BR112015004949B1

BR112015004949B1 - Junta de vedação para uma válvula e válvula de guilhotina

Info

Publication number: BR112015004949B1
Application number: BR112015004949-4A
Authority: BR
Inventors: John W. Muran; John Kelley
Original assignee: Emerson Vulcan Holding Llc
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2021-11-23
Also published as: JP2015527555A; MX2015002756A; MX369338B; BR112015004949A2; CA2883677A1; WO2014039720A1; RU2641185C2; SG11201501546UA; EP2893229B1; EP2893229A1; EP2893229B8; CL2015000550A1; CN105026809A; US9371916B2; KR20150048248A; CA2883677C; US20140061521A1; RU2015112175A; CN105026809B; EP2893229A4

Abstract

junta de vedação de válvula segmentada. trata-se de uma junta de vedação para uma válvula em que a junta de vedação inclui uma porção de topo para receber um aporta. a junta de vedação inclui primeira e segunda seções longitudinais de material de vedação para selar a porta. além disso, a junta de vedação inclui primeiro e segundo elementos anexos localizados adjacente às primeira e segunda porções longitudinais. a junta de vedação também inclui uma pluralidade de elementos de garra localizados adjacente aos primeiro e segundo elementos anexos, em que os elementos de garra fornecem pressão em porções selecionadas dos primeiro e segundo elementos anexos para comprimir porções selecionadas correspondentes das primeira e segunda seções longitudinais de material de vedação.

Description

PEDIDOS RELACIONADOS

[001]Este pedido reivindica a prioridade nos termos do Título 35, parágrafo 119 do Código dos Estados Unidos ao Pedido de Patente Provisório dos Estados Unidos da América no US61/697.661 depositado em 6 de setembro de 2012, cujos conteúdos são incorporados em sua totalidade no presente documento a título de referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002]Esta invenção refere-se à junta de vedação para uma válvula de guilhotina e, mais particularmente, a uma junta de vedação segmentada que tem uma pluralidade de elementos de garra para comprimir porções de material de vedação em uma válvula de guilhotina.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003]Em válvulas de guilhotina sem tampa, múltiplas fileiras de material de vedação são colocadas em torno de uma porta e, então, comprimidas com uma junta de vedação. Essa configuração forma um selo substancialmente impermeável a líquido a fim de impedir o vazamento de fluido. As juntas de vedação atuais são configuradas como uma estrutura de peça única que circunda a porta. Entretanto, quando uma válvula de guilhotina dimensionada para um tubo relativamente grande é usada, a área de vedação aumenta substancialmente.

[004]Adicionalmente, as tolerâncias de fabricação e montagem típicas fazem com que a geometria de uma caixa de vedação varie ocasionando, dessa forma, variações correspondentes em altura de vedação.

[005]Como um resultado, as juntas de vedação atuais possuem várias desvantagens quando usadas com válvulas relativamente grandes. Uma desvantagem é que a junta de vedação precisa ser relativamente grande e estruturalmente robusta e pesada a fim de ter a capacidade de acomodar o tamanho aumentado da área de vedação e as forças requeridas para comprimir adequadamente o material de vedação. Além disso, a junta de vedação não pode ser removida para operações de manutenção, tal como a revedação da válvula, sem a desconexão de um sistema atua- dor de válvula. Adicionalmente, a junta de vedação não é capaz de fornecer pressão uniforme no material de vedação se a altura de vedação variar. Em uso, o material de vedação é comprimido através do aperto da junta de vedação até que não ocorra nenhum vazamento. Entretanto, isso levar ao aperto excessivo em alguns locais, reduzindo, dessa forma, a vida do material de vedação e aumentando o empuxo da válvula.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006]É revelada uma junta de vedação para uma válvula em que a junta de vedação inclui uma porção de topo para receber uma porta. A junta de vedação inclui primeira e segunda seções longitudinais de material de vedação para selar a porta. Além disso, a junta de vedação inclui primeiro e segundo elementos de enchimento localizados adjacente às primeira e segunda porções longitudinais. A junta de vedação também inclui uma pluralidade de elementos de garra localizados adjacente aos primeiro e segundo elementos de enchimento, em que a pluralidade de elementos de garra fornece pressão em porções selecionadas dos primeiro e segundo elementos de enchimento para comprimir porções selecionadas correspondentes das primeira e segunda seções longitudinais de material de vedação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[007]A Figura 1 é uma vista explodida de uma válvula de guilhotina que tem uma junta de vedação de válvula segmentada de acordo com a invenção.

[008]A Figura 2 é uma vista ampliada da junta de vedação.

[009]A Figura 3 é uma vista em seção transversal da porta e do material de vedação.

[010]A Figura 4 é uma vista em seção transversal da junta de vedação.

[011]A Figura 5 é vista de um segundo entalhe formado em elementos de garra localizados em primeira e segunda extremidades de primeira e segunda fileiras de elementos de garra.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[012]Antes que quaisquer modalidades da invenção sejam explicadas em detalhes, deve ficar entendido que a invenção não está limitada em sua aplicação aos detalhes de construção e à disposição de componentes apresentados na seguinte descrição ou ilustrados nos seguintes desenhos. A invenção abrange outras modalidades e é colocada em prática ou executada de várias maneiras. Também, deve ficar entendido que a fraseologia e a terminologia usadas na presente invenção têm o propósito de descrição e não devem estar relacionadas como limitantes. O uso de "que inclui", "que compreende" ou "que tem" e variações dos mesmos na presente invenção se destina a abranger os itens listados posteriormente e equivalentes dos mesmos bem como itens adicionais. Salvo se especificado ou limitado de outro modo, os termos "montado”, "conectado”, "sustentado” e "acoplado" e variações dos mesmos são usados amplamente e abrangem montagens, conexões, sustentações e acoplamentos diretos e indiretos. Adicionalmente, "conectado" e "acoplado" não estão restritos a acoplamento ou conexões físicas ou mecânicas. Na descrição abaixo, os números e rótulos de referência similares são usados para descrever partes iguais, similares ou correspondentes nas diversas vistas das Figuras 1 a 5.

[013]Em referência à Figura 1, uma vista explodida de uma válvula de guilhotina 10 que tem uma junta de vedação de válvula segmentada 50 é mostrada. A válvula 10 inclui um corpo 12 que tem uma passagem geralmente circular 14 para permitir o fluxo de fluido entre condutos ou tubos que são fixados à válvula 10 durante o uso. O corpo 12 inclui adicionalmente anéis de vedação em O separados 16 que são localizados circunferencialmente em torno da passagem 14. Uma porção de topo 17 do corpo 12 inclui uma primeira abertura substancialmente em formato retangular 20 para receber uma porta 18 que é móvel entre posições abertas e fechadas. Na posição fechada, a porta 18 é movida para a passagem 14 bloqueando, dessa forma, a passagem 14 e parando o fluxo de fluido. Nessa posição, a porta 18 é recebida entre os anéis de vedação em O 16 engatando, por meio disso, de modo selante a porta 18 para impedir o vazamento de fluido entre a porta 18 e o corpo 12. Na posição aberta, a porta 18 é movida para fora da passagem 14 abrindo, dessa forma, a passagem 14 e permitindo o fluxo de fluido. A porta 18 se move dentro de um forro protetor 22 localizado dentro do corpo 12 que pode ser fabricado a partir de polipropile- no ou outro material adequado tal como um polietileno de peso molecular ultra-alto (isto é, UHMW), politetrafluoroetileno (isto é, revestimento de Teflon®) e outros e serve para impedir o contato de metal com metal entre a porta 18 e o corpo 12 para proteger, por meio disso, a porta 18.

[014]A válvula 10 inclui adicionalmente uma forquilha 24 presa à porção superior 17 e uma haste de válvula 26 que se estende através da forquilha 24. Uma porção inferior 28 da haste de válvula 26 é presa a uma extremidade superior 30 da porta 18. Uma porção da haste de válvula 26 é rosqueada e é engatada de modo ros- queável a um atuador 32. O atuador 32 contém uma porca de haste que é girável. Conforme a porca de haste é girada, a haste de válvula 26 permanece estática. A rotação da porca de haste na direção no sentido horário ou anti-horário faz com que a porta 18 se mova entre as posições abertas e fechadas.

[015]A primeira abertura 20 inclui material de vedação 34 que é fabricado a partir de um material resiliente. Em referência à Figura 2, uma vista ampliada da junta de vedação 50 é mostrada. O material de vedação 34 tem um formato substancialmente retangular e inclui primeira 36 e segunda 38 seções laterais longitudinais e primeira 40 e segunda 42 seções de extremidade que formam um canal 44. A porta 18 se move dentro do canal 44 e desliza contra as primeira 36 e segunda 38 seções laterais e as primeira 40 e segunda 42 seções de extremidade conforme a porta 18 se move entre as posições aberta e fechada. O material de vedação 34 serve para selar a porta 18 conforme a porta 18 se move a fim de inibir o vazamento de fluido durante o uso. O material de vedação 34 pode ser fabricado a partir de um material de grau alimentício de politetrafluoroetileno (PTFE) ou outro material adequado que tem uma configuração trançada ou outra configuração.

[016]A junta de vedação 50 inclui adicionalmente primeiro 52 e segundo 54 elementos laterais de enchimento longitudinais verticalmente orientados e primeiro 56 e segundo 58 elementos de extremidade de enchimento que são associados às primeira 36 e segunda 38 seções laterais e às primeira 40 e segunda 42 seções de extremidade, respectivamente, do material de vedação 34. O primeiro 52 e o segundo 54 elementos laterais de enchimento também incluem uma porção transversal 55 associada às primeira 40 e segunda 42 seções de extremidade do material de vedação 34. Além disso, a junta de vedação 50 inclui uma pluralidade de primeiro 62 e segundo 66 elementos de garra dispostos em primeira 60 e segunda 64 fileiras formando, dessa forma, uma disposição de junta de vedação segmentada. Em uma modalidade, a primeiro 60 e a segunda 64 fileira incluem nove elementos de garra. Os primeiro 62 e segundo 66 elementos de garra são localizados acima dos primeiro 52 e segundo 54 elementos laterais de enchimento e dos primeiro 56 e segundo 58 elementos de extremidade de enchimento, respectivamente. O primeiro 62 e o segundo 66 elementos de garra incluem porções rebaixadas que juntas formam uma segunda abertura 68 para receber a porta 18.

[017]Em referência à Figura 3, a porta 18 é mostrada localizada dentro do material de vedação 34.

[018]Quando inserida no material de vedação 34, a porta 18 é delimitada pelos elementos laterais de espaçador 68, 70 e de extremidade de espaçador 56, 58. Por sua vez, os elementos laterais de espaçador 68, 70 e de extremidade de espaçador 56, 58 são delimitados pelos elementos laterais de enchimento 52, 54 e porções transversais 55. Os elementos laterais de enchimento 52, 54 e as porções transversais 55 são, então, delimitados pelas primeira 36 e segunda 38 seções laterais e pelas primeira 40 e segunda 42 seções de extremidade, respectivamente, do material de vedação 34.

[019]Em referência à Figura 4, é mostrada uma vista em seção transversal da junta de vedação 50.

[020]Um primeiro espaçador 68 é localizado entre uma primeira 72 superfície lateral da porta 18 e o primeiro elemento de enchimento 52. De modo similar, um segundo espaçador 70 é localizado entre uma segunda superfície lateral 73 da porta 18 e o segundo elemento de enchimento 54. O primeiro 68 e o segundo 70 espaça- dores podem ser fabricados a partir de UHMW ou outro material adequado e servem para impedir o contato entre a porta 18 e o primeiro 52 e o segundo 54 elementos laterais de enchimento, o primeiro 56 e o segundo 58 elementos de extremidade de enchimento (não mostrado) e o primeiro 62 e o segundo 66 elementos de garra.

[021]O primeiro 62 e 66 o segundo elementos de garra incluem primeiro 74 e segundo 75 entalhes, respectivamente. O primeiro entalhe 74 recebe as porções do primeiro elemento de enchimento 52 e do primeiro espaçador 68. O segundo entalhe 75 recebe as porções do segundo elemento de enchimento 54 e do segundo espaçador 75. Além disso, os elementos de garra 62, 66 localizados nas primeira 76 e segunda 78 extremidades das primeira 60 e segunda 64 fileiras incluem um terceiro entalhe 80 (vide Figura 5) para receber as porções dos primeiro 56 e segundo 58 elementos de extremidade de enchimento e as porções transversais 55.

[022]Os primeiro 62 e 66 segundo elementos de garra são presos á porção de topo 17 por uma montagem de prendedor 82. O primeiro 62 e 66 o segundo elementos de garra incitam uma porção correspondente dos primeiro 52 e segundo 54 elementos laterais de enchimento e dos primeiro 56 e segundo 58 elementos de extremidade de enchimento para baixo para comprimir uma porção correspondente das pri- meira 36 e segunda 38 seções laterais e das primeira 40 e segunda 42 seções de extremidade do material de vedação 34. Isso fornece uma vantagem em relação à técnica anterior, devido ao fato de que permite a compressão de porções selecionadas do material de vedação 34, em vez de todo o comprimento longitudinal do material de vedação 34, pare qualquer vazamento de fluido que ocorre naquela porção.

[023]Além disso, pelo menos um macaco de rosca 84 é engatado de modo ros- queável a cada um dentre os primeiro 62 e segundo 66 elementos de garra. Uma porção de fundo de cada macaco de rosca 84 entra em contato com a porção de topo 17. O aperto de um macaco de rosca 84 contra a porção de topo 17 fornece uma força de reação para fornecer força compressiva adicional sobre uma porção 36, 38, 40, 42 do material de vedação 34. Uma arruela 86 pode estar localizada sob cada macaco de rosca 84 para distribuir a força de contato contra a porção de topo 17.

[024]Em particular, o aperto de uma montagem de prendedor 82 selecionada exerce pressão sobre um elemento de garra 62, 66 associado que, então, exerce pressão sobre uma porção de um elemento de enchimento 52, 54, 56, 58 comprimindo, por meio disso, uma porção 36, 38, 40, 42 do material de vedação 34 que corresponde ao elemento de garra 62, 66 que é apertado. Alternativamente, a soltura de uma montagem de prendedor selecionada 82 faz com que um elemento de garra 62, 66 associado diminua a pressão sobre uma porção de um elemento de enchimento 52, 54, 56, 58 diminuindo, por meio disso, a pressão sobre uma porção 36, 38, 40, 42 correspondente do material de vedação 34.

[025]Como um resultado, o aperto excessivo do material de vedação 34 é evitado pela presente invenção, em comparação com quando uma junta de peça única é usada, aumentando, dessa forma, a vida do material de vedação e não aumentando o empuxo da válvula. Portanto, a presente invenção fornece controle aprimorado de forças de vedação localizadas. Adicionalmente, os elementos de garra individuais podem ser removidos sem interferir na necessidade de desmontagem do atuador. Além disso, os elementos de garra são mais fáceis de fabricar e requerem menos material que uma junta de peça única.

[026]Embora a invenção tenha sido descrita em conjunto com modalidades específicas, é evidente que muitas alternativas, modificações, permutações e variações se tornarão evidentes para os elementos versados na técnica à luz da descrição supracitada.

[027]Consequentemente, pretende-se que a presente invenção abranja todas as tais alternativas, modificações e variações.

Claims

1. Junta de vedação (50) para uma válvula (10), em que a válvula inclui uma porção de topo (17) para receber uma porta (18), a junta de vedação compreendendo: uma primeira seção longitudinal (36) de material de vedação (34) para selar a porta; uma segunda seção longitudinal (38) de material de vedação para selar a porta; uma primeira seção de extremidade (40) de material de vedação para selar a porta; uma segunda seção de extremidade (42) de material de vedação para selar a porta; um primeiro elemento lateral de enchimento (52) localizado adjacente à primeira seção longitudinal; um segundo elemento lateral de enchimento (54) localizado adjacente à segunda seção longitudinal; um primeiro elemento de extremidade de enchimento (56) localizado adjacente à primeira seção de extremidade; e um segundo elemento de extremidade de enchimento (58) localizado adjacente à segunda seção de extremidade; CARACTERIZADA pelo fato de que a junta de vedação (50) compreende adicionalmente uma pluralidade de elementos de garra (62, 66) localizados adjacentes ao primeiro e segundo elementos laterais de enchimento e o primeiro e segundo elementos de extremidade de enchimento, em que os elementos de garra localizados adjacentes aos primeiro e segundo elementos de extremidade de enchimento incluem uma porção rebaixada e a pluralidade de elementos de garra formam em conjunto uma abertura para receber a porta, em que a pluralidade de elementos de garra fornecem pressão em porções selecionadas dos primeiro e segundo elementos laterais de enchimento e os primeiro e segundo elementos de extremidade de enchimento para comprimir porções selecionadas correspondentes da primeira e segunda seções longitudinais e as primeira e segunda seções de extremidade de material de vedação.

2. Junta de vedação, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui adicionalmente pelo menos uma montagem de prendedor (82), em que a pelo menos uma montagem de prendedor prende cada elemento de garra à porção de topo.

3. Junta de vedação, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui adicionalmente pelo menos um macaco de rosca (84) localizado adjacente à pelo menos uma montagem de prendedor (82) para fornecer pressão para os elementos de garra (62, 66).

4. Junta de vedação, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui adicionalmente um primeiro espaçador (68) localizado entre o primeiro elemento lateral de enchimento e a porta, e um segundo espaçador (70) localizado entre o segundo elemento lateral de enchimento e a porta.

5. Junta de vedação, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui adicionalmente um primeiro entalhe (74) em um ou mais da pluralidade de elementos de garra (62) para receber uma porção do primeiro elemento lateral de enchimento (52) e do primeiro espaçador (68) e um segundo entalhe (75) em um segundo da pluralidade de elementos de garra (66) para receber uma porção do segundo elemento lateral de enchimento (54) e de um segundo espaçador (70).

6. Junta de vedação, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui adicionalmente uma porção transversal (55) firmemente fixada a cada extremidade axial dos primeiro e segundo elementos laterais de enchimento (52, 54), em que cada da pluralidade de elementos de garra inclui um terceiro entalhe (80) para receber as porções dos primeiro e segundo elementos de extremidade de enchimento e as porções transversais dos primeiro e segundo elementos laterais de enchimento.

7. Válvula de guilhotina (10), CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: um corpo de válvula (12) que tem uma porção de topo para receber uma porta (18) e uma passagem para fluido; a porta (18) móvel entre uma posição fechada para fechar a passagem e uma posição aberta para abrir a passagem para permitir o fluxo de fluido; e uma junta de vedação (50) como definida na reivindicação 1.

8. Válvula de guilhotina, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui adicionalmente pelo menos uma montagem de prendedor sendo que a pelo menos uma montagem de prendedor prende cada elemento de garra à porção de topo.

9. Válvula de guilhotina, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui adicionalmente pelo menos um macaco de rosca localizado adjacente à pelo menos uma montagem de prendedor para fornecer pressão para os elementos de garra.

10. Válvula de guilhotina, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui adicionalmente um primeiro espaçador localizado entre o primeiro elemento lateral de enchimento e a porta, e um segundo espaçador localizado entre o segundo elemento lateral de enchimento e a porta.

11. Válvula de guilhotina, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui adicionalmente um primeiro entalhe em um da pluralidade de elementos de garra para receber uma porção do primeiro elemento lateral de enchimento e do primeiro espaçador e um segundo entalhe em um segundo da pluralidade de elementos de garra para receber uma porção do segundo elemento lateral de enchimento e de um segundo espaçador.

12. Válvula de guilhotina, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui adicionalmente uma porção transversal firmemente fixada a cada extremidade axial dos primeiro e segundo elementos laterais de enchimento, em que cada da pluralidade de elementos de garra inclui um terceiro entalhe para receber as porções dos primeiro e segundo elementos de extremidade de enchimento e as porções transversais dos primeiro e segundo elementos laterais de enchimentos.