BR112015015799B1

BR112015015799B1 - Válvula de gaveta

Info

Publication number: BR112015015799B1
Application number: BR112015015799-8A
Authority: BR
Inventors: Jon B. Kahn; Fabio Okamoto Tanaka; Rick C. Hunter
Original assignee: Vetco Gray, Inc
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2021-12-07
Also published as: NO346503B1; US20140183392A1; BR112015015799A2; SG11201505139PA; NO20150757A1; BR112015015799B8; US9897215B2; GB2523053A; US20140183393A1; US20140183396A1; WO2014106231A1; US9759334B2; GB201510500D0; GB2523053B

Abstract

VÁLVULA DE GAVETA. A presente invenção refere-se a uma válvula de gaveta (17) que compreende: um corpo de válvula (28) que tem uma passagem de fluxo (22) que se estende a partir do mesmo; uma gaveta (16) que tem uma abertura (18), em que a gaveta (16) é localizada na passagem de fluxo (22) e tem uma posição aberta na qual a abertura (18) é alinhada com a passagem de fluxo (22), e uma posição fechada na qual abertura (18) não é alinhada com a passagem de fluxo (22) e a gaveta (16) bloqueia a passagem de fluxo (22); uma haste (20) fixada à gaveta (16) e que se estende substancialmente de modo perpendicular para longe da passagem de fluxo (22), em que a haste (20) é disposta para mover a gaveta (16) entre a posição aberta e a posição fechada; uma tampa (30) fixada ao corpo de válvula (28) e que circunda substancialmente a haste (20); um anel de sede (32) posicionado entre o corpo de válvula (28) e a gaveta (16) e que delimita a passagem de fluxo (22), em que o anel de sede (32) é configurado para orientar a gaveta (16) conforme a mesma se move entre uma posição aberta e uma posição fechada; um conjunto de vedação de haste (19) entre a tampa (30) e a haste (20); e um conjunto de vedação de (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a poços de óleo e gás e, em particular, a vedações em válvulas de gaveta usadas em aplicações no campo de óleo e gás.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Válvulas de gaveta típicas usadas em conexão com operações de óleo e gás têm um corpo de válvula com uma passagem de fluxo que se estende através das mesmas. A passagem de fluxo faz interseção com uma cavidade central, onde uma gaveta está localizada. A gaveta tem uma abertura e se move entre as posições aberta e fechada. Quando na posição aberta, a abertura é alinhada com a trajetória de fluido de modo que fluido possa fluir através da mesma. De modo oposto, quando a gaveta está na posição fechada, a gaveta bloqueia a passagem de fluxo. A gaveta é fixada a uma haste que controla a posição da gaveta entre as posições aberta e fechada. Tipicamente, anéis de sede são colocados em furos rebaixados formados no corpo de válvula na interseção da passagem de fluxo e da cavidade.

[003] Uma válvula de gaveta típica pode incluir adicionalmente uma tampa que é fixada ao corpo de válvula. A tampa circunda a haste que passa a partir da cavidade central através de uma abertura de haste na tampa. Essa abertura de haste está geralmente em comunicação com a cavidade central. Consequentemente, o espaço entre a haste e a tampa deve ser vedado para evitar vazamento.

[004] Além disso, os anéis de sede geralmente têm vedações de sede que vedam os anéis de sede ao corpo de válvula. Tais vedações de sede impedem a entrada de fluido a partir da cavidade central para a passagem de fluxo a jusante. Quando a gaveta está aberta, as vedações de sede ajudam a manter as sedes centralizadas nos bolsos das mesmas e minimizam a entrada de areia e detritos na cavidade central. Quando a gaveta está fechada, fluido fluirá para além do anel de sede a montante e para dentro da cavidade central. As vedações de sede do anel de sede a jusante impedem que esse fluido passe entre o anel de sede a jusante e o corpo de válvula para dentro da passagem de fluxo a jusante. Através do posicionamento de anéis de sede em ambos os lados da gaveta, a válvula de gaveta pode ser usada para fluxo de fluido bidirecional, devido ao fato de que independentemente da direção que o fluido flua, sempre há um anel de sede que tem vedações de sede no lado a jusante da gaveta.

[005] Haste elastomérica e vedações de sede têm sido usadas na indústria. Entretanto, visto que vedações elastoméricas não têm a longevidade necessária, especialmente em ambientes corrosivos ou a capacidade para suportar altas temperaturas e pressões, vedações de metal se tornaram populares. Vedações de metal, entretanto, têm seus próprios problemas, que incluem desgaste prematuro, dano para as superfícies de vedação e capacidade de vedação insuficiente sob certas condições.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[006] É descrito no presente documento uma válvula de gaveta para uso em aplicações no campo de óleo. A válvula de gaveta inclui um corpo de válvula que tem uma passagem de fluxo que se estende através do mesmo. Uma gaveta que tem uma abertura é posicionada para fazer interseção com a passagem de fluxo. Na posição aberta da mesma, a abertura da gaveta se alinha com a passagem de fluxo. De modo oposto, na posição fechada da mesma, a gaveta bloqueia a passagem de fluxo. A gaveta é controlada por uma haste que é fixada à gaveta e que move a gaveta entre as posições aberta e fechada. A válvula de gaveta também inclui uma tampa e um par de anéis de sede. A tampa é fixada ao corpo de válvula e circunda substancialmente a haste. Os anéis de sede são posicionados entre o corpo de válvula e a gaveta e delimitam a passagem de fluxo.

[007] A válvula de gaveta inclui adicionalmente dois conjuntos de vedação com múltiplas válvulas que incluem um conjunto de vedação de haste e um conjunto de vedação de sede. Em certas realizações, o conjunto de vedação de haste inclui um corpo de cartucho e vedações múltiplas que incluem uma vedação de haste de metal primária, uma vedação de haste secundária e uma vedação de haste de metal terciária. Em realizações alternativas, o conjunto de vedação de haste pode incluir duas, ao invés de três, vedações, dependendo de fatores, tais como custo e exigências de confiabilidade. Cada vedação é configurada para ajudar a vedar o espaço entre a haste e a tampa. Juntas, as vedações de haste primária, secundária e terciária formam um sistema redundante que mantém uma interface vedada entre a haste e a tampa, mesmo se alguma das vedações falhar. Além disso, o conjunto de vedação de sede pode incluir uma linha de verificação que conecta de modo fluido o conjunto de vedação de haste ao ambiente através da tampa. A linha de verificação é configurada para permitir que quaisquer fluidos que vazem para dentro do conjunto de vedação de haste escapem para o ambiente. Vedações de linha de verificação podem ser fornecidas para criar vedação entre o corpo de cartucho e a tampa, o que, desse modo, impede o contrafluxo de fluidos a partir do ambiente para dentro do conjunto de vedação de haste.

[008] O conjunto de vedação de sede inclui de modo similar uma vedação de sede de metal primária, uma vedação de sede secundária e uma vedação de sede de metal terciária. Cada vedação é configurada para ajudar a vedar o espaço entre o anel de sede e o corpo de válvula. Juntas, as vedações de sede primária, secundária e terciária formam um sistema redundante que mantém uma interface vedada entre o anel de sede e o corpo de válvula, mesmo se alguma das vedações falhar. Em realizações alternativas, o conjunto de vedação de sede pode incluir duas, ao invés de três, vedações, dependendo de fatores, tais como custo e exigências de confiabilidade.

[009] Em adição às vedações de sede, também é fornecido um separador de areia entre o anel de sede e o corpo de válvula adjacente à passagem de fluxo. O separador de areia tem um braço de separação que é mantido em contato com o corpo de válvula por uma mola inclinada. O propósito do separador de areia é para impedir que areia ou outras partículas sólidas entrem no espaço entre o anel de sede e o corpo de válvula onde as mesmas podem danificar as vedações ou gerar outros problemas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[010] A presente tecnologia será mais bem compreendida mediante a leitura da descrição detalhada a seguir de realizações não limitativas da mesma e mediante exame dos desenhos anexos, em que: a Figura 1 é uma vista em corte transversal lateral de um conjunto de válvula de gaveta que inclui um conjunto de vedação de haste com múltiplas válvulas e um conjunto de vedação de sede com múltiplas válvulas de acordo com uma realização da presente tecnologia; a Figura 2 é uma vista em corte transversal lateral ampliada do conjunto de vedação de haste com múltiplas válvulas que corresponde à área 2 na Figura 1; a Figura 3 é uma vista em corte transversal lateral ampliada da vedação de haste primária que corresponde à área 3 na Figura 2; a Figura 3A é uma vista em corte transversal ampliada da primeira perna de vedação de haste primária de acordo com uma realização alternativa da presente tecnologia; a Figura 4 é uma vista em corte transversal lateral ampliada da vedação de haste secundária que corresponde à área 4 na Figura 2; a Figura 4A é uma vista em corte transversal lateral ampliada da segunda perna de vedação de haste secundária de acordo com uma realização alternativa da presente tecnologia; a Figura 5 é uma vista em corte transversal lateral ampliada da vedação de haste terciária que corresponde à área 5 na Figura 2; a Figura 6 é uma vista em corte transversal lateral ampliada das vedações de linha de verificação que corresponde à área 6 na Figura 2; a Figura 7 é uma vista em corte transversal lateral do corpo de válvula, anéis de sede e gaveta de acordo com uma realização da presente tecnologia, que inclui o conjunto de vedação de sede com múltiplas válvulas; a Figura 8 é uma vista em corte transversal lateral ampliada de uma porção de um anel de sede e a gaveta que corresponde à área 8 na Figura 7; a Figura 9 é uma vista em corte transversal lateral ampliada do conjunto de vedação de sede com múltiplas válvulas que corresponde à área 9 na Figura 7; a Figura 10 é uma vista em corte transversal lateral ampliada da vedação de sede primária que corresponde à área 10 na Figura 9; a Figura 11 é uma vista em corte transversal lateral ampliada da vedação de sede secundária que corresponde à área 11 na Figura 9; a Figura 12 é uma vista em corte transversal lateral ampliada da vedação de sede terciária que corresponde à área 12 na Figura 9; a Figura 13 é uma vista em corte transversal lateral ampliada do separador de areia que corresponde à área 13 na Figura 9; e a Figura 14 é uma vista em perspectiva ampliada do braço de separação do separador de areia da Figura 13.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[011] Os aspectos, recursos e vantagens supracitados da presente tecnologia serão compreendidos mais profundamente ao levar em consideração a descrição de realizações preferenciais e desenhos anexos a seguir, em que numerais de referência semelhantes representam elementos semelhantes. Mediante descrição das realizações preferenciais da tecnologia ilustrada nos desenhos anexos, terminologia específica será usada por uma questão de clareza. Entretanto, a tecnologia não tem a intenção de se limitar aos termos específicos usados, e deve-se compreender que cada termo específico inclui equivalentes que operam em um modo similar para atingir um propósito similar.

[012] A Figura 1 mostra uma vista em corte transversal lateral de um conjunto de válvula de gaveta 17 de acordo com uma realização da presente tecnologia, que inclui um conjunto de vedação de haste com múltiplas válvulas 19 e um conjunto de vedação de sede com múltiplas válvulas 14. O conjunto de válvula de gaveta 17 inclui uma gaveta 16 com uma abertura 18. A gaveta 16 é fixada a uma haste 20, e se move em uma cavidade central 15 de um corpo de válvula 28. A cavidade central 15 é perpendicular a e faz interseção com uma passagem de fluxo 22 através da qual fluido pode fluxo.

[013] Na prática, a gaveta 16 pode ser movida entre uma posição aberta e uma posição fechada. Na Figura 1, a gaveta é mostrada em uma posição aberta para a esquerda da linha central 24, e em uma posição fechada para a direita da linha central 24. Como pode ser visto, quando a gaveta 16 está na posição aberta da mesma, a abertura 18 é alinhada com a passagem de fluxo 22 de modo que fluido na passagem de fluxo 22 possa passar através da abertura 18. Na posição aberta da mesma, a gaveta 16 pode ser recebida para dentro de um recesso 26 no corpo de válvula 28. De modo oposto, quando a gaveta 16 está na posição fechada da mesma, a gaveta 16 bloqueia a passagem de fluxo 22. Na posição fechada, a abertura 18 é movido para cima e para longe da passagem de fluxo 22, e a gaveta 16 se move para dentro da passagem de fluxo 22, o que desse modo obstrui o fluxo de fluido através da passagem de fluxo 22.

[014] O movimento da gaveta 16 entre uma posição aberta e uma fechada pode ser alcançado por qualquer meio apropriado. Por exemplo, a realização da Figura 1 mostra uma haste de elevação 20, que abre e fecha a gaveta 16 através do movimento da haste 20 para cima e para baixo em relação à passagem de fluxo 22. Realizações alternativas podem incluir hastes sem elevação que empregam outros muitos, tal como roscas, para elevar e abaixar a gaveta 16 sem elevar e abaixar a própria haste 20.

[015] O conjunto de válvula de gaveta 17 inclui adicionalmente uma tampa 30 montada ao corpo de válvula 28, e anéis de sede 32 localizados entre o corpo de válvula 28 e a gaveta 16. Cada junção entre a cavidade central 15 e a passagem de fluxo 22 tem um furo rebaixado 21 com uma face de extremidade 170. Cada anel de sede 32 é montado em um dos furos rebaixados 21, e é livre para mover uma quantidade limitada ao longo do eixo geométrico de cada anel de sede 32. O conjunto de vedação de haste com múltiplas válvulas 19 ajuda a fornecer uma vedação entre a haste 20 e a tampa 30. O conjunto de vedação de sede com múltiplas válvulas 14 fornece uma vedação entre cada anel de sede 32 e o corpo de válvula 28. Cada anel de sede 32 também tem uma face 34 posicionada adjacente à gaveta 16 para guiar a gaveta 16. Segue abaixo, no presente documento, uma descrição detalhada do conjunto de vedação de haste com múltiplas válvulas 19 e do conjunto de vedação de sede com múltiplas válvulas 14.

CONJUNTO DE VEDAÇÃO DE HASTE

[016] Na Figura 2 é mostrado um conjunto de vedação de haste com múltiplas válvulas 19 da presente tecnologia. O conjunto de vedação de haste com múltiplas válvulas 19 inclui uma vedação de haste primária 36, uma vedação de haste secundária 38 e uma vedação de haste terciária 40. A vedação de haste primária 36 inclui uma porção de vedação 35 e uma porção estendida 37 que se estende para longe da passagem de fluxo 22 substancialmente paralela à haste 20. Além disso, são fornecidos uma vedação de respiradouro de vazamento 42, uma vedação de câmara de atuador 44 e vedações de linha de verificação 46. As vedações de haste primária, secundária e terciária 36, 38 e 40 são executadas por um corpo de cartucho próximo 39. Conforme mostrado na Figura 2, a porção estendida 37 da vedação de haste primária 36 pode engatar o corpo de cartucho próximo 39 em uma interface rosqueada 45. O corpo de cartucho próximo 39 pode incluir uma vedação de tampa secundária 49 configurada para vedar contra uma superfície da tampa 30.

[017] Em algumas realizações, a haste 20 pode incluir uma protuberância de haste 192 que engata uma superfície 193 da tampa 30 quando a gaveta está na posição aberta, conforme mostrado na Figura 1. Em tais realizações, o engate entre a protuberância de haste 192 e a superfície 193 da tampa 30 cria uma vedação de sede traseira que está mais próxima à passagem de fluxo 22 que o conjunto de vedação de haste 19. A protuberância de haste 192 pode ser feita de metal, de modo que a mesma seja resistente à corrosão e tenha rigidez estrutural. A inclusão de tal vedação de sede traseira adiciona redundância para o sistema, que desse modo reduz adicionalmente o risco de vazamentos entre a haste 20 e a tampa 30.

[018] As vedações de câmara de atuador e respiradouro de vazamento 42, 44 são executadas por um corpo de cartucho distal 41. Na realização mostrada, os corpos de cartucho proximal e distal 39, 41 são conectados um ao outro em uma interface de cartucho 43, com o corpo de cartucho distal 41 por circundar parcialmente uma porção do corpo de cartucho próximo 39. Os corpos de cartucho proximal e distal 39, 41 são segurados juntos dentro do conjunto de válvula de gaveta 17 pelas cargas de compressão que agem no conjunto de vedação de haste 19 por cima e por baixo. Em algumas realizações, entretanto, os corpos de cartucho proximal e distal 39, 41 podem ser integrais um com o outro, e formar um único corpo de cartucho. Além disso, o corpo de cartucho distal 41 pode ser engatado por rosqueamento com a tampa 30 em uma interface 65. Também incluso na realização da Figura 1 está um espaçador anular 47, posicionado entre a vedação de haste secundária 38 e a vedação de haste terciária 40, e que se estende para dentro de uma cavidade atrás da vedação de haste terciária 40. O espaçador anular 47 tem uma extremidade inferior 33 que cabe no espaço anular entre a porção estendida 37 da vedação de haste primária 36 e a haste 20. Um propósito do espaçador anular 47 é para reprimir movimento axial da vedação de haste secundária 38 através do fornecimento de uma barreira para movimento da vedação de haste secundária 38 em direção à vedação de haste terciária 40. Em realizações alternativas, o espaçador anular 47 poderia ser substituído com qualquer mecanismo que tenha a capacidade de ajudar a manter um movimento relativo da vedação de haste secundária 38 e da vedação de haste terciária 40. Por exemplo, o espaçador anular 47 poderia ser substituído com um anel trava (não mostrado).

[019] O conjunto de vedação de haste com múltiplas válvulas 19 é modelado para fornecer um sistema de falhas múltiplas para reter fluidos pressurizados abaixo do conjunto de vedação de haste com múltiplas válvulas 19, e para impedir que tais fluidos passem entre o conjunto de vedação de haste 19 e a haste 20. Cada das vedações de haste primária, secundária e terciária 36, 38, 40 tem uma estrutura diferente, conforme descrito em detalhe abaixo, e cada fornece uma vedação segura contra a haste 20 do conjunto de válvula de gaveta 17. Cada vedação é estruturalmente independente das outras vedações, e tem capacidade de vedar o espaço entre o conjunto de vedação de haste 19 e a haste 20 independente das outras vedações. Além disso, juntas, essas vedações fornecem uma redundância que mantém a integridade da interface entre o conjunto de vedação de haste com múltiplas válvulas 19 e a haste 20, mesmo se uma ou duas das vedações falhar.

[020] As Figuras 1 e 2 também mostram portas de teste 194, 195, 196, 197, e 198, que permitem que fluido pressurizado seja introduzido no conjunto de vedação de haste 19 para o propósito de testar as vedações e interfaces do conjunto de vedação de haste 19. Por exemplo, a porta de teste 195 fornece uma trajetória de fluido a partir do lado de fora da tampa 30 para dentro da área abaixo da vedação de haste primária 36, o que desse modo permite que a integridade da vedação de haste primária 36 seja diretamente testada. De modo similar, as portas de teste 194 e 196 permitem a introdução de fluido pressurizado para abaixo da vedação de haste secundária 38, o que desse modo permite que a integridade da vedação de haste secundária 38 seja diretamente testada. A combinação de vedações de haste estruturalmente independentes 36, 38 e 40, e as portas de teste, é beneficial devido ao fato de que permite o teste independente das vedações 36, 38 e 40, assim como interfaces em torno do conjunto de vedação de haste 19. Tal teste independente das vedações 36, 38 e 40 simplifica o processo de qualificar as vedações para cumprir exigências de uma terceira parte, tal como regulações governamentais e exigências de clientes. A produção de válvulas pode não incorporar essas portas de teste.

[021] Na Figura 3 é mostrada a porção de vedação 35 da vedação de haste primária 36. A porção de vedação 35 da vedação de haste primária 36 é substancialmente em formato de U, e é posicionada entre a tampa 30 e a haste 20. Uma primeira perna de vedação de haste primária 48 se estende para baixo substancialmente adjacente à haste 20, e uma segunda perna de vedação de haste primária 50 se estende para baixo substancialmente adjacente à tampa 30. Na prática a área 52 entre a primeira e a segunda pernas de vedação de haste primária 48, 50 preenche com fluido pressurizado, e o fluido pressurizado exerce forças de pressão FP para fora a partir da área 52, que inclui contra a primeira e a segunda pernas de vedação de haste primária 48, 50. A primeira perna de vedação de haste primária é dinâmica, de modo que como as forças de pressão FP atuam na primeira perna de vedação de haste primária 48, a mesma é empurrada para dentro do engate vedado com a haste 20 de modo que nenhum fluido possa passar entre a vedação de haste primária 36 e a haste 20. Em algumas realizações, a primeira perna de vedação de haste primária 48 pode ser resiliente e inclinada contra a haste 20 mesmo antes da pressão hidrostática ser aplicada. A segunda perna de vedação de haste primária 50 é estática, e pode ter um corte transversal mais espesso que a primeira perna de vedação de haste primária 48. A segunda perna de vedação de haste primária 50 é configurada para vedar contra a tampa 30 de modo que nenhum fluido possa passar entre a vedação de haste primária 36 e a tampa 30. Em realizações alternativas (não mostrado), a porção de vedação 35 da vedação de haste primária 36 pode ser simétrica, em que tanto a primeira como a segunda pernas de vedação de haste primária 48, 50 são dinâmicas.

[022] A porção de vedação 35 da vedação de haste primária 36 tem uma superfície de engate de haste 54 que é substancialmente reta em uma direção axial, que circunda a haste 20 e que é posicionada adjacente à haste 20. Tal disposição é vantajosa devido ao fato de que permite a transmissão das forças de pressão FP através da superfície de engate de haste 54 e para dentro da haste 20 ao longo de todo o comprimento da porção de vedação 35 da vedação de haste primária 36. Desse modo, a haste 20 apoia a vedação de haste primária 36. Esse modelo está em contraste para outros modelos de vedação conhecidos, muitos dos quais incluem uma superfície de vedação de haste próxima à haste 20 que se afunila para longe da haste 20 ao longo de parte do comprimento da vedação. Tais modelos afunilados podem ser problemáticos devido ao fato de que os mesmos podem levar a altos estresses na primeira perna de vedação de haste primária 48, que podem, por sua vez, levar à falha da vedação. No modelo da presente tecnologia, tais estresses são minimizados, o que, desse modo, eleva a confiabilidade da primeira vedação de haste primária 36, assim como eleva a quantidade de pressão que a primeira vedação de haste primária 36 pode suportar. Além disso, a vedação de haste também deve suportar as pressões de teste hidráulico que testa a segurança da válvula. Essas pressões podem ser de 1,25 a 1,5 vezes a pressão de operação classificada da válvula.

[023] Em certas realizações, tal como a mostrada na Figura 3, a superfície de engate de haste 54 da primeira vedação de haste primária 36 pode ter um revestimento de vedação de haste primária 60. Opcionalmente, um revestimento similar (não mostrado) pode ser aplicado a uma superfície de engate de tampa 80 da primeira vedação de haste primária 36. O revestimento de vedação de haste primária 60 pode ser um material resistente a alta temperatura, tal como, por exemplo, polietercetonacetona (PEKK), ou outro material similar. O revestimento também pode ser não polimérico, tal como um revestimento de carboneto de tungstênio, ou um revestimento de carbono tipo diamante, ou ambos. O fornecimento do revestimento de vedação de haste primária 60 é vantajoso devido ao fato de que o mesmo permite que a vedação de haste primária 36 vede contra a haste 20 e a tampa 30 com uma quantidade diminuída de pressão de contato em comparação a vedações sem tal revestimento. Além disso, a própria primeira vedação de haste primária 36 pode ser feita de metal, de modo que a vedação entre a vedação de haste primária 36 e a haste 20 e a tampa 30 seja uma vedação de metal, que tem somente o revestimento de vedação de haste primária 60 entro os mesmos. Isso é vantajoso devido ao fato de que vedações de metal podem suportar temperaturas e pressões mais altas que polimérico ou plástico vedações poliméricas ou plásticas. Além disso, vedações de metal são mais resistentes à corrosão, e mais estruturalmente robustas.

[024] Em certas realizações, tal como a mostrada na Figura 3A, a superfície de engate de haste da primeira perna de vedação de haste primária 48 pode ter reentrâncias 63. Entre as reentrâncias 63 estão pontos de contato 65. A combinação de reentrâncias 63 e pontos de contato 65 aprimora a capacidade de vedação da primeira perna de vedação de haste primária 48 contra a haste 20. Por exemplo, em realizações que faltam reentrâncias 63, conforme a força Fp empurra a primeira perna de vedação de haste primária 48 contra a haste 20, a força Fp é distribuída ao longo de toda a superfície de engate de haste 54. Desse modo, toda a superfície de engate de haste 54 cria uma vedação contra a haste 20. Na realização mostrada na Figura 3A, entretanto, somente os pontos de contato 65 fazem contato com a haste 20. Isso significa que, sobre a porção da superfície de engate de haste que tem reentrâncias 63 e pontos de contato 65, toda a força Fp está concentrada nos pontos de contato 65. Visto que a área de superfície dos pontos de contato 65 que engatam a haste 20 é pequena, cada ponto de contato 65 é pressionado contra a haste 20 com mais força que seria aplicada no mesmo lugar na ausência das reentrâncias 63. Essa força localizada adicional entre os pontos de contato 65 aprimora a vedação entre a superfície de engate de haste 54 e a haste 20.

[025] Embora a Figura 3A mostre as reentrâncias 63 e pontos de contato 65 na primeira perna de vedação de haste primária 48 da vedação de haste primária, deve-se compreender que a descrição se aplica igualmente a vedações similares através de todo o conjunto de vedação. Por exemplo, reentrâncias e pontos de contato similares poderiam ser usados para aprimorar a vedação entre a segunda perna de vedação de haste primária 50 e a tampa 30 (mostrado na Figura 3), e entre a primeira perna de vedação de sede primária 132 da vedação de sede primária 124 contra o corpo de válvula 28 (mostrado na Figura 9).

[026] Agora, em referência à Figura 4, é mostrada a vedação de haste secundária 38, de acordo com uma realização do conjunto de vedação de haste com múltiplas válvulas 17. A vedação de haste secundária 38 é substancialmente em formato de U, que tem primeira e segunda pernas de vedação de haste secundária 62, 64. Além disso, a vedação de haste secundária 38 é posicionada entre a haste 20 e uma porção estendida 37 da vedação de haste primária 36. A vedação de haste secundária 38 inclui uma camisa de vedação de haste secundária 66 e uma mola de vedação de haste secundária 68. A mola de vedação de haste secundária 68 é posicionada dentro da camisa de vedação de haste secundária 66 e é configurada para manter uma força de mola para fora na primeira e na segunda pernas de vedação de haste secundária 62, 64, que desse modo empurra as pernas em direção a, e para dentro do engate vedado com a haste 20 e a porção estendida da vedação de haste primária 36, respectivamente. Em algumas realizações, a camisa de vedação de haste 66 pode ser feita de plástico, tal como, por exemplo, politetrafluoroetileno (PTFE), ou PTFE preenchido com 15% de carbono. A mola de vedação de haste secundária 68 pode ser feita de metal, tal como, por exemplo, Elgiloy.

[027] Em certas realizações, um anel de compensação de haste 70 pode ser fornecido para ajudar a manter a posição axial da vedação de haste secundária 38 em relação à vedação de haste primária 36. O anel de compensação de haste 70 pode incluir uma porção de base 72 e uma extensão de apoio 74. Na realização mostrada na Figura 4, a porção de base 72 é posicionada adjacente a uma superfície transversal 76 da vedação de haste primária 36, e a extensão de apoio 74 se estende a partir da porção de base 72 para cima e para dentro do espaço entre a primeira e a segunda pernas de vedação de haste secundária 62, 64. Em realizações alternativas, o anel de compensação de haste 70 pode ser integral para a vedação de haste primária 36. O anel de compensação de haste 70 funciona para impedir que a vedação de haste secundária 38 a partir mova para baixo em relação à vedação de haste primária 36, devido ao fato de que como a vedação de haste secundária 38 se move para baixo, a mola de vedação de haste secundária 68 faz contato com o topo da extensão de apoio 74 do anel de compensação de haste 70. O anel de compensação de haste 70 é impossibilitado de mover para baixo devido ao fato de que a porção de base 72 faz contato com a superfície transversal 76 da vedação de haste primária 36. Desse modo, o movimento para baixo da vedação de haste secundária 38 é limitado. Em algumas realizações, o anel de compensação de haste 70 pode ser feito de um material plástico. De modo alternativo, o anel de compensação de haste 70 pode ser feito de um metal, tal como Inconel, para fornecer dureza adicional, ou resistência a altas temperaturas ou pressões.

[028] Também é mostrado na Figura 4 um anel antiextrusão de haste 82, que pode ser posicionado acima da vedação de haste secundária 38 para impedir que a vedação de haste secundária 38 se remodele e sofra extrusão. Por exemplo, devido ao fato de que a vedação de haste secundária 38 é polimérica, a mesma pode ser remodelada ou reformada, quando exposta a altas temperaturas, tal como temperaturas acima de cerca de 260 °C (500 °F) a 315,56 °C (600 °F). Entretanto, em algumas aplicações, é possível que pressão irá elevar atrás da vedação de haste secundária 38 (isto é, acima da vedação de haste secundária 38, conforme mostrado nos desenhos), e irá, portanto, precisar escapar por passar em torno da vedação de haste secundária 38 em direção à passagem de fluido 22 (isto é, para abaixo da vedação de haste secundária 38, conforme mostrado nos desenhos). Se a vedação de haste secundária 38 se reforma sob alto calor, a mesma pode formar uma vedação para cima entre a porção estendida 37 da vedação de sede primária 36 e a haste 20, vedação para cima que iria impedir que a pressão atrás da vedação de haste secundária 38 escape. Isso poderia danificar, ou mesmo destruir, a vedação de haste secundária 38. Para impedir tal reforma da vedação de haste secundária 38, o anel antiextrusão de haste 82 tem uma superfície inferior 88 que é posicionado adjacente a e pode circundar parcialmente uma superfície superior 90 da camisa de vedação de haste secundária 66. O engate da superfície inferior 88 do anel antiextrusão de haste 82 com a superfície superior 90 da camisa de vedação de haste secundária 66 limita ou impede a reformação da vedação de haste secundária 38.

[029] O anel antiextrusão de haste 82 também inclui uma alça de protuberância 84 em um diâmetro externo do mesmo, e que delimita parcialmente a porção estendida 37 da vedação de haste primária 36. A alça de protuberância 84 força o contato intermitente com a superfície estendida 37. O engate da alça de protuberância 84 é modelado para manter um vão 51 entre o anel antiextrusão de haste 82 e a porção estendida 37 da vedação de haste primária 36 de modo que o anel antiextrusão 82 não vede contra a porção estendida 37 da vedação de haste primária 36. O propósito do vão 51 é para fornecer um caminho para pressão atrás do anel antiextrusão de haste 82 para escapar em torno do anel 82.

[030] A Figura 4A mostra um perfil externo da segunda perna de vedação de haste secundária 64 quando a camisa de vedação de haste secundária 66 não está disposta entre a porção estendida 37 da vedação de haste primária 36 e a haste 20. Como pode ser visto, a extremidade 64a da segunda perna de vedação de haste secundária 64 pode afunilar para fora e ter um diâmetro externo expandido. Desse modo, a extremidade da segunda perna de vedação de haste secundária 64 pode ser mais grossa que outras porções da segunda perna de vedação de haste secundária 64. Essa espessura elevada ajuda a aumentar a vedação entre a segunda perna de vedação de haste secundária 64 e a porção estendida 37 da vedação de haste primária 36.

[031] Em algumas realizações, a extremidade 64a da segunda perna de vedação de haste secundária 64 também pode ter sulcos 67 na superfície da mesma. Na realização mostrada na Figura 4A, esses sulcos 67 delimitam a segunda perna de vedação secundária 64. Os sulcos 67 servem para elevar a capacidade de vedação da segunda perna de vedação de haste secundária 64 contra a porção estendida 37 da vedação de haste primária 36 através da eliminação de canais que podem ser usados por fluidos para passar entre a segunda perna de vedação de haste secundária 64 e a porção estendida 37 da vedação de haste primária 36.

[032] Por exemplo, durante a fabricação e usinagem das camisas de vedação de haste convencional, as camisas de vedação de haste podem ser viradas em um torno conforme o perfil externo das camisas de vedação de haste são cortados. Conforme a ferramenta de corte fixada ao torno se move ao longo da superfície das camisas de vedação de haste a partir da extremidade 64a representativa da segunda perna de vedação de haste secundária 64 em direção à superfície superior 90, ou vice-versa, a ferramenta pode deixar um sulco contínuo bem pequeno na superfície externa das camisas de vedação, similar a um rosqueamento bem raso. Em funcionamento, o sulco bem pequeno pode, às vezes, criar uma passagem, em que fluido abaixo da vedação pode seguir para vazar para além da vedação, mesmo quando a vedação é energizada e a segunda perna de vedação de haste é plenamente engatada. Na presente tecnologia, estoque de material é deixado no diâmetro interno da perna de vedação de haste 64, e a máquina tira talhos de um formato e profundidade definido, o que desse modo forma sulcos 67. Os sulcos 67 são mais profundos que essa sobra de sulco bem raso resultante do processo de fabricação, e interrompe o fluxo de fluido para além da vedação. Nesse caminho os sulcos 67 aumentam a capacidade de vedação da segunda perna de vedação de haste secundária 64.

[033] Embora a Figura 4A mostre a extremidade 64a da perna de vedação de haste secundária 64, que inclui sulcos 67, deve-se compreender que a descrição se aplica igualmente às extremidades da primeira perna de vedação de haste secundária 62, primeira e segunda pernas de vedação de linha de verificação 104, 106 (mostrado na Figura 6), e primeira e segunda pernas de vedação de linha de verificação 142, 144 (mostrado na Figura 11), assim como quaisquer outras vedações similares.

[034] A Figura 5 mostra a vedação de haste terciária 40, que inclui uma perna de vedação de haste terciária 92 adjacente à haste 20. Na realização mostrada, a vedação de haste terciária 40 é integral ao corpo de cartucho distal 41. Um propósito da vedação de haste terciária 40 é de fornecer uma vedação adicional entre a tampa 30 e a haste 20 no caso de as vedações primária e secundária serem inadequadas. A vedação de haste terciária 40 funciona de modo similar à vedação de haste primária 36 em que, se fluido pressurizado entra na área 94 no interior da perna de vedação de haste terciária 92, o fluido pressurizado irá exercer uma força de pressão FP contra a perna de vedação de haste terciária 92. Conforme a força de pressão FP atua na perna de vedação de haste terciária 92, a mesma é empurrada para dentro do engate vedado com a haste 20 de modo que nenhum fluido possa passar entre a vedação de haste terciária 40 e a haste 20. A área adjacente à perna de vedação de haste terciária 92 é pelo menos parcialmente preenchida pelo espaçador anular 47. Conforme mostrado na Figura 2, e discutido acima, o propósito do espaçador anular 47 é para manter a posição axial da vedação de haste secundária 38. Para isso, o fundo 53 do espaçador anular 47 é posicionado próximo ao anel antiextrusão de haste 82, que faz contato com a superfície superior 90 da camisa de vedação de haste, enquanto o topo 55 do espaçador anular 47 faz contato com a superfície do corpo de cartucho distal 41 adjacente à vedação de haste terciária 40.

[035] Similar à vedação de haste primária 36, a vedação de haste terciária 40 também pode ter uma superfície de engate de haste 96 que é substancialmente reta conforme mostrado nos desenhos. A superfície de engate de haste 96 circunda, e é substancialmente coaxial com a haste 20, e é posicionada adjacente à haste 20. Tal disposição é vantajosa devido ao fato de que a mesma permite a transmissão da força de pressão FP através da superfície de engate de haste 96 e para dentro da haste 20 ao longo de todo o comprimento da vedação de haste terciária 40. Desse modo, a haste 20 apoia a vedação de haste terciária 40. Conforme discutido acima em relação à vedação de haste primária 36, esse modelo está em contraste com modelos de vedação conhecidos, muitos dos quais incluem uma superfície de vedação de haste que se afunila para longe da haste 20 ao longo de parte do comprimento da vedação. Tais modelos afunilados podem ser problemáticos devido ao fato de que os mesmos podem levar a altos estresses na parte superior da perna de vedação de haste terciária 92, que pode, por sua vez, levar à falha da vedação. No modelo da vedação de haste terciária 40, tais estresses são eliminados, o que, desse modo, eleva a confiabilidade da vedação de haste terciária 40, assim como eleva a quantidade de pressão que a vedação de haste terciária 40 pode suportar. Conforme mostrado na Figura 5, a porção inferior da perna de vedação de haste terciária 92 pode ter uma espessura constante, que aumenta gradualmente em direção ao topo da perna de vedação de haste terciária 92.

[036] Em certas realizações, a superfície de engate de haste 96 da vedação de haste terciária 40 pode ter um revestimento de vedação de haste terciária 102. O revestimento de vedação de haste terciária 102 pode ser um material resistente a alta temperatura, tal como, por exemplo, PEKK, ou outro material similar. A vedação de haste terciária 40 pode ser feita de metal. Isso é vantajoso devido ao fato de que vedações de metal podem suportar temperaturas e pressões mais altas que polimérico ou plástico vedações poliméricas ou plásticas. Além disso, vedações de metal são mais resistentes à corrosão, e mais estruturalmente robustas.

[037] Agora, em referência à Figura 6, são mostradas vedações de linha de verificação 46. Cada vedação de linha de verificação 46 é localizada em um lugar onde uma linha de verificação 116 se conecta ao conjunto de vedação de haste 19. Conforme melhor mostrado na Figura 1, pelo menos uma linha de verificação 116 conecta o conjunto de vedação de haste 19 ao ambiente do lado de fora da tampa, tal como, por exemplo, o oceano. O propósito da linha de verificação 116 é para permitir que fluidos que podem entrar no conjunto de vedação de haste para além de as vedações 36, 38, 40, 49 escapem através da linha de verificação 116, o que, desse modo, impede que tais fluidos entrem na câmara de ativação (não mostrado) localizada acima do conjunto de vedação de haste 19. Por exemplo, se as vedações de haste primária, secundária e terciária 36, 38, 40 falhassem, o fluido vazaria em torno de tais vedações de acordo com a trajetória 57, mostrada na Figura 2. Como pode ser visto, tal fluido fluiria através do conjunto de vedação de haste e, por último, seria canalizado através da linha de verificação 116. De modo alternativo, se o fluido fosse vazar para além da segunda perna de vedação de haste primária 50 e a vedação de tampa secundária 49, seria de acordo com trajetória 59. Como pode ser visto, tal fluido fluiria em torno do conjunto de vedação de haste e, por último, seria canalizado através da linha de verificação 116. Tipicamente tal linha de verificação 116 inclui uma válvula de verificação (não mostrado) que impede que contrafluxo de água marinha entre no conjunto de vedação de haste 19 através da linha de verificação 116. Algumas vezes, entretanto, as válvulas de verificação vazam. Consequentemente, é vantajoso fornecer vedações de linha de verificação 46 adicionais entre o corpo de cartucho próximo 39 e a tampa 30, conforme mostrado nas Figuras 2 e 6, para impedir que tal vazamento entre no conjunto de vedação de haste 19.

[038] Em referência à Figura 6, cada vedação de linha de verificação 46 é similar em estrutura para a vedação de haste secundária 38 discutida acima. Em particular, cada vedação de linha de verificação 46 é em formato de U e inclui primeira e segunda pernas de vedação de linha de verificação 104, 106. Além disso, cada vedação de linha de verificação 46 inclui uma camisa de vedação de linha de verificação 108, uma mola de vedação de linha de verificação 110, um anel de compensação de haste de vedação de linha de verificação 112 e um anel antiextrusão de haste de vedação de linha de verificação 114. A estrutura de cada desses componentes é substancialmente similar a dos componentes da vedação de haste secundária 38 correspondentes, discutidos acima em referência à Figura 4. Em particular, os anéis antiextrusão de haste de vedação de linha de verificação 114 são configurados para impedir que a vedações de linha de verificação 46 a partir de reforme sob alta temperatura, o que desse modo permite que fluido dentro do conjunto de vedação de haste 19 flua em torno das vedações de linha de verificação 46 a partir de trás e para dentro da linha de verificação 116.

[039] Em referência novamente à Figura 2, é mostrada a vedação de respiradouro de vazamento 42 e a vedação de câmara de atuador 44 do conjunto de vedação de haste com múltiplas válvulas 19. A vedação de respiradouro de vazamento 42 é ainda outra vedação reserva, com o intuito de criar vedação entre a haste 20 e o corpo de cartucho distal 41 caso as vedações primária, secundária e terciária 36, 38 e 40 falhem. Estruturalmente, é a mesma ou similar à vedação de haste secundária 38, discutida em detalhe acima. A vedação de câmara de atuador 44 também é posicionada entre a haste 20 e o corpo de cartucho distal 41, porém é revertida a partir da vedação de respiradouro de vazamento 42. A vedação de câmara de atuador 44 é disposta para impedir que fluido entre no conjunto de vedação de haste 19 a partir da câmara de ativação (não mostrado). A vedação de câmara de atuador 44 também é estruturalmente a mesma ou similar à vedação de haste secundária 38.

CONJUNTO DE VEDAÇÃO DE SEDE

[040] Na Figura 7 é mostrado um conjunto de vedação de sede com múltiplas válvulas 14 de acordo com uma realização da presente tecnologia. A disposição mostrada na Figura 7 é uma válvula de gaveta com a capacidade de fluxo bidirecional através da passagem de fluxo 22 e inclui os anéis de sede 32 que são posicionados em ambos os lados da gaveta 16 entre o corpo de válvula 28 e a gaveta 16 e que delimitam a passagem de fluxo 22. Se fluido estiver fluindo através da passagem de fluido 22 em uma direção D, a porção da passagem de fluxo 22 à direita da gaveta 16 será a passagem de fluxo a montante 22a e a porção à esquerda da gaveta 16 será a passagem de fluxo a jusante 22b. Similarmente, o anel de sede 32 e o conjunto de válvula 14 no lado a montante da gaveta 16 é o anel de sede a montante 32a e o conjunto de vedação de sede a montante 14a e aqueles no lado a jusante são o anel de sede a jusante 32b e o conjunto de vedação de sede a jusante 14b, respectivamente. Quando a gaveta 16 está fechada, o fluido é impedido de fluir diretamente entre a passagem de fluxo a montante 22a e a passagem de fluxo a jusante 22b através da abertura 18. No entanto, o fluido pode ainda contornar a gaveta 16 fluindo-se atrás do anel de sede a montante 32a, e em torno da gaveta 16 ao anel de sede a jusante 32b, conforme indicado pela trajetória 125. No entanto, o conjunto de vedação de sede a jusante 14b, localizado entre o anel de sede a jusante 32b e o corpo de válvula 28, impede que o fluido entre na passagem de fluido a jusante 22b. Se a direção do fluxo D fosse revertida, a válvula de gaveta funcionaria da mesma forma, exceto que os anéis de sede 32a, 32b e conjuntos de vedação de sede 14a, 14b a montante e a jusante seriam revertidos. Na Figura 7, a gaveta 16 é mostrada em uma posição aberta à esquerda da linha central 24, e em uma posição fechada á direita da linha central 24.

[041] Cada um dos anéis de sede 32 tem uma face 34 que é posicionada adjacente à gaveta 16 e que orienta a gaveta 16. Referindo-se à Figura 8, é mostrada uma vista ampliada de uma porção de uma face de anel de sede 34 e a superfície 118 da gaveta 16. Uma ou ambas as faces 34, 118 da face de anel de sede 32 e a gaveta 16 podem ser revestidas com um primeiro revestimento rígido 120, tal como, por exemplo, carboneto de tungstênio. Além disso, um segundo revestimento rígido 122, tal como, por exemplo, carbono-diamante, pode ser depositado no primeiro revestimento rígido 120. Na Figura 8, o primeiro revestimento rígido 120 é mostrado tanto na face 34 do anel de sede 32 quanto na superfície 118 da gaveta 16, enquanto que o segundo revestimento rígido 122 é mostrado apenas na superfície 34 do anel de sede 32. No entanto, o primeiro ou o segundo revestimentos rígidos 120, 122 podem ser aplicados a qualquer superfície, tanto sozinhos ou em combinação, conforme desejado. Um propósito dos revestimentos rígidos é estender a vida útil dos anéis de sede 32 e a gaveta 16 através da rigidez das superfícies de cada para reduzir o desgaste conforme os mesmos entram em contato e se movem em relação um ao outro. Outro propósito para o uso dos revestimentos rígidos, como o carbono-diamante, é reduzir o atrito para permitir a operação sem a lubrificação.

[042] Conforme mais bem mostrado na Figura 9, na interface entre cada um dos anéis de sede 32 e o corpo de válvula 28 está o conjunto de vedação de sede com múltiplas válvulas 14, que inclui uma vedação de sede primária 124, uma vedação de sede secundária 126 e uma vedação de sede terciária 128. Além disso, fornece-se um separador de areia 130. O conjunto de vedação de sede com múltiplas válvulas 14 é projetado para fornecer um sistema de múltiplas falhas para impedir que fluidos pressurizados passem entre os anéis de sede 32 e o corpo de válvula 28. Cada uma das vedações de sede primária, secundária e terciária 124, 126, 128 tem uma estrutura diferente, conforme descrito em detalhes abaixo, e cada uma fornece uma vedação segura entre um anel de sede 32 e o alojamento de válvula 28. Cada uma das vedações é independente, estruturalmente, das outras vedações e tem a capacidade de vedar o espaço entre cada um dos anéis de sede 32 e o corpo de válvula 28 independentes das outras vedações. Além disso, juntas essas vedações fornecem uma redundância que mantém a integridade da interface entre cada um dos anéis de sede 32 e o corpo de válvula 28, mesmo se uma ou duas vedações falharem.

[043] Na Figura 10 é mostrada uma vista ampliada da vedação de sede primária 124. A vedação de sede primária é, geralmente, em formato de U e é posicionada entre um anel de sede 32 e o corpo de válvula 28. Uma primeira perna de vedação de sede primária 132 que se estende para dentro no sentido da gaveta 16 e da haste 20 adjacente substancialmente a uma primeira superfície de vedação 138 do corpo de válvula 28. A primeira superfície de vedação 138 pode ser substancialmente cilíndrica, conforme mostrado nas Figuras 9 e 10. A primeira perna de vedação de sede primária 132 pode ter uma espessura constante e seu lado externo pode ser afunilado ou paralelo à direção do movimento para igualar com a primeira superfície de vedação 138. Uma segunda perna de vedação de sede primária 134 se estende para dentre substancialmente adjacente ao anel de sede 32 e pode constituir uma peça única com o anel de sede 32, conforme mostrado nas Figuras. 9 e 10. Alternativamente, a segunda perna de vedação de sede primária 134 pode ser coaxial com o anel de sede 32 e ter um diâmetro interno rosqueado que engata as roscas na superfície externa do anel de sede 32. Em tal invenção, uma extremidade livre da segunda perna de vedação de sede primária 134 pode se estender a partir da seção rosqueada e tem uma superfície de vedação inclinada contra a superfície externa do anel de sede. Na prática, a área 136 entre a primeira e a segunda pernas de vedação de sede primária 132, 134 preenche com fluido pressurizado e o fluido pressurizado exerce uma força de pressão FP para fora da área 136, que inclui contra a primeira e a segunda pernas de vedação de sede primária 132, 134.

[044] A primeira perna de vedação de sede primária 132 é dinâmica de modo que a força de pressão FP atue sobre a primeira perna de vedação de sede primária 132, em que a mesma é empurrada para engate vedado com primeira superfície de vedação 138 do corpo de válvula 28 de modo que nenhum fluido possa passar entre a vedação de sede primária 124 e o corpo de válvula 28. Além disso, o fornecimento de uma primeira perna de vedação de sede primária dinâmica 132 é desejado tanto devido ao fato de que isso permite que o fluido flua através da vedação por trás quando o anel de sede está no lado a montante de uma gaveta fechada, quanto permite que a vedação deslize contra o corpo de válvula conforme o anel de sede 32 se move em relação ao corpo de válvula. A segunda perna de vedação de sede primária 134 é estática e pode ter uma seção em corte mais espessa que a primeira perna de vedação de sede primária 132. Nas invenções onde a segunda perna de vedação de sede primária 134 não é integral ao anel de sede 32, a segunda perna de vedação de sede primária 134 pode ser configurada para vedar contra o anel de sede 32 de modo que nenhum fluido possa passar entre a vedação de sede primária 124 e o anel de sede 32. Em invenções alternativas (não mostrado), a vedação de sede primária 124 pode ser simétrica, tanto com a primeira quanto com a segunda pernas de vedação de sede primária 132, 134 que são dinâmicas.

[045] Em certas invenções, tal como aquela mostrada na Figura 10, a superfície da primeira perna de vedação de sede primária 132 pode ter um revestimento de vedação de sede primária 140. Opcionalmente, um revestimento similar (não mostrado) pode ser aplicado à primeira superfície de vedação 138 do corpo de válvula 28. Um revestimento de vedação de sede primária 140 pode ser um material ser um material resistente à temperatura alta, tal como, por exemplo, um PEKK, ou outro material similar. O fornecimento do revestimento de vedação de sede primária 140 é vantajoso devido ao fato de que permite que a vedação de sede primária 124 vede contra o corpo de válvula 28 com uma quantidade diminuída de pressão de contato em comparação às vedações sem tal revestimento. Além disso, devido ao fato de que as tolerâncias entre a gaveta 16, os anéis de sede 32 e o corpo de válvula 28, os anéis de sede 32 e as vedações124, 126, 128 serão movidas para frente e para trás em relação ao corpo de válvula 28 conforme as forças de pressão e a direção de fluido fluem através da válvula de gaveta mudam. O fornecimento de um revestimento de vedação de sede primária polimérico ou plástico 140 ajudará a reduzir o atrito entre a vedação de sede primária 124 e o corpo de válvula 28, portanto, permitindo tal movimento.

[046] Além disso, a primeira vedação de sede primária 124 pode ser feita de metal, de modo que a vedação entre a vedação de sede primária 124 e o corpo de válvula 28 seja uma vedação de metal que tem apenas revestimento de vedação de sede primária 140 entre os mesmos. Essa é uma vantagem devido ao fato de que as vedações de metal têm a capacidade de suportar temperaturas e pressões maiores que as vedações poliméricas ou plásticas. Além disso, as vedações de metal são mais resistentes à corrosão e mais robustas estruturalmente.

[047] Referindo-se agora à Figura 11, é mostrada a vedação de sede secundária 126, de acordo com uma invenção da presente tecnologia. A vedação de sede secundária 126 é, substancialmente, formada em U, que tem a primeira e a segunda pernas de vedação de sede secundária 142, 144. Adicionalmente, a vedação de sede secundária 126 é posicionada entre o corpo de válvula 28 e o anel de sede 32. A vedação de sede secundária 126 inclui uma camisa de vedação de sede secundária 146 e uma mola de vedação de sede secundária 148. A mola de vedação de sede secundária 148 é posicionada dentro da camisa de vedação de sede secundária 146 e é configurada para manter uma força de mola para fora sobre a primeira e a segunda pernas de vedação de sede secundária 142, 144, portanto, empurrando as pernas no sentido do, e para o engate vedado com o, corpo de válvula 28 e o anel de sede 32, respectivamente. Em algumas invenções, a camisa de vedação de sede 146 pode ser feita de plástico, tal como, por exemplo, o PTFE, ou PTFE preenchido com carbono em 15%. A mola de vedação de sede secundária 148 pode ser feita de metal, tal como, por exemplo, Elgiloy.

[048] Em certas invenções, um anel de compensação de sede 150 pode ser fornecido para ajudar a manter a posição lateral da vedação de sede secundária 126 em relação à de sede primária 124. O anel de compensação de sede 150 pode incluir uma porção de base 152 e uma extensão de sustentação 154. Na invenção mostrada na Figura 11, a porção de base 152 é posicionada adjacente a uma superfície externa 156 da vedação de sede primária 124 e a extensão de sustentação 154 se estende a partir da porção de base 152 lateralmente para dentro do espaço entre a primeira e a segunda pernas de vedação de sede secundária 142, 144. O anel de compensação de sede 150 funciona para evitar que a vedação de sede secundária 126 se mova lateralmente para dentro no sentido da vedação de sede primária 124, devido ao fato de que conforme a vedação de sede secundária 126 se move para dentro, a mola de vedação de sede secundária 144 entra em contato com a parte de topo da extensão de sustentação 154 do anel de compensação de sede 150. O anel de compensação de sede 150 próprio é impedido de se mover lateralmente para dentro devido ao fato de que a porção de base 152 entra em contato com a superfície externa 156 da vedação de sede primária 124. Desse modo, o movimento para dentro lateral da vedação de sede secundária 126 é limitado. Em algumas invenções, o anel de compensação de sede 150 pode ser feito de um material plástico. Alternativamente, o anel de compensação de sede 150 pode ser feito de um metal, tal como Inconel, para fornecer uma força adicional ou resistência a temperaturas ou pressões altas.

[049] É mostrado, também, na Figura 11 um anel antiextrusão de sede 158, que pode ser posicionado lateralmente para fora da vedação de sede secundária 126 para impedir que a vedação de sede secundária 126 seja remodelada e extrudada. Por exemplo, devido ao fato de que a vedação de sede secundária 126 é um polimérico, a mesma pode ser remodelada ou reformada quando exposta a temperaturas altas, tais como as temperaturas acima em cerca de 260 °C (500 °F) a 315,56 °C (600 °F). No entanto, quando o anel de sede 32 é posicionado adjacente ao lado a montante da passagem de fluxo 22, deseja-se permitir que fluido flua através da vedação de sede secundária 126 pela parte traseira. Se a vedação de sede secundária 126 se reformar sob uma temperatura alta, a mesma pode formar uma vedação contra tal fluxo regressivo em torno da vedação de sede secundária 126. Isso pode danificar ou mesmo destruir a vedação de sede secundária 126. Para impedir tal reformação da vedação de sede secundária 126, o anel antiextrusão de sede 158 tem uma superfície interna 164 que é posicionado adjacente a, e pode circundar parcialmente, uma superfície externa 166 da camisa de vedação de sede secundária 142. O engate da superfície interna 164 do anel antiextrusão de sede 158 com superfície externa 166 da camisa de vedação de sede secundária 142 limita ou impede a remodelação da vedação de sede secundária 126.

[050] O anel antiextrusão de sede 158 inclui, também, alças de protuberância 160, 161 que se estendem a partir de uma superfície desse e que delimitam, parcialmente, um diâmetro interno e um externo, respectivamente, do anel antiextrusão 158. O engate das alças de protuberância 160, 161 é projetado para manter os vãos 163 entre o anel antiextrusão de sede 158 e tanto o anel de sede 32 quanto o corpo de válvula 28. O propósito desses vãos153 é fornecer uma trajetória para o fluido atrás do anel antiextrusão de sede 158 para passar em torno do anel quando o anel de sede 32 estiver no lado a montante da gaveta de válvula. Em invenções alternativas, as alças de protuberância 160 podem ser localizadas apenas em um lado do anel antiextrusão de sede 158.

[051] A Figura 12 mostra a vedação de sede terciária 128 do conjunto de vedação de sede com múltiplas válvulas 14. A vedação de sede terciária 128 tem uma face de vedação plana 168 que é alinhada substancialmente paralela a uma extremidade de face 170 do furo rebaixado 21 no corpo de válvula 28. A extremidade de face 170 pode, também, ser plana. Conforme discutido acima, no uso de cada um dos anéis de sede 32 (mais bem mostrado nas Figuras 7 e 9) tem a capacidade de algum movimento lateral entre a gaveta 16 e a extremidade de face 170, cujo movimento é permitido devido ao fato de que as tolerâncias entre os componentes de válvula, tais como a gaveta 16, o anel de sede 32 e o corpo de válvula 28. Conforme o anel de sede 32 se move para longe da extremidade de face 170, o contato entre a face de vedação 168 e o corpo de válvula 28 pode ser quebrado. Em contraste, quando o anel de sede 32 se move para trás no sentido da extremidade de face 170, tal contato pode ser restabelecido. Desse modo, a vedação de sede terciária 128 é uma vedação de face que deve ser quebrada e reformada repetidamente.

[052] A face de vedação 168 da vedação de sede terciária 128 pode ter uma ou mais aletas circulares 172 que se estendem a partir da mesma. As aletas circulares 172 podem ser membros circulares contínuos concêntricos com o anel de sede 32. Conforme mostrado na Figura 12, as aletas circulares 172 podem ser espalhadas pela superfície de vedação 168. Alternativamente, as aletas circulares 172 podem ser dispostas em alguma outra configuração, tal como concentrada em uma extremidade ou a outra da superfície de vedação 168. Opcionalmente, a superfície de vedação pode ser revestida com um revestimento rígido 174, tal como, por exemplo, o carboneto de tungstênio, para proteger a superfície de vedação 168 de contato repetido com a extremidade de face 170 do furo rebaixado 21 no corpo de válvula 28. Alternativamente, a superfície de vedação pode ser revestida com um revestimento polimérico. No caso de um revestimento polimérico, no entanto, pode-se preferi remover as aletas 172 que não estão nas bordas da vedação. Além disso, a vedação de sede terciária 128 pode ser integral ao anel de sede 32.

[053] Referindo-se à Figura 13, é mostrado o separador de areia 130. O separador de areia 130 é posicionado próximo à passagem de fluxo 22, na interface entre o anel de sede 32 e o corpo de válvula 28. Um propósito do separador de areia 130 é impedir que a areia ou outras partículas sólidas entrem entre o anel de sede 32 e o corpo de válvula 28. Tal entrada de partículas sólidas pode danificar as vedações de sede 126, 128, 130 ou causar outros problemas.

[054] O separador de areia 130 inclui um braço de separação 176 com uma seção em corte com formato em L e que tem uma seção transversal 178 e uma seção de engate de corpo de válvula 180, bem como uma mola 182. O separador de areia 130 pode ser alojado em uma reentrância anular 184 dentro do anel de sede 32 que é separado da passagem de fluxo 22 por uma porção interna 181 do anel de sede 32. Conforme mais bem mostrado na Figura 14, a seção transversal 178 do braço de separação 176 é cilíndrico e a seção de engate de corpo de válvula 180 é plana e se estende substancialmente de modo perpendicular a partir da seção transversal 178. Em algumas invenções, as ranhuras 202 podem ser fornecidas em torno da circunferência da seção transversal 178. Um propósito das ranhuras 202 é permitir que a borda interna 204 da seção transversal 178 se flexione para dentro no sentido do eixo geométrico do braço de separação 176 mediante a inserção do braço de separação 176 na reentrância 184 no anel de sede 32. Tal flexão para dentro ajuda a deslizar a seção transversal 178 do braço de separação 176 através do gancho 190 no anel de sede 32 (conforme discutido em detalhes abaixo).

[055] A seção transversal 178 do braço de separação 176 é posicionada substancialmente paralela a uma superfície transversal 186 do anel de sede 32 e a seção de engate de corpo de válvula 180 é posicionada em um plano substancialmente paralelo à extremidade de face 170 do furo rebaixado 21 no corpo de válvula 28. A mola 182 pode ser uma mola de compressão que se estende dentro da reentrância anular 184 entre o anel de sede 32 e a seção de engate de corpo de válvula 180 do braço de separação 176. Um propósito da mola 182 é empurrar a seção de engate de corpo de válvula 180 do braço de separação 176 contra a superfície do corpo de válvula 28. Para este fim, a mola é comprimida parcialmente dentro da reentrância anular 184 e mantém uma força lateral constante FL sobre o braço de separação 176 de modo que o anel de sede 32 se mova no sentido ou para longe do corpo de válvula 28, conforme discutido acima, a seção de engate de corpo de válvula 180 do braço de separação 176 mantém contato constant com o corpo de válvula 28.

[056] Um orifício 183 pode ser fornecido no braço de separação 176 entre a reentrância anular 184 e uma área 185 entre o braço de separação 176 e a vedação de sede terciária 128. O propósito do orifício 183 é criar uma trajetória que permite a passagem do fluido da passagem de fluido 22 para dentro da reentrância anular 184 e através do orifício 183 à interface entre a vedação de sede terciária 128 e o corpo de válvula 28. Tal passagem de fluido impede que o braço de separação 176 vede contra o corpo de válvula 28, a qual é indesejada devido ao fato de que quando o anel de sede 32 é posicionado a montante de uma gaveta fechada 16, o fluxo de fluido em torno do anel de sede e através das válvulas pode ser necessário. Desse modo, o braço de separação 176 não veda contra o corpo de válvula 28.

[057] O braço de separação 176 do separador de areia 130 inclui também meios para limitar o movimento lateral do braço de separação 176 em relação ao anel de sede 32. Por exemplo, na invenção mostrada na Figura 13, a seção transversal 178 do braço de separação 176 pode incluir uma trava 188 posicionada para corresponder a um gancho 190 no anel de sede 32. Conforme o braço de separação 176 se move lateralmente para fora no sentido do corpo de válvula 28, a trava 188 será interceptada pelo gancho 190, que irá restringir adicionalmente o movimento lateral para fora. Essa função pode ser benéfica, por exemplo, para manter o braço de separação 176 e a mola 182 do separador de areia 32 durante a montagem e a instalação da válvula de sede 32 no corpo de válvula 28.

[058] Por toda a descrição acima, diversos revestimentos foram discutidos. Por exemplo, a vedação de haste primária revestimento 60, a vedação de haste terciária revestimento 102, os revestimentos rígidos 120, 122 sobre a face de anel de sede e a gaveta, o revestimento de vedação de sede primária 140 e a vedação de sede terciária revestimento 174, todos foram revelados. Uma invenção mais detalhada dos revestimentos que podem ser usados em conjunto com os componentes do conjunto de válvula de gaveta 17 da presente tecnologia pode ser encontrada nos Documentos de Patente nos US 7325783, US 7255328 e US 8146889, bem como nos Pedidos de Patente pendentes nos US 13/341517 e US 13/188940, em que cada um é incorporado ao presente documento em suas totalidades a título de referência.

[059] Embora a tecnologia tenha sido mostrada ou descrita em somente algumas de suas formas, deve ser evidente aos técnicos no assunto que a mesma não é limitada, porém é suscetível a várias mudanças sem se afastar do escopo da invenção. Adicionalmente, deve-se compreender que as realizações acima reveladas são meramente ilustrações dos princípios e aplicações da presente invenção. Consequentemente, diversas modificações podem ser realizadas às realizações ilustrativas e outras disposições podem ser elaboradas sem se afastar do escopo da presente invenção conforme definido pelas reivindicações anexas.

Claims

1. VÁLVULA DE GAVETA (17), caracterizada por compreender: um corpo de válvula (28) que tem uma passagem de fluxo (22) que se estende a partir do mesmo; uma gaveta (16) que tem uma abertura (18), em que a gaveta (16) é localizada na passagem de fluxo (22) e tem uma posição aberta na qual a abertura (18) é alinhada com a passagem de fluxo (22), e uma posição fechada na qual abertura (18) não é alinhada com a passagem de fluxo (22) e a gaveta (16) bloqueia a passagem de fluxo (22); uma haste (20) fixada à gaveta (16) e que se estende de modo perpendicular para longe da passagem de fluxo (22), em que a haste (20) é disposta para mover a gaveta (16) entre a posição aberta e a posição fechada; uma tampa (30) fixada ao corpo de válvula (28) e que circunda a haste (20); um anel de sede (32) posicionado entre o corpo de válvula (28) e a gaveta (16) e que delimita a passagem de fluxo (22), em que o anel de sede (32) é configurado para orientar a gaveta (16) conforme a mesma se move entre uma posição aberta e uma posição fechada; um conjunto de vedação de haste (19) entre a tampa (30) e a haste (20), em que o conjunto de vedação de haste (19) compreende: uma vedação de haste de metal acionada por pressão primária (36) que tem uma porção de vedação (35) configurada para vedar contra superfícies da haste (20) e da tampa (30) para impedir que o fluido passe entre a haste (20) e a tampa (30); uma vedação de haste acionada por pressão secundária (38) posicionada adjacente à haste (20) e mais distante da gaveta (16) que a vedação de haste primária (36), em que a vedação de haste secundária (38) é configurada para vedar contra a haste (20) se a vedação de haste primária vazar (36); e um conjunto de vedação de sede (14) entre o corpo de válvula (28) e o anel de sede (32), em que o conjunto de vedação de sede (14) compreende: uma vedação de sede de metal acionada por pressão primária (124) configurada para vedar contra uma superfície do corpo de válvula (28) para impedir que fluido passe entre o anel de sede (32) e o corpo de válvula (28); uma vedação de sede acionada por pressão secundária (126) posicionada entre o anel de sede (32) e o corpo de válvula (28), em que a vedação de sede secundária (126) é localizada mais distante da gaveta (16) que a vedação de sede primária (124) e configurada para vedar contra as superfícies do anel de sede (32) e do corpo de válvula (28); uma vedação de haste de metal terciária (40) que tem uma face de vedação plana (168) configurada para o engate de vedação com uma superfície plana (170) do corpo de válvula (28) um separador de areia (130) compreendendo um mecanismo inclinado (182) em um engate retido com o anel de sede (32), para contatar constantemente o corpo de válvula (28) para reduzir a passagem de sólidos entre o corpo de válvula (28) e o anel de sede (32), o separador de areia (130) definindo orifícios (183) que permitem a passagem do fluído, enquanto previne a passagem de partículas sólidas, o separador de areia (130) posicionado entre o anel de sede (32) e o corpo de válvula (28), e entre a passagem de fluxo (22) e a vedação de haste de metal terciária (40).

2. VÁLVULA DE GAVETA (17), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela vedação de haste de metal terciária (40) ter uma perna (92) configurada para o engate de vedação com a haste (20) e localizada mais distante da gaveta (16) que a vedação de sede primária (124) e a vedação de sede secundária (126).

3. VÁLVULA DE GAVETA (17), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo separador de areia (130) compreender: um braço de separação (176) que tem um orifício (183) dimensionado para permitir a passagem de fluidos através do orifício (183) e para impedir que as partículas sólidas de passem através do orifício (183); e uma mola (182) posicionada entre o anel de sede (32) e o braço de separação (176), em que a mola (182) é inclinada para empurrar o braço de separação (176) contra uma superfície do corpo de válvula (28).

4. VÁLVULA DE GAVETA (17), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela vedação de haste de metal acionada por pressão primária (36) ter uma porção estendida que se estende para longe da passagem de fluxo (22) paralela à haste (20) e pela vedação de haste acionada por pressão secundária (38) ser posicionada entre a haste (20) e a porção estendida da vedação de haste primária (36).

5. VÁLVULA DE GAVETA (17), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo conjunto de vedação de haste (19) compreender adicionalmente um corpo de cartucho (39) entre a tampa (30) e a haste (20), e pelas vedações de haste de metal primária, secundária e terciária (36, 38, 40) serem montadas ao corpo de cartucho (39).

6. VÁLVULA DE GAVETA (17), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo conjunto de vedação de haste (19) ser conectado de modo fluido a um ambiente fora da uma tampa (30) por uma linha de verificação, em que conjunto de vedação de haste (19) compreende adicionalmente uma vedação de linha de verificação (46) entre o corpo de cartucho (39) e a tampa (30) para impedir o contrafluxo do fluido do ambiente para dentro do conjunto de vedação de haste (19).

7. VÁLVULA DE GAVETA (17), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo corpo de cartucho (39) incluir uma vedação de tampa de metal secundária (49) configurada para vedar contra uma superfície da tampa (30) para impedir que o fluido passe entre o corpo de cartucho (39) e a tampa (30).

8. VÁLVULA DE GAVETA (17), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por compreender adicionalmente um espaçador anular (47) entre a vedação de haste secundária (38) e o corpo de cartucho (39) para impedir o movimento axial da vedação de haste secundária (38) para longe da passagem de fluxo (22).

9. VÁLVULA DE GAVETA (17) caracterizada por compreender: um corpo de válvula (28) que tem uma passagem de fluxo (22) que se estende a partir do mesmo; uma gaveta (16) que tem uma abertura (18), em que a gaveta (16) é localizada na passagem de fluxo (22) e tem uma posição aberta na qual a abertura (18) é alinhada com a passagem de fluxo (22), e uma posição fechada na qual abertura (18) não é alinhada com a passagem de fluxo (22) e a gaveta (16) bloqueia a passagem de fluxo (22); uma haste (20) fixada à gaveta (16) e que se estende de modo perpendicular para longe da passagem de fluxo (22), em que a haste (20) é disposta para mover a gaveta (16) entre a posição aberta e a posição fechada; uma tampa (30) fixada ao corpo de válvula (28) e que circunda a haste (20); um anel de sede (32) posicionado entre o corpo de válvula (28) e a gaveta (16) e que delimita a passagem de fluxo (22), em que o anel de sede (32) é configurado para orientar a gaveta (16) conforme a mesma se move entre uma posição aberta e uma posição fechada; um conjunto de vedação de haste (19) entre a tampa (30) e a haste (20), em que o conjunto de vedação de haste (19) compreende: uma vedação de haste de metal primária (36) por pressão primária que tem uma porção de vedação (35) configurada para vedar contra superfícies da haste (20) e da tampa (30) para impedir que o fluido passe entre a haste (20) e a tampa (30); uma vedação de haste secundária (38) posicionada entre a haste (20) e a vedação de haste de metal primária (36) e configurada para vedar contra superfícies da haste (20) e da vedação de haste primária (36), em que a vedação de haste secundária (38) é posicionada mais distante da passagem de fluxo (22) que a vedação de haste primária (36); uma vedação de haste de metal terciária (40) com uma perna (92) configurada para o engate de vedação com a haste (20) e posicionada mais distante da passagem de fluxo (22) que a vedação de haste primária (36) e a vedação de haste secundária (38); e um conjunto de vedação de sede (14) entre o corpo de válvula (28) e o anel de sede (32), em que o conjunto de vedação de sede (14) compreende: uma vedação de sede de metal primária (124) fixada ao anel de sede (32) e configurada para vedar contra uma superfície do corpo de válvula (28) para impedir que fluido passe entre o anel de sede (32) e o corpo de válvula (28); uma vedação de sede secundária (126) posicionada entre o anel de sede (32) e o corpo de válvula (28), configurada para vedar contra as superfícies do anel de sede (32) e do corpo de válvula (28), e posicionada mais distante da passagem de fluxo (22) que a vedação de haste primária (36); e uma vedação de sede de metal terciária (128) com uma face de vedação plana (168) configurada para o engate de vedação com uma superfície plana (170) do corpo de válvula (28) e posicionada mais distante da passagem de fluxo (22) que a vedação de sede primária (124) e a vedação de sede secundária (126); e um separador de areia (130) compreendendo um mecanismo inclinado (182) em um engate retido com o anel de sede (32), para contatar constantemente o corpo de válvula (28) para reduzir a passagem de sólidos entre o corpo de válvula (28) e o anel de sede (32), o separador de areia (130) definindo orifícios (183) que permitem a passagem do fluído, enquanto previne a passagem de partículas sólidas, o separador de areia (130) posicionado entre o anel de sede (32) e o corpo de válvula (28), e entre a passagem de fluxo (22) e a vedação de haste de metal terciária (40).

10. VÁLVULA DE GAVETA (17), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pela vedação de haste de metal terciária (40) ser integral a um corpo de cartucho (39).

11. VÁLVULA DE GAVETA (17), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo conjunto de vedação de haste (19) compreende adicionalmente um corpo de cartucho (39) entre a tampa (30) e a haste (20), e pelas vedações de haste de metal primária, secundária e terciária (36, 38, 40) serem montadas ao corpo de cartucho (39) e inseríveis como uma unidade em um espaço anular entre a tampa (30) e a haste (20).

12. VÁLVULA DE GAVETA (17), de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo conjunto de vedação de haste (19) ser conectado de modo fluido a um ambiente fora da uma tampa (30) por uma linha de verificação, em que conjunto de vedação de haste (19) compreende adicionalmente uma vedação de linha de verificação (46) entre o corpo de cartucho (39) e a tampa (30) para impedir o contrafluxo do fluido do ambiente para dentro do conjunto de vedação de haste (19).

13. VÁLVULA DE GAVETA (17), de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo corpo de cartucho (39) incluir uma vedação de tampa de metal secundária (49) configurada para vedar contra uma superfície da tampa (30) para impedir que o fluido passe entre o corpo de cartucho (39) e a tampa (30).

14. VÁLVULA DE GAVETA (17), caracterizada por compreender: um corpo de válvula (28) que tem uma passagem de fluxo (22) que se estende a partir do mesmo; uma gaveta (16) que tem uma abertura (18), em que a gaveta (16) é localizada na passagem de fluxo (22) e tem uma posição aberta na qual a abertura (18) é alinhada com a passagem de fluxo (22), e uma posição fechada na qual abertura (18) não é alinhada com a passagem de fluxo (22) e a gaveta (16) bloqueia a passagem de fluxo (22); uma haste (20) fixada à gaveta (16) e que se estende de modo perpendicular para longe da passagem de fluxo (22), em que a haste (20) é disposta para mover a gaveta (16) entre a posição aberta e a posição fechada; uma tampa (30) fixada ao corpo de válvula (28) e que circunda a haste (20) e que envolve um espaço anular entre a tampa (30) e a haste (20); um anel de sede (32) posicionado entre o corpo de válvula (28) e a gaveta (16) e que delimita a passagem de fluxo (22), em que o anel de sede (32) é configurado para orientar a gaveta (16) conforme a mesma se move entre uma posição aberta e uma posição fechada; um conjunto de vedação de haste (19) que inclui um corpo de cartucho (39) que se encaixa no espaço anular entre a tampa (30) e a haste (20), em que o conjunto de vedação de haste (19) é conectado de modo fluido a um ambiente fora da tampa (30) por uma linha de verificação, em que a linha de verificação é configurada para permitir que o fluido dentro do conjunto de vedação de haste (19) escape através da tampa (30) ao ambiente, em que o conjunto de vedação de haste (19) compreende: uma vedação de haste de metal primária (36) montada ao corpo de cartucho (39) e que tem uma porção de vedação (35) e uma porção estendida (37), em que a porção de vedação (35) é configurada para vedar contra as superfícies da haste (20) e da tampa (30) para impedir que o fluido passe entre a haste (20) e a tampa (30), e a porção estendida (37) que se estende para longe da passagem de fluxo (22) paralela à haste (20); uma vedação de haste secundária (38) posicionada entre a haste (20) e a porção estendida (37) da vedação de haste primária (36) e configurada para vedar contra as superfícies da haste (20) e a porção estendida (37) da vedação de haste primária (36); uma vedação de linha de verificação (46) posicionada entre o corpo de cartucho (39) e a tampa (30) para impedir o contrafluxo do fluido do ambiente para dentro do conjunto de vedação de haste (19); e um conjunto de vedação de sede (14) entre o corpo de válvula (28) e o anel de sede (32), em que o conjunto de vedação de sede (14) compreende: uma vedação de sede de metal primária (124) fixada ao anel de sede (32) e configurada para vedar contra a superfície do corpo de válvula (28) para impedir que o fluido passe entre o anel de sede (32) e o corpo de válvula (28); uma vedação de sede secundária (126) posicionada entre o anel de sede (32) e o corpo de válvula (28) e configurada para vedar contra superfícies do anel de sede (32) e do corpo de válvula (28); e um separador de areia (130) compreendendo um mecanismo inclinado (182) em um engate retido com o anel de sede (32), para contatar constantemente o corpo de válvula (28) para reduzir a passagem de sólidos entre o corpo de válvula (28) e o anel de sede (32), o separador de areia (130) definindo orifícios (183) que permitem a passagem do fluído, enquanto previne a passagem de partículas sólidas, o separador de areia (130) posicionado entre o anel de sede (32) e o corpo de válvula (28), e entre a passagem de fluxo (22) e a vedação de sede secundária (126).

15. VÁLVULA DE GAVETA (17), de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo conjunto de vedação de haste (19) compreender adicionalmente uma vedação de haste de metal terciária (40) que é integral ao corpo de cartucho (39), e que tem uma perna (92) configurada para o engate de vedação com a haste (20).

16. VÁLVULA DE GAVETA (17), de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo conjunto de vedação de sede (14) compreender uma vedação de sede de metal terciária (128) com uma face de vedação plana (168) configurada para o engate de vedação com uma superfície plana (170) do corpo de válvula (28).

17. VÁLVULA DE GAVETA (17), de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pela vedação de haste de metal primária (36) ser engatada de maneira rosqueada ao corpo de cartucho (39).

18. VÁLVULA DE GAVETA (17), de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo corpo de cartucho (39) incluir uma vedação de tampa de metal secundária (49) configurada para vedar contra uma superfície da tampa (30) para impedir que o fluido passe entre o corpo de cartucho (39) e a tampa (30).