ES2206922T3 - Valvula de estrangulamiento. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una válvula de estrangulación. Esta válvula comprende una varilla de válvula (3) que coopera con un asiento de válvula (2,5,6) y tiene una junta de estanqueidad (5) sensiblemente anular que, cuando la varilla (3) está en posición de cierre se adhiere con una cierta fuerza de compresión, transversal al sentido de circulación, al borde de extremo periférico de la varilla (3). Según la invención, al menos una parte de la fuerza de compresión que actúa entre la junta de estanqueidad (5) y el borde de extremo de la varilla (3) es ejercida por la presión hidrostática del fluido interceptado cuando la válvula está en la posición de cierre. La junta de estanqueidad (5) comprende superficies de compresión (605) que, en una posición exterior, en el sentido radial respecto a la superficie, entran en contacto con el borde de extremo periférico de la varilla (3), y se sitúan opuestas a la superficie de contacto entre la junta de estanqueidad (5) y la varilla (3),y están orientadas de tal manera que al menos uno de sus componentes direccionales es paralelo a la circulación. Esta disposición permite generar una compresión perpendicular a la circulación. Estas superficies (605) son accesibles y están expuestas al fluido interceptado.

Description

Válvula de estrangulamiento.

El invento se refiere a una válvula de estrangulación de acuerdo con las características definidas en el preámbulo de la reivindicación 1.

Este tipo de válvula es conocido, por ejemplo, por el documento SE-A-2.231.277.

En las válvulas de estrangulación de la técnica anterior, con el fin de asegurar un efecto suficiente de obturación entre el borde extremo periférico del obturador y la junta anular, la junta y el obturador tienen que comprimirse una contra otro con una fuerza relativamente intensa, que sea suficiente para oponerse a la acción de la presión del fluido interceptado. En estas válvulas, las superficies de contacto de obturación entre el obturador de estrangulación y la junta están orientadas de una forma sustancialmente paralela a la dirección del flujo. La presión se ejerce por la acción del fluido contra las caras laterales del obturador y de la junta, es decir, en dirección tangencial o perpendicular a la fuerza radial de compresión entre el obturador y la junta, lo cual asegura la acción de obturación. Esta condición es muy desfavorable. El fluido realiza una acción de acuñación entre las dos superficies, y no se usa la presión del fluido Interceptado para contribuir al contacto de obturación entre el obturador y la junta. Por tanto, las válvulas de la técnica anterior de este tipo se fabrican de tal manera que, cuando se cierre la válvula, el obturador presiona con una fuerza predeterminada a la junta, que tiene una cierta elasticidad y compresibilidad, con lo que las dos piezas se precargan una contra otra en una magnitud tal que se opongan a la intensa acción de empuje del flujo de fluido interceptado.

Sin embargo, esta condición requiere una fuerza considerable para mover el obturador de estrangulación desde una a la otra de las posiciones de cierre y apertura, que generalmente se añade a la fuerza ejercida por la presión del fluido sobre el obturador de estrangulación, cuando éste se desplaza a la posición de cierre.

En estas dos condiciones, las válvulas de la técnica anterior requieren una construcción muy robusta en los mandos del obturador, que tiene que asegurar una resistencia suficiente a las necesarias fuerzas de desplazamiento. Además, en la versión de control manual, el funcionamiento se acciona mediante palancas operativas, que tienen que ser muy largas, con el fin de permitir que una persona que tenga una fuerza física de intensidad media pueda vencer la resistencia al movimiento del obturador.

Esta considerable resistencia al movimiento del obturador de estrangulación implica inconvenientes aún más graves, cuando se requiere que la válvula sea controlada por un activador accionado a motor. En este caso, el activador accionado a motor debe dimensionarse adecuadamente, puesto que tiene que suministrar la potencia necesaria para mover el obturador. En estos tipos de válvulas, debido a la resistencia al movimiento antes mencionada, los activadores se convierten con mucho en el elemento más oneroso. Además, el esfuerzo considerable que actúa sobre el mismo aumenta el desgaste, limitando su vida media, y requiriendo intervenciones más frecuentes de mantenimiento, e incluso sustituciones prematuras de los activadores. Adicionalmente, la elección entre tipos de activadores queda restringida a los tipos de motores que permitan la alimentación requerida de energía eléctrica.

En el documento DE 22 31 277 A1 se describe una válvula de mariposa para líquidos criogénicos. Entre una parte de alojamiento de la válvula y un anillo metálico está instalado un aro anular. El aro está construido de un material flexible a todas las temperaturas durante el montaje y el funcionamiento de la válvula. El aro anular consiste en una parte de obturación que coopera con el borde del disco de mariposa y una parte de asiento que tiene una acanaladura que interactúa con un saliente de la parte de alojamiento. El aro se ha diseñado de tal manera que la obturación y el asiento sean efectivos a todas las temperaturas, independientemente de las contracciones.

En el documento US 4.289.296 A1 se describe un obturador anular para una válvula de mariposa. El obturador anular tiene una parte radialmente interior para obturar contra el obturador de estrangulación y una parte radialmente exterior que está fijada entre una primera parte principal de alojamiento y una segunda parte de alojamiento que actúa como aro de retención. Las dos partes de alojamiento se fabrican individualmente y se unen juntas en un plano diferente del plano medio del aro obturador.

Por tanto, el invento se basa en el problema de perfeccionar una válvula del tipo descrito anteriormente en la presente memoria, de tal manera que, merced a recursos relativamente sencillos y económicos, el obturador ofrece una resistencia menor a moverse hasta sus posiciones de apertura y cierre, asegurando al mismo tiempo un efecto mejor de obturación y costes más bajos para los activadores servocontrolados.

El invento resuelve los problemas anteriormente expuestos, mediante la provisión de una válvula del tipo descrito anteriormente en la presente memoria, con las características acordes con la parte de caracterización de la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferidas del invento.

Ventajosamente, la junta anular tiene una parte anular radialmente exterior, y una parte radialmente interior, mientras que el cuerpo de válvula tiene un asiento para retener a dicha junta que incluye un asiento para fijar dicha parte radialmente exterior, y un asiento para alojar la parte radialmente interior de la junta de obturación, que es ligeramente mayor que dicha parte radialmente interior de la junta, y está conformada de tal manera que tiene conductos, orificios, y/o pasos para el fluido en el lado de la parte interior de la junta, que está provisto de las superficies de compresión que tienen al menos una componente direccional paralela al flujo, con el fin de generar una compresión perpendicular al fluido interceptado.

En una realización preferida, las superficies de compresión de la junta, que presionan contra el obturador, consisten en las paredes laterales de dos acanaladuras anulares que coinciden sustancialmente en la parte media, formadas en las dos caras de la junta anular, cuyas acanaladuras forman un cuello anular para conectar la parte interior y la parte exterior de la junta. Los asientos para fijar la parte exterior y los asientos para alojar la parte interior de la junta se unen mediante un estrechamiento anular de compresión, teniendo, en el lado enfrentado a las paredes de compresión de la parte interior de la junta, paredes laterales que se extienden a cierta distancia de las paredes de compresión, formando de ese modo, donde el asiento del alojamiento es más ancho que el espesor de la parte interior de la junta, cámaras sustancialmente anulares, a las que puede tener acceso el fluido interceptado, en el lado correspondiente del obturador de estrangulación.

El asiento para alojar la parte interior de la junta y dicha parte interior de la junta tienen superficies anulares cooperantes de contacto para obturación, que están orientadas transversalmente al eje de la junta y a la dirección del flujo, y en particular, están expuestas a la presión hidrostática del fluido y tienen al menos una componente transversal a la dirección del fluido, por lo cual la presión hidrostática del fluido actúa también en la dirección de la compresión de obturación axial de la parte interior de la junta contra la correspondiente pared lateral opuesta del asiento para alojarlo.

Cuando la junta anular de obturación está instalada en un asiento de alojamiento que termina a una distancia determinada del borde extremo periférico del obturador contactado por la parte interior de la junta, el efecto combinado de la presión hidrostática del fluido interceptado, actuando en las direcciones axial y radial con respecto a la junta, hace que la parte interior de la junta sea acuñada sustancialmente entre el borde periférico extremo del obturador y la pared lateral del asiento del alojamiento, opuesto al fluido interceptado.

Merced a las características mencionadas anteriormente, el obturador de la válvula de estrangulación de acuerdo con el invento tiene una resistencia menor al movimiento, puesto que la fuerza de compresión requerida para asegurar el efecto de obturación entre la junta y el obturador se genera al menos parcialmente por la presión hidrostática del fluido interceptado cuando el obturador se encuentra en la posición de cierre. Se puede dimensionar la junta de tal manera que sea posible calibrar la división de la compresión del obturador contra la junta en la compresión mecánica del obturador sobre la junta, y la compresión ejercida por la presión hidrostática del fluido, con el fin de alcanzar las óptimas garantías de obturación, y la mínima resistencia al movimiento del obturador.

La compresión mecánica de la junta contra el obturador viene dada sustancialmente por la diferencia entre el diámetro interior de la junta y el diámetro exterior del obturador, y por la elasticidad o compresibilidad de la junta, mientras que la compresión ejercida por el flujo depende de la intensidad de la componente de la superficie útil que está orientada paralelamente al eje de la junta y, obviamente, de la presión del fluido interceptado.

En consecuencia, tanto el funcionamiento manual como el funcionamiento por activadores servocontrolables se pueden llevar a cabo ejerciendo una mínima fuerza operativa sobre el obturador. Esto tiene efectos positivos en el coste y en las dimensiones de los mandos de la válvula, tanto manuales como accionadas a motor, así como en la duración y fiabilidad de la válvula.

Como la compresión de obturación entre el obturador y la junta se ejerce al menos parcialmente mediante la presión del fluido, se logra la máxima fiabilidad funcional de la válvula para presiones crecientes de fluido. Cuando aumenta la presión de fluido sobre el obturador y sobre la junta, aumenta correspondientemente la compresión de las superficies entre dichas dos partes que están destinadas a obturar, mientras que la junta, es decir, la parte interior activa de la misma, se acuña por una fuerza de mayor intensidad, entre las dos superficies de contacto paralelas, que son transversales a la dirección del flujo o al eje de la junta y/o al intervalo de paso.

Además, como la precompresión de la junta no debe determinarse como dependiente de la máxima presión de funcionamiento, sino de las mínimas condiciones operativas, se observa una diferencia enorme en el esfuerzo de funcionamiento especialmente a bajas presiones, atenuándose dichos beneficios a presiones mayores, puesto que la maniobrabilidad depende con carácter creciente de la fricción del eje de maniobra en los asientos.

De acuerdo con una característica adicional preferida del invento, el vástago de control del obturador es accionado por un mecanismo de accionamiento de rueda dentada y tornillo sinfín. En particular, cuando la válvula está construida casi totalmente de plástico, el mecanismo de accionamiento de rueda dentada y tornillo sinfín puede ser también de plástico, siendo ventajosamente el tornillo sinfín del tipo denominado globoidal. En este caso, el borde axial periférico de los dientes de la rueda tiene una forma que se corresponde sustancialmente con el diámetro interior de la rosca del tornillo sinfín, mientras que la rosca que se extiende en toda la longitud del tornillo sinfín no se enrolla alrededor de una superficie cilíndrica, sino alrededor de una superficie ahuecada, cuyo hueco corresponde al radio de la rueda dentada.

Aunque este tipo de mecanismo de accionamiento es muy caro cuando se fabrica de metal, su fabricación con plástico es mucho más sencilla, y la rueda dentada y el tornillo sinfín se pueden fabricar mediante un procedimiento usual de moldeo por inyección.

Desde un punto de vista mecánico, el acoplamiento preciso de formas entre la rueda dentada y el tornillo sinfín permite que varios dientes engranen, sustancialmente en toda su extensión, con el tornillo sinfín, por lo cual el mecanismo de accionamiento, aunque se haya fabricado de plástico, está destinado a soportar esfuerzos notablemente más intensos, sin producir un deterioro o un desgaste prematuros del tornillo sinfín ni de la rueda dentada. Esto se consigue mientras que al mismo tiempo se mantienen los costes de fabricación y mantenimiento a un nivel bajo.

Una importante consideración adicional sobre la válvula de estrangulación de acuerdo con el invento es que se trata de una válvula de estrangulación que es perfectamente simétrica con respecto a la dirección del flujo. El obturador y la junta tienen superficies de contacto de obturación que no tienen componente sustancial en dirección transversal a la dirección del flujo, sino que sólo está orientada en una dirección sustancialmente paralela a la misma.

Además, dichas superficies de contacto de obturación están centradas con respecto al plano medio de la válvula, que es transversal a la dirección del flujo, y contiene al eje de rotación del obturador. El disco del obturador está montado de tal manera que queda centrado con respecto al eje diametral de rotación del mismo, y coopera con la junta, es decir, con la parte de la misma, mediante su reborde periférico anular, que es sustancialmente cilíndrica, o incluso ligeramente en forma de corona, en particular teniendo la forma de un sector esférico, y de cualquier modo siendo siempre simétrico con respecto al plano medio del obturador, que contiene el eje de rotación. La superficie de la parte de la junta, que coopera con el disco del obturador, es también cilíndrica. Esta construcción es ventajosa en el sentido de que hace que la válvula sea perfectamente simétrica con respecto a la dirección del flujo, permitiendo montarla en tuberías que transporten fluidos en ambos sentidos de flujo, sin necesidad de tener en cuenta el posicionamiento correcto de la válvula con respecto a la dirección relevante del flujo. En lo que concierne a la construcción, la válvula de acuerdo con el invento se puede fabricar de un modo menos caro que otros tipos de válvula, en particular válvulas que tienen un obturador que es excéntrico con respecto al eje de rotación, y que tengan superficies cónicas de contacto obturador/junta. De hecho, estas válvulas requieren moldes más complejos, particularmente elaboradas de plástico y fabricadas mediante moldeo por inyección, y además, las superficies cónicas a menudo requieren una fase adicional de fabricación, en la que se rectifican.

La simetría de la válvula de acuerdo con el invento permite obtener dos posiciones de cierre diametralmente opuestas para el obturador. Esto implica la ventaja de que se evita que los medios de accionamiento del obturador y de la junta se desgasten solamente en una dirección o en un lado.

Con respecto a las válvulas bien conocidas que tienen una construcción simétrica, la válvula de acuerdo con el invento tiene las ventajas de una menor resistencia a impulsar el obturador, ventajas que se obtienen merced a la disposición excéntrica del eje de rotación del disco del obturador. Estas ventajas se obtienen conservando al mismo tiempo las derivadas de la posición centrada o simétrica del eje de rotación del disco del obturador, y obviando, al mismo tiempo, los inconvenientes de la disposición asimétrica o excéntrica del eje de rotación del disco del obturador.

Las características del invento y las ventajas derivadas del mismo aparecerán con mayor claridad a partir de la siguiente descripción de una realización preferida ilustrada, sin carácter limitativo, en los dibujos adjuntos, en los que

La Figura 1 es una vista en perspectiva de una válvula de estrangulación de acuerdo con el invento,

La Figura 2 es una vista frontal de la válvula de la Figura 1, según se ve en la dirección del eje del orificio de paso para el flujo de fluido.

La Figura 3 es un corte transversal con respecto a un plano paralelo al eje central medio del obturador y del asiento de la válvula,

La Figura 4 es una vista en perspectiva de la junta de obturación para la válvula de acuerdo con las figuras anteriores,

La Figura 5 muestra la junta de acuerdo con la Figura 4, a través de vistas la mitad descubiertas y la mitad en corte,

La Figura 6 es un corte transversal de la junta con respecto a un plano medio, paralelo al eje de la junta,

La Figura 7 es una vista ampliada en corte de un detalle, relativo a la junta, al borde extremo periférico del obturador, y al asiento de válvula,

La Figura 8 es una vista como la de la Figura 7, en la que el fluido interceptado ejerce una presión hidrostática predeterminada sobre el obturador y sobre la junta,

La Figura 9 es una vista en corte de la válvula de acuerdo con las figuras anteriores, con respecto a un plano paralelo al eje del vástago de control,

La Figura 10 es una vista en planta desde arriba del mecanismo de accionamiento de acuerdo con la Figura 9,

La Figura 11 es una vista a escala ampliada del detalle relativo al área en que el tornillo sinfín está engranado con la rueda dentada,

La Figura 12 es una vista en perspectiva de una variante de realización de la válvula de acuerdo con las Figuras anteriores, y

La Figura 13 muestra la válvula asociada a las dos bridas, ilustradas con líneas de trazos, y a espaciadores, ilustrados con líneas continuas.

Con referencia a las Figuras 1, 2 y 3, una válvula de estrangulación comprende un cuerpo 1 de válvula, en el que hay provisto un conducto de paso, que tiene una forma sustancialmente cilíndrica. El conducto de paso forma un asiento 2 de válvula que coopera con un obturador 3 de estrangulamiento, que tiene la forma de un disco. Un vástago transversal 4, perpendicular al conducto de paso, está fijado radialmente al obturador 3 de estrangulación, y sobresale del borde periférico de éste en ambos lados diametralmente opuestos, mientras que uno de los extremos del vástago 4 de control se proyecta hacia fuera con un extremo 104 de empuñadura no redondo, que se puede conectar a una palanca controlada a mano a un miembro del activador accionado a motor.

En la región intermedia entre el extremo 104 de empuñadura no redonda y el obturador 3, el vástago 4 tiene una garganta anular 204, en la que está insertada una junta 304 de obturación del tipo junta tórica. El extremo opuesto 404 del vástago 4 se mantiene en un orificio del cuerpo 1 de válvula, interponiéndose entre los mismos un casquillo 18 fabricado de un material que tiene un factor de fricción muy bajo, mientras que el fondo del orificio desemboca hacia fuera, por medio de un conducto 101 de ventilación o alivio.

Coincidiendo con el obturador 3, que es perfectamente perpendicular al eje del conducto de paso, el asiento 2 de válvula tiene una junta 5 sustancialmente anular, que se mantiene en una acanaladura anular o garganta 6, formada en la pared del conducto de paso, para cooperar con el borde extremo periférico del obturador 3 de estrangulación. Este tiene una forma que corresponde sustancialmente a la abertura del conducto de paso, y su diámetro exterior es ligeramente menor que el diámetro interior del conducto de paso.

La junta 5 tiene una forma anular cerrada, con dos anillos integrales 105, fabricados del mismo material, en el nivel del vástago 4. Los anillos 105 están orientados de tal manera que su eje es sustancialmente diametral a la junta anular 5 y son coaxiales entre sí. Cuando la junta 5 está en su condición montada, los lados extremos de los anillos 105, que dan frente al obturador 3, cooperan con unos aplanamientos anulares coaxiales 103, del borde extremo del obturador 3, el cual, en el área para unión con el vástago 4 de control tiene una forma anular, coaxial a la de los anillos 105, y rodea al extremo que conecta el vástago 4 al obturador 3.

En el conducto de paso se ha provisto una garganta anular 6 para alojamiento de la junta anular 5, en una posición que coincide con el borde extremo del obturador 3 y es coaxial con el mismo. En las áreas previstas para el paso del vástago 4, la garganta 6 tiene una forma que corresponde a la de los anillos 105. Ventajosamente, los anillos 105 tienen superficies extremas radialmente interiores 405 y superficies extremas radialmente exteriores 305, con respecto al eje del conducto de paso, que están inclinadas simétricamente con respecto al plano medio de la garganta 6. Esta inclinación es tal, que la prolongaciones ideales de dichas superficies extremas de los anillos 105 cortan al eje geométrico del vástago 4, en una dirección radialmente exterior con respecto al eje del conducto de paso. Los aplanamientos anulares 103 que rodean las áreas para unión del vástago 4 al obturador 3 están inclinados también sustancialmente en forma correspondiente.

Con referencia a las Figuras 4 a 7, la junta anular 5 tiene dos ramales 205, que tienen un sector anular, que son simétricamente idénticas con respecto al eje de los anillos 105. Dichos dos ramales 205 constan de una parte radialmente exterior y de otra parte radialmente interior, indicadas con 305 y 405 respectivamente. Las dos partes 305 y 405 están conectadas por un área delgada intermedia, formada por dos acanaladuras 505 sustancialmente intermedias y coincidentes en las dos caras de la junta anular 5. La parte radialmente exterior 305 tiene una sección sustancialmente poligonal, en particular hexagonal, mientras que la parte radialmente interior 405 termina con un extremo radialmente interior sustancialmente plano, en particular con esquinas redondeadas.

La garganta 6 que forma el alojamiento tiene un estrechamiento 106 de fijación, que enclava a la junta 5 en posición, correspondiente a las acanaladuras 505 de la junta anular 5. Mientras que la parte radialmente exterior de la garganta 6 está dimensionada de tal manera que se adhiera contra la parte radialmente exterior 305 de la junta anular 5, enclavándola en posición, la parte radialmente interior 206, con respecto al estrechamiento 106, es más ancha que la parte radialmente interior 405 de la junta 5. Además, el cuello o estrechamiento 106 de fijación tiene una conformación tal que, cuando la junta 5 está en la posición montada, sus paredes laterales 406 enfrentadas a la parte radialmente interior 405 de la junta 5 están a una distancia determinada de la pared lateral que conecta las acanaladuras 505 a la parte radialmente interior 405 de la junta 5, formando dos cámaras en forma de C, como un sector anular que, merced a la menor anchura de la parte radialmente interior 405 de la junta 5 con respecto a la parte asociada 206 de la garganta 6, comunican con el conducto de paso. La totalidad está diseñada de tal manera que el diámetro de la junta 5 es ligeramente mayor que el borde exterior de la boca de la garganta 6, 206 para alojar y fijar a la junta 5, mientras que el diámetro exterior del disco obturador 3 corresponde sustancialmente, o es ligeramente menor, dentro de los límites de tolerancia, que el del conducto de paso.

La proyección de la parte interior 405 de la junta 5 es tal que, al desplazar el obturador 3 a la posición de cierre, el obturador ejerce una cierta compresión sobre la parte interior 405 de la junta anular 5, requiriendo, no obstante, un pequeño esfuerzo, y asegurando un efecto suficiente de obturación cuando se intercepta fluido a una presión muy baja. Esta compresión se calibra, mediante las operaciones adecuadas de dimensionamiento, de tal manera que se reduzca a un determinado nivel el esfuerzo necesario para mover el obturador 3.

Las superficies 605 de compresión que conectan las acanaladuras 505 a las paredes radialmente interiores 405 de la junta 5 tienen una orientación inclinada, de tal manera que proporcionan una componente transversal y una componente paralela a la dirección del flujo, es decir, al eje del conducto de paso.

Mediante el aumento de la presión del fluido interceptado sobre el obturador 3 cuando éste se encuentra en la condición de cierre, el fluido, penetrando también en las cámaras de forma de C, ejerce una presión hidrostática sobre las superficies 605, generando una componente de compresión axial de la parte interior de la junta 5 contra la pared lateral de la parte radialmente interior 206 de la garganta 6, y una componente de compresión radial de la parte interior 405 de la junta 5 contra el borde extremo del obturador 3. En particular, la parte interior 405 de la junta 5 es empujada por la presión hidrostática del fluido interceptado para acuñarse contra las paredes, transversales entre sí y que consisten en el borde extremo del obturador 3, y en la pared lateral de la parte interior 206 de la garganta 6 de alojamiento. La inclinación de las superficies 605 y su extensión se eligen de tal manera que la fuerza de compresión radial de la parte interior 405 de la junta 5 contra el obturador 3 es de mayor intensidad que el empuje ejercido radialmente, pero en la dirección de la junta 5 alejándose del borde extremo del obturador 3, por la presión del fluido, tendiendo a acuñarse entre dichas dos superficies de contacto mutuo. Esta condición se ilustra en la Figura 8.

Merced a los recursos descritos anteriormente en la presente memoria, mediante un esfuerzo mínimo predeterminado, se asegura el efecto de obturación hasta presiones predeterminadas muy bajas del fluido interceptado, puesto que la diferencia entre el diámetro del obturador 3 y el diámetro de la junta 5 proporciona una primera compresión mutua mínima de dichas dos partes. Cuando aumenta la presión hidrostática en el fluido interceptado, la propia presión del fluido contribuye al aumento de la compresión entre la junta 5 y el obturador 3, hasta una intensidad mayor que la fuerza ejercida por la presión en la dirección de separación y penetración entre la junta 5 y el obturador 3.

Por tanto, el desplazamiento del obturador 3 desde una hasta la otra de las dos posiciones es mucho menos fatigoso, dado que el obturador 3 no tiene que presionar a la junta 5 con la fuerza requerida para asegurar el efecto de obturación, aún para presiones elevadas del fluido interceptado. Esto permite usar tamaños pequeños para las piezas de la válvula, especialmente de los medios de accionamiento, que no tendrán que soportar cargas y esfuerzos dinámicos de intensidades considerables.

De acuerdo con el invento, la garganta 6 consta de dos partes, que la dividen a lo largo del plano medio transversal de simetría. Una de las partes está formada integralmente en el cuerpo 1 de válvula, mientras que la otra consiste en un anillo retirable 10, que está fijado contra la junta 5, y contra el cuerpo 1 de válvula, mediante tornillos específicamente provistos, o por medio de bridas de fijación de la correspondiente unión a la válvula.

De este modo, la garganta 6 para alojar y fijar la junta 5 es completamente accesible en la dirección lateral, y la junta 5 se puede deslizar simplemente a su posición correcta, con la ayuda del anillo 10, manteniendo así una construcción de una sola pieza en el cuerpo 1 de válvula.

Con referencia a las Figuras 9 a 11, el invento hace posible que el vástago 4 para controlar al obturador 3 se puede accionar rotativamente mediante un mecanismo de accionamiento de rueda dentada 15 y tornillo sinfín 16. Puesto que dicho mecanismo de accionamiento puede estar expuesto a esfuerzos de gran intensidad, se pueden alcanzar ventajas dotando al diseño del tornillo sinfín y de la rueda dentada 15 de los denominados perfiles globoidales, en los que el reborde que forma la rosca del tornillo sinfín no se enrolla alrededor de una superficie cilíndrica, sino alrededor de una superficie rotativamente simétrica, que está arqueada hasta una extensión correspondiente al radio de curvatura de la rueda dentada 15, mientras que los dientes 115 de la rueda dentada 15 no son rectos, sino curvados de forma conjugada con respecto a un radio de curvatura del tornillo sinfín 16, en particular de forma conjugada con respecto al radio mínimo de curvatura del tornillo sinfín 16.

Merced a este recurso, el tornillo sinfín 16 y la rueda dentada 15 no sólo engranan por espacio de unos pocos dientes y sustancialmente en las superficies mutuamente tangentes, sino que hay más dientes de la rueda dentada 15 que cooperan simultáneamente con la rosca del tornillo sinfín 16. Este tipo de mecanismo de accionamiento permite reducir el desgaste y especialmente el uso de materiales de menor resistencia mecánica, tales como plásticos, para su fabricación. Gracias a este tipo de mecanismo de accionamiento, la rueda dentada 15 y el tornillo sinfín 16 se pueden fabricar de plástico, como el resto de la válvula.

El uso de plástico permite reducir considerablemente las dificultades y los costes de fabricación del mecanismo de accionamiento, puesto que la rueda dentada 15 y el tornillo sinfín 16 se pueden fabricar mediante moldeo por inyección. Esta técnica de fabricación permite obtener fácilmente piezas constructivas con una forma compleja.

El recurso de acuerdo con las Figuras 9 a 11 se puede proveer también independientemente del fabricante particular de la válvula de estrangulación, y puede usarse en cualquier tipo de válvulas, con el fin de proporcionar, con poca inversión y de una manera funcionalmente efectiva, una reducción del esfuerzo para el funcionamiento manual de la válvula. Las dimensiones y la conformación particular de la rueda dentada 15 y del tornillo sinfín 16 pueden variar, dependiendo de las necesidades y de las aplicaciones.

Mediante la provisión de una rueda dentada 15 y de un tornillo sinfín 16 del tipo globoidal, se puede usar plástico para su fabricación, obteniendo así mecanismos de accionamiento seguros, fiables y funcionalmente duraderos.

Con referencia a una variante ilustrada en las Figuras 12 y 13, en este caso el cuerpo 1 de válvula tiene un aspecto circular también desde el exterior, habiéndose eliminado las alas de refuerzo, indicadas en 201 en las Figuras 2 y 3 de la realización anterior.

En la realización de las Figuras 1 y 2, el cuerpo 1 de válvula tiene una parte anular, especialmente cilíndrica, con extensiones coaxiales y opuestas para alojar al vástago 4, cuyas extensiones se conectan al cuerpo 1 de válvula por medio de alas 201 de refuerzo, provistas de ranuras radiales 301 para el paso de pernos para fijar las bridas. Estas se fijan entre sí por los pernos, y, al mismo tiempo, contra el cuerpo 1 de válvula.

En la segunda realización, la carencia de las alas 201 hace menos resistente al cuerpo 1 de válvula, por lo que el orificio 101 de alivio, que conecta con el exterior el orificio para alojamiento del extremo 404 del vástago 4, es ventajoso, puesto que permite comunicar con el exterior al asiento de la junta 5 que es la parte radialmente exterior del mismo. En ambas realizaciones, en el caso de que se produzcan arietes hidráulicos de gran intensidad o altas presiones, el fluido a presión puede penetrar entre la junta 5 y la pared interior del área radialmente exterior del cuerpo 1 de válvula, y en este caso, y especialmente en la segunda realización, el cuerpo 1 de válvula estará sometido a altas presiones. El conducto 101 de alivio permite que dichas presiones se liberen sin que el cuerpo 1 de válvula sufra esfuerzos. Por otra parte, esto permite usar una válvula que tiene una construcción de acuerdo con el ejemplo de las Figuras 12 y 13, con un considerable ahorro de material y una considerable simplificación de moldes.

Con referencia en particular a la Figura 13, dado que, con la carencia de alas 201 de refuerzo, también faltan guías de centrado para las dos bridas opuestas para conexión de conductos de admisión y escape, se han previsto casquillos espaciadores 20, cuyo espesor corresponde a la distancia radial del perno de fijación desde el cuerpo 1 de válvula.

Aunque en el ejemplo anterior, con el fin de asegurar que se usan diferentes bridas con dimensiones diferentes, los orificios 301 de paso practicados en las alas 201 tienen la forma de ranuras orientadas radialmente, en la segunda realización, se pueden proveer casquillos espaciadores 20, que tengan paredes con espesores diferentes de acuerdo con el tipo de brida a utilizar. De acuerdo con una mejora, la pared periférica exterior del cuerpo 1 de válvula puede tener formas complementarias a las de los casquillos, por ejemplo, uno o más entrantes, cuya sección axial tiene la forma de un sector circular, con un radio sustancialmente correspondiente al de los casquillos, o bien muescas en forma de V, que puedan impedir que los casquillos rueden hacia abajo a lo largo de la periferia exterior del cuerpo de válvula. Alternativamente, los propios casquillos pueden tener un perfil exterior complementario al del cuerpo de válvula, en el área de contacto mutuo.

Naturalmente, el invento no se limita a la realización descrita e ilustrada en la presente memoria, sino que puede experimentar grandes variaciones, especialmente en cuanto a construcción, sin apartarse del principio orientativo anteriormente descrito y reivindicado a continuación.

Claims (22)

1. Una válvula de estrangulación que comprende un cuerpo (1) de válvula, un obturador (3) de estrangulación que coopera con un asiento (2) de válvula, cuyo asiento tiene una junta (5) sustancialmente anular, la cual, cuando el obturador (3) de estrangulación está en la posición de cierre, se adhiere con una fuerza determinada de compresión, transversal a la dirección del flujo y al eje del asiento (2) de válvula, contra el borde extremo periférico del obturador (3) de estrangulación, en la que al menos una parte de la fuerza de compresión que actúa entre la junta (5) y el borde extremo periférico del obturador (3) de estrangulación es ejercida por la presión hidrostática del fluido Interceptado cuando la válvula se encuentra en la condición de cierre, teniendo la junta (5) superficies (605) de compresión, al menos en algunas áreas, preferiblemente en toda su extensión, y en una posición radialmente exterior con respecto a la superficie que está en contacto con el borde extremo periférico del obturador (3) de estrangulación, girada enfrente de la superficie de contacto entre la junta (5) y el obturador (3) de estrangulación, y estando orientada de tal manera que al menos una de sus componentes direccionales es paralela a la dirección del flujo, con el fin de generar una componente perpendicular a la dirección del flujo, y cuyas superficies (605) son accesibles y están expuestas al fluido interceptado, en la que el cuerpo (1) de válvula tiene una garganta (6) para retener a dicha junta (5), caracterizada porque la garganta (6) que forma el asiento para fijar y alojar a la junta (5) está construida de dos partes fijables (1, 10) que se pueden separar, que están separadas sustancialmente a lo largo del plano medio transversal de simetría de la garganta anular (6), y porque el cuerpo (1) de válvula tiene al menos un conducto (101) de alivio que comunica con el exterior y con la garganta (6) para alojar la junta anular (5).

2. Una válvula como la reivindicada en la reivindicación 1, caracterizada porque la junta anular (5) tiene una parte anular (305) radialmente exterior, y una parte anular (405) radialmente interior, mientras que el cuerpo (1) de válvula tiene una garganta (6) para retener a dicha junta (5) que incluye un asiento para fijar dicha parte (305) radialmente exterior, y un asiento (206) para alojar la parte radialmente interior (405) de la junta (5) de obturación, que es ligeramente mayor que dicha parte radialmente interior (405) de la junta (5), con el fin de permitir los movimientos axial y radial dentro de límites predeterminados.

3. Una válvula como la reivindicada en las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque la garganta (6), es decir, su parte (206) asociada a la parte radialmente interior (405) de la junta (5), está conformada de tal manera que tiene conductos, orificios, pasos y/o cámaras (C) accesibles al fluido en el lado de la parte interior (405) de la junta (5), que está provista de las superficies (605) de compresión que tienen al menos una componente direccional paralela al flujo, a fin de generar una fuerza de compresión perpendicular al fluido interceptado.

4. Una válvula como la reivindicada en las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizada porque la junta (5), es decir, su parte radialmente interior (405) y el asiento (206) de alojamiento asociado a la misma, tienen respectivamente conductos, orificios, pasos y/o cámaras (C) accesibles al fluido en ambos lados con respecto a un plano medio transversal, siendo particularmente la construcción de dichas dos partes simétrica con respecto a este plano.

5. Una válvula como la reivindicada en una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las superficies (605) de compresión de la junta (5), que presionan contra el obturador (3), consisten en las paredes laterales de dos acanaladuras anulares (505) sustancialmente coincidentes en el plano medio, formadas en las dos caras de la junta anular (5), cuyas acanaladuras (505) forman un cuello anular para conectar la parte interior (405) y la parte exterior (305) de la junta (5), los asientos para fijar la parte exterior (305) y estando unidos los asientos (206), que sirven par alojar con huelgo la parte interior (405) de la junta (5), por un estrechamiento anular (106) de compresión, cuyo estrechamiento (106) tiene, en el lado enfrentado a las superficies de compresión de la parte interior (405) de la junta (5), paredes laterales que se extienden en una determinada distancia desde dichas superficies (605) de compresión, formando de ese modo, donde el asiento (206) de alojamiento es más ancho que el espesor de la parte interior (405) de la junta (5), cámaras sustancialmente anulares (C) a las que puede tener acceso, en el correspondiente lado descubierto del obturador (3) de estrangulación, el fluido interceptado cuando el obturador (3) está en la posición de cierre.

6. Una válvula como la reivindicada en una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el asiento (206) para alojar la parte radialmente interior (405) de la junta (5) y dicha parte radialmente interior (405) de la junta (5) tienen superficies anulares cooperantes para contacto de obturación, que están orientadas transversalmente al vástago de la junta (5) y a la dirección del flujo, en combinación con paredes o superficies (605) y, particularmente, están expuestas a la presión hidrostática del fluido y tienen al menos una componente transversal a la dirección del flujo del fluido, por lo cual la presión hidrostática del fluido actúa también en la dirección de compresión de obturación axial de las superficies laterales y/o de las paredes de la junta (5), contra las correspondientes paredes y/o superficies del asiento (206) para alojamiento.

7. Una válvula como la reivindicada en la reivindicación 6, caracterizada porque el asiento (206) para alojamiento y el asiento para fijación de las dos partes (305, 405) de la junta (5) consisten en una garganta que tiene un estrechamiento central (106), de tal manera que las caras laterales de la parte interior (405) de la junta (5) cooperan con la correspondiente pared lateral opuesta del asiento (206) para alojamiento para proporcionar superficies de contacto de obturación, transversales a la dirección del flujo.

8. Una válvula como la reivindicada en una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el cuerpo (1) de válvula está hecho sustancialmente de una pieza, y tiene una cavidad anular en el área de la garganta (6), que forma los asientos para fijar y alojar (206) a la junta (5), estando provista una pieza anular (10) de inserción, que se puede fijar en dicha cavidad anular de forma retirable, y estando provistas las caras opuestas de la cavidad anular y de la pieza anular de inserción de acanaladuras, cuyo perfil corresponde a la mitad de la sección transversal de dicha garganta (6).

9. Una válvula como la reivindicada en una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la junta anular (5) de obturación se proyecta, hasta una cierta extensión, más allá de la abertura del asiento (206) para alojamiento, hacia el borde extremo del obturador (3), mientras que el obturador (3) tiene un diámetro que es sustancialmente idéntico o ligeramente menor que el del conducto de paso, pero mayor que el diámetro interior de la junta (5).

10. Una válvula como la reivindicada en una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el borde extremo del obturador (3), cuando éste se encuentra en la posición de cierre de paso, y la pared lateral del asiento (206) para alojar la parte radialmente interior (405) de la junta (5), respectivamente enfrentada al lado expuesto a la presión del fluido interceptado, forman dos superficies sustancialmente en ángulo, que acuñan la parte radialmente interior (405) de la junta (5) cuando la presión hidrostática del fluido interceptado actúa sobre la
misma.

11. Una válvula como la reivindicada en una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el obturador (3) está provisto de un vástago (4) de control, que es radial con respecto a la junta anular (5), ésta tiene un anillo integral (105) de obturación en el nivel del vástago (4) de control, cuyo vástago es paralelo al eje de simetría del vástago (4) de control, es decir, perpendicular al eje de la junta (5), y diseñado para rodearlo, cuyo anillo (105) se mantiene en una correspondiente garganta en el asiento (2) de válvula, que está conectado a la garganta (6) y coopera con una superficie periférica anular (103), correspondiente al obturador (3), que está situada en un punto en el que el vástago (4) está insertado en el obturador (3) y está conectado sin interrupciones al resto del borde extremo periférico del
obturador (3).

12. Una válvula como la reivindicada en la reivindicación 11, caracterizada porque el vástago (4) se extiende también en el lado diametralmente opuesto del obturador (3), mientras que la junta (5), el obturador (3) y el asiento (2) de válvula tienen la misma construcción que la reivindicada en la reivindicación 11 precedente, también en dicho lado diametralmente opuesto.

13. Una válvula como la reivindicada en una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el vástago (4) de control del obturador (3) se acciona mediante un mecanismo de accionamiento de rueda dentada y tornillo sinfín (15, 16) en la que el tornillo sinfín (16) y/o la rueda dentada (15) tienen dientes o superficies de engrane mutuo con un perfil globoidal.

14. Una válvula como la reivindicada en la reivindicación 13, caracterizada porque la rueda dentada (15) y el tornillo sinfín se han fabricado de plástico.

15. Una válvula como la reivindicada en una o más de las reivindicaciones precedentes 13 ó 14, caracterizada porque el borde periférico axial de dientes de la rueda dentada (15) tiene un perfil tal que corresponde sustancialmente al diámetro menor de la rosca del tornillo sinfín (16), mientras que la rosca que se extiende a lo largo del tornillo sinfín (16) tiene una superficie exterior que está curvada hacia dentro de acuerdo con el radio de curvatura de la rueda dentada (15).

16. Una válvula como la reivindicada en una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el cuerpo de válvula tiene al menos un conducto (101) de alivio que comunica con el asiento para alojamiento del vástago (4, 404) de control del obturador.

17. Una válvula como la reivindicada en una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende un cuerpo anular de válvula, especialmente cilíndrico, que tiene extensiones opuestas coaxiales para alojar al vástago (4), cuyas extensiones y el cuerpo de válvula están conectados mediante alas (201) de refuerzo, provistas de ranuras radiales (301), para el paso de pernos de fijación de

\hbox{brida.}

18. Una válvula como la reivindicada en una o más de las reivindicaciones precedentes 1 a 16, caracterizada porque comprende un cuerpo anular de válvula, especialmente cilíndrico, que tiene extensiones opuestas coaxiales para alojar al vástago (4), habiéndose provisto, para cada perno para fijar bridas opuestas que conectan al cuerpo (1) de válvula, un casquillo correspondiente (20) de espaciamiento y centrado, el espesor de cuyas paredes corresponde a la distancia apropiada entre el perno y el cuerpo (1) de válvula, habiéndose previsto casquillos (20) que tienen espesores diferentes de pared, correspondientes a los diferentes tipos de bridas y a las diferentes posiciones de los pernos de fijación.

19. Una válvula como la reivindicada en la reivindicación 18, caracterizada porque los casquillos (20) de espaciamiento y centrado, y al menos las áreas de contacto del cuerpo (1) de válvula, asociadas a los mismos, pueden tener -la primera, la última o ambas- perfiles complementarios para posicionamiento mutuo.

20. Una válvula de estrangulación como la reivindicada en una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el obturador (3) y la junta (5, 405) tienen superficies obturadoras de contacto que no tienen una componente sustancialmente transversal a la dirección del flujo, sino únicamente una componente orientada en una dirección sustancialmente paralela a dicha dirección.

21. Una válvula de estrangulación como la reivindicada en la reivindicación 20, caracterizada porque dichas superficies obturadoras de contacto están centradas con respecto al plano medio de la válvula, o del eje de accionamiento del obturador (3) que es transversal a la dirección del flujo, y contiene el eje de rotación del obturador (3).

22. Una válvula de estrangulación como la reivindicada en una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las superficies de contacto entre el obturador (3) y la junta (5, 405) son anulares y sustancialmente cilíndricas, consistiendo en los rebordes periféricos enfrentados de la junta (5, 405) y del obturador (3), siendo una de ellas, la otra o ambas superficies posiblemente un poco redondeadas o de forma de corona.