ES2709804T3

ES2709804T3 - Una válvula

Info

Publication number: ES2709804T3
Application number: ES15711421T
Authority: ES
Inventors: Erling Arnum Freudendahl
Original assignee: AVK Holding AS
Current assignee: AVK Holding AS
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2035-03-16
Also published as: PL3271626T3; KR20170127027A; US10393274B2; EP3271626B1; WO2016146124A1; US20180100590A1; MX2017011913A; HK1246383A1; CN107407440B; JP6633645B2; AU2015387138B2; AU2015387138A1; BR112017019530B1; JP2018511748A; CA2979577A1; MX379930B; CA2979577C; EP3271626A1; BR112017019530A2; CN107407440A

Abstract

Una válvula (1) para el control de un flujo de fluido, donde dicha válvula (1) comprende una carcasa (3) de válvula, medios (2) de control de fluidos para controlar dicho flujo de fluido a través de dicha carcasa (3) de válvula en la que dichos medios (2) de control de fluidos están dispuestos dentro de dicha carcasa (3) de válvula, comprendiendo medios (4) de eje un conjunto de superficies de fricción del eje, donde dicho conjunto de superficies (5, 6) de fricción del eje incluye una primera superficie (5) de fricción del eje y una segunda superficie (6) de fricción del eje dispuestas en un ángulo (SA) mutuo de superficie de fricción del eje, en la que dicho ángulo (SA) de superficie de fricción del eje es un ángulo interno entre dicha primera superficie (5) de fricción del eje y dicha segunda superficie (6) de fricción del eje, en la que dichos medios (2) el control de fluidos están dispuestos para ser desplazados a lo largo del eje (7) rotacional de dichos medios (4) de eje de acuerdo con una rotación de dichos medios (4) de eje, y medios (8) de collar que comprenden un conjunto de superficies (9, 10) de fricción del collar, donde dicho conjunto de superficies (9, 10) de fricción del collar incluye una primera superficie (9) de fricción del collar y una segunda superficie (10) de fricción del collar dispuestas en un ángulo (CA) de superficie de fricción de collar mutuo, dicho ángulo (CA) de superficie de fricción de collar es un ángulo interno entre dicha primera superficie (9) de fricción del collar y dicha segunda superficie (10) de fricción del collar, en la que dicho conjunto de superficies (9, 10) de fricción del collar está dispuesto para engranar con dicho conjunto de superficies (5, 6) de fricción del eje, y en la que dichos medios (8) de collar están fijados dentro de dicha carcasa (3) de válvula, caracterizada por que dicho ángulo (SA) de superficie de fricción del eje y dicho ángulo (CA) de superficie de fricción del collar están entre 120° y 170°.

Description

DESCRIPCION

Una valvula

Campo de la invencion

La invencion se relaciona con una valvula para el control de un flujo de fluido. La valvula comprende una carcasa de valvula y medios de control de fluido para controlar el flujo de fluido a traves de la carcasa de valvula, en la que los medios de control de fluido estan dispuestos dentro de la carcasa de valvula. La valvula tambien comprende medios de eje.

Antecedentes de la invencion

Una valvula accionada por un eje -tal como una valvula de compuerta- comprende tipicamente un eje provisto con una parte roscada que engrana con una tuerca de una cuna. Asf, cuando se gira el eje, la cuna se desplazara hacia arriba o hacia abajo para abrir o cerrar el paso de fluido a traves de la valvula.

Para garantizar que el eje este fijo axialmente, se sabe que por ejemplo el documento WO 95/19518 A1 proporciona a la carcasa de valvula un engrane de collar fijo con protuberancias circulares en el eje. Sin embargo, tal diseno de valvula conlleva un riesgo de danar la cuna, el eje o el collar al operar la valvula -especialmente si se aplica un torque excesivo durante la apertura o el cierre de la valvula.

Por lo tanto, a partir del documento WO 2014/177681 A1, se sabe que forman las superficies de contacto de engrane entre el collar y el eje en un angulo de 45° con respecto al eje de rotacion del eje para aumentar la superficie de contacto entre el collar y el eje y, por lo cual, aumenta la friccion cuando aumenta la fuerza axial -por ejemplo, cuando la cuna ha alcanzado una posicion extrema. Sin embargo, esta forma de fijar axialmente el eje en relacion con el alojamiento de la valvula no es rentable.

Por lo tanto, un objeto de la invencion es proporcionar una valvula que comprenda medios mas rentables para fijar axialmente el eje en relacion con la carcasa de la valvula.

La invencion

La invencion proporciona una valvula para el control de un flujo de fluido. La valvula comprende una carcasa de valvula y medios de control de fluido para controlar el flujo de fluido a traves de la carcasa de valvula, en el que los medios de control de fluido estan dispuestos dentro de la carcasa de valvula. La valvula tambien comprende medios de eje que comprenden un conjunto de superficies de friccion del eje, en la que el conjunto de superficies de friccion del eje incluye una primera superficie de friccion del eje y una segunda superficie de friccion del eje dispuestas en un angulo de superficie de friccion mutua del eje. El angulo de la superficie de friccion del eje es un angulo interno entre la primera superficie de friccion del eje y la segunda superficie de friccion del eje y los medios de control de fluido estan dispuestos para ser desplazados a lo largo del eje rotacional de los medios de eje de acuerdo con una rotacion de los medios de eje. La valvula comprende ademas medios de collar que incluyen un conjunto de superficies de friccion de collar, en la que el conjunto de superficies de friccion de collar comprende una primera superficie de friccion de collar y una segunda superficie de friccion de collar dispuesta en un angulo de superficie de friccion de collar mutuo. El angulo de la superficie de friccion del collar es un angulo interno entre la primera superficie de friccion de collar y la segunda superficie de friccion de collar y el conjunto de superficies de friccion del collar esta dispuesto para engranar con el conjunto de superficies de friccion del eje y en el que el angulo de superficie de friccion del eje y el angulo de superficie de friccion del collar esta entre 120° y 170° y en el que los medios de collar estan fijados dentro de la carcasa de la valvula.

El hecho de que tanto los medios de eje como los medios de collar comprendan al menos un conjunto de superficies de friccion es ventajoso porque cuando el conjunto de superficies de friccion de eje se engrana con el conjunto de superficies de friccion del collar, los medios de control de fluido, los medios de eje, los medios de collar y/u otras partes de la valvula estaran mejor protegidos contra sobrecargas perjudiciales, sin importar que posicion extrema alcancen los medios de control de fluidos -por ejemplo, no importa si una cuna de una valvula de compuerta esta en posicion completamente abierta o completamente cerrada. Es decir, de esta manera, se generara una gran fuerza de friccion entre los medios de eje y los medios de collar tan pronto como se incremente la fuerza axial -debido a que los medios de control de fluido alcanzan una posicion extrema. Sin importar la direccion de la fuerza axial.

En los ejes y collares conocidos -como se divulga en los documentos WO 2014/177681 A1 y WO 95/19518 A1- el collar y el eje tfpicamente tendran que comprender varias superficies correspondientes para garantizar que la friccion entre las partes de engrane sea tan alta que el riesgo de danar las diferentes partes de la valvula se reduce suficientemente.

Sin embargo, formando las superficies de friccion de los medios de collar y de los medios de eje en un angulo obtuso en los intervalos mencionados, es posible formar los medios de eje y los medios de collar con menos conjuntos de superficies de friccion de eje y superficies de friccion de collar -tal como solo un conjunto de superficies de friccion del eje y superficies de friccion del collar- y aun logran el mismo grado de fuerza de friccion. De este modo, es posible reducir el coste de fabricacion de los medios de collar y de los medios de eje.

Ademas, el angulo obtuso entre las superficies de friccion respectivas es ventajoso porque los conjuntos de engrane de las superficies de friccion dentro de los intervalos mencionados generaran un efecto de cuna que amplificara el efecto de friccion/frenado de los medios de eje de engrane y los medios de collar permitiendo asf que esos medios de collar ffsicamente mas pequenos podran generar suficiente efecto de friccion/frenado -reduciendo asf el coste y el consumo de espacio.

Incluso mas, si el angulo de las superficies de friccion del eje y el angulo de la superficie de friccion del collar son demasiado pequenos, el efecto de cuna se vuelve muy pequeno y el area de la superficie tendra que aumentarse en consecuencia para lograr el mismo efecto. Sin embargo, si los angulos de la superficie de friccion son demasiado grandes, se vuelve demasiado alto el riesgo de que las superficies de friccion mutuas en realidad se acunen en un grado tal que no puedan separarse facilmente nuevamente. Por lo tanto, los intervalos de angulo actuales presentan una relacion ventajosa entre eficiencia y funcionalidad.

El termino "medios de control de fluido" se entiende en este contexto como cualquier tipo de compuerta, escotilla, bola o cualquier otro tipo de dispositivo de bloqueo adecuado para controlar el flujo de fluido a traves de una valvula dispuesta debajo de la superficie del suelo.

Tambien se debe tener en cuenta que, en este contexto, el termino "medio de eje" debe entenderse como cualquier tipo de husillo, barra, eje u otro tipo de eje adecuado para transferir la rotacion desde el exterior de la carcasa de valvula y hacia los medios de control de fluido dentro de la carcasa de valvula.

Ademas, en este contexto, el termino "medio de collar" debe entenderse como cualquier tipo de anillo, banda, brida redonda u otro tipo de collar adecuado para rodear los medios de eje de una valvula y transferir fuerzas axiales entre los medios de eje y la carcasa de valvula de una valvula. Sin embargo, debe observarse que esto no excluye de ninguna manera que los medios de collar puedan ser divididos axialmente y/o radialmente en mas de una parte y/o sectores sustancialmente separados.

En un aspecto de la invencion, el angulo de la superficie de friccion del eje y el angulo de la superficie de friccion del collar son sustancialmente identicos.

Formar el angulo de la superficie de friccion del eje y el angulo de la superficie de friccion del collar practicamente identico es ventajoso ya que esto permite un mejor ajuste de las superficies -aumentando asf la friccion entre las superficies de friccion del eje y las superficies de friccion del collar cuando son forzadas juntas por fuerzas axiales/desplazamiento de los medios de eje.

En un aspecto de la invencion, el angulo de la superficie de friccion del eje y el angulo de la superficie de friccion del collar estan entre 145° y 165°, tal como 154°.

Si el angulo de la superficie de friccion del eje y el angulo de la superficie de friccion del collar son demasiado pequenos, el efecto de cuna se vuelve muy pequeno y el area de la superficie tendra que aumentarse en consecuencia para lograr el mismo efecto. Sin embargo, si los angulos de la superficie de friccion son demasiado grandes, el riesgo de que las superficies de friccion mutuas en realidad se acunen en un grado tal que no puedan separarse facilmente nuevamente se vuelve demasiado alto. Por lo tanto, los intervalos de angulo actuales presentan una relacion ventajosa entre eficiencia y funcionalidad.

En un aspecto de la invencion, un coeficiente de friccion entre las superficies de friccion del eje y las superficies de friccion del collar esta entre 0.05 y 2, preferiblemente entre 0.1 y 1 y lo mas preferido entre 0.15 y 0.55, tal como 0.35.

Si el coeficiente de friccion entre las superficies de friccion del eje y las superficies de friccion del collar es demasiado pequeno, las superficies de friccion de engrane no generaran el efecto de frenado deseado y aumentara el riesgo de danar las partes de la valvula. Sin embargo, si el coeficiente de friccion entre las superficies de friccion colindantes aumenta demasiado, se necesita mas fuerza para operar la valvula durante la operacion normal. Por lo tanto, los intervalos de coeficientes de friccion actuales presentan una relacion, seguridad y funcionalidad ventajosas.

Debe observarse que, en este contexto, el termino "coeficiente de friccion" debe entenderse como el coeficiente de friccion estatica entre las superficies de friccion secas y no lubricadas de los medios de eje y los medios de collar.

En un aspecto de la invencion, la proporcion entre los angulos de la superficie de friccion y el coeficiente de friccion entre las superficies de friccion del eje y las superficies de friccion del collarm esta entre 150 y 1,000, preferiblemente entre 200 y 800 y lo mas preferido entre 300 y 600.

Si la proporcion entre los angulos de la superficie de friccion y el coeficiente de friccion entre las superficies de friccion es demasiado pequena, las superficies de friccion de engrane no generaran el efecto de frenado deseado y aumentara el riesgo de danar las partes de la valvula. Sin embargo, si la proporcion es demasiado alta, se necesita mas fuerza para operar la valvula durante el funcionamiento normal y/o se aumenta el riesgo de que las superficies de friccion se acunen en un grado tal que no puedan separarse facilmente. Por lo tanto, los intervalos de coeficientes de friccion actuales presentan una relacion, seguridad y funcionalidad ventajosas.

En un aspecto de la invencion, un primer angulo de transicion, entre el eje de rotacion de los medios de eje y la primera superficie de friccion de eje, es sustancialmente identico a un segundo angulo de transicion entre el eje de rotacion de los medios de eje y la segunda superficie de friccion de eje .

La formacion los angulos de transicion primero y segundo es sustancialmente identica, ya que de este modo la proteccion contra sobrecargas daninas es sustancialmente identica, sin importar en que posicion extrema se encuentren los medios de control de fluidos. Ademas, el diseno mas uniforme reduce los costes de fabricacion y ensamblaje.

En un aspecto de la invencion, el primer angulo de transicion y el segundo angulo de transicion estan entre 1° y 40°, preferiblemente entre 4° y 30° y lo mas preferido entre 8° y 20°, tal como 13 °.

Si los angulos de transicion son demasiado grandes, el efecto de cuna se vuelve muy pequeno y el contacto con el area de superficie de friccion de las superficies de friccion tendra que aumentarse en consecuencia para lograr el mismo efecto. Sin embargo, si los angulos de transicion son demasiado pequenos, el riesgo de que las superficies de friccion mutuas en realidad se acunen en un grado tal que no puedan separarse facilmente nuevamente se vuelve demasiado alto. Por lo tanto, los intervalos de angulo actuales presentan una relacion ventajosa entre eficiencia y funcionalidad.

En un aspecto de la invencion, los medios de eje comprenden mas de un conjunto de superficies de friccion del eje.

La formacion de los medios de eje con mas de un conjunto de superficies de friccion de eje es ventajosa porque de este modo es posible distribuir las superficies de friccion de eje sobre un area mayor de los medios de eje reduciendo asf el riesgo de concentraciones de esfuerzo locales.

En un aspecto de la invencion, los medios de collar comprenden mas de un conjunto de superficies de friccion de collar.

La formacion de los medios de collar con mas de un conjunto de superficies de friccion de collar es ventajosa porque de este modo es posible distribuir las superficies de friccion de collar en un area mayor de los medios de eje y la carcasa de la valvula, reduciendo asf el riesgo de concentraciones de tension locales .

En un aspecto de la invencion, el conjunto de superficies de friccion del eje esta hecho de un primer material y el conjunto de superficies de friccion del collar esta hecho de un segundo material, y en el que el primer material es diferente del segundo material.

Si las superficies de friccion del eje y las superficies de friccion del collar estan hechas del mismo material, el riesgo de agarrotamiento se incrementa drasticamente. Por lo tanto, es ventajoso formar las superficies de friccion colindantes de diferentes materiales.

En un aspecto de la invencion, el conjunto de superficies de friccion del eje esta hecho de acero inoxidable.

En una valvula, los medios de eje se extenderan tfpicamente fuera de la carcasa de valvula para permitir que los medios de control de fluido puedan operarse desde fuera de la carcasa de valvula. Sin embargo, dado que la valvula a menudo esta enterrada bajo tierra o en otros lugares ubicados en entornos hostiles, es ventajoso formar los medios de eje en un material duradero e inerte, tal como acero inoxidable.

En un aspecto de la invencion, el conjunto de superficies de friccion del collar esta hecho de laton.

El laton es un material relativamente duro y fuerte que lo hace adecuado para formar el conjunto de superficies de friccion del collar.

En un aspecto de la invencion, el conjunto de superficies de friccion del eje se forma circunferencial en un exterior de los medios de eje y en un aspecto de la invencion, las superficies de friccion del collar se forman en un interior de los medios de collar que permiten que las superficies de friccion del eje y las superficies de friccion del collar pueden engranarse facilmente.

En un aspecto de la invencion, los medios de collar comprenden al menos un anillo solido completo.

La formacion de los medios de collar como un anillo continuo es ventajosa porque simplifica el proceso de fabricacion y reduce los problemas logfsticos.

En un aspecto de la invencion, los medios de collar se montan en los medios de eje por medio de contraccion.

Si las superficies de friccion del eje y las superficies de friccion del collar tienen que engranarse y los medios de collar estan formados como un anillo continuo, es ventajoso montar los medios de collar en los medios del eje mediante contraccion, ya que esto asegura que las superficies de friccion estan en contacto directo entre sf despues del proceso de montaje.

En un aspecto de la invencion, los medios de collar estan formados por mas de una parte del sector de collar dividida radialmente.

La formacion de los medios de collar a partir de partes de sector de collar divididas radialmente es ventajosa porque permite que los medios de collar puedan montarse facilmente en los medios de eje.

En un aspecto de la invencion, los medios de collar rodean sustancialmente los medios de eje.

La formacion de los medios de collar de modo que rodeen sustancialmente los medios de eje es ventajosa porque de este modo es posible formar un area de contacto mayor entre las superficies de friccion del eje y las superficies de friccion del collar.

En un aspecto de la invencion, las superficies de friccion del collar rodean sustancialmente las superficies de friccion del eje.

La formacion de las superficies de friccion del collar de modo que rodeen sustancialmente las superficies de friccion del eje es ventajosa porque de este modo es posible formar un area de contacto mas grande entre las superficies de friccion del eje y las superficies de friccion del collar.

En un aspecto de la invencion, la valvula comprende ademas medios de bloqueo giratorios para bloquear sustancialmente los medios de collar y la carcasa de valvula contra la rotacion mutua.

Una vez que la fuerza axial de los medios del eje alcanza un cierto nivel, la friccion entre las superficies de friccion del collar y las superficies de friccion del eje sera tan alta que los medios del collar giraran junto con los medios del eje que reduciran drasticamente el efecto de friccion del collar y por lo tanto aumenta el riesgo de sobrecargar una o mas partes de la valvula cuando los medios de control de fluido alcanzan una posicion extrema. Por lo tanto es ventajoso para la valvula con medios de bloqueo de rotacion, de manera que los medios de collar se fijan de manera giratoria en relacion con la carcasa de valvula.

En un aspecto de la invencion, los medios de bloqueo de rotacion comprenden partes de bloqueo de collar de los medios de collar y partes de bloqueo de valvula de la carcasa de valvula.

De este modo se consigue una realizacion ventajosa de la invencion.

En un aspecto de la invencion, las partes de bloqueo del collar y las partes de bloqueo de valvula estan engranadas. La formacion de los medios de collar y la carcasa de valvula con partes de bloqueo mutuamente engrandas es ventajosa porque permite un bloqueo rotatorio eficiente de los medios de collar en relacion con la carcasa de valvula. En un aspecto de la invencion, las partes de bloqueo del collar sobresalen de los medios de collar y en el que las partes de bloqueo de valvula estan formadas como una o mas muescas en la carcasa de valvula.

De este modo se consigue una realizacion ventajosa de la invencion.

En un aspecto de la invencion, los medios de control de fluido comprenden medios de tuerca dispuestos para engranar con una parte roscada de los medios de eje.

La formacion de los medios de control de fluido con medios de tuerca que engranan con una parte roscada de los medios de eje es ventajosa porque de este modo es posible desplazar los medios de tuerca con una fuerza relativamente grande, simplemente girando los medios de eje.

En un aspecto de la invencion, los medios de control de fluido comprenden medios de cuna dispuestos para ser desplazados linealmente dentro de la carcasa de valvula.

De este modo se consigue una realizacion ventajosa de la invencion.

En un aspecto de la invencion, un area de interseccion entre la primera superficie de friccion del eje y la segunda superficie de friccion del eje comprende un chaflan o un redondeo.

Por ejemplo, redondear el vertice entre dos superficies de friccion adyacentes es ventajoso porque hace que el vertice sea mas duradero.

En un aspecto de la invencion, la primera superficie de friccion del eje y la segunda superficie de friccion del eje estan separadas axialmente en los medios del eje.

La formacion de la primera superficie de friccion del eje a una distancia de la segunda superficie de friccion del eje en los medios del eje -de modo que la superficie de friccion del eje primera y segunda no son adyacentes - es ventajosa porque permite un diseno mas ventajoso de medios del eje bajo ciertas circunstancias.

En un aspecto de la invencion, la primera superficie de friccion del collar y la segunda superficie de friccion del collar estan separadas axialmente en los medios de eje.

La formacion de la primera superficie de friccion del collar a una distancia de la segunda superficie de friccion del collar en los medios de eje -de modo que las superficies de friccion del collar primera y segunda no son adyacentes- es ventajosa porque permite que los medios de collar bajo ciertas circunstancias puedan estar mejor ajustados en la carcasa de valvula.

En un aspecto de la invencion, los medios de collar comprenden al menos dos partes de anillo de collar divididas axialmente.

La division de los medios de collar en un numero de partes de anillo de collar divididas axialmente es ventajosa porque puede permitir un ajuste mas sencillo de los medios de collar en los medios de eje y/o puede permitir un proceso de fabricacion mas sencillo.

En un aspecto de la invencion, el conjunto de superficies de friccion del eje colinda con el conjunto de superficies de friccion del collar.

En un aspecto de la invencion, una primera parte de anillo de collar de las al menos dos partes de anillo de collar divididas axialmente comprende la primera superficie de friccion de collar y en el que la segunda parte de anillo de collar de las al menos dos partes de anillo de collar dividida axialmente comprende la segunda superficie de friccion del collar.

La formacion de la superficie de friccion de dos cuellos en partes de anillo de collar separadas es ventajosa porque puede permitir un ajuste mas sencillo de los medios de collar en los medios de eje y/o puede permitir un proceso de fabricacion mas sencillo.

En un aspecto de la invencion, la valvula comprende medios de lubricacion dispuestos para suministrar lubricacion entre al menos una parte del conjunto de superficies de friccion del eje y el conjunto de superficies de friccion del collar.

La disposicion de los medios de lubricacion en o sobre la valvula es ventajosa porque de este modo es posible lubricar al menos ocasionalmente las superficies colindantes entre las superficies de friccion del eje y las superficies de friccion del collar y de este modo reducir la friccion durante el funcionamiento normal de la valvula.

Se debe tener en cuenta que, en este contexto, el termino "medios de lubricacion" debe entenderse como cualquier tipo de orificio, canal, conducto u otro en los medios de collar, los medios de eje, la carcasa de valvula u otro adecuado para distribuir lubricacion o cualquier otro tipo de lubricador pasivo o activo adecuado para suministrar lubricacion entre las superficies de friccion del eje y las superficies de friccion del collar de una valvula.

En un aspecto de la invencion, la valvula se selecciona del grupo que consiste en: valvulas de compuerta accionadas por eje, valvulas de globo, valvulas de cuchilla, valvulas de aguja y valvulas de tapon.

Una caractenstica comun de los tipos de valvulas mencionados anteriormente es que todos ellos comprenden un eje a traves del cual se controla el estado de los medios de control de fluido internos mediante la rotacion del eje. Por lo tanto, si alguna de estas valvulas por ejemplo se aprieta demasiado cuando esta cerrada, una o mas partes de la valvula podnan romperse o deformarse debido a la sobrecarga. Por lo tanto, es particularmente ventajoso utilizar la presente invencion en relacion con uno o mas de los tipos de valvulas mencionados anteriormente.

En un aspecto de la invencion, la valvula es una valvula de compuerta accionada por eje.

En las valvulas de compuerta, la cuna se desplaza una distancia relativamente larga para abrir o cerrar la valvula. Por lo tanto, en las valvulas de compuerta accionadas por eje, el eje debe ser largo y, por lo tanto, es particularmente vulnerable en relacion con la sobrecarga axial que puede deformar mas facilmente los medios de eje largo y delgado de este tipo de valvula. Por lo tanto, es particularmente ventajoso utilizar la presente invencion en relacion con este tipo de valvula espedfica.

Figuras

Una realizacion de la invencion se describira, a modo de ejemplo no limitativo, a continuacion con referencia a las figuras en las que:

La fig. 1. ilustra una valvula de compuerta, como se ve en perspectiva,

La fig. 2 ilustra un corte transversal parcial a traves de la mitad de una valvula de compuerta, como se ve desde el frente,

La fig. 3 ilustra un corte transversal parcial a traves de la mitad de una valvula de compuerta, como se ve desde el lado,

La fig. 4 ilustra un corte transversal parcial de la parte superior de una valvula, como se ve en perspectiva,

La fig. 5 ilustra una primera realizacion de medios de eje, como se ve desde el frente,

La fig. 6 ilustra una segunda realizacion de medios de eje, como se ve desde el frente,

La fig. 7 ilustra una tercera realizacion de medios de eje, como se ve desde el frente,

La fig. 8 ilustra un corte transversal a traves de la mitad de los medios de collar, como se ve desde el frente,

La fig. 9 ilustra un corte transversal a traves de la mitad de los medios de collar formado por dos partes de anillo de collar individual, como se ve desde el frente, and

La fig. 10 ilustra medios de collar formados por dos partes de sector de collar, como se ve en perspectiva.

Descripcion detallada

La fig. 1 ilustra una valvula 1 de compuerta, como se ve en perspectiva y la fig. 2 ilustra un corte transversal parcial a traves de la mitad de una valvula 1 de compuerta, como se ve desde el frente.

Una valvula 1 de compuerta, tambien conocida como valvula esclusa, es una valvula 1 que se abre levantando los medios 17 de cuna fuera de la trayectoria de un fluido que pasa a traves de la carcasa 3 de valvula de la valvula 1. Una caractenstica distintiva de una valvula 1 de compuerta son las superficies de sellado entre los medios 17 de cuna y los asientos de medios de cuna que son sustancialmente planos, por lo que las valvulas 1 de compuerta se usan a menudo cuando se desea un flujo de fluido en lmea recta y una restriccion minima. Las caras de los medios 17 de cuna de una valvula 1 de compuerta son a menudo, al menos parcialmente, en forma de cuna, pero tambien pueden ser paralelas.

En esta realizacion, la valvula 1 comprende una carcasa 3 de valvula en la que los medios 2 de control de fluido estan dispuestos para permitir o evitar el flujo de fluido a traves de la carcasa 3 de valvula. En esta realizacion, la carcasa de valvula comprende bridas 22 de extremo que permiten que la valvula 1 pueda conectarse a una tubena (no mostrada) en cualquier extremo de la carcasa 3 de valvula.

En esta realizacion, un medio 4 de eje en la forma de un vastago 4 se extiende hacia abajo a traves de la parte superior de la carcasa 3 de valvula. En esta realizacion, la parte inferior de los medios 4 de eje esta provista de un hilo 16 externo que se engrana con el hilo interno de los medios 15 de tuerca. Los medios 15 de tuerca estan conectados ngidamente a los medios 17 de cuna, de modo que cuando los medios 4 de eje giran, los medios 15 de tuerca y los medios 17 de cuna viajaran hacia arriba y hacia abajo de los medios 4 de eje dependiendo de la direccion de la rotacion, es decir, los medios 2 de control de fluido estan dispuestos para ser desplazados a lo largo del eje 7 rotacional de los medios 4 de eje de acuerdo con la rotacion de los medios 4 de eje. Por lo tanto, cuando los medios 17 de cuna alcanzan una posicion extrema -ya sea completamente cerrada o completamente abierta- los medios 17 de cuna estaran ffsicamente bloqueados para evitar viajes futuros. Entonces, si los medios 4 de eje no dejan de rotar -cuando se ha alcanzado una posicion extrema- la rotacion generara una carga axial sustancial en los medios 4 de eje, los medios 2 de control de fluido u otras partes de la valvula 2 y si la rotacion no se detiene a tiempo, los medios 4 de eje, los medios 17 de cuna u otros pueden deformarse o la valvula 1 puede danarse de otra manera por la carga axial.

Por lo tanto, en esta realizacion, los medios 4 de eje se fijan sustancialmente contra el desplazamiento axial por medio de medios 8 de collar que comprenden un conjunto de superficies 9, 10 de friccion de collar dispuestas para engranar con un conjunto de superficies 5, 6 de friccion de eje de los medios 4 de eje. El medio 8 de collar esta sustancialmente fijo contra el desplazamiento axial mediante las superficies radiales de la carcasa 3 de valvula.

En esta realizacion, el extremo superior de los medios del eje se extiende fuera de la carcasa 3 de valvula y esta provisto con una disposicion 23 de conexion en la forma de cuatro superficies planas que proporcionan el extremo superior de los medios 4 de eje con una forma de cuadrado. La disposicion 23 de conexion permite que los medios 4 de eje se puedan rotar manualmente, por ejemplo por medio de una llave, una llave inglesa, una rueda de mano u otra u operada automaticamente por medio de un motor, un actuador u otro.

En otra realizacion, la valvula 1 podna ser una valvula 1 de globo que comprende medios 2 de control de fluido que incluyen un elemento de tipo de disco movil y un asiento de anillo estacionario en un cuerpo generalmente esferico. Las valvulas 1 de globo se denominan por su forma de cuerpo esferico con dos mitades de la carcasa de valvula separadas por un deflector interno. Esto tiene una abertura que forma un asiento sobre el cual se puede atornillar un tapon movil de los medios 2 de control de fluido para cerrar (o encerrar) la valvula 1. El tapon tambien se llama platillo o disco.

En las valvulas 1 de globo, el tapon esta conectado a un medio 4 de eje que puede operarse desde fuera de la carcasa 3 de valvula.

En otra realizacion, la valvula 1 podna ser una valvula 1 de cuchilla que esencialmente es la misma que una valvula 1 de compuerta donde los medios 17 de cuna se forman con una forma de cuchilla que permite que los medios 17 de cuna corten a traves de lfquidos extremadamente espesos o semilfquidos.

En otra realizacion, la valvula 1 podna ser una valvula 1 de aguja que es un tipo de valvula en la que los medios 2 de control de fluido comprenden un puerto pequeno y un embolo con forma de aguja con rosca. Este tipo de valvula 1 permite una regulacion precisa del flujo, aunque generalmente solo es capaz de ratas de flujo relativamente bajos.

O, en otra realizacion, la valvula 1 podna ser otro tipo de valvula accionada por eje.

La fig. 3 ilustra un corte transversal parcial a traves del medio de una valvula 1 de compuerta, como se ve desde el lado.

Para evitar que los medios 17 de cuna giren junto con la rotacion de los medios 4 de eje, los medios 17 de cuna estan en esta realizacion dispuestos para ser guiados por los medios 24 de grna que se extienden a lo largo de ambos lados de la carcasa 3 de valvula. La fig. 4 ilustra un corte transversal parcial de la parte superior de una valvula 1, como se ve en perspectiva.

En esta realizacion, la carcasa 3 de valvula comprende una parte 25 superior unida a la parte 27 inferior de la carcasa 3 de valvula por medio de pernos 26. Durante el montaje de la valvula 1, los medios 4 de eje y los medios 8 de collar estan en esta realizacion primero ubicados en la parte 27 inferior, donde despues se monta la parte 25 superior de manera tal que la posicion radial y particularmente la posicion axial de los medios 8 de collar queda sustancialmente fija. Sin embargo, en otra realizacion, la posicion de los medios 8 de collar podna fijarse en relacion con la carcasa 3 de valvula de otra manera -por ejemplo por medio de accesorios especiales, por medio de tornillos o pernos, por medios de soldadura o de otra manera.

El angulo SA de superficie de friccion del eje y el angulo CA de superficie de friccion del collar es el angulo interno mutuo entre, respectivamente, las superficies 5, 6 de friccion del eje primera y segunda y las superficies 9, 10 de friccion de collar primera y segunda. En esta realizacion, las superficies 5, 6 de friccion de eje coinciden completamente con las superficies 9, 10 de friccion de collar, de manera que tanto el angulo SA de superficie de friccion del eje como el angulo Ca de superficie de friccion de collar son 154°. Sin embargo, en otra realizacion, este angulo podna ser mas grande, como 158°, 162°, 168° o incluso mas grande o mas pequeno, como 151°, 148°, 141° o incluso mas pequeno. Tambien se debe tener en cuenta que cuando se usa el termino "concordar completamente" en lo anterior, obviamente no excluye que exista algun tipo de tolerancia o incluso espacio entre las superficies 5, 6, 9, 10 opuestas, es decir, obviamente habra algun tipo de tolerancia de produccion, habra diferencias debidas al desgaste y desgarre, y podna existir una tolerancia o espacio libre deliberado para que las superficies 5, 6, 9, 10 opuestas no se toquen sustancialmente durante el viaje entre las posiciones extremas de los medios 2 de control de fluido.

En esta realizacion, el primer angulo de transicion entre el eje 7 rotacional de los medios 4 de eje y la primera superficie 5 de friccion del eje es sustancialmente identico con el segundo angulo STA de transicion entre el eje 7 rotacional y la segunda superficie 6 de friccion del eje - como tambien se divulga en la fig. 6 y 7. Por lo tanto, en esta realizacion, donde el angulo de la superficie de friccion del eje SA es 154°, tanto el primero como el segundo angulos FTA, STA de transicion son de 13°. Sin embargo, como se divulga en relacion con la fig. 5 estos angulos pueden variar en otra realizacion de la invencion.

En esta realizacion, los medios 4 de eje estan hechos de acero inoxidable, pero en otra realizacion podnan estar hechos de acero, hierro fundido, titanio, laton, aluminio u otro metal u otro material tal como plastico, madera, ceramica u otros materiales o cualquier combinacion de los mismos.

En esta realizacion, los medios 8 de collar estan hechos de laton, pero en otra realizacion podnan estar hechos de acero, hierro colado, titanio, bronce, aluminio u otro metal u otro material tal como plastico, madera, ceramica u otro o cualquier combinacion de los mismos.

En otra realizacion, al menos una de las superficies 5, 6, 9, 10 coincidentes podna comprender algun tipo de tratamiento de superficie, por ejemplo dispuesto para aumentar o disminuir la friccion, para prolongar la vida util de las superficies 5, 6, 9, 10, para evitar la corrosion, para permitir la lubricacion -por ejemplo autolubricacion u otros. Es decir en otra realizacion, una o mas de las superficies 5, 6, 9, 10 coincidentes podnan comprender un recubrimiento de otro tipo de metal, de ceramica, de un material compuesto, de un material plastico u otro tipo de tratamiento de superficie. O en otra realizacion, una o mas de las superficies 5, 6, 9, 10 podnan estar templadas o al menos comprender algun tipo de tratamiento de temple.

Asf, cuando los medios 4 de eje estan hechos de acero inoxidable y los medios 8 de collar estan hechos de laton, el coeficiente de friccion entre las superficies 5, 6 de friccion de eje y las superficies 9, 10 de friccion de collar en este caso estara alrededor de 0.35. Sin embargo, en otra realizacion -particularmente si uno de los dos medios 4 de eje y los medios 8 de collar estan hechos de un material diferente- el coeficiente de friccion podna ser mayor - tal como 0.45, 0.6, 0.7 o incluso mayor -o menor - como 0.3, 0.25, 0.2 o incluso mas pequeno.

Cuando los angulos SA, CA de superficie de friccion son 154° y el coeficiente de friccion es 0.35, la proporcion entre los angulos SA, CA de superficie de friccion y el coeficiente de friccion entre las superficies 5, 6 de friccion de eje y las superficies 9, 10 de friccion del collar es en este caso 440. Sin embargo, dependiendo de los angulos SA, CA de la superficie de friccion, tipo de material, posible lubricacion, temperature y otros, esta proporcion podna ser mayor en otra realizacion -tal como 490, 525, 575 o incluso mayor -o mas bajo- tal como 400, 370, 320 o incluso mas bajo.

La fig. 5 ilustra una primera realizacion de medios 4 de eje, como se ve desde el frente.

En esta realizacion, el angulo SA de la superficie de friccion del eje entre la primera superficie 5 de friccion del eje y la segunda superficie 6 de friccion del eje es de aproximadamente 148°. Sin embargo, en esta realizacion, el primer angulo FTA de transicion entre el eje 7 rotacional de los medios 4 de eje y la primera superficie 5 de friccion del eje no es identico al segundo angulo STA de transicion entre el eje 7 rotacional y la segunda superficie 6 de friccion del eje. Es decir, en esta realizacion, el primer angulo FTA de transicion es de alrededor de 23° y el segundo angulo STA de transicion es de alrededor de 9°. La diferencia en los angulos FTA, STA de transicion en esta realizacion implicara que se generara mas friccion cuando la valvula 1 alcance su posicion cerrada y luego cuando alcance su posicion de aperture extrema.

En otras realizaciones, la diferencia en los angulos FTA, STA de transicion podna ser diferente, por ejemplo dependiendo del uso espedfico, el tipo de valvula espedfico u otro.

El angulo SA obtuso de la superficie de friccion del eje permite que el diametro mmimo de los medios del eje no tenga que reducirse -es decir, debido al angulo SA obtuso de la superficie de friccion del eje, la primera superficie 5 de friccion del eje y la segunda superficie 6 de friccion del eje pueden hacerse relativamente anchas sustancialmente sin comprometer la resistencia de los medios 4 de eje.

La fig. 6 ilustra una segunda realizacion de medios 4 de eje, como se ve desde el frente.

En la realizacion divulgada en las otras figuras, las superficies 5, 6 de friccion de eje se forman como una muesca en los medios 4 de eje, y las superficies 9, 10 de friccion de collar de los medios 8 de collar se forman como una protuberancia dispuesta para engranar con las superficies 5, 6 de friccion de eje correspondientes. Sin embargo, en esta realizacion, los disenos se invierten de manera que las superficies 5, 6 de friccion del eje se formen como una protuberancia dispuesta para engranar con una muesca coincidente formada por las superficies 9, 10 de friccion de collar de los medios 8 de collar.

En las realizaciones divulgadas en todas las figuras, las superficies 5, 6 de friccion de eje estan formadas integralmente con los medios 4 de eje. Sin embargo, en otra realizacion, las superficies 5, 6 de friccion de eje podnan formarse de forma separada -pero unidas ngidamente a- los medios 4 de eje -por ejemplo mediante pernos, soldaduras, adhesivos u otros.

La fig. 7 ilustra una tercera realizacion de medios 4 de eje, como se ve desde el frente.

En la realizacion divulgada en las otras figuras, los medios 4 de eje solo comprenden un conjunto de superficies 5, 6 de friccion de eje. En esta realizacion, los medios 4 de eje comprenden dos conjuntos de superficies 5, 6 de friccion de eje y en otra realizacion los medios 4 de eje podnan comprender mas conjuntos de superficies 5, 6 de friccion de eje - tal como tres, cuatro, cinco o incluso mas.

La fig. 8 ilustra un corte transversal a traves del medio de los medios 8 de collar, como se ve desde el frente.

En esta realizacion, los medios 8 de collar se forman como un unico anillo solido completo dispuesto para rodear completamente los medios 4 de eje. En este caso, los medios 8 de collar podnan montarse ventajosamente en las superficies 5, 6 de friccion de eje mediante contraccion -aunque otros metodos de ensamblaje tambien estan disponibles para el experto.

La fig. 9 ilustra un corte transversal a traves del medio de los medios 8 de collar formados por dos partes 19, 20 de anillo de collar individuales, como se ve desde el frente.

En esta realizacion, los medios 8 de collar se dividen en dos partes separadas de anillo de collar que permiten que la primera superficie 9 de friccion de collar se pueda montar por separado desde la segunda superficie 10 de friccion de collar en el medio 4 de eje.

La fig. 10 ilustra los medios 8 de collar formados por dos partes 11 del sector de collar, como se ve en perspectiva.

En esta realizacion, los medios 8 de collar se dividen en dos partes 11 de sector de collar separadas dispuestas para rodear sustancialmente completamente los medios 4 de eje cuando se montan en la carcasa 3 de valvula.

En esta realizacion, los medios 8 de collar estan provistos ademas con medios 12 de bloqueo rotacional en la forma de partes 13 de bloqueo de collar dispuestas para engranar con las partes 14 de bloqueo de valvula correspondientes (no mostradas) de la carcasa 3 de valvula para bloquear sustancialmente los medios 8 de collar y la carcasa 3 de valvula contra rotacion mutua.

Sin embargo, en otra realizacion, los medios 12 de bloqueo rotacional podnan formarse formando los medios 8 de collar ovalados, cuadrados o con otra forma dispuesta para coincidir con un asiento similar en la carcasa 3 de valvula. O los medios 12 de bloqueo rotacional podnan comprender un accesorio dedicado, tornillos u otros medios capaces de bloquear los medios 8 de collar y la carcasa 3 de valvula contra la rotacion mutua.

La invencion se ha ejemplificado anteriormente con referencia a ejemplos espedficos de valvulas 1, medios 4 de eje, medios 8 de collar y otros. Sin embargo, debe entenderse que la invencion no esta limitada a los ejemplos particulares descritos anteriormente, sino que puede disenarse y alterarse en una multitud de variedades dentro del alcance de la invencion como se especifica en las reivindicaciones.

Lista

1. Valvula

2. Medios de control de fluido

3. Carcasa de valvula

4. Medios de eje

5. Primera superficie de friccion del eje

6. Segunda superficie de friccion del eje

7. Eje rotacional de medios del eje

8. Medios de collar

9. Primera superficie de friccion de collar

10. Segunda superficie de friccion de collar

11. Partes del sector de collar

12. Medios de bloqueo rotacional

13. Parte de bloqueo de collar

14. Parte de bloqueo de valvula

15. Medios de tuerca

16. Parte roscada de los medios del eje

17. Medios de cuna

18. Area de interseccion entre la superficie de friccion del eje primera y segunda.

19. Primera parte de anillo de collar

20. Segunda parte de anillo de collar

21. Medios de lubricacion

22. Brida de extremo

23. Disposicion de conexion de los medios de eje

24. Medios de grna

25. Parte superior de la carcasa de la valvula

26. Perno

27. Parte inferior de la carcasa de valvula

CA. Angulo de superficie de friccion del collar

SA. Angulo de superficie de friccion del eje FTA. Primer angulo de transicion

STA. Segundo angulo de transicion

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una valvula (1) para el control de un flujo de fluido, donde dicha valvula (1) comprende una carcasa (3) de valvula,

medios (2) de control de fluidos para controlar dicho flujo de fluido a traves de dicha carcasa (3) de valvula en la que dichos medios (2) de control de fluidos estan dispuestos dentro de dicha carcasa (3) de valvula, comprendiendo medios (4) de eje un conjunto de superficies de friccion del eje, donde dicho conjunto de superficies (5, 6) de friccion del eje incluye una primera superficie (5) de friccion del eje y una segunda superficie (6) de friccion del eje dispuestas en un angulo (SA) mutuo de superficie de friccion del eje, en la que dicho angulo (SA) de superficie de friccion del eje es un angulo interno entre dicha primera superficie (5) de friccion del eje y dicha segunda superficie (6) de friccion del eje, en la que dichos medios (2) el control de fluidos estan dispuestos para ser desplazados a lo largo del eje (7) rotacional de dichos medios (4) de eje de acuerdo con una rotacion de dichos medios (4) de eje, y

medios (8) de collar que comprenden un conjunto de superficies (9, 10) de friccion del collar, donde dicho conjunto de superficies (9, 10) de friccion del collar incluye una primera superficie (9) de friccion del collar y una segunda superficie (10) de friccion del collar dispuestas en un angulo (CA) de superficie de friccion de collar mutuo, dicho angulo (CA) de superficie de friccion de collar es un angulo interno entre dicha primera superficie (9) de friccion del collar y dicha segunda superficie (10) de friccion del collar, en la que dicho conjunto de superficies (9, 10) de friccion del collar esta dispuesto para engranar con dicho conjunto de superficies (5, 6) de friccion del eje, y en la que dichos medios (8) de collar estan fijados dentro de dicha carcasa (3) de valvula, caracterizada por que

dicho angulo (SA) de superficie de friccion del eje y dicho angulo (CA) de superficie de friccion del collar estan entre 120° y 170°.

2. Una valvula (1) de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que dicho angulo (SA) de superficie de friccion del eje y dicho angulo (CA) de superficie de friccion del collar son sustancialmente identicos.

3. Una valvula (1) de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en la que dicho angulo (SA) de superficie de friccion del eje y dicho angulo (CA) de la superficie de friccion del collar estan entre 145° y 165°, tal como 154°.

4. Una valvula (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que un coeficiente de friccion entre dichas superficies (5, 6) de friccion del eje y dichas superficies (9, 10) de friccion del collar esta entre 0.05 y 2, preferiblemente entre 0.1 y 1 y lo mas preferido entre 0.15 y 0.55, tal como 0.35.

5. Una valvula (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que una proporcion entre dichos angulos (SA, CA) de superficie de friccion y un coeficiente de friccion entre dichas superficies (5, 6) de friccion del eje y dichas superficies (9, 10) de friccion del collar esta entre 150 y 1.000, preferiblemente entre 200 y 800 y lo mas preferido entre 300 y 600.

6. Una valvula (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que un primer angulo (FTA) de transicion entre dicho eje (7) rotacional de dichos medios (4) de eje y dicha primera superficie (5) de friccion del eje es sustancialmente identico a un segundo angulo (STA) de transicion entre dicho eje (7) rotacional de dichos medios (4) de eje y dicha segunda superficie (6) de friccion del eje.

7. Una valvula (1) de acuerdo con la reivindicacion 6, en la que dicho primer angulo (FTA) de transicion y dicho segundo angulo (STA) de transicion estan entre 1° y 40°, preferiblemente entre 4° y 30° y lo mas preferido entre 8° y 20°, tal como 13 °.

8. Una valvula (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que los medios (4) de eje comprenden mas de un conjunto de superficies (5, 6) de friccion del eje y en la que dichos medios (8) de collar comprenden mas de un conjunto de superficies (9, 10) de friccion del collar.

9. Una valvula (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicho conjunto de superficies (5, 6) de friccion del eje esta hecho de un primer material y dicho conjunto de superficies (9, 10) de friccion del collar es hecho de un segundo material, y en la que dicho primer material es diferente de dicho segundo material.

10. Una valvula (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que un area de interseccion entre dicha primera superficie (5) de friccion del eje y dicha segunda superficie (6) de friccion del eje comprende un chaflan o un redondeo.

11. Una valvula (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha primera superficie (5) de friccion del eje y dicha segunda superficie (6) de friccion del eje estan separadas axialmente en dichos medios (4) de eje y en la que dicha primera superficie (9) de friccion del collar y una segunda superficie (10) de friccion del collar estan separadas axialmente.

12. Una valvula (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dichos medios (8) de collar comprenden al menos dos partes (19, 20) de anillo de collar divididas axialmente.

13. Una valvula (1) de acuerdo con la reivindicacion 12, en la que una primera parte (19) de anillo de collar de dichas al menos dos partes (19, 20) de anillo de collar divididas axialmente comprende dicha primera superficie (9) de friccion del collar y en la que una segunda parte (20) de anillo de collar de dichas al menos dos partes (19, 20) de anillo de collar axialmente divididas comprende dicha segunda superficie (10) de friccion del collar.

14. Una valvula (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha valvula (1) comprende medios (21) de lubricacion dispuestos para suministrar lubricacion entre al menos una parte de dicho conjunto de superficies (5, 6) de friccion del eje y dicho conjunto de superficies (9, 10) de friccion del collar.