ES2226734T3 - Valvula de chapaleta perfeccionada con junta de elastomero. - Google Patents
Valvula de chapaleta perfeccionada con junta de elastomero.Info
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Abstract
Válvula de chapaleta, que comprende una chapaleta (1) en forma de pistón móvil, en un asiento cilíndrico (2), siendo solidaria ésta chapaleta (1) con un vástago de accionamiento (3) que se extiende a lo largo del eje (X-X¿) del asiento cilíndrico (2), portando la periferia de la chapaleta (1) una junta (5) de elastómero, que realiza la estanqueidad entre la chapaleta (1) y el asiento cilíndrico (2), caracterizada porque la chapaleta (1) comprende dos elementos de chapaleta (6, 7) fijados axialmente el uno con el otro por medio de apriete, comprendiendo cada uno de éstos dos elementos (6, 7) una garganta anular (8, 9) de sección sensiblemente en forma de arco de círculo, abierto hacia la garganta portada por el otro elemento, estando alojada la junta (5) tórica, de elastómero, entre las dos gargantas anulares (8, 9) y aprisionada entre éstas por dichos medios de apriete.
Description
Válvula de chapaleta perfeccionada con junta de
elastómero.
La presente invención se refiere a una válvula de
chapaleta perfeccionada con junta de elastómero, destinada
principalmente a las industrias agroalimentarias y sanitarias.
Las válvulas, destinadas a las industrias
anteriores, deben ser concebidas de manera que eviten cualquier
riesgo de contaminación del líquido transportado por éstas válvulas,
por bacterias susceptibles de desarrollarse en el interior de éstas
válvulas.
Se conocían válvulas de chapaleta, que comprenden
una chapaleta en forma d pistón, móvil en un asiento cilíndrico,
siendo solidaria esta chapaleta con un vástago de accionamiento,
que se extiende a lo largo del eje del asiento cilíndrico, portando
la periferia de la chapaleta una junta de elastómero que realiza la
estanqueidad entre esta chapaleta y el asiento cilíndrico.
En este tipo de válvula, la junta tórica de
elastómero está montada a la fuerza en una garganta de sección
trapezoidal, realizada en la chapaleta. Esta disposición presenta
numerosos inconvenientes.
Entre estos inconvenientes, el más importante
consiste en que el producto transportado por la válvula corre el
riesgo de alojarse entre la garganta y la junta, lo que puede
favorecer el desarrollo de bacterias.
Por otra parte, se corre igualmente el riesgo de
que se produzca un desarrollo de bacterias de este tipo en la parte
posterior de la junta en caso de avería de esta última (mecánica,
química, térmica o de otro tipo).
El objeto de la presente invención consiste en
crear una válvula de chapaleta que no presente los inconvenientes
citados y que aporte, además, otras ventajas.
La invención se refiere así a una válvula de
chapaleta que comprende una chapaleta en forma de pistón móvil en
un asiento cilíndrico, siendo solidaria esta chapaleta con un
vástago de accionamiento que se extiende a lo largo del eje del
asiento cilíndrico, portando la periferia de la chapaleta una junta
tórica de elastómero, que realiza la estanqueidad entre esta
chapaleta y el asiento cilíndrico.
Según la invención, esta válvula se caracteriza
porque la chapaleta comprende dos elementos de chapaleta fijados
axialmente entre sí por medios de apriete, comprendiendo cada uno de
éstos dos elementos una garganta anular de sección sensiblemente en
forma de arco de círculo abierto hacia la garganta portada por el
otro elemento, estando alojada la junta tórica de elastómero entre
las dos gargantas anulares y aprisionada entre éstas por dichos
medios de apriete.
La junta tórica, colocada entre las dos gargantas
anulares, se deforma cuando se produce la aproximación de los dos
elementos de chapaleta y, por aplastamiento, toma una forma
complementaria a la de la forma de éstas gargantas.
De este modo, durante el apriete de los dos
elementos de chapaleta, la junta tórica llena por completo las dos
gargantas situadas frente a frente. Por otro lado, la junta puede
deformarse radialmente hacia el interior y hacia el exterior con
relación a éstas gargantas.
Queda eliminado del riesgo de penetración del
producto transportado, entre la junta y la chapaleta.
De este modo, puesto que no se deja ningún
espacio vacío entre las superficies respectivas de la junta tórica
y de las gargantas anulares, que confieren así una estanqueidad
perfecta entre esta junta y dichas gargantas, se evita cualquier
riesgo de desarrollo de bacterias; además, la estanqueidad obtenida
entre la chapaleta y el asiento está mejorada.
Según una versión ventajosa de la invención, tras
el montaje de la junta de apriete de los dos elementos de
chapaleta, uno hacia el otro, subsiste un espacio entre las dos
superficies situadas frente a frente de los dos elementos de
chapaleta, en el que puede deformarse la junta.
Preferentemente, los dos elementos de chapaleta
están fijados axialmente entre sí por un vástago fileteado, portado
por uno de los elementos, enroscado en un tarrajeado realizado en
el otro elemento.
También, preferentemente, los dos elementos de
chapaleta son suficientemente apretados el uno hacia el otro para
que la junta se deforme para sobresalir hacia el espacio vacío y
hacia el exterior de la periferia de los dos elementos de chapaleta
para poderse aplicar de manera estanca contra el asiento
cilíndrico.
Según una versión ventajosa de la invención, los
bordes de unión, entre cada garganta anular y la superficie
adyacente del elemento de chapaleta, tienen una forma sensiblemente
redondeada.
De este modo, durante el apriete de los dos
elementos de chapaleta, la junta se aplasta, por deformación,
asegurando una estanqueidad perfecta no solamente al nivel de cada
una de las gargantas sino también al nivel de los bordes de unión
entre cada garganta anular y la superficie adyacente del elemento
de chapaleta correspondiente.
De este modo se puede regular, merced al apriete,
la presión de apoyo de la junta contra el asiento cilíndrico con el
fin de realizar las condiciones óptimas de estanqueidad, de
rozamiento de la junta sobre el asiento, de facilidad de maniobra y
de desgaste reducido de la junta.
Según una versión preferida de la invención, el
elemento de chapaleta opuesto a aquél que porta el vástago de
accionamiento, porta un vástago hueco, cuyo interior comunica con
el espacio vacío situado entre las dos superficies situadas frente
a frente de los dos elementos de chapaleta, por al menos una
abertura.
De este modo, en caso de avería de la junta o de
fuga, el producto transportado por la válvula, puede penetrar a
través del espacio comprendido entre los dos elementos de
chapaleta, a continuación hasta el interior del vástago hueco y ser
evacuado de este modo hacia el exterior.
Así pues no se corre el riesgo de que se produzca
cualquier desarrollo de bacterias en la parte posterior de la junta
en caso de fuga.
Otras particularidades y ventajas de la invención
se pondrán de manifiesto además por la descripción que sigue.
En los dibujos adjuntos, dado a título de
ejemplos no limitativos:
- la figura 1 es una vista en sección axial de
una válvula de chapaleta según la invención;
- la figura 2 es una vista en sección a mayor
escala de la chapaleta antes de apriete de la junta tórica;
- la figura 3 es una vista análoga a la de la
figura 2, tras apriete de la junta tórica;
- la figura 4 es una vista análoga a la de la
figura 1, que muestra una válvula con doble chapaleta, siendo una
de estas chapaletas según la invención,
- la figura 5 es una vista análoga a la de la
figura 4, que muestra una válvula con doble chapaleta compuesta por
tres elementos de chapaleta, siendo dos chapaletas según la
invención,
- la figura 6 es una vista parcial a mayor escala
de un detalle de la figura 2 que muestra otro modo de realización
de la invención, sin que se haya representado la junta para
claridad de la figura,
- la figura 7 es una vista semejante a la de la
figura 6, estando aprisionada la junta por los dos elementos de
chapaleta.
En la realización de la figura 1, la válvula de
chapaleta comprende una chapaleta 1 en forma de pistón móvil en un
asiento cilíndrico 2.
Esta chapaleta 1 es solidaria con un vástago de
accionamiento 3 que se extiende a lo largo del eje
X-X' del asiento cilíndrico 2.
Este vástago 3 es accionado por un accionador
4.
La periferia de la chapaleta 1 porta una junta
tórica 5 de elastómero, que realiza la estanqueidad entre esta
chapaleta 1 y el asiento cilíndrico 2.
Según la invención, la chapaleta 1 comprende dos
elementos de chapaleta 6, 7 fijados axialmente entre sí por medios
de apriete.
Cada uno de éstos dos elementos 6, 7 comprende
(véanse las figuras 2, 3) una garganta anular 8, 9 de sección en
forma de arco de círculo abierta hacia la garganta 8, 9 portada por
el otro elemento.
La junta tórica de elastómero 5 está alojada
entre las dos gargantas anulares 8, 9 y está apretada entre éstas
por los medios de apriete.
El diámetro de la junta tórica 5 se elige en
función de las dimensiones de las dos gargantas anulares 8, 9 para
que la junta tórica 5, tras apriete de los dos elementos de
chapaleta 6, 7, llene por completo el volumen comprendido entre
éstas dos gargantas anulares 8, 9.
En la figura 3 se ve que, tras el montaje de la
junta 5 y el apriete de los dos elementos de chapaleta 6, 7, el uno
hacia el otro, subsiste un espacio 10 entre las dos superficies 6a,
7a situadas frente a frente de los dos elementos de chapaleta 6, 7
hacia el cual puede deformarse la junta tórica 5.
En el ejemplo representado, los dos elementos de
chapaleta 6, 7 están fijados axialmente el uno al otro por medio de
un vástago fileteado 11 portado por el elemento 7 enroscado en un
tarrajeado 12 realizado en el otro elemento 6.
En la posición representada en la figura 3, los
dos elementos de chapaleta 6, 7 están suficientemente apretados el
uno hacia el otro como para que la junta tórica 5 se deforme para
sobresalir hacia el espacio vacío 10 y hacia el exterior de la
periferia 6b, 7b de los dos elementos de chapaleta 6, 7 para poder
aplicarse de manera estanca contra el asiento cilíndrico
2.
2.
Igualmente se ve, en la figura 1, que el elemento
de chapaleta 7 opuesto a aquél que porta el vástago de
accionamiento 3, porta un vástago hueco 13. El interior de este
vástago 13 comunica con el espacio vacío 10 situado entre las dos
superficies 6a, 7a situadas frente a frente de los dos elementos de
chapaleta 6, 7, a través de aberturas 14.
En la versión representada en la figura 4, la
válvula comprende dos chapaletas 15, 16. La chapaleta 15 es de
concepción clásica. Comprende una junta 17, que se apoya en
posición de cierre sobre el borde del asiento cilíndrico 18.
La otra chapaleta 16 comprende dos elementos 19,
20 entre los cuales se ha montado, con apriete, una junta 21. La
chapaleta 16 tiene una estructura según la que se ha representado
en las figuras 1 a 3.
El vástago de accionamiento 22 de la chapaleta 16
con dos elementos 19, 20, está montado de manera deslizante en el
vástago de accionamiento 23 de la chapaleta 15.
En la versión representada en la figura 5, el
segundo elemento de chapaleta 24 es un elemento intermedio unido
por enroscado axial con el primer elemento de chapaleta 6. Este
elemento intermedio 24 está unido por enroscado axial con un tercer
elemento de chapaleta 7 que comprende una garganta anular abierta
hacia la garganta portada por el elemento intermedio 24.
Una junta tórica 25 de elastómero está alojada
entre las dos gargantas anteriores y es aprisionada entre ellas en
el momento del enroscado axial del elemento intermedio 24 con
relación al tercer elemento 7.
En este ejemplo, el tercer elemento 7 porta un
vástago hueco 13, cuyo interior comunica con el espacio vacío 10
situado entre las dos caras enfrentadas del elemento intermedio 24
y del tercer elemento 7.
Igualmente, el elemento intermedio 24 comprende
aberturas que comunican con el espacio vacío comprendido entre este
elemento intermedio 24 y el primer elemento de chapaleta 6.
En el modo de realización de las figuras 6 y 7,
cada uno de los bordes de unión 81, 82, 91, 92 entre cada garganta
anular 8, 9 y la superficie 6a, 7a adyacente del elemento de
chapaleta 6, 7 corresponde a una forma sensiblemente redondeada.
Como se ha representado en la figura 7, en la
posición aplastada de la junta tórica 5, tras apriete de los dos
elementos de chapaleta 6, 7, la junta tórica 5 adopta perfectamente
las formas de las gargantas anulares 8, 9 y de la superficie 6a, 7a,
adyacentes sobre una distancia radial claramente mayor que la
dimensión radial de las gargantas anulares 8, 9, lo que garantiza
una excelente estanqueidad.
Las principales ventajas de la válvula de
chapaleta 1 que se acaba de describir son las siguientes:
- 1.
- La primera ventaja consiste en que durante la utilización, el producto transportado por la válvula no puede alojarse entre la chapaleta y la junta puesto que no hay espacio, por lo tanto no se corre el riesgo de infección bacteriana. Esta ventaja se debe a que la junta está aprisionada entre las dos gargantas de los dos elementos de chapaleta rellenando por completo éstas gargantas.
- 2.
- La segunda ventaja reside en que la parte central de las semigargantas no está cerrada y desemboca hacia el exterior de la válvula a través de un canal especialmente practicado: de este modo, si como consecuencia de una sobrepresión el producto transportado pasase a través de la barrera de estanqueidad formada por la junta tórica y las dos semigargantas, el producto sería inmediatamente evacuado hacia el exterior y, como consecuencia, no podría haber desarrollo bacteriano por detrás de la junta. Esto no ocurre en el caso de las válvulas que, actualmente, no disponen de esta innovación.
- 3.
- La tercera ventaja reside en que la junta, una vez que se han apretado las dos semigargantas, no está "encerrada" en su garganta y puede, debido a su comportamiento viscoelástico, desplazarse ligeramente hacia el interior de la chapaleta durante la maniobra de cierre de la válvula, encontrándose reducido también el rozamiento entre la junta y el cuerpo de la válvula. Las consecuencias benéficas son un esfuerzo de maniobra reducido y una mayor duración de vida de la estanqueidad.
- 4.
- La cuarta ventaja es una consecuencia de la tercera. En efecto, las válvulas en las industrias agroalimentarias y sanitarias funcionan corrientemente entre 1ºC y 150ºC. Los materiales utilizados para las juntas tóricas tienen coeficientes de dilatación mucho mayores que los de los materiales metálicos de los cuerpos y de las chapaletas de las válvulas. Sin la posibilidad de dilatación hacia el centro de la chapaleta, ofrecida por esta innovación, la maniobra de la válvula se hace difícil e incluso imposible a temperatura elevada: la junta tórica al dilatarse en una garganta cerrada hará efecto de cojín y bloqueará la válvula. Además, cuando la válvula haya sido maniobrada con varias repeticiones a temperatura elevada, el desgaste prematuro de la parte rozante de la junta tórica entrañará una fuga de la válvula a baja temperatura por falta de compresión de la junta tórica. La innovación descrita asegura, al evitar el efecto de cojín precedente, un funcionamiento regular y constante a través de un abanico de temperaturas desde 1ºC hasta 150ºC.
Evidentemente, la invención no está limitada al
ejemplo que acaba de escribirse y podrán aportarse numerosas
modificaciones sin salirse del ámbito de la invención.
Claims (10)
1. Válvula de chapaleta, que comprende una
chapaleta (1) en forma de pistón móvil, en un asiento cilíndrico
(2), siendo solidaria esta chapaleta (1) con un vástago de
accionamiento (3) que se extiende a lo largo del eje
(X-X') del asiento cilíndrico (2), portando la
periferia de la chapaleta (1) una junta (5) de elastómero, que
realiza la estanqueidad entre la chapaleta (1) y el asiento
cilíndrico (2), caracterizada porque la chapaleta (1)
comprende dos elementos de chapaleta (6, 7) fijados axialmente el
uno con el otro por medio de apriete, comprendiendo cada uno de
éstos dos elementos (6, 7) una garganta anular (8, 9) de sección
sensiblemente en forma de arco de círculo, abierto hacia la
garganta portada por el otro elemento, estando alojada la junta (5)
tórica, de elastómero, entre las dos gargantas anulares (8, 9) y
aprisionada entre éstas por dichos medios de apriete.
2. Válvula según la reivindicación 1,
caracterizada porque, tras el montaje de la junta (5) y el
apriete de los dos elementos de chapaleta (6, 7), el uno hacia el
otro subsiste un espacio (10) entre las dos superficies (6a, 7a)
situados frente a frente de los dos elementos de chapaleta (6, 7)
en el que la junta (5) puede deformarse.
3. Válvula según una de las reivindicaciones 1 ó
2, caracterizada porque los dos elementos de chapaleta (6,
7) están fijados axialmente entre sí por un vástago fileteado (11)
portado por uno de los elementos (7), enroscado en un tarrajeado
(12) realizado en el otro elemento (6).
4. Válvula según una de las reivindicaciones 2 y
3, caracterizada porque los dos elementos de chapaleta (6,
7) están suficientemente apretados el uno hacia el otro como para
que la junta (5) se deforme para sobresalir hacia el espacio vacío
(10) y hacia el exterior de la periferia (6b, 7b) de los dos
elementos de chapaleta (6, 7) para poder aplicarse de forma estanca
contra el asiento cilíndrico (2).
5. Válvula según una de las reivindicaciones 1 a
4, caracterizada porque cada uno de los bordes de unión (81,
82, 91, 92) entre cada garganta anular (8, 9) y la superficie (6a,
7a) adyacente del elemento de chapaleta (6, 7) corresponde a una
forma sensiblemente redondeada.
6. Válvula según una de las reivindicaciones 2 a
5, caracterizada porque el elemento de chapaleta (7) opuesto
a aquél que porta el vástago de accionamiento (3), porta un vástago
hueco (13), cuyo interior comunica con el espacio vacío (10),
situado entre las dos superficies (6a, 7a) situadas frente a frente
de los dos elementos de chapaleta (6, 7), al menos a través de una
abertura (14).
7. Válvula según una de las reivindicaciones 1 a
6, caracterizada porque comprende dos chapaletas (15,
16).
8. Válvula según la reivindicación 7,
caracterizada porque una de las chapaletas (15) es de
concepción clásica, mientras que la otra (16) comprende dos
elementos (19, 20) entre los cuales está montada con apriete una
junta (21) según una de las reivindicaciones 1 a 5, estando montado
el vástago de accionamiento (22) de la chapaleta (16) con dos
elementos (19, 20) de manera deslizante en el vástago de
accionamiento (23) de la otra chapaleta (15).
9. Válvula de chapaleta según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el segundo
elemento de chapaleta (24) es un elemento intermedio, unido por
enroscado axial con el primer elemento (6), estando unido este
elemento intermedio (24) por enroscado axial con un tercer elemento
de chapaleta (7), que comprende una garganta anular, abierta hacia
la garganta portada por el elemento intermedio (24), estando
alojada una junta tórica (25) de elastómero entre las dos gargantas
anteriores y siendo aprisionada entre ellas durante el enroscado
axial del elemento intermedio (24) con relación al tercer elemento
(7).
10. Válvula según la reivindicación 9,
caracterizada porque el tercer elemento (7) porta un vástago
hueco (13), cuyo interior comunica con el espacio vacío (10)
situado entre las dos superficies situadas frente a frente del
elemento intermedio (24) y del tercer elemento (7).
Applications Claiming Priority (2)
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