VÁLVULA DE LIBERACIÓN/VENTEO QUE TIENE INTEGRADA EN LA MISMA
UNA VÁLVULA DE PROTECCIÓN DE ALTA PRESIÓN DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención está relacionada con válvulas para compresores de aire y más particularmente, con una válvula de descarga/ventilación que tiene integrada en la misma una válvula de protección de alta presión. El compresor de aire en los camiones de trabajo pesado y en el equipo fuera del camino está constantemente en operación. Para apagar el compresor, es decir dejar de generar aire, el compresor está diseñado para ventilar la descarga del compresor a la atmósfera. Típicamente, un gobernador que regula la presión de aire en el sistema enviará una señal para abrir una válvula, dando como resultado la ventilación del sistema y la liberación de la presión de aire . La invención de la válvula de protección de alta presión del compresor integrada es el resultado de la necesidad de proteger el compresor, y otros componentes del sistema, de la alta presión no intencional en el sistema de aire en caso de que exista una falla en el proceso de ventilación durante la operación normal . A través de fallas no previstas, el compresor puede mantenerse en la condición cargada, o en ciclo, y mantener la acumulación de presión de aire en el sistema de frenos de aire hasta el punto de que alguno de los componentes falle. Existen fallas documentadas en la industria donde el compresor de aire no se apagó, causando varios cientos a miles de dólares en reparaciones y tiempo perdido. Comúnmente, las válvulas de liberación de alta presión están ubicadas corriente abajo en el sistema de aire y no en la cabeza del compresor. Mientras que generalmente proporcionan un escape de emergencia para todo el sistema, estas válvulas de liberación de presión de alta presión corriente abajo son más efectivas para proteger los componentes en el sistema que están cerca de la válvula de liberación. Sin embargo, las fallas muy a menudo ocurren durante los meses de invierno, donde la humedad puede acumularse y congelarse, lo cual aisla las válvulas de liberación de alta presión corriente abajo del compresor de aire. En este caso, si se encuentra con este tipo de situaciones de alta presión, la válvula de liberación puede no dejar escapar la presión en el compresor de aire, y el compresor de aire puede dañarse . Se conoce bien el uso de válvulas de diferentes diseños en sistemas compresores de aire para individualmente realizar ya sea una función de descarga/ventilación o una función de liberación de alta presión. Los componentes actuales, sin embargo, utilizados en la industria de camiones pesados no incorporan liberación de alta presión con la descarga del compresor. Típicamente, se requiere una válvula de liberación de alta presión separada en el sistema de aire, y se instala en varios lugares dentro de ese sistema. Usualmente, no son capaces de proteger el compresor, sino que protegen aquellos dispositivos que están cerca de ellas. De igual manera, los compresores actuales que sí tienen una válvula de liberación dé alta presión incorporadas en la cabeza del compresor de aire sólo tienen una sola función. Estos compresores no acoplan esta característica al dispositivo de válvula que también descarga el compresor. Mientras que se sabe el incorporar varias sub-válvulas dentro de unidades complejas de multif nción, estas válvulas no gozan de los beneficios de facilidad y eficiencia de fabricación, instalación y mantenimiento derivados de una sola válvula que realice dos funciones necesarias que pueda convenientement ensamblarse en la cabeza del compresor de aire descrito en la presente. Un ejemplo del uso de válvulas de liberación de alta presión en sistemas de freno de aire se encuentran en la Patente Norteamericana No. 3,862,782 para Horowitz et al. Horowitz describe una válvula de control que se utiliza en un sistema de frenos de aire de vehículo para aplicar presión de liberación de freno a los frenos accionado por muelle. La válvula incluye una válvula de protección para el tanque de servicio del vehículo, al igual que una válvula de retención para proteger el tanque de emergencia del vehículo. Además, la válvula incluye un pistón y un manguito para controlar el paso entre el tanque de emergencia del vehículo y las cámaras de freno de muelle y una válvula de retención para dejar pasar la presión atrapada de la línea de servicio. También de interés para esta descripción es la Patente Norteamericana No. 4,907,842 para Goldfein. Goldfein describe un sistema de frenos de aire con una válvula de control de muítifunción; una válvula de control de multifunción para un sistema de frenos de aire; varias sub-válvulas dentro de la válvula de control de multifunción que incluyen una válvula de protección de presión, una válvula reductora de presión, una válvula de control de emergencia y una válvula syncro. En una modalidad, los cuatro tipos de sub-válvulas se encuentran dentro de un alojamiento unitario de la válvula de multifunción. La patente Goldfein describe un sistema de válvula reductor de presión que se utiliza con un compresor separado para reducir la presión dentro de un sistema de frenos de aire. Sin embargo, la patente Goldfein no describe un sistema que además actúa como válvula de liberación de seguridad como se describe en la presente invención. En su lugar, aún donde las sub-válvulas se encuentran dentro de un solo alojamiento unitario dentro de la válvula de multifunción, Goldfein se basa en una válvula de protección de presión separada que no está asociada con la válvula reductora de presión. Además, la patente Goldfein no parece que describa integrando ya cualquiera de estas válvulas en el compresor. Ni la combinación de válvula de liberación de protección ni la integración de tal con el compresor se describe en la patente Goldfein. Este arreglo complejo como el que se describe en Goldfein, teniendo varias sub-válvulas alojadas dentro de una unidad de multifunción, no goza de los beneficios de facilidad y eficiencia de fabricación, instalación y mantenimiento que se derivan de la válvula sencilla que realiza dos funciones necesarias que pueden convenientemente ensamblarse en la cabeza del compresor de aire descrito en la presente . Lo que se desea por lo tanto, es una válvula de descarga/ventilación para un compresor de aire que incorpore una protección de alta presión con la habilidad de descargar el compresor, el cual se ensambla en la cabeza del compresor de aire, que proporcione un fácil ensamble debido a que se instala en un arreglo de cabeza de compresor en el accesorio de ensamble, que proteja el compresor de falla en lugar de o además de proteger los componentes asociados en el sistema de aire, y que tenga una válvula de liberación de alta presión que no puede fallar debido a que está aislada del sistema de aire . Por consiguiente, es un objeto de la invención proporcionar una válvula de descarga/ventilación para un compresor de aire que incorpore protección de alta presión con la habilidad de descargar el compresor. Es otro objeto de la invención proporcionar una válvula de descarga/ventilación para un compresor de aire que se ensambla en la cabeza del compresor de aire. Es otro objeto de la invención proporcionar una válvula de descarga/ventilación para un compresor de aire de fácil ensamble debido a que se instala en un arreglo de cabeza de compresor en el accesorio de ensamble. Es otro objeto de la invención proporcionar una válvula de descarga/ventilación para un compresor de aire que proteja el compresor de fallas en lugar de o además de proteger los componentes asociados en el sistema de aire. También se desea proporcionar una válvula de liberación de protección de alta presión para un compresor donde la válvula de liberación de alta presión no pueda fallar debido a que está aislada del sistema de aire. Estos y otros objetos de la invención se logran en una modalidad proporcionando a un sistema de aire con una válvula reductora de presión que tiene un cuerpo de descarga en comunicación con el sistema de aire y una ventila que comprende un cuerpo de válvula que se desvían para formar un sello entre el cuerpo de descarga y la ventila. Un gobernador verifica la presión de aire en el sistema y genera una señal cuando se ha alcanzado una primera presión de umbral dentro del sistema. El cuerpo de válvula se mueve contra la desviación en respuesta a la señal generada por el gobernador. De modo que los puertos de descarga están en comunicación con la ventila con esto permitiendo que el aire escape del sistema. En el caso de una falla de gobernador cuando el cuerpo de válvula no se mueve cuando se alcanza la primera presión de umbral dentro del sistema, el cuerpo de válvula puede moverse contra la desviación en respuesta a una segunda presión de umbral, mayor que la primera presión de umbral, dentro del sistema que se alcanza de modo que un puerto de descarga esté en comunicación con la ventila con esto permitiendo que el aire escape del sistema. También es preferible que la invención pueda proporcionar un sistema de aire con una válvula reductora de presión en donde la ventila está en comunicación con la entrada del compresor de aire con esto permitiendo que el aire presurizado se recicle a través del sistema. La válvula reductora de presión puede ajustarse con una tapa ventilada para mantener la presión atmosférica detrás del cuerpo de la válvula y la válvula reductora de presión puede ensamblarse e instalarse en un paso en una parte de la cabeza del compresor . También se prefiere que la invención pueda proporcionar un sistema de aire con una válvula reductora de presión en donde, el cuerpo de válvula es un pistón y en donde la válvula es una válvula de manguito que comprende un pistón de manguito que se desvía para formar un sello entre la parte de descarga y la ventila. El pistón de manguito puede moverse contra la desviación cuando la fuerza ejercida en el cuerpo de manguito que resulta de la presión de aire en el sistema y la fuerza que resulta de la señal del gobernador exceden la fuerza que provoca el sello entre el puerto de descarga y la ventila. También se prefiere que la invención proporcione un sistema de aire con una válvula reductora de presión en donde, la señal del gobernador puede ser una señal de presión de aire que se envía a la cavidad del gobernador. La cavidad del gobernador puede estar formada en el espacio definido entre el pistón de manguito y el alojamiento de la válvula de manguito, en donde, el pistón de manguito se mueve contra la desviación cuando la fuerza ejercida en el pistón de manguito que resulta de la presión de aire en el sistema y la fuerza que resulta de la señal de presión de aire del gobernador excede la fuerza que provoca el sello entre el puerto de descarga y la ventila. En otra modalidad, los objetos de la invención se logran proporcionando un sistema de válvula reductora de presión que comprende una válvula de manguito que tiene un pistón de manguito desviado para formar un sello entre el puerto de descarga y la ventila. Un gobernador verifica la presión de aire del sistema y genera una señal cuando se alcanza un primer umbral de presión dentro del sistema y en donde, el pistón de manguito se mueve contra la desviación en respuesta a la señal generada por el gobernador. De modo que el puerto de descarga está en comunicación con la ventila con esto permitiendo que el aire escape del sistema. En el caso de que el gobernador falle cuando el pistón de manguito no se mueve cuando se alcanza la primera presión de umbral dentro del sistema, el pistón de manguito puede moverse contra la desviación en respuesta a una segunda presión de umbral, mayor que la primera presión de umbral, dentro del sistema que está siendo alcanzada de modo que el puerto de descarga esté en comunicación con la ventila con esto permitiendo que el aire escape del sistema. Puede ser preferible que la invención proporcione un sistema de aire con una válvula reductora de presión en donde, la señal del gobernador comprenda una señal de presión de aire enviada a la cavidad del gobernador que puede formarse en el espacio definido entre el pistón de manguito y el alojamiento de válvula de manguito. También es preferible que la invención proporcione un sistema de aire con una válvula reductora de presión en donde, el pistón de manguito se pueda mover contra la desviación cuando la fuerza ejercida en el pistón de manguito que resulta de la presión de aire en el sistema y la fuerza que resulta de la señal de presión de aire del gobernador excede la fuerza que provoca el sello entre el puerto de descarga y la ventila. La ventila puede estar en comunicación con una entrada del compresor de aire con esto permitiendo que el aire presurizado se recicle a través del sistema. La válvula de manguito puede ajustarse con una tapa ventilada para mantener la presión atmosférica detrás del pistón de manguito y la válvula reductora de presión puede ensamblarse e instalarse en un paso en una parte de la cabeza del compresor. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presente invención podrá entenderse más claramente a partir de la siguiente descripción de la modalidad especifica y preferida leída junto con los dibujos anexos ; en donde : La Figura 1 es una vista lateral en corte transversal de una válvula de descarga/ventilación que tiene integrada dentro de la misma una válvula de protección de alta presión y un compresor típico de acuerdo con la invención. La Figura 2 es una vista lateral en corte transversal ampliada de la válvula de descarga/ventilación que tiene integrada dentro de la misma la válvula de protección de alta presión mostrada en la Figura 1 en la posición cerrada. La Figura 3 es una vista lateral en corte transversal ampliada de la válvula de descarga/ventilación que tiene integrada dentro de la misma la válvula de protección de alta presión mostrada en la Figura 1 en la posición abierta. La Figura 4 es una vista lateral en corte transversal ampliada del puerto del gobernador y de la cavidad del gobernador de la válvula de descarga/ventilación que tiene integrada dentro de la misma la válvula de protección de alta presión mostrada en la Figura 1. La Figura 5 es una vista superior en corte transversal de la válvula de descarga/ventilación que tiene integrada dentro de la misma la válvula de protección de alta presión mostrada en la Figura 1. La invención está relacionada con válvulas para compresores de aire, y más particularmente, con una válvula de descarga/ventilación que tiene integrada dentro de la misma una válvula de protección de alta presión. La válvula de descarga/ventilación puede ser de cualquier tipo conocido en la técnica, tal como una válvula de manguito, una válvula de bola, una válvula de pistón, una válvula de retención, etc. De igual manera, el cuerpo de válvula puede ser de cualquier tipo conocido en la técnica que corresponda a la válvula de descarga/ventilación elegida. En la modalidad ilustrada en las Figuras 1-5, se utiliza una válvula 10 de manguito que tiene un pistón 30 de manguito como cuerpo de válvula que se activa dentro de la válvula 10 de manguito. Haciendo referencia a la Figura 1, en donde los números similares hacen referencia a elementos similares en los dibujos, se muestra una válvula 10 de manguito situada en la cabeza del compresor 12. El compresor se muestra generalmente en 14. Las Figuras 2 y 3 proporcionan mayor detalle de la válvula 10 de manguito. La válvula 10 de manguito, se comunica con la ventila 20 y un puerto 22 de descarga. El puerto 22 de descarga se comunica con el resto del sistema de aire (no mostrado) a través de la descarga 21 del sistema y con el compresor 14 de aire. La ventila 20 puede comunicarse directamente a la atmósfera, dentro de un puerto 10 de entrada de la cabeza del compresor 12 de aire o de cualquier otro medio conocido para descargar el compresor de aire . El pistón 30 de manguito tiene un sello 42 en un extremo que formará el sello entre el pasaje 22 de aire de descarga del compresor y la ventila 20. En la modalidad ilustrada, se sitúa un resorte 38 en el otro extremo del pistón 30 de manguito para desviar el pistón para cerrar el pasaje 22 de descarga de la ventila 20. La desviación en el cuerpo de válvula puede ser efectuada por los resortes, o por los pistones o por cualquier otro medio conocido en la técnica. El resorte 38 utilizado en la modalidad ilustrada esta diseñado para proporcionar una fuerza de resorte (S) sobre el pistón 30 de manguito. Una tapa 28 ajustada con una abertura 27, permite que la cámara 26 de resorte mantenga la presión atmosférica. El compresor de aire suministra un sistema de freno de aire con aire presurizado a través de la descarga 21 del sistema mientras que la presión de aire del sistema permanece por debajo de una primera presión de umbral predeterminada. Un gobernador 50 verifica la presión de aire en el sistema. (Ver Figuras 4 y 5) . Aunque el compresor 14 opera por debajo de esta primera presión de umbral predeterminada, la válvula de descarga/ventilación se cierra de modo que no existe comunicación de aire entre un pasaje 22 de descarga y una ventila 20. En la vista en corte transversal ampliada de la válvula de manguito en la Figura 2, el pistón 30 de manguito se muestra en la posición cerrada. Cuando se alcanza una primera presión de aire de umbral predeterminada en el sistema, el gobernador 50 proporciona una señal a la válvula de manguito que provoca que el pistón de manguito y la válvula se abra (Figura 3) . La señal del gobernador puede ser eléctrica o servo-mecánica o por cualquier otro medio conocido en la técnica. La señal del gobernador puede ser capaz de mecánicamente provocar que la válvula se abra permitiendo que el sistema se descargue/ventile. Sin embargo, puede ser preferible que la señal comprenda aire presurizado , como es el caso con la modalidad mostrada en las figuras 1-5. La cavidad 24 del gobernador está formada en el espacio definido entre el alojamiento 16 de válvula de manguito y el pistón 30 de manguito. El pistón 30 de manguito tiene una porción 34 de menor diámetro y una porción 36 de diámetro mayor. El alojamiento 16 de válvula de manguito está configurado para acomodar la porción 34 de diámetro menor y una porción 36 de diámetro mayor del pistón 30 de manguito formando la cavidad 24 del gobernador. El anillo 44 en forma de 0 en la porción 34 de diámetro menor y el anillo 46 en forma de 0 en la porción 36 de diámetro mayor sellan la cavidad 24 del gobernador para permitir que el pistón 30 de manguito sobreponga la desviación al movimiento cuando se proporciona la señal de presión de aire del gobernador para descargar el compresor 1 . La presión de aire del sistema da como resultado una fuerza (P) de presión de aire que actúa sobre el sello entre el pistón de manguito y el puerto de descarga. La presión de aire del sistema proporciona una fuerza (P) de presión de aire contra el pistón 30 de manguito adyacente al sello 42 de pistón que está opuesto a la fuerza (S) del resorte. Cuando la señal del gobernador alcanza la cavidad 24 del gobernador, también se aplica una fuerza (G) del gobernador al pistón 30 en la dirección opuesta a la fuerza (S) del resorte. La fuerza (G) del gobernador se muestra en detalle en la Figura 4. Cuando la combinación de la fuerza (P) de presión de aire y la fuerza (G) del gobernador son menores que la fuerza (S) del resorte, el pistón de manguito se desvía a la posición cerrada, como se ilustra en la Figura 2. Las Figuras 4 y 5 ilustran cómo el gobernador 50 se comunica con una señal de aire presurizada cuando se alcanza la primera presión de aire de umbral en el sistema de aire a la cavidad 24 del gobernador a través del puerto 25 del gobernador que da como resultado una fuerza (G) del gobernador actuando sobre el pistón 30 de manguito y contra la fuerza (S) del resorte. También, cuando se alcanza la primera presión de aire de umbral, una fuerza (Pl) de presión de aire actúa sobre el pistón 30 contra la fuerza (S) del resorte. Con las dos fuerzas (G) de la señal del gobernador y la fuerza (P) de presión de aire del sistema contribuyendo a la abertura de la válvula, ahora Pl + G > S y el pistón 30 de manguito, abriendo la válvula 10 y con esto abriendo el pasaje entre el puerto 22 de descarga y la ventila 20. La Figura 3 muestra el pistón 30 de manguito en la posición abierta. El aire de descarga entonces escapa a través de la ventila 20 a la atmósfera, o como se muestra en la Figura 1, a través de un puerto 18 de entrada dentro de la cabeza de un compresor 12. Después de que la presión de aire del sistema ha disminuido lo suficiente, el gobernador 50 libera su señal a la válvula 10 de manguito. El pistón 30 de manguito una vez más se desvía a la dirección opuesta mediante la fuerza (S) de resorte cerrando el pasaje entre el puerto 22 de descarga y la ventila 20. El aire de descarga una vez más fluye del pasaje 22 de descarga a través de la descarga 21 del sistema a los componentes del sistema de aire. Debido a ciertas fallas potenciales, la presión de aire del sistema puede exceder la primera presión de umbral y una fuerza (G) del gobernador puede no ser generada por la señal del gobernador. La válvula 10 permanecerá cerrada a medida que la presión de aire del sistema continúe increment ndo, poniendo a los componentes del sistema en peligro de sobrecarga. Sin embargo, a medida que se incrementa la presión de aire del sistema, la fuerza (P) de presión de aire también se incrementa consecuentemente. Una segunda fuerza (P2) de presión de aire que actúa sobre el pistón cuando se alcanza la segunda presión de umbral será mayor que la fuerza (S) del resorte. En este momento, la desviación en el pistón 30 será mayor y el pistón de manguito se moverá a la posición abierta como se ilustra en la Figura 3, de este modo liberando el aire de descarga y evitando la sobre-presurización del sistema . Cuando la fuerza combinada de la presión (G) de la señal del gobernador que actúa sobre el pistón 30 del manguito dentro de la cavidad 24 del gobernador y la fuerza de la presión (P) de aire del sistema que actúa sobre el pistón 30 del manguito donde forma el sello con el puerto 22 de descarga y la ventila 20 son mayores que la fuerza (S) de desviación del resorte, se abrirá a la válvula. Esto se ilustra mediante la ecuación G + P > S. Como ejemplo, el primer valor de presión de aire de umbral puede ser 180 psi para las unidades que se venden en Norteamérica y 250 psi para las unidades que se venden en el resto del mundo. En la primera presión de aire de umbral, una fuerza (Pl) actúa sobre el pistón donde forma el sello con el puerto de descarga y la ventila. Cuando se alcanza la primera presión de aire de umbral, el gobernador envía una señal de aire presurizado a través del puerto del gobernador dentro de la cavidad del gobernador. La fuerza combinada de la presión (G) de la señal del gobernador que actúa sobre la cavidad del gobernador y la fuerza de la primera presión (Pl) de aire de umbral que actúa sobre el pistón donde forma el sello con el puerto de descarga y la ventila son mayores que la fuerza (S) de desviación del resorte. Bajo operación normal, la válvula se abrirá, cuando G + Pl > S . Después de recibir la señal del gobernador, el pistón se mueve, lo cual abre la comunicación entre la descarga y la ventila. El aire descargado entonces se puede ventilar. En la modalidad ilustrada, el aire es descargado a través del pasaje de entrada dentro de la cabeza del compresor. A medida que la presión de aire del sistema se reduce, la fuerza (P) contra el sello del pistón disminuye a menos de Pl . También, cuando se logra que disminuya una cantidad preestablecida de presión de aire, el gobernador entonces libera su señal a la cavidad del gobernador, reduciendo la fuerza (G) de la señal del gobernador. La fuerza combinada ya no es suficiente para ser mayor que la fuerza (S) de desviación de resorte. Esto se ilustra por G + P > S. En este punto, el pistón de manguito una vez más es desviado en la dirección opuesta y el pasaje entre la descarga y la ventila se cierra. El aire presurizado del compresor una vez más se mueve del puerto de descarga a través de la descarga del sistema a los componentes del sistema de aire. Bajo operación normal, este ciclo continúa como es necesario. Si una válvula no se abre en la primera presión de umbral debido a una falla de sistema no prevista, la presión de aire en el sistema continuará incrementando. Estas fallas de sistema pueden incluir una falla en el sensor del gobernador, que el gobernador no reciba o envíe la señal o una falla en los sellos que forman la cavidad del gobernador. La válvula de descarga/ventilación entonces también realiza una función de liberación de alta presión. A una segunda presión de umbral, la fuerza (P2) ejercida contra el pistón en el sello con el puerto de descarga y la ventila excederá la fuerza (S) de desviación de resorte. El pistón se moverá, abriendo la válvula para evitar la sobre-presurización del sistema y en particular, para proporcionar el compresor de aire con una descarga/ventilación de emergencia. Esto es ilustrado por P2 > S. Dependiendo del grado de falla del sistema, la fuerza (G) de la señal del gobernador puede ser mayor a cero. Por lo tanto, puede existir una presión suficiente en la cavidad del gobernador para mover el pistón antes de la segunda presión de umbral . Las condiciones necesarias para que el sistema descargue/ventile aún se cumplen, de modo que G + P > S. Aunque la invención, una válvula de manguito de protección de alta presión para un compresor de aire que incorpora una protección de alta presión con la habilidad de ventilar/descarga , ha sido descrita haciendo referencia a un arreglo particular de partes, características y similares, estas no pretenden excluir todos los arreglos o características posibles y de hecho pueden obtenerse muchas otras modificaciones y variaciones por aquellos expertos en la técnica.