ES2711357T3 - Cierre para conductos a presion - Google Patents

Abstract

Cierre para conductos o recipientes para fluidos presurizados, que comprende: - una estructura de soporte anular (10), a ajustar a un extremo libre de una sección de un cuerpo tubular, que define una abertura (11) para acceder al conducto o receptáculo, y - una compuerta (30), conectada de manera articulada a dicha estructura de soporte (10), con la capacidad de moverse entre una posición cerrada y una posición abierta; en donde dicha estructura de soporte (10) comprende una superficie de sellado (13) con una dirección (X) de extensión, caracterizado porque comprende un elemento de sellado (20) que puede posicionarse en la abertura (11), dicho elemento de sellado (20)) comprendiendo una parte expansible (21) con una superficie interior (24) orientada hacia el conducto y una superficie exterior (23) orientada hacia la superficie de sellado (13), pudiendo expandirse dicha parte expansible (21) como resultado de la presión del fluido que actúa sobre la superficie interior (24) de modo que la superficie exterior (24) se ponga en contacto con la superficie de sellado (13).

Description

DESCRIPCION

Cierre para conductos a presion.

[0001] La invention se refiere a un cierre para conductos o receptaculos presurizados. En detalle, la invencion se refiere a un cierre del tipo adaptado para permitir el acceso al interior de dicho conducto o receptaculo.

[0002] Los conductos presurizados de tamano mediano y grande, por ejemplo para el transporte de fluidos presurizados tales como combustibles (llquidos o gaseosos) o similares, estan generalmente provistos de una o mas ramificaciones a traves de las cuales es posible acceder al interior del conducto. Estas ramificaciones definen accesos que permiten insertar aparatos en el conducto para realizar inspecciones, operaciones de limpieza y/o mantenimiento.

[0003] En general, estas ramificaciones comprenden una section de tuberla, que se conecta en la superficie lateral del conducto principal, en cuyo extremo libre se encuentra un cierre que permite el sellado de dicha seccion de tuberla cuando el conducto esta lleno con el fluido a presion.

[0004] Los cierres conocidos comprenden generalmente un elemento anular, instalado en el extremo libre de la tuberla, que define una abertura a traves de la cual se puede acceder al conducto. Dicha abertura puede cerrarse hermeticamente mediante una compuerta movil conectada de manera articulada a dicho elemento anular.

[0005] La hermeticidad del cierre esta generalmente garantizada por dos superficies de tope, obtenidas respectivamente en la compuerta y en el elemento anular, entre las cuales se interpone una junta.

[0006] Esta junta, hecha de un material elastico tal como caucho o similar, generalmente se aloja en un asiento obtenido en la compuerta o, a veces, en el elemento anular.

[0007] Se describen ejemplos de cierres para conductos presurizados as! estructurados en los documentos GB-A- 2479210, EP 1843065 B1, WO 02/097319 A1 y US 7341161 B2.

[0008] Sin embargo, estos cierres conocidos solo se pueden instalar en conductos en los que la presion del fluido no exceda valores de alrededor de 500 bar.

[0009] De hecho, por encima de este umbral, el fluido presurizado, que normalmente penetra en el espacio entre las dos superficies de tope, presiona la junta, hasta el punto de deformarla y empujarla hacia el exterior del cierre.

[0010] En estas condiciones, la junta es, por lo tanto, incapaz de contener el fluido, que puede escapar del cierre.

[0011] Cuanto mas alta es la presion del fluido, mas evidente es este fenomeno.

[0012] En este contexto, el objeto de la presente invencion es proporcionar un cierre para conductos o receptaculos presurizados que resuelva los problemas de la tecnica anterior descritos previamente.

[0013] Por lo tanto, un objeto de la presente invencion es proporcionar un cierre que pueda garantizar el sellado incluso a presiones del fluido superiores a 1000 bar, por ejemplo hasta 2000 bar.

[0014] Otro objeto de la presente invention es proporcionar un cierre que sea fiable y con partes que no esten sujetas a desgaste y, por lo tanto, que no requieran un mantenimiento periodico frecuente.

[0015] Un objeto adicional de la presente invencion es proporcionar un cierre que sea practico y facil de manejar.

[0016] Ademas de lo anterior, un objeto de la presente invencion es tambien proporcionar un cierre que sea simple y economico de producir.

[0017] Estos objetos se logran mediante un cierre para conductos o receptaculos para fluidos a presion, que comprende:

- una estructura de soporte, que se ajusta a un extremo libre de una section de un elemento tubular, que define una abertura para acceder al conducto o receptaculo, y - una compuerta, conectada de manera articulada a dicha estructura de soporte, con capacidad de moverse entre una position cerrada y una position abierta.

[0018] El cierre de acuerdo con la invencion puede ajustarse a conductos o receptaculos destinados a transportar o contener fluidos presurizados, tales como combustibles (llquidos o gaseosos), agua o similares.

[0019] Mas en general, el cierre de la invencion puede por lo tanto ajustarse a cuerpos huecos destinados a contener un fluido presurizado, ya sea estatico o en movimiento.

[0020] Por lo tanto, en la description a continuation, el termino "conducto" o "conducto presurizado" se refiere a un cuerpo hueco generico entre los mencionados anteriormente.

[0021] En la abertura del mismo, la estructura de soporte esta provista de una superficie de sellado anular que se extiende desde la abertura hacia el elemento tubular, a lo largo de una direction X.

[0022] El cierre de acuerdo con la invencion comprende un elemento de sellado que, cuando el cierre esta cerrado, esta dispuesto en la abertura.

[0023] Dicho elemento de sellado comprende una parte expansible con una superficie interior, que mira hacia el conducto, y una superficie exterior, que mira hacia la superficie de sellado de la estructura de soporte.

[0024] De acuerdo con la invencion, la parte expansible esta configurada para poder deformarse como resultado de la presion del fluido que actua sobre su superficie interior de modo que la superficie exterior es empujada hacia la superficie de sellado de la estructura de soporte.

[0025] Preferiblemente, la parte expansible tiene una forma y un tamano sustancialmente complementarios a los de la superficie de sellado. Mas en detalle, la portion expansible tiene un tamano que, cuando el elemento de sellado se coloca en la abertura y no hay llquido presurizado en el conducto, la superficie exterior se desprende de la superficie de sellado.

[0026] Preferiblemente, la distancia entre dichas superficies es de unas pocas centesimas o decimas de millmetro.

[0027] Como resultado de esto, el elemento de sellado puede colocarse en la abertura, o retirarse de la misma, sin esfuerzo, cuando la compuerta esta abierta y dicha abertura es accesible.

[0028] En cambio, cuando esta presente fluido presurizado en el conducto, la parte expansible se expande hasta que su cara exterior entra en contacto con la superficie de sellado. Por lo tanto, se crea un area de contacto que evita que el fluido pase hacia el exterior entre las dos superficies.

[0029] De acuerdo con un aspecto preferido, la parte expansible comprende una pared anular en la que se obtienen la superficie interior y la superficie exterior.

[0030] El espesor de la parte expansible, o mas precisamente de la pared anular, es preferiblemente mas o menos constante.

[0031] De esta manera, cuando se somete a la presion del fluido, la parte expansible puede expandirse de una manera sustancialmente uniforme en su direccion de extension.

[0032] La presion de contacto generada entre la superficie exterior y la superficie de sellado es, por lo tanto, mas o menos constante.

[0033] Para garantizar un mejor sellado del cierre, el elemento de sellado puede comprender una junta que rodea la parte expansible. Preferiblemente, la junta esta alojada en un asiento anular obtenido en la superficie exterior de la porcion expansible.

[0034] Ventajosamente, el contacto entre la superficie exterior de la parte expansible y la superficie de sellado evita que la junta se deforme o salga de su asiento, como ocurre en cierres de la tecnica anterior.

[0035] Segun otro aspecto de la invencion, la superficie de sellado y la superficie exterior de la parte expansible tienen una forma cillndrica.

[0036] Esta forma hace que sea mas practico y menos costoso mecanizar la superficie de sellado y la superficie exterior para obtener la diferencia de tamano mencionada anteriormente.

[0037] Alternativamente, estas superficies pueden tener una forma conica o de cono truncado. En este caso, dichas superficies estan dispuestas de manera que su diametro disminuya desde la abertura hacia el conducto, para facilitar el posicionamiento del elemento de sellado en la abertura.

[0038] En otro aspecto de la invencion, al menos la parte expansible del elemento de sellado esta hecha de metal. Este material permite que el elemento de sellado resista presiones muy altas, por ejemplo, incluso mayores de 1000 bar, que se ejercen en las superficies internas expuestas al fluido.

[0039] Ademas, el elemento de sellado producido de esta manera esta sujeto a un desgaste muy limitado, por lo que no son necesarias operaciones de mantenimiento o reemplazo, incluso despues de numerosos ciclos de apertura y cierre de la compuerta o despues de varios anos de uso del cierre.

[0040] Segun una variante de la invencion, el elemento de sellado puede ser separable de la compuerta.

[0041] En esta variante, el elemento de sellado tambien comprende preferiblemente una pared frontal. En la practica, dicha pared frontal esta dispuesta de manera que cierre un lado de la parte expansible.

[0042] Cuando la compuerta esta en posicion cerrada, y el elemento de sellado se coloca en la abertura, dicha pared frontal se coloca contra una cara interior de la compuerta.

[0043] Segun otro aspecto de la invention, dicha pared frontal puede estar provista de medios de conexion para la conexion de medios de agarre que permiten que el elemento expansible se coloque en la abertura o se retire de la misma.

[0044] Dichos medios de conexion, por ejemplo, pueden comprender un orificio roscado en el que se puede atornillar una empunadura.

[0045] En esta variante, la compuerta esta conectada preferiblemente a la estructura de soporte para rotar alrededor de un eje paralelo a la direction de extension de la superficie de sellado.

[0046] Por ejemplo, la compuerta puede pivotar sobre la estructura de soporte de modo que su cara interior, durante la rotation, se deslice sobre una superficie de tope frontal de la estructura de soporte.

[0047] Esta articulation es particularmente simple y economica de producir y practica de implementar.

[0048] Esta configuration puede adoptarse ya que en dicha superficie de tope delantera no hay juntas ni otros elementos de sellado para garantizar el sellado del cierre.

[0049] Segun un aspecto de la invencion, en esta variante, la compuerta puede estar provista, en al menos una parte de su perlmetro exterior, con un perfil saliente de acoplamiento. La estructura de soporte, a su vez, puede estar provista de un elemento de tope con un asiento adaptado para alojar dicho perfil de acoplamiento, cuando la compuerta se gira a posicion cerrada.

[0050] En otra variante de la invencion, el elemento de sellado puede, en cambio, ser integral con la compuerta.

[0051] En la practica, en esta variante, la parte expansible esta conectada a una cara interior de la compuerta de modo que, cuando la compuerta esta cerrada, dicha parte expansible se coloca en la abertura de la estructura de soporte en la superficie de sellado.

[0052] La compuerta, en este caso, esta conectada preferiblemente a la estructura anular para poder girar alrededor de al menos un eje perpendicular a la direccion de extension de la superficie de sellado.

[0053] En otras palabras, la compuerta esta articulada, directa o indirectamente, a la estructura de soporte a la manera de una puerta de hoja.

[0054] Otras caracterlsticas y ventajas de la presente invencion se haran mas evidentes a partir de la description de un ejemplo de una realization preferida de un cierre para conductos presurizados, como se ilustra en las figuras adjuntas, en las que:

- la figura 1 es una vista en perspectiva de un cierre segun la invencion, en posicion abierta;

- la figura 2 es una vista en perspectiva del cierre de la figura 1, en la fase de cierre, con el elemento de sellado colocado en la abertura;

- la figura 3 es una vista lateral en seccion del cierre de la figura 1, en posicion cerrada; - la figura 4 es una vista frontal del cierre de la figura 1, en posicion cerrada;

- la figura 5 es una vista en perspectiva de un cierre segun otra variante de la invention, en posicion abierta;

- la figura 6 es una vista lateral en seccion del cierre de la figura 5, en posicion cerrada; - la figura 7 es una vista frontal del cierre de la figura 5, en posicion cerrada.

[0055] Con referencia a las Figs. adjuntas 1 a 4, el numero 1 indica en conjunto un cierre para conductos o receptaculos para fluidos presurizados, como combustibles, agua o similares.

[0056] El cierre 1 comprende una estructura de soporte sustancialmente anular 10, que define una abertura 11 a traves de la cual se puede acceder al interior del conducto presurizado, directa o indirectamente.

[0057] En general, esta estructura de soporte 10 esta ajustada, en un borde trasero 12, al extremo de un elemento tubular (no ilustrado en la figura).

[0058] En funcion del contexto de uso, el elemento tubular puede ser parte del conducto o del receptaculo o puede ser otro elemento en comunicacion con el mismo.

[0059] Segun la invencion, la estanqueidad del cierre 1 esta garantizada por un elemento de sellado 20, adaptado para cooperar con una superficie de sellado 13 obtenida sobre la estructura de soporte 10.

[0060] Por lo tanto, este elemento de sellado 20 puede posicionarse en la abertura 11 cuando es necesario sellar el cierre y, por el contrario, puede retirarse cuando es necesario abrir el cierre para acceder al conducto.

[0061] De acuerdo con la invencion, el elemento de sellado 20 comprende una portion expansible 21 capaz de expandirse cuando se somete a la presion del fluido dentro del conducto.

[0062] En una variante preferida, la parte expansible 21 comprende una pared anular 22, con una superficie exterior 23 y una superficie interior 24.

[0063] Preferiblemente, el elemento de sellado 20 tambien comprende una pared frontal 25 que cierra, en un lado, dicha pared anular 22.

[0064] Dicha pared frontal 25 tiene una cara exterior 29 sobre la que se obtiene un medio de conexion.

[0065] Este medio permite la conexion de medios de agarre, tales como una empunadura o similar, para colocar el elemento de sellado 20 en, o retirarlo de, la abertura 11.

[0066] En la variante ilustrada, dichos medios de conexion comprenden un orificio roscado 29a.

[0067] Para facilitar el posicionamiento correcto del elemento de sellado 20 en la abertura, esta esta provista de un tope 18 que delimita la extension de la superficie de sellado 13.

[0068] Este tope actua como una parada para el borde libre 22a de la pared anular 22 cuando el elemento de sellado 20 se desliza dentro de la abertura 11.

[0069] Cuando el elemento de sellado 20 se coloca en la abertura 11, la superficie exterior 23 de la parte expansible 21 se enfrenta a la superficie de sellado 13 de la estructura de soporte 10.

[0070] Dicha superficie de sellado 13 y dicha superficie exterior 23 preferiblemente, pero no exclusivamente, tienen una forma cillndrica.

[0071] Como ya se menciono, la superficie interior 24, cuando el elemento de sellado 20 se coloca en la abertura 11, se enfrenta en su lugar al conducto.

[0072] Por lo tanto, cuando la presion en el conducto alcanza un umbral dado, la parte expansible comienza a expandirse radialmente hasta que la superficie exterior 23 esta en contacto con la superficie de sellado 13.

[0073] Para este proposito, la superficie exterior 23 de la parte expansible 21 tiene una forma sustancialmente complementaria a la de la superficie de sellado.

[0074] Para minimizar la expansion requerida para poner en contacto las dos superficies, la distancia entre ellas, cuando el conducto se encuentra a presion ambiente, esta preferiblemente entre 2 mm y 0,01 mm.

[0075] Por ejemplo, en la variante en la que estas superficies tienen una forma cillndrica, la diferencia entre sus diametros esta entre 1 mm y 0,3 mm.

[0076] Esto tambien permite que al menos la porcion expansible 21, u opcionalmente todo el elemento de sellado 20, este hecha de metal u otros materiales caracterizados por un alto modulo elastico.

[0077] El grosor de la pared anular 22, para una seccion o para la totalidad de su extension, es mas o menos constante. De esta manera, la expansion radial de la porcion expansible 21 es sustancialmente homogenea a lo largo de su direction de extension y, en consecuencia, la presion de contacto entre la superficie exterior 23 y la superficie de sellado 13 es mas o menos constante.

[0078] En una realization preferida, el elemento de sellado 20 esta provisto de una junta 26 alojada en un asiento 27 obtenido en la superficie exterior 23.

[0079] La junta 26, cuando la porcion expansible 21 esta posicionada en la abertura 11, se presiona contra la superficie de sellado 13 para aumentar el sellado del cierre.

[0080] Preferiblemente, la junta esta situada en el borde libre 22a de la pared anular 22.

[0081] Segun la invention, el cierre tambien esta provisto de una compuerta 30 adaptada para mantener el elemento de sellado 20 en posicion cuando el fluido presurizado esta presente en el conducto.

[0082] De hecho, la presion, que actua tambien sobre la cara interior 28 de la pared frontal 25, empuja el elemento de sellado 20 hacia afuera.

[0083] Este empuje es normalmente mayor que la fuerza de friccion que se genera entre la superficie exterior 23 y la superficie de sellado 13 y, por lo tanto, sin la compuerta, empujaria el elemento de sellado 20 hacia afuera de la abertura 11.

[0084] Mas detalladamente, la compuerta 30 esta conectada a la estructura de soporte 10 por medio de una bisagra que le permite moverse desde una posicion abierta, en la que esta alejada de la abertura 11, y una posicion cerrada, en la cual esta colocada delante de dicha abertura.

[0085] Cuando la compuerta 30 esta en posicion cerrada, la cara exterior 29 de la pared frontal 25 esta cerca o en contacto con una cara interior 31 de dicha compuerta 30.

[0086] En una variante preferida, la compuerta 30 esta articulada sobre la estructura de soporte 10 para girar alrededor de un eje R paralelo a la direction de extension X de la superficie de sellado 13.

[0087] Durante la rotation, esto hace que la cara interior 31 de la compuerta se deslice en contacto con, o contra, una superficie de tope delantera 14 de la estructura de soporte 10.

[0088] Dichas superficies son, por lo tanto, planas y preferiblemente lisas.

[0089] Un mango 37, conectado a la compuerta 30, permite que esta ultima sea agarrada para girarla desde la posicion cerrada a la posicion abierta, y viceversa.

[0090] Segun la invention, la compuerta 30 tambien esta provista, en al menos una parte de su borde exterior, con un perfil de bloqueo 34 que se proyecta desde dicho borde.

[0091] Este perfil, cuando la compuerta esta en posicion cerrada, puede insertarse en un asiento 16 de un elemento de tope 15.

[0092] Este elemento de tope 15 obliga a que la compuerta 30 se traslade a lo largo de la direccion X, oponiendose al empuje que el elemento de sellado 20 puede ejercer sobre la compuerta 30 cuando el fluido presurizado esta presente en el conducto.

[0093] Se puede proporcionar otro elemento de tope 35 en la compuerta 30 para acoplar, en un asiento 36, un perfil de bloqueo 17 que sobresale desde una section de borde de la estructura de soporte 10.

[0094] Las Figs. 5 a 7 ilustran otra variante del cierre de acuerdo con la invencion.

[0095] En esta variante, el elemento de sellado 20 es integral con la compuerta 30. Por lo tanto, el elemento de sellado 20 se mueve junto con la compuerta 30 entre la posicion abierta y la posicion cerrada, en la cual se coloca en la abertura 11.

[0096] Mas detalladamente, la pared anular 22 de la parte expansible 21 sobresale desde la cara interior 31 de la compuerta 30. Por lo tanto, la pared anular 22 esta cerrada en un lado.

[0097] La compuerta 30 esta conectada a la estructura de soporte 10 para girar alrededor de un primer eje R1 perpendicular al eje X de extension de la superficie de sellado 13.

[0098] Por ejemplo, la compuerta 30 esta conectada a la estructura 10 por medio de una bisagra 39 del tipo utilizado para una puerta de hoja.

[0099] Preferiblemente, esta articulacion esta provista de un segundo eje de rotacion R2, paralelo al primero, que en la ultima seccion del movimiento de cierre permite que la compuerta se traslade a lo largo de la direccion X.

[0100] En el ejemplo de las figuras, la superficie de sellado 13 y la superficie exterior 24 de la parte expansible 21 tienen una forma cillndrica.

[0101] En esta variante, para facilitar la insercion del elemento de sellado 20 en la abertura 11, dicha superficie puede tener una forma de cono truncado, con un diametro que disminuye desde la abertura 11 hacia el borde trasero 12 de la estructura de soporte 10.

[0102] En esta variante, el bloqueo de la compuerta 30 se implementa por medio de un elemento de mordaza 19 que, en la posicion cerrada, puede sujetarse alrededor de un perfil de bloqueo 38 que sobresale desde el borde exterior de la compuerta 30.

[0103] La invencion se ha descrito con fines ilustrativos y no limitativos de acuerdo con algunas realizaciones preferidas de la misma. Los expertos en la materia pueden encontrar otras numerosas realizaciones y variantes, todas dentro del alcance de la proteccion de las siguientes reivindicaciones.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Cierre para conductos o recipientes para fluidos presurizados, que comprende:

- una estructura de soporte anular (10), a ajustar a un extremo libre de una seccion de un cuerpo tubular, que define una abertura (11) para acceder al conducto o receptaculo, y - una compuerta (30), conectada de manera articulada a dicha estructura de soporte (10), con la capacidad de moverse entre una posicion cerrada y una posicion abierta;

en donde dicha estructura de soporte (10) comprende una superficie de sellado (13) con una direction (X) de extension, caracterizado porque comprende un elemento de sellado (20) que puede posicionarse en la abertura (11), dicho elemento de sellado (20)) comprendiendo una parte expansible (21) con una superficie interior (24) orientada hacia el conducto y una superficie exterior (23) orientada hacia la superficie de sellado (13), pudiendo expandirse dicha parte expansible (21) como resultado de la presion del fluido que actua sobre la superficie interior (24) de modo que la superficie exterior (24) se ponga en contacto con la superficie de sellado (13).

2. Cierre de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque comprende una junta (26) alojada en un asiento anular (27) obtenido sobre la superficie exterior (23) de la parte expansible (21).

3. Cierre segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque dicha parte expansible (21) comprende una pared anular (22) sobre la que se obtienen dicha superficie interna (23) y dicha superficie externa (24).

4. Cierre de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado porque dicha pared anular (22) tiene un espesor constante.

5. Cierre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la superficie de sellado (13) y la superficie exterior (24) tienen una forma cillndrica o de cono truncado.

6. Cierre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos la parte expansible (21) del elemento de sellado (20) esta hecha de metal.

7. Cierre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento de sellado (20) es integral con la compuerta (30) o se puede separar de la misma.

8. Cierre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque dicho elemento de sellado (20), cuando se puede separar de la compuerta (30), comprende una pared frontal (25) que, cuando la compuerta (30) esta en la posicion cerrada, se coloca contra una cara interior (31) de dicha compuerta (30).

9. Cierre segun la reivindicacion 8, caracterizado porque dicha pared frontal (25) esta provista de unos medios de conexion (29a) para la conexion de los medios de agarre.

10. Cierre de acuerdo con la reivindicacion 8 o 9, caracterizado porque la compuerta (30) esta conectada a la estructura de soporte (10) con la capacidad de girar alrededor de al menos un eje (R) paralelo a la direccion (X) de extension de la superficie de sellado (13).

11. Cierre segun la reivindicacion 10, caracterizado porque la compuerta (30) esta provista, sobre al menos una parte de un borde exterior, con un perfil de bloqueo (34) que sobresale de dicho borde, estando provista la estructura de soporte (10) con un elemento de parada (15) con un asiento (16) adaptado para alojar dicho perfil de bloqueo (34) cuando la compuerta (30) esta en la posicion cerrada.

12. Cierre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque la compuerta (30) cuando esta integrada con el elemento de sellado (20) esta conectada a la estructura anular (10) para girar alrededor de al menos un eje (R1) perpendicular a la direccion (X) de extension de la superficie de sellado (13).