inserto 6 tiene una forma de cilindro hueco.

Haciendo referencia a la vista ampliada de las Figs. 2 y 4, el elemento 5 de asiento de válvula también comprende una primera abertura 15. De forma similar, el inserto 6 comprende una segunda abertura 16. En las Figs. 2 y 4, la primera abertura 15 y la segunda abertura 16 están alineadas en la dirección axial, así como giratoriamente. En esta posición relativa de la primera abertura 15 y la segunda abertura 16, el fluido procedente del asiento 3 de válvula puede pasar por la primera abertura 15 y a continuación por la segunda abertura 16 para alcanzar la salida 12. El solapamiento de la primera abertura 15 y la segunda abertura 16 puede cambiar haciendo girar el elemento 5 de asiento de válvula alrededor del eje A. Con tal fin, la primera abertura 15 tiene un contorno 22 con una altura axial que es variable en la dirección circunferencial alrededor del eje A. De forma alternativa o adicional, la segunda abertura 16 también podría tener un contorno con una altura axial que es variable en la dirección circunferencial alrededor del eje A. El ajuste previo de la válvula puede cambiar haciendo girar un mando 21 de ajuste previo que también hará girar el elemento 5 de asiento de válvula. Entre el mando 21 de ajuste previo y el elemento 5 de asiento de válvula está dispuesto un inserto 7 superior de válvula. El inserto 7 superior de válvula está conectado en un extremo axial al elemento 5 de asiento de válvula. En el extremo opuesto del inserto 7 superior de válvula, el mismo está conectado al mando 21 de ajuste previo. La ventana 17 de inspección permite observar la posición de giro actual del elemento 5 de asiento de válvula desde el exterior de la válvula 1. De forma específica, incluso si un accesorio de válvula está conectado a la geometría 23 de conexión, es posible seguir observando la ventana 17 de inspección y, de este modo, la posición de giro del elemento 5 de asiento de válvula. De esta manera, si se lleva a cabo el mantenimiento de la válvula, la persona que inspecciona la válvula puede comprobar el ajuste previo de la válvula sin retirar el accesorio de válvula que cubre el mando 21 de ajuste previo.

No obstante, los dispositivos de accionamiento termostáticos de la técnica presentan el inconveniente de que, con frecuencia, se calientan por encima de la temperatura ambiente momentánea por su contacto directo con la válvula, que se calienta por el fluido de calentamiento. Debido a que el fluido de calentamiento tiene normalmente una temperatura muy superior a la temperatura ambiente, el dispositivo de accionamiento termostático también se calentará en muchos casos a una temperatura superior a la temperatura ambiente. Los dispositivos de accionamiento termostáticos se usan normalmente para reducir el flujo a través de la válvula cuando la temperatura del dispositivo de accionamiento termostático aumenta, de modo que no es necesario reajustar manualmente la válvula una vez se ha alcanzado una temperatura deseada. No obstante, debido a que el dispositivo de accionamiento termostático se calentará en muchos casos hasta una temperatura demasiado alta que no se corresponde con la temperatura ambiente real, el dispositivo de accionamiento termostático cerrará con frecuencia la válvula demasiado en comparación con la temperatura ambiente real que se ha alcanzado. Según la presente invención, el asiento de válvula también puede desplazarse en este caso con respecto a la carcasa en paralelo con respecto a la dirección de cierre del elemento 4 de válvula hacia el asiento 3 de válvula. Preferiblemente, esto se consigue mediante al menos un elemento termo activo en la válvula que puede extenderse o alargarse y, por lo tanto, desplazar el asiento 3 de válvula.

En la primera realización según las Figs. 1 a 4, un elemento termo activo es el elemento 5 de asiento de válvula. Con tal fin, el elemento 5 de asiento de válvula solamente está fijado al inserto 7 superior de válvula en el extremo axial del elemento 5 de asiento de válvula opuesto con respecto al asiento 3 de válvula. De esta manera, cuando el elemento 5 de asiento de válvula se alarga térmicamente con un aumento de temperatura, el asiento 3 de válvula se desplazará en una dirección en alejamiento con respecto al elemento 4 de válvula, de modo que el flujo a través de la válvula aumenta. No obstante, debido a que este efecto es preferiblemente más pequeño que el reajuste del grado de apertura de la válvula mediante un dispositivo de accionamiento termostático asociado, el efecto general de un aumento de temperatura seguirá siendo que el elemento 4 de válvula se moverá más próximamente al asiento 3 de válvula. No obstante, en la vista según la Fig. 1 a 4, el asiento 3 de válvula, así como el elemento 4 de válvula, estarían desplazados hacia abajo en este caso.

Un efecto adicional que debe tenerse en cuenta consiste por supuesto en que también el vástago 8, así como el eje 10, se extenderán y alargarán térmicamente en cierto grado con un aumento de temperatura. Por lo tanto, preferiblemente, el elemento 5 de asiento de válvula se alarga una distancia mayor con un aumento de temperatura que el vástago 8. Si se usa un vástago 8 y un eje 10 es preferible que el elemento 5 de asiento de válvula se alargue una distancia más grande con un aumento de temperatura que el vástago 8 y el eje 10 combinados. Esto puede conseguirse seleccionando un material para el elemento 5 de asiento de válvula que tiene un coeficiente de expansión térmica más grande que el del vástago 8 y el eje 10.

El alargamiento axial del inserto 7 superior de válvula y el elemento 5 de asiento de válvula con un aumento de temperatura puede definirse con respecto a un plano 18 de referencia en las Figs. 2 y 5. El inserto 7 superior de válvula se apoya en la parte superior 14 de válvula en el plano 18 de referencia con un borde 19. En un extremo axial 20 del inserto 7 superior de válvula el inserto 7 superior de válvula se apoya en el elemento 5 de asiento de válvula. En consecuencia, un alargamiento térmico del inserto 7 superior de válvula con respecto al plano 18 de referencia provoca un desplazamiento del elemento 5 de asiento de válvula que desplaza el asiento 3 de válvula en alejamiento con respecto al elemento 4 de válvula. Este efecto se añade al alargamiento térmico del propio elemento 5 de asiento de válvula, que también desplaza el asiento 3 de válvula en alejamiento con respecto al plano 18 de referencia. El elemento 5 de asiento de válvula y el inserto 7 superior de válvula se unen de modo que su alargamiento combinado con un aumento de temperatura aleja el asiento de válvula 3 del plano 18 de referencia. Por lo tanto, el desplazamiento axial del asiento 3 de válvula con respecto al plano 18 de referencia depende del movimiento articulado del inserto 7 superior de válvula y el elemento 5 de asiento de válvula.

Las Figs. 5 y 6 muestran una segunda realización de la invención ligeramente diferente. Las características correspondientes se indican con los mismos signos de referencia. La segunda realización solamente difiere en el uso de un elemento termo activo 11 dedicado. Preferiblemente, el elemento termo activo 11 tiene forma de anillo de cera, aunque también puede ser un dispositivo de accionamiento de aleación con memoria de forma. La posición del elemento 11 termo activo puede observarse en detalle en la Fig. 6. El elemento termo activo 11 está dispuesto en un extremo axial del elemento 5 de asiento de válvula opuesto con respecto al asiento 3 de válvula. Preferiblemente, el elemento termo activo 11 se apoya en el elemento 5 de asiento de válvula, así como en el inserto 7 superior de válvula. El uso de un elemento termo activo 11 dedicado presenta la ventaja de que la selección de materiales, de forma específica, para el elemento 5 de asiento de válvula, es más amplia. De forma específica, no es necesario en este caso que el coeficiente de expansión térmica del elemento 5 de asiento de válvula sea mucho más grande que el coeficiente de expansión térmica del vástago 8 o del eje 10 a efectos de conseguir un desplazamiento relativo neto del asiento 5 de válvula con respecto al elemento 4 de válvula con un aumento de temperatura en el interior de la válvula. No obstante, en las Figs. 1 a 4, el elemento 5 de asiento de válvula tiene la función de un elemento termo activo con un coeficiente de expansión térmica grande. Sin embargo, es posible usar un elemento termo activo 11 dedicado, así como un elemento termo activo con funciones adicionales como el elemento 5 de asiento de válvula, para conseguir un aumento general de la distancia del asiento 3 de válvula y el elemento 4 de válvula debido a un aumento de temperatura en la válvula. Tal como se ha mencionado anteriormente, el efecto combinado de la expansión térmica en el interior de la válvula 1 y el reajuste debido a un accesorio de válvula asociado debería resultar siempre sin embargo en un estrangulamiento del flujo a través de la válvula con un aumento de temperatura.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Válvula (1) que comprende una carcasa (2) de válvula, un asiento (3) de válvula y un elemento (4) de válvula, en donde el elemento (3) de válvula es desplazable con respecto a la carcasa (2) a lo largo de un eje (A) hacia el asiento (3) de válvula, estando dispuesto el asiento (3) de válvula en un elemento (5) de asiento de válvula, y comprendiendo la válvula (1) un inserto (6), en donde el elemento (5) de asiento de válvula comprende una primera abertura (15) y el inserto (6) comprende una segunda abertura (16), en donde un solapamiento de la primera abertura (15) y la segunda abertura (16) determina la sección transversal de flujo eficaz máxima a través de la válvula (1), caracterizada por el hecho de que el elemento (5) de asiento de válvula es giratorio alrededor del eje (A) para cambiar la sección transversal de flujo eficaz máxima a través de la válvula, y por el hecho de que el elemento (5) de asiento de válvula está dispuesto de forma giratoria en el inserto (6).

2. Válvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el elemento (5) de asiento de válvula y el inserto (6) tienen una forma de cilindro hueco.

3. Válvula según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por el hecho de que el solapamiento de la primera abertura (15) y la segunda abertura (16) puede cambiar girando el elemento (5) de asiento de válvula alrededor del eje (A).

4. Válvula según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por el hecho de que la primera abertura (15) tiene un contorno (22) con una altura axial que es variable en la dirección circunferencial alrededor del eje (A).

5. Válvula según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por el hecho de que la segunda abertura (16) tiene un contorno con una altura axial que es variable en la dirección circunferencial alrededor del eje (A).

6. Válvula según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por el hecho de que la válvula (1) comprende un mando (21) de ajuste previo, en donde el giro del mando (21) de ajuste previo gira el elemento (5) de asiento de válvula.

7. Válvula según la reivindicación 6, caracterizada por el hecho de que la válvula comprende un inserto (7) superior de válvula que está conectado en un extremo axial al mando (21) de ajuste previo y está conectado en el extremo axial opuesto al elemento (5) de asiento de válvula.

8. Válvula según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por el hecho de que la válvula (1) comprende una ventana (17) de inspección, en donde la ventana (17) de inspección permite observar la posición de giro actual del elemento (5) de asiento de válvula desde el exterior de la válvula (1).

9. Válvula según la reivindicación 8, caracterizada por el hecho de que la válvula (1) comprende una parte superior (14) de válvula, en donde la ventana de inspección está dispuesta en la parte (14) superior de válvula.

10. Válvula según la reivindicación 8 o 9, caracterizada por el hecho de que la válvula (1) comprende una geometría (23) de conexión para conectar un accesorio de válvula a la válvula (1), en donde la geometría (23) de conexión está dispuesta a una distancia axial más grande del asiento (3) de válvula que la ventana (17) de inspección.