BR102012007777A2 - assento de válvula de gaveta para recepção em um rebaixo de passagem de válvula de gaveta, válvula de gaveta e método para vedar em volta de um anel de assento de uma válvula de gaveta - Google Patents

Abstract

assento de vávula de gaveta para recepção em um rebaixo de passagem de vávula de gaveta, vávula de gaveta e método para vedar em volta de um anel de assento de uma válvula de gaveta trata-se de uma vávula de gaveta (11) que inclui um assento flutuante de vávula de gaveta (27) que faz uma vedação entre uma gaveta (17) de uma vávula de gaveta e um corpo de vávula de gaveta (11) inclui um assento flutuante de vávula de gaveta (27) interposto entre uma gaveta (17) e um corpo de vávula de gaveta (31). o assento de vávula de gaveta (27) tem um membro de mola (43)com uma parte cilíndrica (44) presa ao assento de vávula de gaveta (27). o membro de mola (43) tem uma perna (45) exerce uma força de mola contra o corpo de vávula de gaveta (31 para manter uma vedação entre o assento de vávula de gaveta (27) e a gaveta (11). uma vedação metal com mental (41) venda entre a parte cilíndrica (44) do membro de mola (43) e uma parte cilíndrica do assento de vávula de gaveta (27).

Description

“SEDE DE VÁLVULA DE GAVETA, VÁLVULA DE GAVETA E MÉTODO PARA VEDAR EM UMA VÁLVULA DE GAVETA” Campo da Invenção [001] A presente invenção se refere em geral a válvulas de gaveta estilo placa e, em particular, a uma vedação substituível para vedar entre uma sede flutuante de válvula de gaveta e um corpo de válvula de gaveta.

Antecedentes da Invenção [002] Uma válvula de gaveta típica usada em conexão com produção de gás e petróleo tem um corpo com uma passagem de fluxo que se estende através da mesma. A passagem de fluxo cruza uma cavidade central. Anéis de sede são colocados em rebaixos formados na passagem de fluxo na interseção da passagem de fluxo com a cavidade. Uma gaveta se moverá variavelmente através da cavidade central para bloquear a passagem de fluxo. Os anéis de vedação preenchem uma folga entre o corpo da válvula e a gaveta para impedir que o fluido flua em volta da gaveta quando a gaveta bloqueia a passagem de fluxo.

[003] As sedes têm vedações que vedam a sede ao rebaixo da passagem de fluxo. Estas vedações impedem a entrada de fluido da passagem de fluxo ou câmara do corpo para a passagem de fluxo a jusante. Quando a gaveta está aberta, as vedações não executam nenhuma função. Quando a gaveta está fechada, as sedes podem vedar a câmara no lado ou a montante ou a jusante para impedir que o fluxo de fluido passe a gaveta. Algumas sedes flutuam no rebaixo entre o corpo da válvula e a gaveta. Estas sedes flutuantes podem fornecer características de vedação melhoradas uma vez que a sede capaz de vedar melhor tanto ao corpo da válvula como a gaveta quando a gaveta se move através da cavidade. Isto é devido à habilidade da sede de se ajustar à posição da gaveta em resposta ao movimento da gaveta através da cavidade.

[004] Vedações típicas são formadas de um material termoplástico ou elastômero e não sustentam bem sob ambientes de alta pressão, temperatura extremamente alta, e temperatura extremamente baixa. Por exemplo, em ambientes de alta pressão, os materiais termoplásticos não mantém confiavelmente uma vedação entre o corpo da válvula e o anel de sede. De forma similar, em ambientes de alta temperatura ou baixa temperatura, as vedações termoplásticas não mantém confiavelmente uma vedação e quebram a uma taxa mais rápida. Por exemplo, em extremos de alta pressão e alta temperatura, vedações de elastômero e termoplástico começarão a descamar em pontos de contato com a sede e corpo da válvula. A descamação rapidamente quebra a vedação fazendo com que as vedações desgastem relativamente rápido. A taxa rápida de falha significa que o fluido fluirá passando as vedações e impedindo o conjunto de vedação e sede de executar sua função. Portanto, substituição de vedação é uma necessidade durante a vida da válvula de gaveta e sede de válvula de gaveta. Uma vedação típica é integrada com a sede. Portanto, quando a vedação é danificada ou começa a desgastar passado o ponto em que a vedação é efetiva, a sede inteira tem que ser substituída para substituir a vedação. Substituir a sede inteira é caro e demorado.

[005] A fim de superar os problemas com vedações elastoméricas, algumas válvulas de gaveta empregam vedações de metal entre o corpo de válvula de gaveta e as sedes de válvula de gaveta. Embora vedações de metal superem os problemas de vedações elastoméricas, as vedações de metal são incapazes de ser usadas em uma configuração de sede flutuante. Isto porque as vedações de metal são pressionadas em engaveta de vedação entre a sede e o corpo da válvula em um ajuste por interferência. Se a sede era para se mover para manter contato com a válvula de gaveta, a vedação de metal entre a sede e o corpo deve ser aliviada da pressão do ajuste por interferência e falha em manter uma vedação. Adicionalmente, as vedações de metal são outra vez geralmente integradas ao corpo da sede, portanto quando a vedação desgasta, o conjunto inteiro de sede e vedação tem que ser substituído com um grande compromisso de tempo e custo.

[006] O fluido transportado através de válvulas de gaveta pode frequentemente conter partículas e detritos, tal como areia. Vedações convencionais são geralmente incapazes de lidar eficientemente com estas partículas. Se partículas ficam presas entre a vedação e a sede, ou a vedação e o corpo, as partículas podem permitir que o fluido flua passando a vedação. Adicionalmente, estes detritos e partículas podem ter um impacto negativo na habilidade da gaveta e da vedação para operar como pretendido e permitir variavelmente a passagem de fluido à jusante.

[007] Portanto, existe uma necessidade por uma vedação substituível de sede de válvula de gaveta para ambientes de alta pressão que forneça uma vedação segura em extremos tanto de altas como baixas temperaturas, ao mesmo tempo em que opera como um dispositivo de exclusão de partículas.

Descrição da Invenção [008] Estes e outros problemas são geralmente resolvidos ou contornados, e são geralmente obtidas vantagens técnicas, pelas realizações preferenciais da presente invenção que fornecem uma vedação substituível para válvula de gaveta de sede flutuante, e a um método para usar a mesma.

[009] De acordo com uma realização da presente invenção, é revelado uma sede de válvula de gaveta circunscrevendo uma passagem formada através do corpo de válvula de gaveta. A sede de válvula de gaveta inclui um corpo tubular que tem uma face para contato com uma gaveta, e uma extremidade externa que se prolonga para um rebaixo formado no corpo de válvula de gaveta. Uma superfície cilíndrica anelar do corpo tubular define um rebaixo que se estende para dentro da extremidade externa do corpo tubular. A sede de válvula de gaveta inclui um membro de mola que tem uma parte cilíndrica que se ajusta na superfície cilíndrica do rebaixo e uma perna que tem uma extremidade livre para confinar um ressalto do rebaixo. A sede de válvula de gaveta também inclui uma vedação metal com metal entre a parte cilíndrica do membro de mola e a superfície cilíndrica do rebaixo.

[010] De acordo com outra realização da presente invenção, é revelada uma válvula de gaveta que tem uma passagem de fluxo atravessada por uma câmara contendo uma gaveta e um rebaixo formado na passagem de fluxo. A sede de válvula de gaveta inclui um corpo tubular que tem uma face para contato com uma gaveta, e uma extremidade externa que se prolonga para um rebaixo formado no corpo de válvula de gaveta e uma superfície cilíndrica anelar que define um rebaixo que se estende para dentro da extremidade externa do corpo tubular. Um membro de mola se ajusta na superfície cilíndrica de um rebaixo do corpo tubular. O rebaixo se estende para dentro da extremidade externa do corpo tubular. O membro de mola também inclui uma perna troncónica que tem uma extremidade livre para confinar um ressalto do rebaixo. A sede de válvula de gaveta também inclui uma vedação metal com metal entre a parte cilíndrica do membro de mola e a superfície cilíndrica do rebaixo. O corpo tubular da sede de válvula de gaveta é adaptado para se ajustar folgadamente no rebaixo para movimento axial relativo a um eixo geométrico da passagem.

[011] De acordo com ainda outra realização da presente invenção, é revelado um método para vedar em volta de um anel de sede de uma válvula de gaveta. O método compreende fornecer um corpo tubular que tem uma face para contato com uma gaveta, uma extremidade externa que se prolonga para um rebaixo formado no corpo de válvula de gaveta, e uma superfície cilíndrica anelar que define um rebaixo que se estende para dentro a partir da extremidade externa. A seguir, o método ajusta um membro de mola que tem uma parte cilíndrica na superfície cilíndrica do rebaixo e confina uma perna troncónica que tem uma extremidade livre contra um ressalto do rebaixo. O método cria uma vedação metal com metal entre a parte cilíndrica do membro de mola e a superfície cilíndrica do rebaixo, e em seguida o método adapta o corpo para se ajustar folgadamente no rebaixo para movimento axial relativo a um eixo geométrico da passagem.

[012] Uma vantagem de uma realização preferencial é que realizações reveladas fornecem uma vedação de metal para uso com uma sede flutuante de válvula de gaveta. Adicionalmente, a vedação pode ser substituída sem mudar a geometria da sede. A vedação também é operável em ambientes de alta pressão e alta e baixa temperaturas. Além disso, as realizações reveladas fornecem uma função de exclusão de partícula.

Breve Descrição dos Desenhos [013] De modo que a maneira em que as características, vantagens e objetivos da invenção, bem como outras que ficarão evidentes, são alcançadas, e pode ser entendida em mais detalhes, a descrição mais particular da invenção sumarizada brevemente acima pode ser tida como referência para as realizações da mesma que são ilustradas nos desenhos em anexo que fazem parte desta especificação. Deve ser observado, entretanto, que os desenhos ilustram apenas uma realização preferencial da invenção e, portanto não devem ser considerados como limitantes de seu escopo uma vez que a invenção pode admitir outras realizações igualmente eficazes.

[014] A Figura 1 ilustra uma vista de corte de uma válvula de gaveta exemplificativa de acordo com uma realização da presente invenção.

[015] A Figura 2 ilustra uma vista de corte de um anel de sede exemplificativo em uso com a válvula de gaveta da Figura 1.

[016] A Figura 3 ilustra uma vista de corte de um anel de sede alternativo.

[017] A Figura 4 ilustra uma vista de corte da válvula de gaveta da Figura 1 empregando as sedes exemplificativas da Figura 3.

[018] A Figura 5 ilustra uma vista de corte da válvula de gaveta da Figura 1 empregando as sedes exemplificativas da Figura 2 e Figura 3.

Descrição de Realizações da Invenção [019] A presente invenção será descrita mais inteiramente daqui em diante com referência aos desenhos em anexo, que ilustram realizações da invenção. Esta invenção pode, entretanto, ser incorporada de muitas formas diferentes e não deve ser interpratada como limitada às realizações ilustradas apresentadas neste documento. Em vez disso, estas realizações são fornecidas de modo que esta revelação seja detalhada e completa, e leve o escopo da invenção para um técnico no assunto. Números semelhantes se referem a elementos semelhantes por todo o documento, e a notação principal, se usada, indica elementos similares em realizações alternativas.

[020] Na discussão a seguir, vários detalhes específicos são apresentados para fornecer um entendimento completo da presente invenção. Entretanto, ficará óbvio para um técnico no assunto que a presente invenção pode ser praticada sem estes detalhes específicos. Adicionalmente, na maior parte, detalhes com respeito à construção, operação, uso da válvula e assim por diante foram omitidos na medida em que estes detalhes não são considerados necessários para obter um entendimento completo da presente invenção, e são considerados como parte do conhecimento de um técnico no assunto.

[021] Com referência a Figura 1, a válvula 11 é uma válvula de gaveta padrão. A válvula 11 tem um corpo 13, e uma passagem de fluxo 15 que se estende transversalmente através do corpo 13. A válvula 11 tem uma gaveta 17, 17' com um orifício 19 através dela. A gaveta 17 pode ser projetada em uma peça ou duas peças. Como ilustrado, a gaveta 17 pode ser dividida em duas placas, 17 e 17'. Cada placa de gaveta 17 tem que ou estar aberta ou fechada ao mesmo tempo. A gaveta 17 é mostrada na posição aberta na Figura 1. A válvula 11 mostrada na Figura 1 é uma válvula tipo de haste não ascendente, entretanto, esta invenção pode de forma similar ser usada em válvulas tipo de haste ascendente. Quando a gaveta 17 está na posição aberta, o orifício 19 da gaveta 17 assenta com passagem de fluxo 15 da válvula 11 deste modo permitindo fluxo através da válvula 11. Quando gaveta 17 está fechada, o orifício 19 não mais assenta com a passagem de fluxo 15 bloqueando o fluxo de fluido através da passagem 15. Uma haste 29, quando girada, fará com que a gaveta 17 se mova entre as posições aberta e fechada. Uma manopla 31 é empregada para girar a haste 29. Um conjunto de gaxeta convencional 33 fornece vedação para a haste 29.

[022] A passagem de fluxo 15 cruza uma cavidade central ou câmara 21 localizada no corpo 13. Um rebaixo é formado na passagem de fluxo 15 em cada interseção com a câmara 21. O rebaixo tem uma parede de rebaixo cilíndrica 23 que tem uma extremidade externa que termina em um ressalto do rebaixo 25. O ressalto do rebaixo 25 é perpendicular ao eixo geométrico de passagem de fluxo 15. Um anel de sede 27, descrito em mais detalhes abaixo com respeito à Figura 2, se localiza em cada rebaixo.

[023] Com referência a Figura 2, cada anel de sede 27 é um membro cilíndrico tubular que tem uma passagem da vedação 28 que se estende através do mesmo. A passagem da vedação 28 tem um diâmetro aproximadamente igual ao diâmetro para a passagem de fluxo 15 e o orifício 19. O anel de sede 27 define uma superfície cônica 35 em uma extremidade próxima a gaveta 17. Em uma borda adjacente ao corpo 13 e próxima ao ressalto 25, o anel de sede 27 define adicionalmente um rebaixo de corpo de sede anelar 37. O rebaixo de corpo de sede 37 se estende da extremidade externa 38 de anel de sede 27 para dentro do ressalto 39. O rebaixo 37 tem um diâmetro menor do que o diâmetro exterior do anel de sede 27.

[024] Cada anel de sede 27 pode incluir uma vedação opcional 41. Uma vedação exemplificativa 41 é um anel de metal oco formado de qualquer material vedante adequado para a aplicação particular em que o anel de sede 27 é colocado. A vedação 41 é situada de modo que a vedação 41 confina o ressalto 39 e rebaixo cilíndrico 37, efetuando deste modo uma vedação entre as superfícies de contato. Deste modo, a vedação 41 pode fornecer uma parte de uma vedação metal com metal entre o anel de sede 27 e o corpo 13.

[025] Cada anel de sede 27 inclui um membro de mola 43. O membro de mola 43 é um membro anelar que tem um perfil aproximadamente em forma de L que se estende pelo comprimento do rebaixo do corpo de sede 37 e tem uma parte de perna 45 interposta entre a extremidade externa 38 do anel de sede 27 e o ressalto 25 de corpo 13. Um membro de mola exemplificativo 43 é formado de uma liga de níquel cromo de alta performance tal como Inconel® 718 ou 625+. O membro de mola 43 pode ter uma força de mola suficiente para pré-carregar a vedação entre a extremidade externa 38 da sede 27 e corpo 13 e manter a vedação em situações de baixa pressão. Por exemplo, o membro de mola 43 terá força de mola igual à força necessária para mover anel de sede 27 axialmente para dentro contra a gaveta 17 mais um adicional de 68,95 kPa. A parte de perna 45 do membro de mola 43 fica em uma inclinação relativa a um plano perpendicular ao eixo geométrico da passagem 15. A inclinação permite que uma extremidade livre 46 da parte de perna 45 contate o ressalto 25. A perna 45, portanto compreende uma superfície troncónica com o lado côncavo da superfície cônica voltado axialmente para dentro em direção a uma gaveta 17. A abertura definida pelo lado convexo da perna 45 é menor do que o diâmetro da parte cilíndrica 44 de membro de mola 43 que se ajusta no rebaixo 37. O membro de mola 43 define um rebaixo anelar 47 em uma extremidade interior do membro de mola 43 próximo a vedação 41. O membro de mola 43 fornece uma força de mola que empurra o anel de sede 27 contra a gaveta 17 para manter uma vedação energizada com o membro de gaveta 17. Adicionalmente, o membro de mola 43 mantém pressão na vedação 41 e forma uma vedação metal com metal no ponto de contato entre a parte de perna 45 de membro de mola 43 e o ressalto 25.

[026] Em operação , quando a gaveta 17 está na posição aberta, o fluido flui através da passagem de fluxo 15, e a vedação 41 e membro de mola 43 não executam qualquer função. O fluido é capaz de comunicar passando a face de anel de sede 27 e a gaveta 17, resultando portanto em nenhum diferencial de pressão através da vedação e membros de sede. Quando a gaveta 17 é movida para a posição fechada, a pressão do fluido contra a gaveta 17 empurrará a gaveta 17 para longe da interface de vedação entre o lado a montante da gaveta 17 e o anel de sede 27. Em resposta, o membro de mola 43 reagirá contra ressalto 25 para empurrar o anel de sede 27 contra a gaveta 17, mantendo a vedação. Adicionalmente, o membro de mola 43 exercerá uma força reativa contra a vedação 41 de modo que a vedação 41 mantenha contato com o corpo da sede 27 impedindo a passagem de fluido passando o anel de sede 27 para dentro da cavidade 21 e em volta da gaveta 17. Quando a pressão do fluido aumenta no lado a montante da gaveta 17, fluido tentará empurrar passando o membro de mola 43, entretanto, devido aos ângulos do membro de mola 43 para longe do anel de sede 27 em direção à passagem 15 e ficar em contato com o ressalto 25, o fluido empurrará contra a parte do membro de mola 43 voltada para a sede 27, portanto criando uma pressão de vedação no membro de mola 43 que aumenta a pressão do fluido.

[027] De uma maneira similar, o membro de mola 43 e sede 27 atuam como um exclusor. Quando o fluido tenta empurra passando o membro de mola 43, as partículas suspensas no fluido na passagem 15 serão direcionadas contra a parte de perna 45 do membro de mola 43 aumentando a pressão do fluido na frente da gaveta 17. As partículas ficarão presas dentro do espaço anelar em forma de V entre a sede de válvula 27 e a parte de perna 45 de membro de mola 43, ficando deste modo presas fora do fluxo de passagem. Este processo impedirá a passagem destas partículas adicionalmente a jusante onde as mesmas podem impedir a formação de vedação em outros dispositivos ou objetos de tubulação que tenham baixas tolerâncias para partículas suspensas nos fluidos manipulados.

[028] Na realização exemplificativa, a vedação 41 e membro de mola 43 podem ser substituídos quando danificados ou gastos. Primeiro, um operador pode retirar o membro de mola 43 e vedação 41danificados ou gastos. A seguir, o operador resfria o anel de sede 27 para uma temperatura que permita a redução da geometria da sede. Na realização exemplificativa, a geometria da sede reduzida corresponde à redução de 0.000508 to 0.00127 centímetros em uma base radial. Simultaneamente, o operador aquece a vedação 41, aumentando o diâmetro da vedação 41. O operador em seguida passa a vedação 41 em volta da sede 27 de modo que a vedação 41 deslizará através da superfície 38 e tocará no ressalto 39, como mostrado na Figura 2. O operador em seguida insere o membro de mola 43 dentro do rebaixo de corpo de sede 37 como mostrado na Figura 2. Quando cada peça retornar a temperatura ambiente, é obtido um ajuste por contração entre a vedação 41 e o anel de sede 27. Portanto, substituindo a vedação 41 e membro de sede 43 sem mudar a geometria do anel de sede 27 ou requerer uma substituição do próprio anel de sede 27.

[029] Em uma realização alternativa, ilustrada na Figura 3, o anel de sede 27 pode ser modificado como anel de sede 27'. Similar ao anel de sede 27 da Figura 1 e Figura 2, o anel de sede 27' se localiza em cada rebaixo de corpo 13 na câmara 21 e passagem 15, Cada anel de sede 27' é um membro cilíndrico tubular que tem uma passagem de vedação 28' que se estende através do mesmo. A passagem de vedação 28' tem um diâmetro aproximadamente igual ao diâmetro para passagem de fluxo 15 e o orifício 19. O anel de sede 27' define uma superfície cônica 35' em uma extremidade próxima a gaveta 17 e passagem 15. Em uma borda próxima a passagem 15 e próxima ao ressalto 25, o anel de sede 27' define adicionalmente um rebaixo de corpo de sede 37'. O rebaixo de corpo de sede 37' se estende da superfície de diâmetro interior do anel de sede 27' adjacente à passagem 15 para dentro da extremidade externa 38' para o ressalto 39'.

[030] Cada anel de sede 27' pode incluir uma vedação opcional 41'. Uma vedação exemplificativa 41' é um anel em “O” (O-ring) oco de metal formado de qualquer material adequado para vedação para a aplicação particular em que o anel de sede 27' está sendo colocado. A vedação 41' se situa de modo que a vedação 41' contata o ressalto 39' na interseção do ressalto 39' com a superfície 38', contatando tanto o ressalto 39' como a superfície 38', efetuando deste modo uma vedação entre as superfícies de contato. Desta maneira, a vedação 41' pode fornecer uma parte de uma vedação metal com metal entre anel de sede 27' e corpo 13.

[031] Cada anel de sede 27' inclui um membro de mola 43'. O membro de mola 43' é um membro anelar que tem um perfil aproximadamente em forma de L que se estende pelo comprimento do rebaixo de corpo de sede 37' e tem uma parte de perna troncónica 45' interposta entre o anel de sede 27' e ressalto 25 do corpo 13. A parte de perna 45' se estende para longe do eixo geométrico da passagem 15. A parte côncava da perna de superfície cônica 45' voltada para fora. Um membro de mola exemplificativo 43' é formado de uma liga de níquel cromo de alta performance tal como Inconel® 718 ou 625+. O membro de mola 43' pode ter uma força de mola suficiente para pré-carregar a vedação entre sede 27' e corpo 13 e manter a vedação em situações de baixa pressão. Por exemplo, o membro de mola 43' terá força de mola igual à força necessária para mover o anel de sede 27' contra a gaveta 17 mais um adicional de 68,95 kPa. A parte de perna 45’ do membro de mola 43’ forma um ângulo que fica em uma inclinação com um plano perpendicular ao eixo geométrico da passagem 15, permitindo que uma extremidade livre 46’ da parte de perna 45’ contate o ressalto 25. O membro de mola 43' defines um rebaixo anelar 47' em uma extremidade interior do membro de mola 43' próxima à vedação 41'. O membro de mola 43' fornece uma força de mola que empurra anel de sede 27' contra a gaveta 17 para manter uma vedação energizada com o membro de gaveta 17. Adicionalmente, o membro de mola 43' mantém pressão na vedação 41' e forma uma vedação metal com metal no ponto de contato entre a parte de perna 45' de membro de mola 43' e ressalto 25.

[032] Em operação, como mostrado na Figura 4, quando a gaveta 17 está na posição aberta, o fluido flui através da passagem de fluxo 15, e a vedação 41' e membro de mola 43' não executam qualquer função. O fluido é capaz de comunicar passando a face de anel de sede 27' e gaveta 17, portanto resultando em nenhum diferencial de pressão através dos membros de vedação e sede. Quando a gaveta 17 é movida para a posição fechada, a pressão do fluido contra a gaveta 17 empurrará a gaveta 17 para longe da interface de vedação entre o lado a montante da gaveta 17 e o anel de sede 27'. Em resposta, o membro de mola 43' reagirá contra o ressalto a montante 25 para empurrar o anel de sede 27' contra a gaveta 17. Entretanto, devido à parte de perna 45' de membro de mola 43' ser angulada para longe da passagem 15, o fluido pode fluir entre o membro de mola 43', passando as superfícies de contato do anel de sede 27' e corpo 13, e para dentro da câmara 21. No lado a montante, o fluido fluirá passando a gaveta 17 e contra o anel de sede 27' a jusante. O anel de sede 27' a jusante operará de uma maneira similar ao anel de sede 27 a montante da Figura 1 e Figura 2.

[033] O membro de mola 43' reagirá contra o ressalto à jusante 25 para empurrar o anel de sede 27' a jusante contra a gaveta 17. Adicionalmente, o membro de mola 43' exercerá uma força contra a vedação 41' de modo que a vedação 41' manterá contato com o corpo da sede 27' impedindo a passagem de fluido passando o anel de sede 27' para dentro da passagem a jusante 15. Quando a pressão do fluido aumenta dentro da câmara 21, o fluido tentará empurrar passando o membro de mola 43'; entretanto, devido ao membro de mola 43' angular para longe da passagem 15 e ficar em contato com o ressalto 25 a jusante, o fluido empurrará contra a parte de membro de mola 43' voltada para a sede 27', portanto criando uma pressão de vedação no membro de mola 43' que aumenta com pressão de fluido aumentada.

[034] De uma maneira similar, o membro de mola 43' e sede 27' a jusante atuam como um exclusor de partículas. Quando o fluido tenta empurra passando o membro de mola 43', as partículas suspensas no fluido na câmara 21 serão direcionadas contra a parte de perna 45' do membro de mola 43' aumentando a pressão do fluido. As partículas ficarão presas dentro do espaço anelar em forma de V entre a sede de válvula 27' e a parte de perna 45' do membro de mola 43', ficando deste modo afastadas do fluxo de passagem. Este processo impede a passagem destas partículas adicionalmente a jusante onde as mesmas podem impedir a formação de vedação em outros dispositivos ou objetos de tubulação que tem menores tolerâncias para partículas suspensas nos fluidos manipulados.

[035] Geralmente, os anéis de sede 27 e membros de mola 43 serão montados dentro da válvula 11 de modo que tanto as partes a montante como a jusante 45 dos membros de mola 43 ficarão voltadas para a passagem 15 como na Figura 1 e Figura 2, ou voltadas para a câmara 21 como na Figura 3 e Figura 4. Isto permitirá a vedação no ou no anel de sede a montante 27 (Figura 2), ou no anel de sede a jusante 27' (Figura 3). No caso de o fluxo de fluido ser invertido através das realizações da Figura 1 ou Figura 4, os anéis de sede 27 da Figura 1 e anéis de sede 27' da Figura 4 manterão uma vedação efetiva. Entretanto, realizações alternativas podem incluir um anel de sede 27 no lado a montante da gaveta 17, e um anel de sede 27' como mostrado na Figura 5. O anel de sede 27 inclui os componentes de e opera como o anel de sede 27 da Figura 1 e Figura 2. De forma similar, o anel de sede 27' que inclui os componentes de e opera como o anel de sede 27' da Figura 3 e Figura 4. Desta maneira, a câmara 21 pode ser vedada contra a passagem 15 no lado a montante da gaveta 17, e no caso de o fluido preencher a câmara 21, o anel de sede 27' vedará a passagem à jusante 15 da câmara 21. Entretanto, se o fluxo de fluido for invertido na realização da Figura 5, nenhuma sede fornecerá uma vedação efetiva.

[036] Consequentemente, as realizações reveladas fornecem várias vantagens sobre os dispositivos anteriores para vedação de uma sede de válvula de gaveta. Por exemplo, diferente das vedações convencionais termoplásticas, as realizações reveladas mantém integridade de vedação em ambientes de alta pressão tanto em extremos de alta temperatura como de baixa temperatura. Adicionalmente, as realizações reveladas fornecer a função de exclusão de areia. Além disso, as realizações reveladas fornecem economias de custo significativas sobre vedações de anel de sede convencionais que requerem substituição do anel de sede inteiro quando danificados ou significativamente gastos. Diferente das vedações da técnica anterior, a realização revelada fornece uma vedação de metal para uma sede flutuante em uma válvula de gaveta. A vedação de metal é uma vedação de maior resistência que frequentemente dura mais tempo do que os meios de vedação convencionais.

[037] É entendido que a presente invenção pode tomar quaisquer formas e realizações. Consequentemente, diversas variações podem ser feitas no revelado acima sem se afastar do espírito ou escopo da invenção. Tendo portanto descrito a presente invenção por referência a algumas de suas realizações preferenciais, é observado que as realizações reveladas são ilustrativas em vez de limitantes em natureza e que uma ampla gama de variações, modificações, mudanças e substituições são contempladas na revelação apresentada acima, em algumas instâncias, algumas características da presente invenção podem ser empregadas sem um uso correspondente de outras características. Muitas destas variações e modificações podem ser consideradas óbvias e desejadas por um técnico no assunto em consequência de uma revisão da descrição apresentada acima das realizações preferenciais. Consequentemente, é apropriado que as reivindicações em anexo sejam interpretadas amplamente de uma maneira consistente com o escopo da invenção.

Reivindicações

Claims (16)

1. SEDE DE VÁLVULA DE GAVETA (27), circunscrevendo uma passagem (15) formada através do corpo de válvula de gaveta, sendo que a dita sede de válvula de gaveta é caracterizada por compreender: um corpo tubular (27) que tem uma face para contato com uma gaveta (17) e uma extremidade externa (38) que se prolonga para um rebaixo formado no corpo de válvula de gaveta; uma superfície cilíndrica anelar que define um rebaixo (37) que se estende para dentro da extremidade externa (38) do corpo tubular (27); um membro de mola (43) que tem uma parte cilíndrica (44) que se ajusta na superfície cilíndrica do rebaixo (37) e uma perna (45) que tem uma extremidade livre para confinar um ressalto (25) do rebaixo; uma vedação metal com metal (41) entre a parte cilíndrica (44) do membro de mola (43) e a superfície cilíndrica do rebaixo (37); e em que a vedação (41) é localizada em um rebaixo (47) existente no membro de mola (43).

2. SEDE DE VÁLVULA DE GAVETA (27), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a perna (45) tem uma configuração troncónica.

3. SEDE DE VÁLVULA DE GAVETA (27), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o rebaixo (37) do corpo tubular (27) tem um ressalto (39) voltado para fora e a vedação (41) é localizada no ressalto (39).

4. SEDE DE VÁLVULA DE GAVETA (27), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a vedação (41) é localizada em um rebaixo (47) do membro de mola (43) em uma extremidade do membro de mola (43) oposta à perna (45).

5. SEDE DE VÁLVULA DE GAVETA (27), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o corpo tubular (27) é adaptado para se ajustar folgadamente no rebaixo para movimento axial relativo a um eixo geométrico da passagem (15).

6. SEDE DE VÁLVULA DE GAVETA (27), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o rebaixo (37) no corpo tubular (27) é localizado em um exterior do corpo tubular (27).

7. SEDE DE VÁLVULA DE GAVETA (27), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a perna (45) se estende da parte cilíndrica (44) em direção a um eixo geométrico do corpo tubular (27).

8. SEDE DE VÁLVULA DE GAVETA (27), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o rebaixo (37) no corpo tubular (27) é localizado em um interior do corpo tubular (27).

9. SEDE DE VÁLVULA DE GAVETA (27), de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a perna (45) se estende da parte cilíndrica (44) para fora de um eixo geométrico do corpo tubular (27).

10. SEDE DE VÁLVULA DE GAVETA (27), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a parte cilíndrica (44) do membro de mola (43) tem um diâmetro interno inicialmente menor do que o diâmetro externo da superfície anelar cilíndrica do rebaixo (37) do corpo tubular (27) de modo que o membro de mola (43) se ajusta no corpo tubular (27) por um ajuste por interferência para aplicar uma força radial de pré-carga contra a vedação metal com metal (41).

11. VÁLVULA DE GAVETA (11), caracterizada por compreender: um corpo tubular (27) que tem uma câmara; uma passagem intersectando o corpo e a câmara; uma gaveta móvel na câmara e que tem um orifício que é seletivamente registrável com a passagem; rebaixos anelares circunscrevendo a passagem em uma porção do corpo adjacente à câmara e cada um tendo uma parede lateral curva que depende axialmente de uma face plana; vedações anelares de sede geralmente coaxial com a passagem, cada uma tendo uma extremidade interna em contato com a gaveta e uma extremidade externa inserida com um dos rebaixos; rebaixos anelares sobre a extremidade externa do selo de sede; membros de mola (43) que tem uma porção de base anelar definida em cada um dos rebaixos e geralmente coaxial com a passagem, uma perna anelar com um diâmetro externo acoplado a uma extremidade axial da porção de base e um diâmetro interno em contato de vedação com uma das faces planas; e uma vedação metal com metal localizada em sulcos encontrados em cada um dos membros de mola.

12. VÁLVULA DE GAVETA (11), de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que cada um dos sulcos tem um ressalto (39) voltado para fora e a vedação (41) é localizada no ressalto (39).

13. VÁLVULA DE GAVETA (11), de acordo com a reivindicação 11 caracterizada pelo fato de que os sulcos são localizados em extremidades da porção de base oposta à perna (45).

14. VÁLVULA DE GAVETA (11), de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato que os rebaixos são localizados no exterior da vedação de sede e as pernas estendem-se em direção de um eixo da vedação de sede.

15. VÁLVULA DE GAVETA (11), de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato que os rebaixos são localizados no interior da vedação de sede e as pernas estendem-se a partir das porções de base até um eixo da vedação de sede.

16. MÉTODO PARA VEDAR EM UMA VÁLVULA DE GAVETA (11), que tem um corpo, uma câmara no corpo, uma passagem intersectando o corpo e a câmara e uma gaveta (17) móvel no interior da câmara que tem um orifício que registra seletivamente com a passagem, sendo o método caracterizado por compreender: (a) fornecer um anel de sede anelar que tem uma extremidade interna com uma face para contato com a gaveta (17), uma extremidade externa (38) para localização em um rebaixo no corpo que circunscreve a passagem e é adjacente à câmara e um rebaixo anelar (37) formado na superfície do anel de sede que se estende axialmente da extremidade externa (38); (b) fornecer um membro de mola (43) que tem uma parte de base anelar (44) que é geralmente coaxial com a passagem, uma porção de perna anelar que tem um diâmetro externo que depende de uma borda lateral da porção de base, um diâmetro interno ajustado radialmente para dentro a partir de uma porção de base e tendo uma seção transversal troncónica; (c) ajustar o membro de mola (43) no anel de sede de modo que a porção de base é definida no recesso anelar e o diâmetro interno da porção de perna é axialmente afastada da extremidade externa do anel de sede; (d) inserir o anel de sede na câmera de modo que a extremidade externa do anel de sede se projete no recesso e de modo que a porção de perna fique em contato de vedação com uma superfície planar no recesso; e(e) vedar entre a porção de base e o anel de sede com um anel em “O” (O-ring) oco de metal.