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Patent Searching and Data


Title:
AUTOMATIC SHUT-OFF VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/130336
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a valve that closes automatically when it infers a leak in a liquid or gaseous fluid supply network in which it is installed. The valve is closed by means of a stem connected to a connecting rod-crank-slide mechanism which moves a plug, the stem is in turn driven by an actuator that makes it possible to release potential energy from a flat coil spring.

Inventors:
MARTÍNEZ PÉREZ CÉSAR EDUARDO (MX)
ARREOLA LEAL JORGE (MX)
Application Number:
PCT/IB2021/061959
Publication Date:
June 23, 2022
Filing Date:
December 17, 2021
Export Citation:
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Assignee:
MARTINEZ PEREZ CESAR EDUARDO (MX)
ARREOLA LEAL JORGE (MX)
International Classes:
F16K17/00; F16K31/00; F16K31/02; F16K31/04; F16K37/00; F17D5/00; F17D5/02; F17D5/06
Domestic Patent References:
WO2010018248A12010-02-18
WO2008046042A12008-04-17
Foreign References:
CN209688193U2019-11-26
CN201636413U2010-11-17
DE3205697A11983-09-08
ES2779651T32020-08-18
MX2018016378A2019-08-29
Attorney, Agent or Firm:
GARCÍA LÓPEZ, César (MX)
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Claims:
REIVINDICACIONES

Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones.

1. Una válvula de cierre automático en caso de fuga, la válvula comprende: una carcasa definiendo un conducto con una entrada y una salida, en donde la carcasa está configurada para acoplarse entre una tubería de una línea de suministro y permitir el flujo de un fluido proveniente de la tubería desde la entrada a la salida; un obturador dispuesto en el conducto de la carcasa; un mecanismo de biela-manivela-corredera que incluye: una corredera conectada al obturador; una biela conectada a la corredera; una manivela conectada a la biela; un actuador conectado al mecanismo de biela-manivela-corredera, el actuador incluye: un vástago conectado a la manivela del mecanismo de biela- manivela-corredera; una base de retención unida a la carcasa; una manivela de giro automático unida al vástago; una base de manivela unida a la manivela de giro automático y montada sobre la base de retención; un resorte de torsión en espiral plana alojado en el interior de la manivela de giro automático y base de manivela, el resorte de torsión en espiral plana está unido por un extremo interno a la base de retención y unido por un extremo externo de retención a la manivela de giro automático; y un mecanismo de disparo unido a la base de manivela; un impulsor en conexión mecánica con el mecanismo de disparo del actuador, el impulsor permite trabar o destrabar el mecanismo de disparo; un caudalímetro conectado de manera operativa en el conducto de la carcasa, dicho caudalímetro está adaptado para proporcionar una indicación continua de la tasa de flujo de fluido líquido o gaseoso pasando a través del conducto; una memoria programadle adaptada para almacenar al menos una información de una cantidad de fluido permisible en una unidad de tiempo; un reloj controlable; y un controlador conectado al impulsor, al caudalímetro, a la memoria programa le y al reloj controlable, en donde el controlador está adaptado para reiniciar el reloj y activar al actuador para destrabar el mecanismo de disparo, liberando una energía potencial del resorte de torsión en espiral plana y transferirla al vástago para impulsar al mecanismo de biela-manivela-corredera para pasar el obturador de una primera posición que permite el flujo del fluido a través del conducto de la carcasa a una segunda posición que bloquea el flujo del fluido en el conducto de la carcasa, al inferir el controlador una fuga de fluido en la tubería cuando una medición continua del flujo del fluido es mayor que la cantidad de fluido permisible. La válvula de conformidad con la reivindicación 1, en donde además incluye una manivela de giro manual colocada sobre la manivela de giro automático y sujetada al vástago. La válvula de conformidad con la reivindicación 1, en donde el mecanismo de disparo incluye un resorte plano y una palanca pivotable.

Description:
VÁLVULA DE CIERRE AUTOMÁTICO

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención, en general, se refiere a válvulas y, más particularmente, a una válvula que se cierra de manera automática cuando infiere una fuga en una red de suministro de fluidos líquidos o gaseosos en la que se encuentra instalada. El cierre de la válvula es efectuado mediante un vástago conectado a un mecanismo de biela-manivela-corredera que desplaza un obturador, el vástago a su vez es accionado por un actuador con resorte de torsión en espiral plana.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las válvulas, que se cierran de manera automática cuando infieren una fuga en una red de suministro de fluidos líquidos o gaseosos en la que se encuentra instalada, son conocidas en la actualidad. Dichas válvulas, por lo general, están formadas por (a) una carcasa que define un conducto con entrada y salida, en donde la segunda carcasa está configurada para acoplarse entre una tubería de una red de suministro y permitir el flujo de un fluido liquido o gaseoso proveniente de la tubería desde la entrada a la salida; (b) un obturador dispuesto en el conducto de la carcasa, en donde el obturador está adaptado para operar entre una primera posición que permite el flujo del fluido liquido o gaseoso a través del conducto de la carcasa y una segunda posición que bloquea el flujo del fluido liquido o gaseoso en el conducto de la carcasa; (c) un actuador en conexión mecánica con el obturador, en donde el actuador permite pasar de la primera posición a la segunda posición al obturador; (d) un caudalímetro conectado de manera operativa en el conducto de la carcasa, dicho caudalímetro está adaptado para proporcionar una indicación continua de la tasa de flujo de fluido líquido o gaseoso pasando a través del conducto; una memoria de configuración programadle adaptada para almacenar al menos una información de una cantidad de fluido permisible en una unidad de tiempo; (d) un reloj controlable; (e) un microprocesador conectado con el actuador, la memoria programadle, el caudalímetro y el reloj controlable, en donde el microprocesador está adaptado reiniciar el reloj y ordenar al actuador pasar de la primera posición a la segunda posición al obturador al inferir una fuga del fluido líquido o gaseoso en la tubería cuando una medición continua del flujo del fluido proporcionada por el caudalímetro es mayor que la cantidad de fluido permisible en un lapso. Un ejemplo de dicha configuración de válvula se encuentra descrita en la patente estadounidense US-5,971,011 de Stephen Jeffrey Price de fecha de otorgamiento 26 de octubre de 1999.

La configuración de válvula antes descrita requiere un actuador de émbolo tipo solenoide que empuja al obturador cuando el actuador es energizado (activado), requiriendo de la operación síncrona de un pin de traba accionado por resorte para trabar el obturador una vez que ha sido desplazado a la segunda posición que bloquea el flujo del fluido liquido o gaseoso en el conducto de la carcasa. Dicho mecanismo presenta la desventaja de una desincronización, pues requiere que actuador de émbolo tipo solenoide siempre empuje con la misma fuerza, a una velocidad y desplazamiento del obturador predeterminados que permita estar en sincronía con la fuerza elástica del resorte del pin de traba.

En vista de la limitante antes indicada, es necesario proporcionar una válvula de cierre automático en caso de fuga que comprenda un mecanismo simple y que sea accionada bajo la liberación de energía potencial de un resorte de torsión en espiral plana.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

En vista de lo anteriormente descrito y con el propósito de dar solución a las limitantes encontradas, es objeto de la invención ofrecer una válvula de cierre automático en caso de fuga, la válvula está formada por (a) una carcasa definiendo un conducto con una entrada y una salida, en donde la carcasa está configurada para acoplarse entre una tubería de una línea de suministro y permitir el flujo de un fluido proveniente de la tubería desde la entrada a la salida; (b) un obturador dispuesto en el conducto de la carcasa; (c) un mecanismo de biela-manivela-corredera que incluye una corredera conectada al obturador, una biela conectada a la corredera, una manivela conectada a la biela; (d) un actuador conectado al mecanismo de biela- manivela-corredera, el actuador incluye un vástago conectado a la manivela del mecanismo de biela-manivela-corredera, una base de retención unida a la carcasa, una manivela de giro automático unida al vástago, una base de manivela unida a la manivela de giro automático y montada sobre la base de retención, un resorte de torsión en espiral plana alojado en el interior de la manivela de giro automático y base de manivela, el resorte de torsión en espiral plana está unido por un extremo interno a la base de retención y unido por un extremo externo de retención a la manivela de giro automático, y un mecanismo de disparo unido a la base de manivela; (e) un impulsor en conexión mecánica con el mecanismo de disparo del actuador, el impulsor permite trabar o destrabar el mecanismo de disparo; (f) un caudalímetro conectado de manera operativa en el conducto de la carcasa, dicho caudalímetro está adaptado para proporcionar una indicación continua de la tasa de flujo de fluido líquido o gaseoso pasando a través del conducto; (g) una memoria programadle adaptada para almacenar al menos una información de una cantidad de fluido permisible en una unidad de tiempo; (h) un reloj controlable; y (i) un controlador conectado al impulsor, al caudalímetro, a la memoria programadle y al reloj controlable, en donde el controlador está adaptado para reiniciar el reloj y activar al actuador para destrabar el mecanismo de disparo, liberando una energía potencial del resorte de torsión en espiral plana y transferirla al vástago para impulsar al mecanismo de biela-manivela- corredera para pasar el obturador de una primera posición que permite el flujo del fluido a través del conducto de la carcasa a una segunda posición que bloquea el flujo del fluido en el conducto de la carcasa, al inferir el controlador una fuga de fluido en la tubería cuando una medición continua del flujo del fluido es mayor que la cantidad de fluido permisible.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LAS FIGURAS

Las características de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada considerada en conexión con los dibujos adjuntos. Debe entenderse, sin embargo, que los dibujos están elaborados solamente como una ilustración y no como una definición limitativa de la invención, en los cuales:

Figura 1 ¡lustra una vista en perspectiva lateral de una válvula de cierre automático de conformidad con la presente invención;

Figura 2 ¡lustra una vista en perspectiva lateral en corte longitudinal de la válvula de cierre automático de la Figura 1 a lo largo de la línea de corte A-A', de conformidad con la presente invención;

Figura 3A ¡lustra una vista en perspectiva lateral en corte longitudinal de la válvula de cierre automático de la Figura 1 a lo largo de la línea de corte B-B', ¡lustrando una primera posición un obturador que permite el flujo de un fluido a través la válvula de cierre automático de conformidad con la presente invención; Figura 3B ¡lustra una vista en perspectiva lateral en corte longitudinal de la válvula de cierre automático de la Figura 1 a lo largo de la línea de corte B-B', ¡lustrando una segunda posición de un obturador que bloquea el flujo de un fluido a través la válvula de cierre automático de conformidad con la presente invención;

Figura 4 ¡lustra una vista en perspectiva y en explosión de una realización de un actuador de la válvula de cierre automático de conformidad con la presente invención;

Figura 5 ¡lustra una vista en perspectiva a detalle de una realización de un mecanismo de disparo y un impulsor de la válvula de cierre automático de conformidad con la presente invención; y

Figura 6 ¡lustra un diagrama de bloques de un controlador de la válvula de cierre automático de conformidad con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

A los efectos de la descripción siguiente, los términos que hacen referencia a ubicación o posición de un determinado elemento y sus derivados se referirán a la invención tal como se orienta en las Figuras. Sin embargo, debe entenderse que la invención puede asumir variaciones alternativas y secuencias de pasos, excepto cuando se especifique expresamente lo contrario. También debe entenderse que los dispositivos y procesos específicos ¡lustrados en los dibujos adjuntos, y descritos en la siguiente memoria descriptiva, son simplemente realizaciones ejemplares de la invención. Por lo tanto, las dimensiones específicas y otras características físicas relacionadas con las realizaciones descritas en este documento no se deben considerar como limitantes.

Con relación a las Figuras 1, 2, 3A y 3B a continuación se describe una realización de una válvula 100 de cierre automático de conformidad con la presente invención. La válvula 100 está formada por una carcasa 200, un obturador 300, un actuador 500, una turbina 600 y un controlador 700.

La carcasa 200 define un conducto 201 con una entrada 202 y una salida 203, la carcasa 200 está configurada para acoplarse, a través de la entrada 202 y la salida 203, entre una tubería de una línea de suministro (no mostrada), mediante el uso de conexiones hidráulicas, neumáticas o para gas (no mostradas) con el objeto de permitir el flujo de un fluido, bien sea líquido o gaseoso, proveniente de la tubería (no mostrada) desde la entrada 202 a la salida 203. La carcasa 200 tiene en su interior un primer soporte guía 204, un segundo soporte guía 205, un anillo de asiento 206 posicionado entre el primer y segundo soportes guía 204, 205, un primer soporte para turbina 207, un segundo soporte para turbina 208, y un distribuidor de flujo 209. La carcasa 20 puede estar elaborada de metal fundido o plástico.

El obturador 300 está dentro del conducto 201, en particular entre el primer soporte guía 204 y el anillo de asiento 206, y está adaptado para operar entre una primera posición que permite el flujo del fluido a través del conducto 201 (cuando el obturado 300 está separado del anillo de asiento 206) y una segunda posición que bloquea el flujo del fluido en el conducto 201 (cuando el obturador 300 está asentado herméticamente en el anillo de asiento 206).

El obturador 300 es desplazado entre la primera a la segunda posición y viceversa mediante un mecanismo de biela-manivela-corredera 400 formado por una corredera 410, una biela 420 y una manivela 430, para lo cual el obturador 300 está conectado mecánicamente de manera fija y concéntrica a un cuerpo de corredera 411 de la corredera 410. La corredera 410 está formada por el cuerpo de corredera 411, un primera porción extrema de corredera 412 y un segunda porción extrema de corredera 413; la primera porción extrema de corredera 412 pasa a través de primer soporte guía 204, mientras que la segunda porción extrema de corredera 413 pasa a través del segundo soporte guía 205, de tal manera que la corredera 400 queda confinada por el primer y segundo soportes guía 204, 205 a un desplazamiento lineal con una carrera tal que permita que el obturador 300 pase de la primera a la segunda posición y viceversa.

La segunda porción extrema de corredera 413 de la corredera 410 está conectada mecánicamente a un pie de biela 421 de la biela 420. La biela 420 está formada por el pie de biela 421, un cuerpo de biela 422 y una cabeza de biela 423. La biela 420 está conectada mecánicamente por la cabeza de biela 423 a la manivela 430 de desplazamiento angular.

La manivela 430 está formada por un cuerpo de manivela 431, un primer tope 432, un segundo tope 433. El primer tope 432 y el segundo tope 433 están posicionados de manera opuesta respecto del cuerpo de manivela 431 y dispuestos perpendicularmente entre sí. El primer tope 422 topa en un costado de la segunda porción extrema de corredera 413 de la corredera 410 cuando el obturador 300 está en la primera posición, mientras que el segundo tope 433 topa en un costado opuesto de la segunda porción extrema de corredera 413 de la corredera 410 cuando el obturador 300 está en la segunda posición, de tal manera que el desplazamiento angular de la manivela 430 se limita a un ángulo máximo de 90° correspondiente a la carrera de la corredera 410.

El mecanismo de biela-manivela-corredera 400 es impulsado por el actuador 500. El actuador 500 incluye un vástago 510, una base de retención 520, un mecanismo de disparo 530, un impulsor 540, una manivela de giro automático 550, una base de manivela 560, un resorte de torsión en espiral plana 570, y alternativamente una manivela de giro manual 580.

El vástago 510 comprende un cuerpo de vástago 511, una primera porción extrema de vástago 512 y una segunda porción extrema de vástago 513. El vástago 510 está unido de manera fija a la manivela 430, específicamente el cuerpo de vástago 511 está conectado manera fija y perpendicular al cuerpo de manivela 431. El vástago 510 gira en su eje y puede ser o no pasante al cuerpo de la manivela 431. Cuando el vástago 510 es pasante al cuerpo de manivela 431, la primera porción extrema de vástago 512 se apoya en un cojinete 514 ubicado al interior de la carcasa 200 para mantener su posición y libertad de giro. El cojinete 514 pueden ser de grafito de carbono, teflón, cerámica, polietileno de ultra alto peso molecular u otros cojinetes similares capaces de soportar la rotación del vástago 510. Cuando el vástago 510 no pasa el cuerpo de manivela 431, la primera porción extrema de vástago 512 termina en el cuerpo de manivela 431 o pasa el cuerpo de manivela 431 sin requerir ser apoyado en la carcasa 200. La segunda porción extrema de vástago 513 se extiende por fuera de la carcasa 200 pasando a través de un orificio en la carcasa 200 en donde se encuentra de un buje (no mostrado) y/o al menos una junta tonca (no mostrada) que permite mantener la posición y libertad de giro del vástago 510 y a la vez evitar escurrimiento o fugas fuera de la carcasa 200.

Ahora con referencia a la Figura 4, se muestra una vista en perspectiva y en explosión de una realización del actuador 500 de conformidad con la presente invención. Como se indico anteriormente, el actuador 500 está formado por el vástago 510, la base de retención 520, el mecanismo de disparo 530, el impulsor 540, la manivela de giro automático 550, la base de manivela 560, el resorte de torsión en espiral plana 570, y la manivela de giro manual 580.

La base de retención 520 está formada por una base circular 521 con orificio central 522 de la cual se extiende concéntricamente un buje de retención 523. La base de retención 520 se fija a la carcasa 200 a través de la base circular 521 y soporta al impulsor 540. El buje de retención 523 incluye una o más ranuras de retención de resorte 5231.

La segunda porción extrema de vástago 513 del vástago 510 pasa a través del orificio central 522 de la base de retención 520 por lo que el vástago 510 mantiene su posición y libertad de giro.

La manivela de giro automático 550 tiene un cuerpo circular 551, un arco de pared perimetral 552 al cuerpo circular 551, un perno de sujeción de resorte 553 dispuesto en un borde perimetral del cuerpo circular 551 no comprendido por el arco de pared perimetral 552, y un orificio central de manivela 554 del cual se extiende concéntricamente un buje de manivela 555 que incluye un orificio roscado 5551.

La base de manivela 560 tiene un cuerpo circular 561, una ranura 562 para soportar y alojar el mecanismo de disparo 530, y un orificio central de base 554 que tiene un diámetro mayor que el diámetro del buje de retención 523 de la base de retención 520. En la ranura 562 se encuentran dos orificios para pivote 563.

El resorte de torsión en espiral plana 570, también conocido como resorte de cinta o resorte de reloj, tiene un extremo interno de retención 571, un cuerpo en espiral 572 y un extremo externo de retención 573.

La manivela de giro automático 550 está unida firmemente a la base de manivela 560 formando un estuche que aloja en su interior el resorte de torsión en espiral plana 570, de tal manera que el extremo externo de retención 573 del resorte de torsión en espiral plana 570 se sujeta al perno de sujeción de resorte 553 de la manivela de giro automático 550. La manivela de giro automático 550 es de acción automática y sirve para activar de manera automática el cierre de la válvula 100.

El estuche integrado por la manivela de giro automático 550, la base de manivela 560 y el resorte de torsión en espiral plana 570, está montado sobre la base de retención 520, de tal manera que el orificio central de base 554 de la base de manivela 560 y el orificio central de manivela 554 de la manivela de giro automático 550 quedan concéntricos al buje de retención 523 de la base de retención 520 y a la segunda porción extrema de vástago 513 del vástago 510, que se extiende por encima del buje de manivela 555; el extremo interno de retención 571 del resorte de torsión en espiral plana 570 se sujeta a la ranuras de retención de resorte 5231 del buje de retención 523, mientras que la manivela de giro automático 550 se sujeta firmemente a la segunda porción extrema de vástago 513 del vástago 510 mediante un tornillo opresor o una chaveta (no mostrado) insertada en el orificio roscado 5551 del buje de manivela 555.

La configuración anterior, permite que al momento que sea liberada la energía potencial del resorte de torsión en espiral plana 570, esta energía se transfiera a la manivela de giro automático 550 por efecto de torque que ejerce el extremo externo de retención 573 sobre el perno de sujeción de resorte 553 de la manivela de giro automático 550 a medida que se desenrolla el resorte de torsión en espiral plana 570, y dicho torque a su vez es transferido a la segunda porción extrema de vástago 513 provocando así el movimiento angular del vástago 510 que a su vez impulsa el mecanismo de biela-manivela-corredera 400, provocando que el obturador 300 pase a la segunda posición para bloquear el flujo del fluido en el conducto 201 de la carcasa 200 (cierre de la válvula 100).

La manivela de giro manual 580 tiene un cuerpo circular 581, una pared perimetral 582, un perno disparador 583 colocado al interior en la pared perimetral 582, y un orificio central 584. La manivela de giro manual 580 está colocada sobre la manivela de giro automático 550 de manera concéntrica y sujetada al borde de la segunda porción extrema de vástago 513 mediante una chaveta de seguridad 585. La manivela de giro manual 580 es de acción manual y sirve para activar de manera manual el mecanismo de disparo 530 para cerrar la válvula 100.

Ahora en las Figuras 5 y 6, se ¡lustra una vista en perspectiva a detalle de una realización del mecanismo de disparo 530 y de impulsor 540 de la válvula 100 de cierre automático de conformidad con la presente invención. El mecanismo de disparo 530 está alojado y soportado en la ranura 562 (no mostrada) de la base de manivela 560 (no mostrada). El mecanismo de disparo 530 incluye un resorte plano 531 y una palanca 532. El resorte plano 531 comprende una porción extrema fija 5311, una porción extrema libre 5312, un orificio de traba 5313 y un gancho 5314. El resorte plano 531 está unido firmemente por su porción extrema fija 5311 a base de manivela 560 (no mostrada), mientras que la porción extrema libre 5312 está levemente levantada respecto del plano de la porción extrema fija 5311.

La palanca 532 es pivotable y tiene un cuerpo en forma de "L" 5321 apoyado en un pivote 5322. EL pivote 5322 está insertado en los orificios para pivote 563 (no mostrados) de la ranura 562 (no mostrada) de la base de manivela 560 (no mostrada). El cuerpo en forma de "L" 5321 consta de un primer brazo 5324 está insertada en el gancho 5314 del resorte plano 531, y un segundo brazo 5325 que se encuentra libre.

El impulsor 540 está formado por un motor 541, una transmisión 542 conectada al motor 541, un eje 543 conectado a la transmisión 542 y una traba 544 unida de manera perpendicular al eje 543. La traba 544 es insertable en el orificio de traba 5313 del resorte plano 531. El impulsor 540 está unido firmemente a la base de retención 520 y está conectado eléctricamente al controlador 700.

En tanto el impulsor 540 no sea energizado (es decir, se encuentra desactivado), la traba 544 se mantiene insertada en el orificio de traba 5313 del resorte plano 531, por lo que la base de manivela 560 se mantiene trabada y la energía potencial del resorte de torsión en espiral plana 570 no se libera, por lo que el obturador 300 se mantiene en la primera posición (el obturado 300 está separado del anillo de asiento 206), permitiendo el flujo del fluido a través del conducto 201.

Por otro lado, cuando el impulsor 540 es energizado (es decir, se activa), de manera automática el eje 543 gira y la traba 544 se libera del orificio de traba 5313 del resorte plano 531, provocando que la base de manivela 560 se destrabe, por lo que la energía potencial del resorte de torsión en espiral plana 570 es liberada. Esta energía se transfiere a la manivela de giro automático 550 por efecto de torque que ejerce el extremo externo de retención 573 sobre el perno de sujeción de resorte 553 de la manivela de giro automático 550 a medida que se desenrolla el resorte de torsión en espiral plana 570, y dicho torque a su vez es transferido a la segunda porción extrema de vástago 513 provocando así el movimiento angular del vástago 510 que a su vez impulsa el mecanismo de biela-manivela-corredera 400, provocando que el obturador 300 pase a la segunda posición para bloquear el flujo del fluido en el conducto 201 de la carcasa 200 (cierre de la válvula 100).

En otro escenario, en tanto el impulsor 540 no sea energizado (es decir, se encuentra desactivado), la traba 544 se mantiene insertada en el orificio de traba 5313 del resorte plano 531, pero se hace girar manualmente la manivela de giro manual 580, el perno disparador 583 hace contacto con el segundo brazo 5325 de palanca 532, provocando que la palanca 532 pivotee, por lo que el primer brazo 5324 levanta más la porción extrema libre 5312, provocando que el resorte plano 531 se libere de la traba 544 del impulsor 540, dando origen a que la base de manivela 560 se destrabe, por lo que la energía potencial del resorte de torsión en espiral plana 570 es liberada. Esta energía se transfiere a la manivela de giro automático 550 por efecto de torque que ejerce el extremo externo de retención 573 sobre el perno de sujeción de resorte 553 de la manivela de giro automático 550 a medida que se desenrolla el resorte de torsión en espiral plana 570, y dicho torque a su vez es transferido a la segunda porción extrema de vástago 513 provocando así el movimiento angular del vástago 510 que a su vez impulsa el mecanismo de biela- manivela-corredera 400, provocando que el obturador 300 pase a la segunda posición para bloquear el flujo del fluido en el conducto 201 de la carcasa 200 (cierre de la válvula 100).

Retornando a las Figuras 1, 2, 3A y 3B, la válvula 100 comprende un caudalímetro 600 conectado eléctricamente al controlador 700. El caudalímetro 600 está formado por una turbina 610 al interior del conducto 201 y soportada por el primer soporte para turbina 207 y segundo soporte para turbina 208. La turbina 610 está formada por una serie de alabes 611 dispuestos radialmente alrededor de un disco 612, la turbina 610 está dispuesta en el distribuidor de flujo 209 del conducto 201, de tal manera que el distribuidor de flujo 209 hace incidir el flujo del fluido sobre los álabes 611 en un ángulo de incidencia predeterminado y por ende se hace girar el disco 612 y a la vez permite la continuación del flujo del fluido hacia la salida 203. El ángulo de incidencia se determina basándose en la presión esperada del fluido en la entrada 202, la contrapresión en la salida 203 y las revoluciones por minuto (RPM) deseadas de la turbina 610. Durante el funcionamiento, el fluido que fluye actúa sobre la turbina 610 haciendo que gire en una sola dirección dentro del conducto 201, en particular dentro del distribuidor de flujo 209. La turbina 610 al ser giratoria es mantenida en posición por un par de cojinetes 613. Los cojinetes 613 pueden ser de grafito de carbono, teflón, cerámica, polietileno de ultra alto peso molecular u otros cojinetes similares capaces de soportar la rotación del eje de la turbina 610.

Cambiando a la Figura 6, se ¡lustra un diagrama de bloques del controlador 700 de conformidad con la presente invención. El controlador 700 incluye un microprocesador 710, un reloj controlable 711 en conexión con el microprocesador 710, una memoria programable 712 en conexión con el microprocesador 710, y alternativamente una interfaz de usuario 713 en conexión con el microprocesador 710. En una realización alternativa, el controlador 700 puede incluir una interfaz de comunicación inalámbrica 714 en conexión con el microprocesador 710.

El microprocesador 710 puede ser de propósito general o de propósito especial, y además está en conexión eléctrica y lógica con unas baterías 800 o cualquier otra fuente de alimentación de energía eléctrica. El microprocesador 710 está habilitado para procesar entradas, datos, señales, comandos y/o instrucciones provenientes del reloj controlable 711, del caudalímetro 600, de las baterías 800, de la interfaz de usuario 713 y/o de la interfaz de comunicación inalámbrica 714, por lo que el microprocesador 710 está habilitado para reiniciar el reloj controlable 711, controlar el funcionamiento del impulsor 540 impulsor, controlar la escritura y registro de datos e información en la memoria programable 712, analizar la señal proveniente del caudalímetro 600 para determinar una medición continua del flujo de fluido pasado por el conducto 201 y la recepción y envío de datos e información a través de la interfaz de usuario 713 o de la interfaz de comunicación inalámbrica 714.

El microprocesador 710 analiza la señal la señal proveniente del caudalímetro 600 para determinar una medición continua del flujo de fluido pasado por el conducto 201 y también anota cuando el caudal cae a cero. La cantidad de flujo es acumulada por el microprocesador 710. El microprocesador 710 busca un flujo continuo y restablece el reloj controlable 711 siempre que el caudal sea cero. Si hay un flujo continuo, el microprocesador 710 determina si se ha excedido una duración de tiempo transcurrido preestablecido. Si lo tiene, reinicia el reloj controlable 711 y comienza a monitorear nuevamente para una repetición de la duración de tiempo preestablecido. El microprocesador 710 verifica la cantidad de flujo dentro del marco de tiempo asignado. Si se ha excedido la cantidad de flujo dentro del marco de tiempo dado, energiza el impulsor 540 para destrabar el mecanismo de disparo 530, liberando una energía potencial del resorte de torsión en espiral plana 570 y transferirla al vástago 510 para impulsar al mecanismo de biela-manivela-corredera 400 para pasar el obturador 300 de una primera posición que permite el flujo del fluido a través del conducto 201 de la carcasa 200 a una segunda posición que bloquea el flujo del fluido en el conducto 201 de la carcasa 200, hasta que el sistema se restablece manualmente.

El reloj controlable 711 puede estar directamente incorporado en el microprocesador 710 o estar separado del microprocesador 710. El reloj controlable 711 siempre se reinicia cuando el caudal sea cero (no fluya algún fluido por el conducto 201) o cuando se exceda el período de tiempo pre-establecido antes de exceder la cantidad predeterminada de fluido que se permite fluir dentro de ese lapso. Si se excede el flujo de la cantidad predeterminada de fluido dentro del marco de tiempo predeterminado (permitido), se energiza el impulsor 540.

La memoria programadle 712 puede ser una memoria de acceso aleatorio tal como DRAM, o memoria de sólo lectura tal como ROM o FLASH. En una realización, el microprocesador 710 ejecuta las instrucciones de programación almacenadas en la memoria programadle 712. La memoria programadle 712 puede ser un componente separado desde el microprocesador 710 o puede estar incluido dentro del microprocesador 710. La memoria programadle 712 está habilitada para recibir y almacenar de manera pre-establecida, entre otra información, al menos una información de una cantidad de fluido permisible en una unidad de tiempo, así como llevar un registro de un número de eventos de cierre automático de la válvula 100.

De manera alternativa, un panel de interfaz de usuario (no mostrado) puede estar montado en una carcasa 200 de la misma válvula 100 o estar por separado a la válvula 100, pero en conexión y comunicación con microprocesador 710 a través de la interfaz de usuario 713. Típicamente, a través del panel de interfaz de usuario, un usuario puede seleccionar diversas características operativas y modos de operación, y supervisar el funcionamiento de la válvula 100. En ciertas realizaciones ejemplares, el panel de interfaz de usuario puede representar un dispositivo de entrada o salida de propósito general ("GPIO") o bloque funcional. El panel de interfaz de usuario también puede incluir componentes de entrada, tales como una o más de una variedad de dispositivos de entrada, mecánicos o electromecánicos o eléctricos, incluyendo mandos giratorios, pulsadores, y almohadillas táctiles. El panel de interfaz de usuario puede incluir además un componente de visualización, tal como un dispositivo de visualization digital o analógico diseñado para proporcionar información operativa de la válvula 100 a un usuario.

En una realización alternativa, la válvula 100 tiene la capacidad de "calendarizar" tiempos de flujo, y también cierres programados. Es decir, programar diferentes rangos de flujo permisible según el día de la semana, o específico del año. Y también programar cierres automáticos forzados bajo el mismo criterio. Es decir, se le puede pedir a la válvula que independientemente de los flujos, que se cierre, por ejemplo, en una determinada fecha u hora.

LISTADO DE REFERENCIAS A LAS FIGURAS

100 válvula

200 carcasa

201 conducto

202 entrada

203 salida

204 primer soporte guía

205 segundo soporte guía

206 anillo de asiento

207 primer soporte para turbina

208 segundo soporte para turbina

209 distribuidor de flujo

300 obturador

400 mecanismo de biela-manivela-corredera

410 corredera

411 cuerpo de corredera

412 primera porción extrema de corredera

413 segunda porción extrema de corredera

420 biela

421 pié de biela

422 cuerpo de biela

423 cabeza de biela

430 manivela

431 cuerpo de manivela

432 primer tope

433 segundo tope actuador

510 vástago

511 cuerpo de vastago

512 primera porción extrema de vástago

513 segunda porción extrema de vástago

520 base de retención

521 base circular

522 orificio central

523 buje de retención

5231 ranura de retención de resorte

530 mecanismo de disparo

531 resorte plano

5311 porción extrema fija

5312 porción extrema libre

5313 orificio de traba

5314 gancho

532 palanca

5321 cuerpo en forma de "L"

5322 pivote

5324 primer brazo

5325 segundo brazo

540 impulsor

541 motor

542 transmisión

543 eje

544 traba

550 manivela de giro automático

551 cuerpo circular

552 arco de pared perimetral

553 perno de sujeción de resorte

554 orificio central de manivela

555 buje de manivela

5551 orificio roscado

560 base de manivela

561 cuerpo circular

562 ranura

562 orificio central de base 570 resorte de torsión en espiral plana

571 extremo interno de retención

572 cuerpo en espiral

573 extremo externo de retención

580 manivela de giro manual

581 cuerpo circular

582 pared perimetral

583 perno disparador

584 orificio central

585 chaveta de seguridad

600 caudalímetro

610 turbina

611 alabes

612 disco

613 cojinetes

700 controlador

710 microprocesador

711 reloj controlable

712 memoria programable

713 interfaz de usuario

714 interfaz de comunicación inalámbrica

800 baterías

Con base en las realizaciones descritas anteriormente, se contempla que las modificaciones a estas realizaciones, así como las realizaciones alternativas serán consideradas evidentes para una persona experta en el arte de la técnica bajo la presente descripción. Es, por lo tanto, contemplado que las reivindicaciones abarcan dichas realizaciones alternativas que estén dentro del alcance del presente invento o sus equivalentes.