ES2263074T3 - Valvula de doble asiento. - Google Patents
Valvula de doble asiento.Info
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Abstract
Válvula de doble asiento con dos partes (5, 6) de cierre que se pueden mover una respecto a la otra, dispuestas en serie, que limitan, tanto en la posición cerrada como en la posición abierta de la válvula, una cavidad (3) de fuga que está unida con el entorno de la válvula, con la primera parte (5) de cierre accionada de manera independiente, que durante su movimiento de apertura se dispone en contacto con la segunda parte (6) de cierre accionada de manera independiente, la traslada igualmente a la posición abierta, con vástagos (5a, 6a) de válvula para las partes (5, 6) de cierre que, por un lado, están conducidos a través de una segunda parte (1b) asociada de carcasa de la válvula o fuera de ésta, con el vástago de la válvula configurado como vástago (6a) hueco para la segunda parte (6) de cierre, dentro del cual está dispuesto un vástago (6c) hueco interior unido a éste, estando conducido el vástago (6a) hueco a un espacio (4a) interior de una carcasa (4) de descarga unida con el entorno, que se une a la segunda parte (1b) de carcasa de válvula atravesada por el vástago (6a) hueco, estando configurado el vástago (6a) hueco en la zona de penetración con la segunda parte (1b) de carcasa de válvula como émbolo (6b) de compensación de la presión, con un recorrido (6e, 6f) de unión previsto entre los vástagos (6a, 6c) huecos que conduce desde la cavidad (3) de fuga hasta el espacio (4a) interior, y con el vástago (5a) de válvula dispuesto en el interior del vástago (6c) hueco interior que une la primera parte (5) de cierre con un accionamiento (20) de válvula, caracterizado porque - el vástago (5a) hueco está estrechado en la zona entre la segunda parte (6) de cierre y el émbolo (6b) de compensación de la presión, - y el recorrido (6e, 6f) de unión, partiendo de la cavidad (3) de fuga, desemboca en el contorno del émbolo (6b) de compensación de la presión y en el espacio (4a) interior de la carcasa (4) de descarga.
Description
Válvula de doble asiento.
La invención se refiere a una válvula de doble
asiento, especialmente una válvula para el fondo de un tanque, con
dos partes de cierre que se pueden mover relativamente una con
respecto a la otra, dispuestas en serie, según el preámbulo de la
reivindicación 1.
Se conoce una válvula de doble asiento de tipo
genérico por el documento DE 42 03 723 C2. Este tipo de válvulas se
emplean, por ejemplo, cuando la disponibilidad de espacio en el lado
de la válvula opuesto al accionamiento de la válvula o está
limitado o, lo que suele ocurrir generalmente, no está disponible.
Este último caso se da, por ejemplo, cuando la válvula de doble
asiento en cuestión se emplea como válvula para el fondo de un
tanque y, en este caso, los dos vástagos de la válvula se orientan
preferiblemente en vertical hacia abajo y se introducen a través de
la segunda parte asociada de carcasa de la válvula y se extraen de
ésta. El fondo del tanque forma en este caso la primera parte de
carcasa de la válvula.
La válvula de doble asiento conocida puede, sin
embargo, instalarse en una disposición horizontal o inclinada, en
la que, con los vástagos de la válvula orientados hacia abajo, el
líquido de fuga y/o el agente de limpieza alimentado al espacio
hueco de fuga puede fluir libremente desde éste último, bajo la
influencia de la fuerza de gravedad, de forma independiente en el
entorno de la válvula. Un vaciado completo de los restos de la
cavidad de fuga, en el caso de una instalación horizontal de la
válvula de doble asiento, sólo se consigue, no obstante, cuando la
sección transversal de paso del recorrido de unión entre la cavidad
de fuga y el espacio interior de la carcasa de descarga, tal como
se prevé según la reivindicación 3 del documento DE 42 03 723 C2,
tiene unas dimensiones tales que corresponden aproximadamente a la
sección transversal de paso en la zona del asiento de
válvula.
válvula.
En el documento EP 0 625 250 B1 se retoma esta
propuesta y se desarrolla en consecuencia (figura 3). La realización
según la figura 3 deja claro que, con una disposición horizontal de
la válvula de doble asiento, se consigue un vaciado total de la
cavidad de fuga cuando la primera parte de cierre está configurada
con medios de obturación radiales y la segunda parte de cierre, con
medios de obturación axiales, alojándose herméticamente los medios
de obturación radiales en la posición cerrada de la válvula en una
superficie de asiento cilíndrica y estando dispuestos los medios de
obturación axiales en el extremo del lado frontal del vástago hueco
y asociados a una superficie de asiento orientada perpendicular a
la superficie de asiento cilíndrica. En este caso, el vástago hueco
está configurado por el lado interior con el mismo diámetro que la
superficie de asiento cilíndrica y, en la posición cerrada de la
válvula de doble asiento, el diámetro interior del vástago hueco y
el de la superficie de asiento cilíndrica se transforman uno en
otro de forma enrasada. En la presente forma de realización, se
consigue además una conexión sin fugas de la válvula de doble
asiento porque, durante el movimiento de apertura de la parte de
cierre (émbolo deslizante) accionada de forma independiente, ésta se
aloja de forma hermética en el vástago hueco (disco de asiento)
antes de que éste último abandone su superficie de
asiento.
asiento.
Una válvula de doble asiento en la que el
vástago hueco de la parte de cierre accionada independientemente
está configurado en el sentido de la disposición según la figura 3
del documento EP 0 625 250 B1, presenta, en concreto, una
ampliación deseada del recorrido de unión entre la cavidad de fuga y
el entorno de la válvula de doble asiento, no obstante, el vástago
hueco representa un obstáculo para el flujo cuando está configurado
continuo en la sección transversal con aproximadamente la sección
transversal de paso en la zona del asiento de válvula, en la parte
de carcasa de la válvula asociada que atraviesa. Un vástago hueco
configurado de forma continua casi con la sección transversal de
paso de la válvula de doble asiento cumple la función de un
denominado "émbolo de compensación de la presión", de modo que
el disco de asiento conectado con el vástago hueco, en la dirección
de cierre y de apertura, permanece en gran medida libre de las
fuerzas de flujo y de presión del fluido que queda en la parte
asociada de la carcasa de la válvula.
Para conseguir, por un lado, la compensación de
presión necesaria o deseada, pero, por otro lado, no permitir
pérdidas de flujo innecesariamente grandes en la carcasa de la
válvula, se propuso ya el estrechamiento del vástago hueco en la
zona entre una parte de cierre y un émbolo de compensación de la
presión (véase, por ejemplo, el documento EP 0 039 319 B2).
Mediante un estrechamiento de este tipo se impide, no obstante, un
vaciado total de la cavidad de fuga en caso de una instalación
horizontal o inclinada de la válvula de doble asiento. Se producen
charcos en la zona de asiento, sólo habiendo de proporcionarse
acciones correctoras mediante medidas adicionales en el sentido de
la realización según la figura 2 del documento EP 0 625 250 B1.
Otro aspecto crítico en las válvulas de asiento
doble del tipo genérico se produce cuando el vástago hueco
conectado con un émbolo de compensación de la presión se introduce
en un espacio interior de una carcasa de descarga que se une a la
parte de carcasa de la válvula atravesada por éste. El vástago hueco
de gran tamaño requiere en su zona que atraviesa la parte asociada
de carcasa de la válvula, una junta de estanqueidad de tamaño
correspondiente solicitada dinámicamente. Las juntas de estanqueidad
son básicamente componentes críticos, especialmente cuando
presentan un gran diámetro. Una disposición relacionada se ilustra
en la figura 1, lado izquierdo, en el documento EP 0 625 250 B1.
Si ahora, en el sentido anterior, el vástago
hueco se estrecha para reducir la resistencia al flujo, entonces se
producen problemas de limpieza en el cierre estanco del vástago
hueco en su zona de penetración con la parte asociada de carcasa de
la válvula. El líquido de limpieza que fluye desde la cavidad de
fuga, a través del recorrido de unión entre el vástago hueco y el
vástago hueco interior, llega ciertamente al espacio interior de la
carcasa de descarga, pero desde allí sólo puede salir a chorros por
la zona de obturación crítica cuando se haya llenado todo el
espacio interior de la carcasa de descarga. Un llenado de este tipo
es nuevamente indeseado porque está unido al riesgo de que se forme
en el espacio interior de la carcasa de descarga una sobrepresión,
de manera que, en caso de un defecto de la junta de estanqueidad,
existe el riesgo de desbordamiento del líquido de limpieza desde la
carcasa de descarga a la parte de carcasa adyacente. Si mediante un
dimensionado correspondiente de las secciones transversales de
alimentación y descarga se impide un llenado de este tipo de la
carcasa de descarga, entonces el líquido de limpieza sale
preferiblemente al entorno del vástago hueco interior en el espacio
interior de la carcasa de descarga, de modo que no se produce
nuevamente una desviación hacia fuera en la zona de obturación
crítica del émbolo de compensación de la presión.
No obstante, para garantizar una limpieza de la
zona crítica en cuestión, se proponen en el documento DE 42 03 723
C2 y también en el documento EP 0 625 250 B1 aberturas de paso en el
vástago hueco interior que están configuradas como boquillas de
pulverización y que conectan el intersticio anular del lado interior
entre el vástago hueco interior y el vástago de la válvula para la
parte de cierre accionada independientemente con el recorrido de
unión en el lado exterior entre el vástago hueco interior y el
vástago hueco y, en este caso, están situadas en dirección axial de
tal manera que el medio de limpieza que sale por estas boquillas de
pulverización se dirige a la zona de obturación crítica. Una
solución de este tipo sólo es posible, no obstante, cuando se
alimenta agente de limpieza desde el entorno de la válvula de doble
asiento al intersticio anular. Durante una limpieza de los asientos
de la válvula de doble asiento, es decir, cuando se alimenta agente
de limpieza mediante una carrera parcial de la primera o de la
segunda parte de cierre desde la parte asociada de carcasa de la
válvula en cada caso, a través de la superficie de asiento liberada,
a la cavidad de fuga, no es posible una salida a chorro controlada
de la zona de obturación crítica en el sentido anteriormente
expuesto a través de boquillas de pulverización.
Por el documento DE 299 23 799 U1 se conoce una
válvula de doble asiento con paso a través de vástagos de válvula
que pueden lavarse en la carcasa de válvula que, en la configuración
sin espiga de la carcasa de válvula, presenta en la zona de
penetración con el vástago de válvula un paso a través del vástago
de válvula que puede lavarse con posibilidad de vaciado sin restos.
Esto se garantiza porque el vástago de válvula, durante el
movimiento de apertura de la válvula, en su punto de obturación con
la carcasa de válvula respectiva realiza un movimiento de carrera
hacia fuera desde esta última, y porque, en la posición cerrada de
la válvula, el espacio anular está unido directa o indirectamente
con la cavidad de fuga en la proximidad inmediata de una junta de
vástago que cierra de forma estanca el vástago de válvula con
respecto a la carcasa de válvula asociada mediante al menos un
conducto de drenaje configurado dentro del vástago de válvula.
En el documento DE 41 18 874 C2 se describen un
procedimiento y un dispositivo de válvula para la limpieza de una
válvula de doble asiento conectada sin fugas, que especialmente
garantizan las zonas de penetración de los vástagos con dimensiones
relativamente grandes de los elementos de cierre a través de la
carcasa de válvula asociada en cada caso, con el empleo mínimo,
económico y, no en último lugar, respetuoso con el medio ambiente
de agentes de limpieza y/o desinfectantes. Esto se consigue, en
cuanto a la técnica de procedimiento liberando, mediante una
carrera parcial de los elementos de cierre, un paso a través que se
desvía de una primera parte de carcasa de válvula y por el que pasa
a través una corriente de agente de limpieza que, partiendo del
punto de desvío y de arriba hacia abajo, limpia el paso entre un
vástago de accionamiento del elemento de cierre y la carcasa, la
cavidad de fuga con la zona de asiento de la válvula que se hace
accesible y el otro paso.
Las circunstancias anteriores dejan claro que no
pueden llevarse a cabo todas las medidas deseables para una válvula
de doble asiento del tipo genérico. Debe decidirse en cada caso
individual qué criterio debe satisfacerse de manera indispensable y
cuáles tienen una importancia secundaria. Si, por ejemplo, la
sección transversal de descarga desde la cavidad de fuga a través
del recorrido de unión no es crítica, entonces el requisito de una
amplia compensación de la presión en la parte de cierre accionada de
forma dependiente puede asociarse con el requisito de una
resistencia a la corriente lo más reducida posible mediante el
estrechamiento del vástago hueco. La realización del estrechamiento
impide, no obstante, en caso de posición estructural horizontal o
inclinada de la válvula de doble asiento, el vaciado completo de la
cavidad de fuga. Además, existen nuevamente zonas críticas de
limpieza en la junta de estanqueidad de grandes dimensiones de
marcha forzada con respecto al émbolo de compensación de la presión
ya que el líquido de limpieza a través del estrechamiento del
vástago hueco fluye hacia el espacio interior de la carcasa de
descarga, preferiblemente en la zona del vástago hueco interior, es
decir, más bien en el centro que en la zona exterior, y sólo se
puede desviar difícilmente a las zonas exteriores críticas de
limpieza.
El objetivo de la presente invención es
desarrollar una válvula de doble asiento del tipo genérico de tal
manera que su parte de cierre que se acciona de forma dependiente
tenga una presión en gran medida compensada, con poca resistencia a
la corriente y esté configurada de manera que pueda limpiarse bien
en sus zonas críticas de limpieza.
El objetivo se alcanza mediante una válvula de
doble asiento, especialmente una válvula para el fondo de un
tanque, con las características de la reivindicación 1. Las formas
de realización ventajosas de la válvula de doble asiento propuesta
según la invención son objeto de las reivindicaciones
dependientes.
La configuración de los vástagos huecos en la
zona de penetración con la parte asociada de carcasa de la válvula
como émbolo de compensación de la presión pone en práctica una
compensación deseada de la presión en la parte de cierre accionada
de forma dependiente. La reducción de la resistencia a la corriente
mediante el estrechamiento del vástago hueco en la zona entre la
segunda parte de cierre y el émbolo de compensación de la presión
lleva, visto en dirección radial, a un desplazamiento forzado del
recorrido de unión entre la cavidad de fuga y el espacio interior
de la carcasa de descarga desde la zona exterior a la zona
periférica del vástago hueco interior. El hecho de que, no
obstante, se garantice una limpieza óptima de la zona de obturación
crítica en el contorno del émbolo de compensación de la presión se
consigue porque el recorrido de unión, partiendo de la cavidad de
fuga, desemboca según la invención en el contorno del émbolo de
compensación de la presión y en el espacio interior de la carcasa de
descarga.
Una compensación de la presión casi completa en
la parte de cierre accionada de forma dependiente se consigue,
según una forma de realización ventajosa, cuando el émbolo de
compensación de la presión presenta de forma aproximada una
denominada ‘sección transversal de equilibrio’ correspondiente a la
sección transversal de paso entre las partes de carcasa de la
válvula.
Si, tal como se prevé en otra configuración
adicional, el vástago hueco se estrecha en la zona entre la segunda
parte de cierre y el émbolo de compensación de la presión en una
sección transversal mínima correspondiente a uno de los requisitos
de resistencia, entonces puede desplazarse el recorrido de unión
entre la cavidad de fuga y el espacio interior de la carcasa de
descarga en la zona periférica directa del vástago hueco
interior.
Otra propuesta prevé que el recorrido de unión
se forma por una primera y una segunda sección adyacente, y que la
primera sección se extiende por dentro de una zona predeterminada a
través del vástago hueco de manera principalmente axial y la
segunda sección, de forma principalmente radial. La orientación de
la segunda sección, vista en dirección radial, hacia fuera crea la
posibilidad de alimentar el agente de limpieza que fluye hacia
fuera desde la cavidad de fuga a la zona exterior del émbolo de
compensación de la presión y, en concreto, de forma totalmente
encauzada a su zona de obturación crítica. De forma evidente y tal
como señala el estado de la técnica, discurre en cambio una salida
del recorrido de unión, en prolongación axial del mismo, en el
espacio interior de la carcasa de descarga y, en concreto,
esencialmente en paralelo al vástago hueco interior.
Para la realización de la trayectoria según la
invención de la segunda sección del recorrido de unión se propone,
según una configuración ventajosa, que la segunda sección esté
bordeada en los lados del vástago hueco interior por un saliente
radial circundante adaptado a éste. Este saliente radial se
extiende, en este caso, con el fin de garantizar una desembocadura
de la segunda sección en el contorno del émbolo de compensación de
la presión hasta casi la superficie periférica interior del espacio
interior.
La necesidad de la especial configuración
espacial de la primera y la segunda sección del recorrido de unión
permite un contorneado correspondiente del vástago hueco y del
vástago hueco interior, que deben estar unidos uno con otro puesto
que ambos pertenecen al segundo elemento de cierre que porta la
segunda parte de cierre. La necesaria unión de ambos se configura,
según una propuesta adicional, de forma especialmente sencilla
cuando esta unión se lleva a cabo mediante elementos de unión
dispuestos en el contorno del émbolo de compensación de la presión,
que sirven de puente para la zona de salida de la segunda sección
hasta el extremo exterior del saliente radial. Los elementos de
unión deben unirse conjuntamente en la posición anteriormente
mencionada mediante arranque de virutas relativamente superficial y
allí unirse preferiblemente por arrastre de material con el saliente
radial.
Un flujo de salida lo más uniforme posible del
líquido de limpieza desde la segunda sección del recorrido de unión
se consigue, tal como se prevé en otra configuración, cuando los
elementos de unión se disponen de manera distribuida uniformemente
a lo largo del contorno del émbolo de compensación de la presión y
esencialmente orientados de manera axial. En este sentido, tal como
se propone igualmente, se garantiza con tres elementos de unión,
por un lado, una distribución favorable al flujo de la corriente de
agente de limpieza y/o corriente de fuga en cuestión y, por otro
lado, una estabilidad de la disposición de los elementos de cierre
que tiene en cuenta los requisitos de resistencia.
Para garantizar una limpieza correcta de la zona
de obturación crítica del vástago hueco o del émbolo de compensación
de la presión, se prevé en una forma de realización adicional que
los elementos de unión, vistos en conjunto, se extienden a través
del 35 al 40 por ciento del contorno del émbolo de compensación de
la presión.
La zona crítica de limpieza del paso del vástago
hueco a través de la parte de carcasa de válvula se encuentra de
forma conocida directamente detrás de su punto de penetración en la
zona del espacio interior de la carcasa de descarga. Puesto que el
medio de limpieza, según se ha determinado, sale en el contorno del
émbolo de compensación de la presión en el espacio interior de la
carcasa de descarga, pero la segunda sección del recorrido de unión
se limita en la zona final, debido a la construcción, en el lado del
espacio interior por el saliente radial, el agente de limpieza en
su recorrido desde la salida del émbolo de compensación de la
presión hasta el espacio interior de la carcasa de descarga debe
recorrer todavía un recorrido de flujo determinado por la extensión
axial del saliente radial. La garantía de la sección transversal de
flujo de descarga necesaria para ello se consigue según una
propuesta adicional porque el saliente radial está dimensionado en
la dirección radial de tal manera que entre éste y su superficie
periférica del espacio interior circundante se forma un intersticio
anular de flujo de descarga que conduce a este último. Mediante la
desviación de la corriente de agente de limpieza que es de casi 90º
desde la zona de salida de la segunda sección del recorrido de unión
al intersticio anular de flujo de descarga mencionado
anteriormente, en la zona exterior de esta desviación, el agente de
limpieza se conduce de forma totalmente encauzada también al
intersticio de obturación de limpieza especialmente crítica entre la
parte de carcasa de la válvula y el émbolo de compensación de la
presión.
Otra forma de realización de la válvula de doble
asiento según la invención prevé que el vástago hueco interior se
dirija hacia el exterior de la carcasa de descarga y que un
intersticio anular formado entre el vástago hueco interior y el
vástago de válvula fuera de la carcasa de descarga en el entorno de
la válvula esté equipado con una conexión para la alimentación de
una tercera corriente de agente de limpieza. Con esta medida puede
limpiarse la válvula de doble asiento según la invención tanto en la
posición cerrada como en la posición abierta de su parte de cierre
con agente de limpieza alimentado desde el exterior de la válvula de
doble asiento. La limpieza de la cavidad de fuga en la posición
cerrada de la válvula de doble asiento mediante la separación a
modo de intersticio de una de las dos partes de cierre (denominada
limpieza de asientos) desde la superficie de asiento asociada se
da, en cualquier caso, independientemente de la presencia de la
alimentación de medio de limpieza externa en el recorrido a través
de la conexión anteriormente mencionada.
La limpieza de asientos de la primera parte de
cierre accionada de forma independiente se consigue, según otra
propuesta, porque ésta está unida a través de su vástago de válvula
con un primer émbolo de ajuste individual en una segunda parte
propulsora del accionamiento de la válvula. Esto presupone
necesariamente que el accionamiento de la válvula, que afecta
también a la realización de la carrera de abertura total, dispone de
denominados "dispositivos de ajuste individuales" que están
dispuestos en la segunda parte de accionamiento.
Para poder trasladar también la segunda parte de
cierre accionada de forma dependiente mediante movimiento de
carrera parcial a una posición de limpieza de asientos, se propone
adicionalmente que el vástago hueco interior se prolongue hasta el
accionamiento de la válvula y allí se acople de forma regulable con
un segundo émbolo de ajuste individual en la segunda parte de
accionamiento.
Una válvula de doble asiento equipada con las
características anteriormente expuestas es, por consiguiente,
susceptible de una limpieza de asientos en la zona de asiento
respectiva de sus dos partes de cierre y, además, puede limpiarse
la cavidad de fuga tanto en la posición cerrada como en la posición
abierta de la válvula de doble asiento con agente de limpieza que
se conduce desde el exterior de la válvula de doble asiento a
través de la conexión. La segunda parte de cierre accionada de forma
dependiente está compensada en la presión, su resistencia a la
corriente se reduce o se minimiza por el estrechamiento del vástago
hueco y la zona de obturación de limpieza crítica en el punto de
penetración del émbolo de compensación de la presión con la parte
de carcasa de la válvula asociada puede limpiarse correctamente
mediante la configuración según la invención del recorrido de unión
entre la cavidad de fuga y el espacio interior de la carcasa de
descarga.
Un ejemplo de realización de la invención se
representa en el dibujo y se describe a continuación. Muestran:
la figura 1, una sección central a través de una
válvula de doble asiento configurada como válvula del fondo de un
tanque según la invención, y
la figura 2, una representación en perspectiva
del segundo elemento de cierre accionado de forma dependiente, tal
como se aplica en la válvula del fondo de un tanque según la figura
1.
| 1 | carcasa de la válvula |
| 1a | primera parte de carcasa de la válvula (fondo del tanque) |
| 1b | segunda parte de carcasa de la válvula |
| 1c | tubo de empalme de conexión |
| 2 | anillo de asiento |
| 2a | primera superficie de asiento (perforación cilíndrica) |
| 2b | segunda superficie de asiento |
| 3 | cavidad de fuga |
| 4 | carcasa de descarga |
| 4a | espacio interior |
| 4b | tubo de conexión |
| 4c | superficie periférica interior |
| 4d | superficie del fondo |
| 50 | primer elemento de cierre (disco de válvula) |
| 5 | primera parte de cierre (émbolo de desplazamiento) |
| 5a | (primer) vástago de la válvula |
| 60 | segundo elemento de cierre (disco doble) |
| 6 | segunda parte de cierre (disco de asiento) |
| 6a | vástago hueco |
| 6b | émbolo de compensación de la presión (de equilibrio) |
| 6c | vástago interior hueco (segundo vástago de la válvula) |
| 6d | elemento de unión |
| 6e | primera sección del recorrido de unión |
| 6f | segunda sección del recorrido de unión |
| 6g | saliente radial |
| 6h | intersticio anular de flujo de descarga |
| 7 | intersticio anular |
| 8 | carcasa de linterna |
| 9 | pieza insertada de boquilla |
| 10 | medio de unión |
| 11 | primera junta del vástago hueco |
| 12 | segunda junta del vástago hueco |
| 13 | primer anillo de guiado |
| 14 | segundo anillo de guiado |
| 15 | junta de la carcasa |
| 16 | primera junta de asiento (junta radial) |
| 17 | segunda junta de asiento (junta radial-axial) |
| 18 | junta del espacio de fuga (junta axial) |
| 19 | conexión para la alimentación de un agente de limpieza y/o agente de aclarado |
| 20 | accionamiento de la válvula |
| 20.1 | primera parte de accionamiento |
| 20.1a | primer émbolo de accionamiento |
| 20.2 | segunda parte de accionamiento |
| 20.2a | primer émbolo de ajuste individual (segundo émbolo de accionamiento) |
| 20.2b | segundo émbolo de ajuste individual |
| a_{M} | sección transversal mínima |
| A_{B} | sección transversal de equilibrio |
| A_{N} | sección transversal de paso |
| D1 | primera corriente de medio de presión |
| D1* | primera corriente de medio de presión alternativa |
| D2 | segunda corriente de medio de presión |
| D3 | tercera corriente de medio de presión |
| R | corriente de agente de limpieza de evacuación |
| R1 | primera corriente de agente de limpieza (procedente de la limpieza de asientos de la |
| primera parte de cierre) | |
| R2 | segunda corriente de agente de limpieza (procedente de la limpieza de asientos de la |
| segunda parte de cierre) | |
| R3 | tercera corriente de medio de limpieza (alimentación de agente de limpieza externa) |
Una válvula de doble asiento para ser empleada
como válvula para el fondo de un tanque se muestra (figura 1) en
una posición de instalación en la que los dos vástagos 5a, 6c de
válvula que conducen hacia un accionamiento 20 de válvula, que
consiste en una primera y una segunda parte 20.1, 20.2 de
accionamiento, se orientan en perpendicular hacia abajo. Una
carcasa 1 de válvula consiste en una primera y una segunda parte 1a
ó 1b de carcasa de válvula. Mientras que la segunda parte 1b de
carcasa de válvula está unida a través de un tubo 1c de empalme de
conexión, por ejemplo, con un conducto tubular, no mostrado, la
primera parte 1a de carcasa de válvula en la realización de válvula
para el fondo de un tanque mostrada forma parte de un fondo del
tanque, no mostrado. A la segunda parte 1b de carcasa de válvula se
conecta por debajo una carcasa 4 de descarga, cuyo espacio 4a
interior se limita en el lado del contorno por una superficie 4c
periférica interior y, en el extremo inferior en el lado frontal,
por una superficie 4d de fondo. Un tubo 4b de conexión une el
espacio 4a interior con el entorno de la válvula de doble asiento.
En la zona de unión de la primera y la segunda parte 1a, 1b de
carcasa de válvula está dispuesto un anillo 2 de asiento que, a
través de una primera superficie 2 de asiento, configurada como
perforación cilíndrica, en conexión con una primera parte 5 de
cierre, configurada como émbolo de desplazamiento, y una segunda
superficie 2b de asiento, configurada en forma de una superficie de
revestimiento cónica, en conexión con una segunda parte 6 de cierre
configurada como disco de asiento, forma la zona de asiento de la
válvula de doble asiento.
La primera parte 5 de cierre y el vástago 5a de
válvula unido a la misma forman conjuntamente un primer elemento 50
de cierre, y la segunda parte 6 de cierre y un émbolo 6b de
compensación de presión, que se une con ésta a través de un vástago
6a hueco que a su vez está unido a través de elementos 6d de unión
con un saliente 6g radial del (segundo) vástago de válvula
configurado como vástago 6c hueco interior, forman un segundo
elemento 60 de cierre (denominado disco doble). La primera parte 5
de cierre está equipada en el lado periférico con una primera junta
16 de asiento que actúa conjuntamente como una denominada junta
radial con la primera superficie 2a de asiento configurada como
perforación cilíndrica. La segunda parte 6 de cierre dispone de una
segunda junta 17 de asiento, que se corresponde como una denominada
junta radial-axial con la segunda superficie 2b de
asiento configurada como superficie de revestimiento cónica. Una
cavidad 3 de fuga formada entre la primera parte 5 de cierre y la
segunda parte 6 de cierre se cierra de forma estanca en la posición
abierta de la válvula de doble asiento con respecto al espacio
interior de la válvula que lo rodea por medio de una junta 18 de
espacio de fuga que actúa como junta axial y que está dispuesta
dentro de la superficie frontal de la segunda parte 6 de cierre
dirigida hacia la cavidad 3 de fuga.
En principio, los dos elementos 50, 60 de cierre
pueden configurarse también en cada caso con un émbolo de
desplazamiento; también es posible una configuración con un disco de
asiento en cada caso. Con la forma de realización mostrada en la
figura 1 (émbolos de desplazamiento y discos de asiento) es posible
de forma aproximada una denominada conexión sin fugas cuando,
durante el proceso de cierre de la válvula de doble asiento, y en
concreto en el espacio radial fuera de la junta 18 de espacio de
fuga, que se encuentra en este caso en contacto con la primera
parte 5 de cierre adyacente, y hasta el anillo 2 de asiento, se
prescinde de incluir una cantidad reducida de fuga de conexión en
cada operación de conexión en el espacio limitado por los
componentes mencionados anteriormente.
Las configuraciones de los elementos de cierre
anteriormente mencionados tienen consecuencias en la configuración
del accionamiento 20 de válvula necesaria para ello. En el ejemplo
de realización según la figura 1, la carrera de apertura de la
válvula de doble asiento se genera por un primer émbolo 20.1a de
accionamiento en la primera parte 20.1 de accionamiento en conexión
con un primer émbolo 20.2a de ajuste individual en la segunda parte
20.2 de accionamiento teniendo este último una doble función y, en
el presente caso, trabajando como segundo émbolo de accionamiento
adicional para la carrera de apertura. El medio de presión necesario
para esto se alimenta como primera corriente D1 de medio de presión
a una prolongación, no dibujada con más detalle, del vástago 5a de
válvula hacia el lado interior y se desvía, por un lado, hacia una
primera parte 20.1 de accionamiento y solicita allí el primer
émbolo 20.1a de accionamiento y, por otro lado, hacia la segunda
parte 20.2 de accionamiento, para solicitar allí el primer émbolo
20.2a de ajuste individual en su función como segundo émbolo de
accionamiento en la dirección de apertura. De forma alternativa a
esto puede alimentarse una primera corriente D1* de medio de
presión alternativa, en primer lugar, a la segunda parte 20.2 de
accionamiento desde el exterior de tal manera que esta corriente
D1* de medio de presión solicita el primer émbolo 20.2a de ajuste
individual y, en paralelo a éste, en la dirección inversa, tal como
se ha descrito anteriormente, también llega a la primera parte 20.1a
de accionamiento en la segunda parte 20.2 de accionamiento.
Con el fin de la limpieza de asientos de la
primera parte 5 de cierre, ésta se empuja en la dirección del
espacio interior del tanque hasta que aparece un intersticio entre
la primera parte 5 de cierre y la primera superficie 2a de asiento
(perforación cilíndrica), a través del cual puede conducirse una
primera corriente R1 de medio de limpieza desde la primera parte 1a
de carcasa de válvula hacia la primera superficie 2a de asiento
liberada, para afluir desde allí hacia la cavidad 3 de fuga. Para la
realización del movimiento de carrera parcial necesario de la
primera parte 5 de cierre se solicita el primer émbolo 20.2a de
ajuste individual, con respecto a la posición representada, en su
lado inferior con una segunda corriente D2 de medio de presión, de
modo que el primer émbolo 20.2a de ajuste individual puede activarse
a partir de ahora en su segunda función correspondiente.
Para el propósito de la limpieza de asiento de
la segunda parte 6 de cierre, esta última se eleva dejando un
intersticio desde su segunda superficie 2b de asiento asociada por
medio de una carrera parcial. Este movimiento de carrera parcial se
genera enganchando en ajuste el vástago 6c hueco interior
introducido hasta la segunda parte 20.2 de accionamiento con un
segundo émbolo 20.2b de ajuste individual dispuesto en éste. Para
esto, el segundo émbolo 20.2b de ajuste individual se desplaza por
solicitación con una tercera corriente D3 de medio de presión en el
vástago 6c hueco interior un poco más axialmente, hasta que se apoya
en éste en un receso no mostrado con más detalle y realiza en el
desarrollo axial adicional junto con éste el movimiento de carrera
parcial necesario limitado.
Por debajo de la carcasa 4 de descarga está
dispuesta una carcasa 8 de linterna que forma una unión con el
accionamiento 20 de la válvula. La unión de las dos partes 1a y 1b
de carcasa de la válvula, aquella entre la segunda parte 1b de
carcasa de válvula y la carcasa 4 de descarga, aquella entre esta
última y la carcasa 8 de linterna, aquella entre esta última y la
segunda parte 20.2 de accionamiento y, finalmente, aquella entre
esta última y la primera parte 20.1 de accionamiento, se realizan en
cada caso a través de medios 10 de unión que actúan por unión en
arrastre de forma y de fuerza (por ejemplo, los denominados anillos
tensores en conexión con bridas de apriete). Tanto el vástago 5a de
la válvula como el vástago 6c hueco interior se enganchan a través
de la carcasa 4 de descarga y la carcasa 8 de linterna y se conducen
hasta el accionamiento 20 de válvula.
La segunda parte 6 de cierre está unida a través
del vástago 6a hueco con el émbolo 6b de compensación de presión,
estando el vástago 6a hueco estrechado en la zona entre la segunda
parte 6 de cierre y el émbolo 6b de compensación de la presión en
una sección a_{M} transversal mínima correspondiente a los
requisitos de resistencia. El émbolo 6b de compensación de la
presión, que presenta de forma continua una sección A_{B}
transversal de equilibrio correspondiente a la sección A_{N}
transversal de paso entre las partes 1a, 1b de carcasa de la
válvula, atraviesa la segunda parte 1b de carcasa de la válvula,
acaba en el espacio 4a interior de la carcasa 4 de descarga y se
cierra de forma estanca en la zona de su penetración con la segunda
parte 1b de carcasa de la válvula a través de una primera junta 11
del vástago hueco y se conduce a un primer anillo 13 de guiado
subsiguiente a este último. De igual modo, el vástago 6c hueco
interior en la zona de su penetración con la carcasa 4 de descarga
se cierra de forma estanca mediante una segunda junta 12 del vástago
hueco y se conduce a un segundo anillo 14 de guiado. La obturación
entre el anillo 2 de asiento y las partes 1a y 1b de carcasa de la
válvula adyacentes proporcionan juntas 15 de carcasa; de igual modo,
a través de una junta 15 de carcasa adicional se obtura la carcasa
4 de descarga que se engancha en un tubo de empalme, no mostrado con
más detalle, de la segunda parte 1b de carcasa de la válvula.
Dentro del vástago 6a hueco y el émbolo 6b de
compensación de presión posterior está dispuesto el vástago 6c
hueco interior que se amplía por debajo del émbolo 6b de
compensación de presión en el saliente 6g radial circundante. El
vástago 6a hueco y el émbolo 6b de compensación de presión
posterior, por un lado, y el vástago 6c hueco interior en conexión
con el saliente 6g radial por otro lado, limitan un recorrido 6e, 6f
de unión que, partiendo de la cavidad 3 de fuga, se forma por la
primera sección 6e y la segunda sección 6f posterior. La primera
sección 6e se extiende por el interior de una zona predeterminada a
través del vástago 6a hueco de forma principalmente axial y, en
este desarrollo, de forma limitada hacia el exterior por la sección
a_{M} transversal mínima. La segunda sección 6f se extiende de
forma principalmente radial, desembocando en el perímetro del
émbolo 6b de compensación de la presión en el espacio 4a interior de
la carcasa 4 de descarga. En este sentido, la segunda sección 6f se
rodea en los lados del vástago 6c hueco interior por el saliente 6g
radial circundante conformado en éste.
La unión del émbolo 6b de compensación de la
presión, y con ello del vástago 6a hueco, con el vástago 6c hueco
interior se realiza mediante los elementos 6d de unión que se
disponen en el perímetro del émbolo 6b de compensación de la
presión y que conectan a modo de puente la zona de salida de la
segunda sección 6f hasta el extremo exterior del saliente 6g
radial. Los elementos 6d de unión se disponen preferiblemente
distribuidos de manera uniforme por el perímetro del émbolo 6b de
compensación de la presión y están orientados de forma esencialmente
axial. Se prevén preferiblemente tres elementos 6d de unión que,
vistos en conjunto, se extienden por el 35 a 40 por ciento del
perímetro del émbolo 6b de compensación de la presión. El saliente
6g radial está diseñado en dirección radial de tal manera que,
entre éste y la superficie 4c periférica interior que lo rodea del
espacio 4a interior, se forma un intersticio 6h anular de flujo de
descarga que conduce a este último.
El vástago 6c hueco interior acaba en la zona de
transición entre la segunda parte 6 de cierre y su vástago 6a hueco
y porta allí una pieza 9 insertada de boquilla que está fijada en el
vástago 6c hueco interior preferiblemente por unión en arrastre de
forma y cumple dos funciones; es decir, una función de guiado para
el vástago 5a de la válvula dentro del vástago 6c hueco interior y
una función de boquilla para una tercera corriente R3 de agente de
limpieza introducida, en su caso, en un intersticio 7 anular entre
el vástago 5a de la válvula y el vástago 6c hueco interior. Esta
última corriente se alimenta al intersticio 7 anular por el exterior
de la carcasa 4 de descarga en el entorno de la válvula de doble
asiento a través de una conexión 19.
La limpieza de la cavidad 3 de fuga, así como de
la zona de penetración entre la segunda carcasa 1b de válvula y el
émbolo 6b de compensación de la presión se realiza o bien mediante
alimentación externa de la tercera corriente R3 de agente de
limpieza a través de la conexión 19 o bien, sin embargo, mediante la
transferencia de la primera o la segunda parte 5 ó 6 de cierre a la
posición de limpieza de asientos correspondiente. En el caso de
alimentación externa de la corriente R3 de agente de limpieza a
través de la conexión 19, ésta llega a través del intersticio 7
anular y de la pieza 9 insertada de boquilla a la cavidad 3 de fuga
para, desde allí, a través de la primera sección 6c, la segunda
sección 6f adyacente y el intersticio 6g anular de flujo de
descarga fluir hacia el espacio 4a interior de la carcasa 4 de
descarga. Desde allí, el agente de limpieza se evacua entonces a
través del tubo 4b de conexión como corriente R de agente de
limpieza de evacuación. El mismo recorrido que se ha descrito
anteriormente es el que toma también la primera corriente R1 de
agente de limpieza recogida por la limpieza de asientos en la
primera parte 5 de cierre y también una segunda corriente R2 de
agente de limpieza conducida por la limpieza de asientos de la
segunda parte 6 de cierre desde la segunda parte 1b de carcasa de
válvula, así como fugas de conexión que aparezcan en su caso en la
cavidad 3 de fuga.
Las características que caracterizan
esencialmente la presente invención se pueden observar en la
representación en perspectiva del segundo elemento 60 de cierre en
la figura 2. Se reconoce que el vástago 6a hueco en la zona de
penetración con la segunda parte 1b de carcasa de la válvula (véase
también figura 1) está configurado como émbolo 6b de compensación
de la presión que presenta aproximadamente la sección A_{B}
transversal de equilibrio correspondiente a la sección A_{N}
transversal de paso entre las partes 1a, 1b de carcasa de la
válvula. Además, puede observarse que el vástago 6a hueco en la zona
entre la segunda parte 6 de cierre y el émbolo 6b de compensación
de la presión está estrechado a una sección a_{M} transversal
mínima correspondiente a los requisitos de solidez.
Además de esto, se aclara especialmente que la
segunda sección 6f del recorrido 6e, 6f de unión desemboca en el
contorno del émbolo 6b de compensación de la presión y que la unión
del vástago 6a hueco con el vástago 6c hueco interior se realiza
mediante los elementos 6d de unión que están dispuestos en el
contorno del émbolo 6b de compensación de la presión y que conectan
a modo de puente la zona de salida de la segunda sección 6f con el
extremo exterior del saliente 6g radial. Los elementos 6d de unión
están dispuestos distribuidos de manera uniforme por el contorno
del émbolo 6b de compensación de la presión y están orientados de
manera esencialmente axial, extendiéndose, vistos en conjunto, por
el 35 al 40 por ciento del contorno del émbolo 6b de compensación
de la presión. Además, en el extremo inferior del émbolo 6b de
compensación de la presión se puede reconocer que el saliente 6g
radial está dimensionado en la dirección radial de tal manera que,
en el estado montado del segundo elemento 60 de cierre entre el
saliente 6g radial y la superficie 4c periférica interior que lo
rodea del espacio 4a interior, se forma el intersticio 6h anular de
flujo de descarga que conduce a este último.
Claims (13)
1. Válvula de doble asiento con dos partes (5,
6) de cierre que se pueden mover una respecto a la otra, dispuestas
en serie, que limitan, tanto en la posición cerrada como en la
posición abierta de la válvula, una cavidad (3) de fuga que está
unida con el entorno de la válvula, con la primera parte (5) de
cierre accionada de manera independiente, que durante su movimiento
de apertura se dispone en contacto con la segunda parte (6) de
cierre accionada de manera independiente, la traslada igualmente a
la posición abierta, con vástagos (5a, 6a) de válvula para las
partes (5, 6) de cierre que, por un lado, están conducidos a través
de una segunda parte (1b) asociada de carcasa de la válvula o fuera
de ésta, con el vástago de la válvula configurado como vástago (6a)
hueco para la segunda parte (6) de cierre, dentro del cual está
dispuesto un vástago (6c) hueco interior unido a éste, estando
conducido el vástago (6a) hueco a un espacio (4a) interior de una
carcasa (4) de descarga unida con el entorno, que se une a la
segunda parte (1b) de carcasa de válvula atravesada por el vástago
(6a) hueco, estando configurado el vástago (6a) hueco en la zona de
penetración con la segunda parte (1b) de carcasa de válvula como
émbolo (6b) de compensación de la presión, con un recorrido (6e, 6f)
de unión previsto entre los vástagos (6a, 6c) huecos que conduce
desde la cavidad (3) de fuga hasta el espacio (4a) interior, y con
el vástago (5a) de válvula dispuesto en el interior del vástago (6c)
hueco interior que une la primera parte (5) de cierre con un
accionamiento (20) de válvula, caracterizado
porque
porque
- el vástago (5a) hueco está estrechado en la
zona entre la segunda parte (6) de cierre y el émbolo (6b) de
compensación de la presión,
- y el recorrido (6e, 6f) de unión, partiendo de
la cavidad (3) de fuga, desemboca en el contorno del émbolo (6b) de
compensación de la presión y en el espacio (4a) interior de la
carcasa (4) de descarga.
2. Válvula de doble asiento según la
reivindicación 1, caracterizada porque el émbolo (6b) de
compensación de la presión presenta de manera aproximada una
sección (A_{B}) transversal de equilibrio correspondiente a la
sección (A_{N}) transversal de paso entre las partes (1a, 1b) de
carcasa de la válvula.
3. Válvula de doble asiento según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el vástago (6a)
hueco está estrechado en la zona entre la segunda parte (6) de
cierre y el émbolo (6b) de compensación de la presión en una sección
(a_{M}) transversal mínima correspondiente a los requisitos de
resistencia.
4. Válvula de doble asiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el recorrido
(6e, 6f) de unión está formado por una primera sección (6e) y por
una segunda sección (6f) posterior, y porque la primera sección
(6e) se extiende dentro de una zona predeterminada a través del
vástago (6a) hueco de manera principalmente axial y la segunda
sección (6f), de manera principalmente radial.
5. Válvula de doble asiento según la
reivindicación 4, caracterizada porque la segunda sección
(6f) se redondea en los lados del vástago (6c) hueco interior por
un saliente (6g) radial circundante unido conjuntamente con
éste.
éste.
6. Válvula de doble asiento según la
reivindicación 5, caracterizada porque la unión del vástago
(6a, 6b) hueco con el vástago (6c, 6g) hueco interior se realiza
mediante elementos (6d) de unión dispuestos en el contorno del
émbolo (6b) de compensación de la presión, que conectan a modo de
puente la zona de salida de la segunda sección (6f) hasta el extremo
exterior del saliente (6g) radial.
7. Válvula de doble asiento según la
reivindicación 6, caracterizada porque los elementos (6d) de
unión están dispuestos distribuidos de manera uniforme por el
contorno del émbolo (6b) de compensación de la presión y está
orientados de manera esencialmente axial.
8. Válvula de doble asiento según la
reivindicación 6 ó 7, caracterizada porque están previstos
tres elementos (6d) de unión.
9. Válvula de doble asiento según una de las
reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque los elementos
(6d) de unión, vistas en conjunto, se extienden por más del 35 al
40 por ciento del contorno del émbolo (6b) de compensación de la
presión.
10. Válvula de doble asiento según una de las
reivindicaciones 5 a 9, caracterizada porque el saliente (6g)
radial está dimensionado en la dirección radial de tal manera que,
entre éste y una superficie (4c) periférica interior que lo rodea
del espacio (4a) interior, se forma un intersticio (6h) anular de
flujo de descarga que conduce a este
último.
último.
11. Válvula de doble asiento según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el vástago (6c)
hueco interior se conduce hacia el exterior de la carcasa (4) de
descarga y un intersticio (7) anular formado entre el vástago (6c)
hueco interior y el vástago (5a) de la válvula por el exterior de la
carcasa (4) de descarga en el entorno de la válvula está dotado de
una conexión (19) para la alimentación de una tercera corriente (R3)
de agente de limpieza.
12. Válvula de doble asiento según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la primera
parte (5) de cierre está unida a través del vástago (5a) de válvula
con un primer émbolo (20.2a) de ajuste individual en una segunda
parte (20.2) de accionamiento del accionamiento (20) de la
válvula.
13. Válvula de doble asiento según una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque el vástago (6c)
hueco interior se prolonga hasta el accionamiento (20) de la
válvula y allí se acopla de forma regulable con un segundo émbolo
(20.2b) de ajuste individual en la segunda parte (20.2) de
accionamiento.
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