ES2262334T3 - Valvula de bola. - Google Patents
Valvula de bola.Info
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Abstract
Pieza de válvula (20) para una válvula del tipo de válvula de bola que comprende: una estructura (27) que tiene un paso de flujo (24) y que tiene dos conjuntos de medios de fijación (28) en lados opuestos; teniendo la pieza de válvula (20) una superficie de estanqueidad (36) sobre por lo menos un lado separado de dicho paso de flujo (24); y medios (28) sobre dicha pieza de válvula (20) para el acoplamiento de un mecanismo de accionamiento (26) para permitir la rotación de la pieza de válvula (20) en la válvula; caracterizada porque dicha pieza de válvula (20) incluye por lo menos dos partes (22, 23), teniendo cada una un conjunto de bridas (46) adaptadas para acoplar dichos medios de fijación (28) de la estructura en una disposición de ajuste a presión para formar dicha pieza de válvula (20).
Description
Válvula de bola.
La invención se refiere a una pieza de válvula
para una válvula del tipo de bola.
El documento
GB-A-1220624 da a conocer una
válvula y tiene una parte del cuerpo de la válvula que define una
cámara de la válvula. La parte del cuerpo de válvula está formada
con un paso de flujo de entrada o salida en comunicación de fluido
con la cámara de la válvula. El cuerpo de la válvula puede estar
dotado de una estructura con valona o pestaña o puede estar dotado
de una construcción con extremo para soldar, bien para una conexión
por tornillos o soldada respectivamente de la válvula a una tubería
u otra estructura de conducto. Una parte de cierre del extremo de la
válvula se mantiene en un montaje hermético con la parte del cuerpo
de la válvula mediante un conjunto de tornillos o pernos roscados y
define un cierre para la cámara de la válvula. El cierre del extremo
está formado por un paso de flujo de entrada o salida que está
dispuesto en alineamiento axial con el paso de flujo de la parte del
cuerpo de la válvula. El cierre del extremo está dotado de una
estructura con valona o pestaña para conexión por tornillos de la
misma a una tubería. Además, el cuerpo de la válvula está dotado de
un dispositivo de descarga de la presión que es adecuado para
descargar la presión del cuerpo a la atmósfera según sea necesario.
El cuerpo de la válvula también está dotado de aberturas superior e
inferior alineadas, que reciben pernos superior e inferior en la
misma. Una pieza de tapón fundamentalmente esférica está dotada de
aberturas para pernos superior e inferior que reciben los pernos
superior e inferior para mantener la alineación del tapón esférico
dentro del cuerpo de la válvula. Para establecer una junta hermética
entre la pieza de tapón esférica con capacidad de rotación y el
cuerpo de la válvula, se retienen un par de montajes de asiento
anulares respectivamente dentro de las cavidades de asiento anulares
formadas en torno a los pasos de flujo mencionados anteriormente.
Los montajes de asiento incluyen una parte de junta hermética que
está dispuesta para acoplamiento hermético con la superficie de
trabajo esférica de la pieza de bola. La pieza de tapón comprende un
conducto tubular, cuyas paredes internas definen un paso de flujo
adicional. Un par de salientes para pernos axialmente alineados se
conectan al conducto tubular por soldadura o similar y se disponen
en relación fundamentalmente normal con el eje longitudinal del
conducto tubular.
Los pernos se reciben en las aberturas para
pernos para proporcionar soporte a la bola y proporcionar conexión
de accionamiento entre un vástago de funcionamiento y la estructura
de bola. Se fijan una serie de segmentos estructurales por soldadura
o similar al conducto tubular y a la respectiva de las piezas de eje
de perno superior e inferior. Cada uno de estos segmentos está
dotado de una superficie de borde en forma de arco que, en montaje
con el conducto y las estructuras de pernos, coopera para definir
una partición dispuesta en alineamiento sustancial con el eje
longitudinal del conducto tubular. La partición divide la cavidad
interna de la bola en dos cámaras de equilibrio de presión. Se
proporcionan un par de carcasas fundamentalmente idénticas y
hemisféricas para la conexión con el conducto tubular, los ejes de
perno y la estructura de segmentos para definir la configuración
exterior fundamentalmente esférica de la pieza de tapón. Cada una de
las carcasas esféricas está dotada de cuatro superficies en forma de
arco que definen segmentos de un círculo. Cuando las carcasas
hemisféricas se sitúan en montaje con el conducto, los pernos y las
estructuras de segmento, cada una de las carcasas hemisféricas
estarán dispuestas en el límite o en yuxtaposición entre sí. Esta
relación fomenta eficazmente la interconexión de los elementos
estructurales de la bola de la válvula por soldaduras
circunferenciales. Posteriormente a la fabricación del tapón
esférico, los ejes de perno son mecanizados a la configuración de
dimensión, alineación y superficie adecuadas para recibir los pernos
de la válvula. Tras la finalización del proceso de fabricación, la
superficie fundamentalmente esférica está sujeta a un mecanizado
ligero y a una preparación de superficie para proporcionar una
superficie de estanqueidad de tolerancia adecuada para un
acoplamiento hermético con las piezas de asiento de la válvula.
Se conocen válvulas de bola fabricadas a partir
de material plástico. Estas válvulas incorporan una bola de plástico
con capacidad de rotación adaptada para bloquear un orificio
pasante. La bola tiene un orificio o abertura central
aproximadamente igual al orificio pasante de la válvula. La bola se
encapsula entre asientos de válvula que comprenden dos juntas
herméticas de anillo montadas en el interior del cuerpo de la
válvula. La superficie externa de la bola tiene una parte de forma
esférica en torno al área en contacto con las juntas herméticas. La
superficie esférica de la bola no debe tener ninguna deformación y
requiere un acabado superficial de alta calidad a fin de obtener una
hermeticidad adecuada.
En válvulas de bolas de plástico convencionales,
la bola es de una configuración simple que es moldeada por
inyección. Tras el moldeo la bola necesita ser mecanizada porque,
debido a su geometría, es imposible obtener una forma esférica de la
superficie externa en el proceso de moldeo por inyección.
Frecuentemente se requiere una operación adicional para mejorar el
acabado superficial de la superficie externa de la bola. Los
plásticos utilizados para fabricar la bola son a menudo muy caros,
debido a que deben cumplir requisitos estrictos de alta resistencia
al desgaste y bajo coeficiente de fricción. Como resultado el
proceso de fabricación de una bola de una válvula de bola de
plástico es ineficiente y caro.
El objeto de la invención es proporcionar una
bola o una pieza de válvula nueva y mejorada para una válvula del
tipo de válvula de bola, que tiene un coste de fabricación reducido
o, por lo menos, proporciona al público una alternativa útil.
Según un aspecto de la presente invención, se
proporciona una pieza de válvula para una válvula del tipo de
válvula de bola que comprende una estructura que tiene un paso de
flujo y que tiene dos conjuntos de medios de fijación en lados
opuestos, teniendo la pieza de válvula una superficie de
estanqueidad en, por lo menos, un lado separado de dicho paso de
flujo y medios en dicha pieza de válvula para el acoplamiento de un
mecanismo de accionamiento para permitir la rotación de la pieza de
válvula en la válvula, caracterizada porque dicha pieza de válvula
incluye por lo menos dos partes, teniendo cada una un conjunto de
bridas adaptadas para acoplar dichos medios de fijación de la
estructura en una disposición de ajuste a presión para formar dicha
pieza de válvula.
En una forma preferente dichas dos partes son
idénticas.
En una forma preferente dicha pieza de válvula
incluye un par de superficies de estanqueidad opuestas.
En una forma preferente dichas dos partes son
carcasas hemisféricas.
En una forma preferente la estructura incluye,
además, una parte de tubo para proporcionar una trayectoria de flujo
uniforme.
En una forma preferente dichas partes en la
región de las superficies de estanqueidad están compuestas de un
grosor constante de material para proporcionar uniformidad de las
superficies de estanqueidad.
En una forma preferente al menos dos partes
están adaptadas para encapsular dicha estructura.
Se pueden proporcionar medios de
interacoplamiento sobre las partes de la carcasa y de la estructura
separados de cualquier disposición de conexión para permitir que las
fuerzas rotacionales sean transferidas entre las partes.
En una forma preferente la estructura incluye,
además, medios de resalte en lados opuestos de la estructura para
localización positiva de cada dicha parte.
En una forma preferente dichos medios de resalte
son estructuras de tipo X.
En una forma preferente cada parte tiene un
rebaje adaptado para acoplar dichos medios de resalte para ayudar en
la transferencia de fuerzas de rotación de la estructura o armazón a
las partes.
En una forma preferente las tres partes
componentes se fabrican por moldeo por inyección.
Preferentemente, se proporciona una pieza de
válvula para un dispositivo de control de fluido, incluyendo dicho
dispositivo un mecanismo de accionamiento, comprendiendo dicha pieza
de válvula una pieza de estructura que tiene por lo menos un primer
y un segundo lados y un paso de flujo a través del mismo, incluyendo
dicha pieza de estructura un primer conjunto de medios de fijación
dispuestos sobre dicho primer lado y un segundo conjunto de medios
de fijación dispuesto sobre dicho segundo lado, por lo menos la
primera y segunda carcasas, teniendo dichas primera y segunda
carcasas una forma fundamentalmente hemisférica, incluyendo dicha
primera carcasa medios de acoplamiento adaptados para acoplar dicho
primer conjunto de medios de fijación, incluyendo dicha segunda
carcasa segundos medios de acoplamiento adaptados para acoplar dicho
segundo conjunto de medios de fijación, estando adaptadas dichas
primera y segunda carcasas para encapsular sustancialmente dicha
pieza de estructura cuando dichos primeros medios de acoplamiento
acoplan de manera enclavada dicho primer conjunto de medios de
fijación y dichos segundos medios de acoplamiento acoplan de manera
enclavada dicho segundo conjunto de medios de fijación, una primera
superficie de estanqueidad dispuesta sobre por lo menos dicha
primera carcasa, y dichos medios de acoplamiento y accionamiento
adaptados para acoplar dicho mecanismo de accionamiento para
permitir la rotación de dicha pieza de válvula en dicho dispositivo
de control de fluido.
En una forma preferente de la invención, las
carcasas incluyen medios de enclavamiento interacoplados para
acoplar las respectivas partes de la pieza de válvula para unir las
partes.
En otra forma de realización de la invención se
proporciona un montaje de válvula del tipo de válvula de bola que
incluye una entrada y una salida, que incluye una pieza de válvula
tal como se ha descrito en cualquiera de las realizaciones
anteriores, en las que la pieza de válvula de bola está adaptada
para rotar entre una primera posición y una segunda posición en el
montaje de válvula en la que en dicha primera posición una
trayectoria de flujo a través de la pieza de válvula es
fundamentalmente coaxial a una tubería y en la segunda posición la
trayectoria de flujo a través de la pieza de válvula es
fundamentalmente transversal a la tubería.
Una ventaja de esta invención, debido a los dos
aspectos anteriores, es que una pieza de válvula, tal como una pieza
de válvula de bola, está compuesta a partir de sólo tres partes
componentes, dos de las cuales son idénticas. Esto hace la
fabricación y el montaje de la pieza de la válvula relativamente
simples y baratos. Además, cada una de las partes componentes pueden
ser reemplazada cuando estén deterioradas, en lugar de reemplazar
toda la unidad como en dispositivos de la técnica anterior.
La figura 1 representa un montaje de válvula de
bola de la técnica anterior;
las figuras 2A-2D representan
vistas ortogonales de la pieza de válvula de la presente invención
en vistas montadas y desmontadas;
las figuras 3A y 3B son vistas en perspectiva de
los componentes de la pieza de válvula de la presente invención, en
vistas montadas y desmontadas; y
las figuras 4A y 4B representan una segunda
realización de la invención.
Volviendo ahora a los dibujos en detalle, se
muestra en la figura 1 un montaje de válvula de bola con una bola de
la técnica anterior. El montaje de la válvula de bola (10) tiene un
asa (12) para rotar la bola (13) por medio de una ranura, anillos
tóricos (14), (15) y un asiento de bola (16). Muestra la bola (13)
de la técnica anterior compuesta de una construcción de una sola
pieza. El inconveniente de este aparato es principalmente uno de
coste. La bola en sí misma es cara y costosa en tiempo de fabricar.
Se moldea como una configuración única y tras el moldeo se requiere
mecanización para obtener la forma correcta. A menudo se requieren
operaciones de acabado adicionales para mejorar el acabado
superficial de la superficie externa de la bola.
Estas dificultades se superan en la bola para
una válvula de bola de la presente invención, el mejor método
conocido por el solicitante mostrado en las figuras
2A-2C y en la vista con las piezas desmontadas de la
figura 2D. La figura 2A muestra una forma ensamblada de la pieza de
válvula (20) en vista lateral, con partes (22) y (23)
preferentemente idénticas unidas entre sí en (25) para formar la
pieza de válvula (20). La línea de puntos representa las superficies
de estanqueidad (36) sobre las que se apoya un asiento de válvula de
un montaje de válvula. Estas superficies de estanqueidad son
circulares y una se forma sobre cada una de las dos partes (22) y
(23), ver también la figura 2B.
El orificio (24) proporciona un paso de flujo a
través de la válvula de bola (20). El mecanismo de transferencia de
accionamiento (26) permite que el asa del montaje de la válvula
(mostrado en la figura 1) se acople en la pieza de válvula para
movimiento rotacional. Los medios de enclavamiento interacoplados
(28) están dotados en por lo menos dos lados opuestos de una
estructura (27) para acoplar con las partes respectivas de la pieza
de válvula en una disposición de ajuste a presión. Los medios de
enclavamiento interacoplados (28) también se utilizan para accionar
la bola con capacidad de rotación.
La figura 2C muestra en mayor detalle los medios
de enclavamiento interacoplados (28) que permiten que las dos partes
(22) y (23) de la válvula de bola se ajusten a presión. El asa (no
mostrada) es, por tanto, capaz de enclavar en posición y acoplar el
mecanismo de accionamiento (26) para rotar la pieza de válvula de
una posición abierta a una cerrada cuando está posicionado en una
tubería (no mostrada). Una vez en la posición abierta se establece
un paso de flujo con alineación del orificio (24) y la tubería
permitiendo, por lo tanto, que circule el fluido (tal como agua). En
la posición cerrada el paso de flujo no está establecido, ya que las
superficies de estanqueidad son rotadas para alinearse con la
tubería y, por lo tanto, cerrar cualquier paso de fluido.
Se hará referencia ahora a la figura 2D que
muestra los componentes de la pieza de la válvula en detalle. Las
dos partes son preferentemente idénticas y de forma esférica
formando dos carcasas esféricas (22) y (23). Debido a que son
idénticas, pueden fabricarse a partir de un único molde
simplificando los procesos de fabricación y montaje. Las carcasas
incluyen superficies de estanqueidad (36) tal como se representan en
las figuras anteriores, y son situadas sobre lados opuestos de la
pieza de válvula y efectúan un sellado hermético contra el montaje
del asiento de la válvula cuando está en uso. La estructura (27)
incluye un orificio (24) que proporciona un paso de flujo desde un
lado de la pieza de válvula hasta otro lado, y de modo que el
acoplamiento del mecanismo de accionamiento con el asa permite la
rotación de la pieza de válvula para presentar un par de superficies
de estanqueidad o alternativamente superficies de flujo a un
suministro de fluido.
El encapsulado de la estructura por medio de las
partes de la válvula de bola se muestra en la figura 3A, por lo que
la alineación de las dos partes asegura el establecimiento de un
orificio pasante para permitir el paso de fluido cuando la pieza de
la válvula se utiliza en combinación con una válvula de bola. Sin
embargo, debe entenderse que la estructura no necesita ser
encapsulada en su totalidad por las carcasas. A veces puede ser
ventajoso que las carcasas se acoplen en dicha estructura sin tener
que encapsularla.
Se muestra un mayor detalle de los componentes
en la figura 3B, en la que la estructura (27) incluye un conjunto de
rebordes (40) dispuestos en lados opuestos de la estructura, que
incluyen medios de acoplamiento que funcionan para recibir partes
correspondientes de las carcasas que incluyen medios de enganche
(46) sobre las partes, para efectuar el encapsulado de la estructura
(27) por medio de dos carcasas esféricas. Los medios de resalte (32)
se sitúan en lados opuestos de la estructura para una localización
positiva de la carcasa con respecto a la estructura y se muestran
como estructuras tipo X que sobresalen de las caras opuestas de la
estructura. Los medios de resalte pueden ser, sin embargo, de
cualquier configuración suficiente para conseguir la localización
necesaria y el accionamiento de la estructura a las carcasas
esféricas.
El rebaje (31) de la carcasa (22), (23) acopla
con los resaltes (32) sobre la estructura (27) para permitir la
transferencia de fuerzas rotacionales desde la estructura a las
carcasas.
Las carcasas esféricas tienen cada una
escotaduras (44) y (45), siendo dichas escotaduras de forma
semicircular. Las carcasas también incluyen medios de enganche (46)
en la periferia de por lo menos dos escotaduras (44) opuestas, por
lo que los medios de enganche se acoplan con los medios de
acoplamiento de los rebordes de la estructura en una acción de
ajuste a presión.
Además, la estructura incluye una estría (50)
que se extiende sobre toda la circunferencia de dicho borde, estas
estrías se acoplan con las ranuras (52) correspondientes en cada una
de las dos carcasas esféricas para, así, mejorar y reforzar la unión
de los componentes de la pieza de válvula. La estructura es, por lo
tanto, capaz de ser encapsulada por medio de una acción de ajuste a
presión de las dos carcasas esféricas para formar una pieza de
válvula para una válvula del tipo de válvula de bola.
Todos los componentes de la pieza de la válvula
pueden ser moldeados por inyección para proporcionar una alternativa
económica a la técnica anterior.
Otra realización de la invención se ilustra en
las figuras 4A y 4B. Estas figuras representan una configuración de
la pieza de la válvula en la que la bola está formada a partir de
carcasas (56) y (58) y el orificio pasante (60) en la estructura se
encuentra a aproximadamente 90 grados, formando una válvula de codo.
Debe indicarse que el asiento de la válvula del montaje de la
válvula de bola que acopla con la superficie de estanqueidad (61) no
cubre la unión (54) de las dos carcasas esféricas, ya que la unión
(54) evitaría la junta estanca entre el asiento de la válvula y la
pieza de la válvula. El mecanismo de accionamiento puede acoplar en
la ranura (62) en el montaje de bola.
Este montaje de válvula de bola de la presente
invención puede aplicarse también con un orificio pasante que tiene
más de dos aberturas.
A través de esta descripción el propósito ha
sido para ilustrar la invención y no limitarla a lo descrito.
Claims (12)
1. Pieza de válvula (20) para una válvula del
tipo de válvula de bola que comprende:
una estructura (27) que tiene un paso de flujo
(24) y que tiene dos conjuntos de medios de fijación (28) en lados
opuestos;
teniendo la pieza de válvula (20) una superficie
de estanqueidad (36) sobre por lo menos un lado separado de dicho
paso de flujo (24); y
medios (28) sobre dicha pieza de válvula (20)
para el acoplamiento de un mecanismo de accionamiento (26) para
permitir la rotación de la pieza de válvula (20) en la válvula;
caracterizada porque
dicha pieza de válvula (20) incluye por lo menos
dos partes (22, 23), teniendo cada una un conjunto de bridas (46)
adaptadas para acoplar dichos medios de fijación (28) de la
estructura en una disposición de ajuste a presión para formar dicha
pieza de válvula (20).
2. Pieza de válvula (20), según la
reivindicación 1, en la que dichas por lo menos dos partes (22, 23)
son idénticas.
3. Pieza de válvula (20), según cualquiera de la
reivindicaciones 1 ó 2, en la que dicha pieza de válvula (20)
incluye un par de superficies de estanqueidad (36) opuestas.
4. Pieza de válvula (20), según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en la que dichas por lo menos dos
partes (22, 23) son carcasas hemisféricas.
5. Pieza de válvula (20), según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en la que la estructura (27)
incluye además una parte de tubo para proporcionar una trayectoria
de flujo uniforme.
6. Pieza de válvula (20), según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en la que dichas por lo menos dos
partes (22, 23) en la región de una o cada una de las superficies de
estanqueidad (36) están compuestas de un grosor constante de
material para proporcionar uniformidad de la superficie de
estanqueidad (36).
7. Pieza de válvula (20), según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en la que dichas por lo menos dos
partes (22, 23) están adaptadas para encapsular dicha estructura
(27).
8. Pieza de válvula (20), según cualquiera de
las reivindicaciones, en la que dicha estructura (27) incluye además
unos medios de resalte (32) sobre lados opuestos de la estructura
para localización positiva de cada una de dichas, por lo menos dos,
partes (22, 23).
9. Pieza de válvula (20), según la
reivindicación 8, en la que dichos medios de resalte (32) son
estructuras de tipo X.
10.Pieza de válvula (20), según cualquiera de
las reivindicaciones 8 ó 9, en la que cada una de dichas por lo
menos dos partes (22, 23) tiene un rebaje (31) adaptado para acoplar
dichos medios de resalte (32) para ayudar en la transferencia de las
fuerzas de rotación desde la estructura (27) a las partes (22,
23).
11.Pieza de válvula (20), según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en la que dichas por lo menos dos
partes (22, 23) y la estructura (27) son fabricadas por moldeo por
inyección.
12.Válvula (10) del tipo de válvula de bola que
incluye una entrada y una salida que incluye una pieza de válvula
(20) según se ha descrito en cualquiera de las realizaciones
anteriores, en la que la pieza de válvula de bola (20) está adaptada
para rotar entre una primera posición y una segunda posición en la
válvula (10) en la que en dicha primera posición, una trayectoria de
flujo a través de la pieza de la válvula (20) es sustancialmente
coaxial a una tubería y en la segunda posición la trayectoria de
flujo a través de la pieza de la válvula (20) es fundamentalmente
transversal a la tubería.
Applications Claiming Priority (2)
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