BR112020024032A2

BR112020024032A2 - válvula de esfera para regular, direcionar ou controlar um fluxo de fluido através da válvula e método para operar a mesma

Info

Publication number: BR112020024032A2
Application number: BR112020024032-0A
Authority: BR
Inventors: Theodorus Johannes Tolboom
Original assignee: Tolboom Valve B.V.
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2021-02-23
Also published as: AU2019276373A1; JP2021525350A; SA520420633B1; NL1043277A; EP3803167A1; CN112166272A; CN112166272B; US11536379B2; WO2019229265A1; US20210215259A1; NL1043277B1; JP7467359B2; MX2020012730A; CA3099623A1

Abstract

Esta invenção está relacionada a uma válvula que compreende: -um corpo com uma primeira porta, uma segunda porta e um espaço interior que se estende entre a primeira e a segunda porta; -um assento disposto no espaço interior; -um membro de válvula disposto de forma móvel dentro do espaço interior para cooperar com o assento; e -uma haste para mover o membro de válvula, em que a haste é rotativa entre uma primeira posição rotacional e uma terceira posição rotacional com uma segunda posição rotacional entre a primeira e a terceira posição rotacional, em que entre a primeira e a segunda posição rotacional o membro de válvula e a haste são acoplados de acordo com uma primeira configuração, e em que entre a segunda e a terceira posição rotacional, o membro de válvula e a haste são acoplados de acordo com uma segunda configuração diferente da primeira configuração.

Description

VÁLVULA DE ESFERA PARA REGULAR, DIRECIONAR OU CONTROLAR UM FLUXO DE FLUIDO ATRAVÉS DA VÁLVULA E MÉTODO PARA OPERAR A MESMA ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[001] A invenção está relacionada a uma válvula, em particular uma válvula de esfera, para regular, direcionar ou controlar um fluxo de fluido através de válvula. Tais válvulas são comumente conhecidas e geralmente incluem pelo menos os seguintes componentes: - um corpo com uma primeira porta, uma segunda porta e um espaço interior que se estende entre a primeira e a segunda porta; - um assento disposto no espaço interior do corpo; - um membro de válvula disposto de forma móvel dentro do espaço interior do corpo para cooperar com o assento; e - uma haste engatando com o membro de válvula para mover o membro de válvula.

[002] O membro de válvula geralmente inclui um disco de válvula configurado para engatar com o assento em uma posição de engate do membro de válvula, por exemplo, para fechar o fluxo de fluido através do assento ou para direcionar o fluxo de fluido para viajar ao longo de um caminho de fluxo predeterminado.

[003] Muitas válvulas de esferas são do tipo em que o membro de válvula é rotacionado dentro do corpo enquanto é mantido em contato (ou contato deslizante) com o assento. Este tipo de válvula de esfera representa um problema em que o membro de válvula é rotacionado ou rotacionado de forma deslizante enquanto é mantido em contato com o membro do assento aplicando continuamente uma pressão superficial, o assento e/ou o disco de válvula são desgastados e, portanto, a capacidade de vedação pode não durar por um longo período de tempo.

[004] A fim de resolver este problema, outro tipo de válvula de esfera foi proposto na publicação da patente US US3,515,371. US3,515,371 ensina a usar uma haste que engata com o membro de válvula e é movida axialmente rotacionando uma porca roscada para dentro em relação a uma porção roscada para fora da haste. Um pino guia é disposto no alojamento para cooperar com uma ranhura formada em uma circunferência externa da haste, controlando assim o movimento da haste e, portanto, do membro de válvula durante o movimento axial da haste. A ranhura tem uma porção de guia reta e uma porção de guia de rotação. Quando o pino guia é recebido na porção de guia de rotação, uma parte transmissora de rotação da haste está em contato com o membro de válvula, permitindo rotacionar o membro de válvula em torno de um eixo de rotação. Quando o pino guia é recebido na porção de guia reta, a rotação do membro de válvula em torno do referido eixo de rotação é impedida e uma parte de transmissão de força de pressão da haste com superfícies inclinadas está em contato com o membro de válvula para pressionar o membro de válvula contra o assento. Durante todo o movimento do membro de válvula, o acoplamento entre a haste e o membro de válvula é o mesmo, ou seja, que a mesma extremidade da haste está em contato operacional com a mesma porção do membro de válvula. É ainda notado que o membro de válvula é movido primeiro, transladando e rotacionando simultaneamente a haste e subsequentemente apenas transladando a haste sem rotacionar a haste.

[005] Uma desvantagem deste tipo de válvula de esfera é o espaço de instalação necessário de válvula de esfera. Além disso, devido ao uso da porca rotativa e da porção roscada para fora da haste para mover a haste em direção axial, leva um tempo considerável para mover o membro de válvula, o que torna a válvula de esfera menos adequada para controle automático de taxa de fluxo ou semelhantes. Além disso, é necessária uma força considerável para abrir ou fechar a válvula.

[006] Para abordar as desvantagens de US3,515,371, ainda outro tipo de válvula de esfera foi proposto na publicação de patente US US2008/0093574. US2008/0093574 ensina a usar duas hastes, ou seja, uma primeira haste conectada ao membro de válvula, de modo a ser capaz de transmitir força rotacional em torno de um eixo rotacional para o membro de válvula, e uma segunda haste sendo opostamente localizada em relação à primeira haste com o membro de válvula entre eles. A segunda haste é rotativa em torno de um eixo coaxial ou paralelo à primeira haste para pressionar o membro de válvula em direção ao assento. Novamente, durante todo o movimento do membro de válvula, o acoplamento entre as duas hastes e o membro de válvula é o mesmo, ou seja, que as mesmas extremidades da primeira e segunda haste estão em contato operacional com as mesmas respectivas porções do membro de válvula. É ainda notado que o membro de válvula é movido rotacionando primeiro a primeira haste e, subsequentemente, rotacionando a segunda haste sem rotacionar a primeira haste.

[007] Uma desvantagem desse tipo de válvula de esfera é que é necessário operar duas hastes em lados opostos de válvula, o que torna a operação mais complexa em comparação com outras válvulas de esferas usadas regularmente. Introduz ainda o risco de que a primeira haste já seja operada quando o membro de válvula ainda está pressionado contra o assento, de modo que há novamente o risco de desgaste do disco de válvula e, portanto, deterioração da capacidade de vedação, e o risco de operar a segunda haste é negligenciado para vedação e, portanto, a válvula não é totalmente fechada.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[008] Em vista do acima exposto, é um objetivo da invenção fornecer uma válvula, em particular uma válvula de esfera, com um tamanho reduzido e operação fácil e instantânea, sendo capaz de minimizar, preferencialmente evitando o desgaste do assento e/ou o disco de válvula do membro de válvula.

[009] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é fornecida uma válvula de esfera para regular, direcionar ou controlar um fluxo de fluido através da válvula, compreendendo: - um corpo com uma primeira porta, uma segunda porta e um espaço interior que se estende entre a primeira e segunda porta; - um assento disposto no espaço interior do corpo; - um membro de válvula disposto de forma móvel dentro do espaço interior do corpo para cooperar com o assento; e - uma haste engatando com o membro de válvula para mover o membro de válvula, em que o membro de válvula inclui um disco de válvula configurado para engatar com o assento em uma posição de engate do membro de válvula, em que o membro de válvula é móvel entre a posição de engate e uma primeira posição por meio de uma segunda posição, em que na segunda posição do membro de válvula, o disco de válvula está alinhado com o assento a uma distância do assento, em que na primeira posição do membro de válvula o disco de válvula está a uma distância maior do assento do que na segunda posição, em que o membro de válvula é rotativo entre a primeira posição e a segunda posição com o disco de válvula mantendo uma distância do assento e do corpo, em que o membro de válvula é móvel entre a segunda posição e a posição de engate em uma direção substancialmente perpendicular a um plano de contato definido pelo assento, em que a haste é rotativa em torno de um eixo longitudinal da mesma entre uma primeira posição rotacional correspondente à primeira posição do membro de válvula e uma terceira posição rotacional correspondente à posição de engate do membro de válvula com uma segunda posição rotacional correspondente à segunda posição do membro de válvula entre a primeira e a terceira posição rotacional, em que entre a primeira e a segunda posição rotacional da haste o membro de válvula e a haste é acoplada de acordo com uma primeira configuração que permite mover o membro de válvula entre a primeira posição e a segunda posição, e em que entre a segunda e a terceira posição rotacional da haste, o membro de válvula e a haste são acoplados de acordo com uma segunda configuração diferente da primeira configuração que permite mover o membro de válvula entre a segunda posição e a posição de engate.

[010] O primeiro aspecto da invenção é baseado na percepção de que dimensões reduzidas embutidas e operação fácil e instantânea podem ser obtidas simplesmente rotacionando a haste entre a primeira e a terceira posição rotacional, em que um primeiro movimento do membro de válvula é realizado entre a primeira e a segunda posição rotacional devido a uma primeira configuração de acoplamento entre a haste e o membro de válvula, e em que um segundo movimento, diferente do primeiro movimento, é realizado entre a segunda e a terceira posição rotacional devido a uma segunda configuração de acoplamento entre a haste e o membro de válvula que é diferente da primeira configuração. Como resultado disso, a única rotação da haste resulta em dois movimentos diferentes do membro de válvula, incluindo a aproximação do assento em uma direção substancialmente perpendicular a um plano de contato definido pelo assento, permitindo minimizar ou mesmo evitar o desgaste do assento e/ou o membro de válvula e sem ter que mover axialmente a haste única, reduzindo assim o espaço de instalação em comparação com o estado da técnica. O desgaste do assento e/ou do disco de válvula durante o primeiro movimento é evitado mantendo uma distância entre o disco de válvula e o assento e entre o disco de válvula e o corpo.

[011] A válvula de esfera de acordo com US 3,515,371 é considerada como tendo o mesmo propósito que o primeiro aspecto da invenção reivindicada, visto que esta válvula de esfera também requer a rotação de um componente apenas, neste caso a porca operando na haste, para realizar diferentes movimentos do membro de válvula. Entretanto, durante todo o movimento do membro de válvula, o acoplamento entre a haste e o membro de válvula é o mesmo, ou seja, que a mesma extremidade da haste está em contato operacional com a mesma porção do membro de válvula. É ainda notado que o membro de válvula é movido primeiro, transladando e rotacionando simultaneamente a haste e, subsequentemente, apenas transladando a haste sem rotacionar a haste.

[012] Em uma modalidade, o membro de válvula inclui um canal de fluxo que se estende através do membro de válvula de modo que na primeira posição do membro de válvula o canal de fluxo esteja alinhado com o primeiro e o segundo orifícios, e em que o disco de válvula é uma porção de abertura não passante do membro de válvula. A primeira posição do membro de válvula pode ser referida como posição aberta permitindo um fluxo de fluido através da válvula de esfera, a segunda posição do membro de válvula pode ser referida como uma posição obstruída porque o membro de válvula está obstruindo pelo menos parcialmente um fluxo de fluido através da válvula de esfera, e a posição de engate do membro de válvula pode ser referida como uma posição fechada impedindo um fluxo de fluido através da válvula de esfera.

[013] Em uma modalidade, na primeira configuração, o membro de válvula e a haste são acoplados um ao outro em dois locais distintos, permitindo que o membro de válvula rotacione juntamente com a haste em torno do eixo longitudinal da haste, e em que, na segunda configuração, o membro de válvula e a haste são acoplados um ao outro apenas em um dos dois locais. Ao desacoplar a haste e o membro de válvula em um local, o membro de válvula pode se mover em outra direção entre a segunda posição e a posição de engate quando a haste é rotacionada ainda mais. Preferencialmente, na segunda configuração, o membro de válvula é acoplado ao corpo para impedir a rotação do membro de válvula em torno do eixo longitudinal da haste e mover o membro de válvula em uma direção ou articular o membro de válvula em torno de uma direção que é perpendicular ao eixo longitudinal da haste em direção ou a partir do assento quando o membro de válvula e a haste são acoplados um ao outro de acordo com uma segunda configuração.

[014] É notado aqui que a primeira e a segunda configurações do acoplamento entre a haste e o membro de válvula podem, alternativamente, ser referidas como a primeira configuração de acoplamento e a segunda configuração de acoplamento da haste e o membro de válvula.

[015] Em uma modalidade, a haste inclui uma porção da haste que é recebida em um recesso correspondente no membro de válvula, cuja porção da haste e recesso são dispostos excêntricos em relação ao eixo longitudinal da haste e que são configurados na segunda configuração para mover o membro de válvula entre a segunda posição e a posição de engate.

[016] Em uma modalidade, o corpo compreende um elemento de acoplamento associado a um recesso correspondente, em que a haste compreende um elemento de acoplamento associado com um recesso correspondente, em que o membro de válvula compreende um elemento de acoplamento com um primeiro membro de travamento e um segundo membro de travamento conectado a um membro comum que está conectado de forma articulada ao membro de válvula, em que o primeiro membro de travamento é configurado para ser recebido no recesso do elemento de acoplamento da haste na primeira configuração, e em que o segundo membro de travamento é configurado para ser recebido no recesso de o elemento de acoplamento do corpo na segunda configuração.

[017] Uma vantagem é que o elemento de acoplamento do membro de válvula alterna entre o acoplamento com a haste na primeira configuração de acoplamento e com o corpo na segunda configuração, elemento de acoplamento esse que é operado automaticamente após a rotação da haste.

[018] Em uma modalidade, a válvula de esfera é configurada de modo que a haste seja rotacionada 90 graus entre a primeira posição rotacional e a terceira posição rotacional da haste. Embora qualquer ângulo possa ser usado, o movimento rotacional de 90 graus da haste entre uma posição aberta e fechada correspondente e qualquer múltiplo delas (ou seja, 180 e 270 graus) oferece vantagens sobre qualquer outro ângulo, pois pode ser claramente distinguido a qual posição rotacional corresponde uma válvula aberta e uma válvula fechada e se a haste foi suficientemente rotacionada para completar todo o movimento entre a primeira e a terceira posição rotacional. É, por exemplo, bem conhecido por conectar uma alça à haste, em que a alça na posição operacional de válvula de esfera que corresponde à posição aberta está alinhada com uma direção de fluxo de fluido através da válvula de esfera, isto é, estendendo-se da primeira porta para a segunda porta ou vice-versa, e em que a alça na outra posição operacional de válvula de esfera que corresponde à posição fechada é perpendicular a uma direção de fluxo de fluido através da válvula de esfera, isto é, estendendo-se perpendicular a uma direção da primeira porta para a segunda porta. Neste exemplo bem conhecido, a alça rotacionou 90 graus, mas a mesma vantagem se aplica a uma rotação de 270 graus ou 180 graus.

[019] Em uma modalidade, a válvula de esfera é configurada de modo que a haste seja rotacionada em α graus entre a primeira posição rotacional e a segunda posição rotacional, e β graus entre a segunda posição rotacional e a terceira posição rotacional, onde α e β podem ter valores como mostrado abaixo na tabela 1. Tabela 1: valores possíveis para α e β em graus α (1 a a 2a posição rotacional) β (2a a 3a posição rotacional) 45 45 50 40 55 35 60 30 65 25 70 20 75 15 80 10 85 5

[020] Preferencialmente, α é maior ou igual a β. Embora a tabela 1 inclua apenas valores divisíveis por 5, α pode ser qualquer valor na faixa de 45-89 graus, preferencialmente na faixa de 50-85 graus, mais preferencialmente na faixa de 60-85 graus e mais preferencialmente na faixa de 70-85 graus com β sendo escolhido de forma que a soma de α e β seja de 90 graus. A título de exemplo, α pode ter 82 graus e β pode ter 8 graus ou α pode ter 83 graus e β pode ter 7 graus.

[021] A modalidade acima está relacionada a uma rotação total de 90 graus entre a primeira e a terceira posição rotacional. Multiplicar os valores fornecidos por um fator 2, 3 ou 4 muda a modalidade para a situação em que a rotação total é 180, 270 ou 360 graus, respectivamente.

[022] Em uma modalidade, independentemente do ângulo total, é preferido que o ângulo α seja pelo menos maior do que o ângulo β, preferencialmente pelo menos 1,5 vezes maior, mais preferencialmente pelo menos 2 vezes maior e mais preferencialmente pelo menos 3 vezes maior.

[023] O primeiro aspecto da invenção também está relacionado a um método para operar uma válvula de esfera para regular, direcionar ou controlar um fluxo de fluido através da válvula, a referida válvula compreendendo: - um corpo com uma primeira porta, uma segunda porta e um espaço interior que se estende entre a primeira e a segunda porta; - um assento disposto no espaço interior do corpo; - um membro de válvula disposto de forma móvel dentro do espaço interior do corpo para cooperar com o assento, em que o membro de válvula inclui um disco de válvula configurado para engatar com o assento em uma posição de engate do membro de válvula; e - uma haste engatando com o membro de válvula para mover o membro de válvula, e o referido método compreendendo as seguintes etapas: a) rotacionar a haste em torno de um eixo longitudinal da mesma a partir de uma primeira posição rotacional correspondente a uma primeira posição do membro de válvula para uma segunda posição rotacional correspondente a uma segunda posição do membro de válvula, em que na segunda posição do membro de válvula o disco de válvula é alinhado com o assento a uma distância do assento, em que na primeira posição do membro de válvula o disco de válvula está a uma distância maior do assento do que na segunda posição, e em que o membro de válvula é rotacionado devido a uma primeira configuração de acoplamento entre o membro de válvula e a haste da primeira posição para a segunda posição com o disco de válvula mantendo uma distância do assento e do corpo; e b) rotacionar a haste ainda mais a partir da segunda posição rotacional para uma terceira posição rotacional correspondente à posição de engate do membro de válvula, em que o membro de válvula é movido devido a uma segunda configuração de acoplamento entre o membro de válvula e a haste que é diferente da primeira configuração de acoplamento da segunda posição para a posição de engate em uma direção substancialmente perpendicular a um plano de contato definido pelo assento.

[024] O primeiro aspecto da invenção está relacionado ainda a um método para operar uma válvula de esfera para regular, direcionar ou controlar um fluxo de fluido através da válvula, a referida válvula compreendendo: - um corpo com uma primeira porta, uma segunda porta e um espaço interior que se estende entre a primeira e a segunda porta; - um assento disposto no espaço interior do corpo; - um membro de válvula disposto de forma móvel dentro do espaço interior do corpo para cooperar com o assento, em que o membro de válvula inclui um disco de válvula configurado para engatar com o assento em uma posição de engate do membro de válvula; e - uma haste engatando com o membro de válvula para mover o membro de válvula, e o referido método compreendendo as seguintes etapas: a) rotacionar a haste em torno de um eixo longitudinal da mesma a partir de uma terceira posição rotacional correspondente à posição de engate para uma segunda posição rotacional correspondente a uma segunda posição do membro de válvula, em que na segunda posição do membro de válvula o disco de válvula está alinhado com o assento a uma distância do assento, em que o membro de válvula é movido devido a uma segunda configuração de acoplamento entre o membro de válvula e a haste da posição de engate para a segunda posição em uma direção substancialmente perpendicular a um plano de contato definido pelo assento; e b) rotacionar ainda mais a haste da segunda posição rotacional para uma primeira posição rotacional correspondente a uma primeira posição do membro de válvula, em que na primeira posição do membro de válvula o disco de válvula está a uma distância maior do assento do que na segunda posição, e em que o membro de válvula é rotacionado devido a uma primeira configuração de acoplamento entre o membro de válvula e a haste que é diferente da segunda configuração de acoplamento da segunda posição para a primeira posição com o disco de válvula mantendo uma distância do assento e do corpo.

[025] É explicitamente notado aqui que as características e modalidades do primeiro aspecto da invenção em relação à válvula de esfera também podem ser prontamente aplicadas aos métodos correspondentes, sem repetir essas características e modalidades aqui novamente. Como um mero exemplo, os ângulos mencionados sobre os quais a haste é rotacionada entre a primeira e a segunda posição rotacional e entre a segunda e a terceira posição rotacional podem se aplicar aqui também.

[026] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é fornecida uma válvula de esfera que compreende: um alojamento fornecido com uma abertura de entrada e uma abertura de saída, que estão em comunicação fluídica entre si, e com um caminho de fluxo que se estende desde a abertura de entrada até a abertura de saída;

um corpo de fechamento, que compreende um canal de fluxo, o corpo de fechamento sendo recebido rotativamente no alojamento no caminho de fluxo entre a abertura de entrada e a abertura de saída, de modo que o canal de fluxo no corpo de fechamento na primeira posição aberta do corpo de fechamento faz parte do caminho do fluxo; um assento de válvula, que é disposto no alojamento para cooperação com o corpo de fechamento; o corpo de fechamento sendo rotativo entre uma primeira posição aberta e uma segunda posição fechada; em que o corpo de fechamento na segunda posição fechada engata com o assento de válvula usando uma parte fechada do corpo de fechamento e fecha o caminho de fluxo; um parafuso de válvula, que está conectado ao corpo de fechamento para rotacionar o corpo de fechamento, em que o corpo de fechamento tem uma terceira posição de articulação entre a primeira posição aberta e a segunda posição fechada, em que o corpo de fechamento rotaciona livre de contato no alojamento entre a primeira posição aberta e a terceira posição de articulação, e em que entre a terceira posição de articulação e a segunda posição fechada, o corpo de fechamento é travado no alojamento na direção rotacional de modo que o corpo de fechamento se mova radialmente em relação ao parafuso de válvula e engate no assento de válvula.

[027] Ao rotacionar o corpo de fechamento da posição aberta para a posição de articulação, a uma distância do alojamento e do assento de válvula, não haverá desgaste entre as peças do alojamento e o corpo de fechamento, impedindo vazamento de válvula de esfera. Ao travar o corpo de fechamento na direção rotacional e ao deslocar o corpo de fechamento na direção radial apenas em relação ao parafuso de válvula em direção ao assento de válvula na última faixa de rotação da parte do parafuso de válvula, uma boa vedação de válvula de esfera é obtida sem deslocamento tangencial relativo ou rotação entre o corpo de fechamento e do alojamento. Em caso de contaminação, incrustação, etc., na válvula de esfera, o corpo de fechamento é primeiro retornado à sua posição de articulação rotativa livre, de modo que, sem qualquer contato direto entre o corpo de fechamento e o alojamento, o corpo de fechamento pode ser rotacionado para a posição aberta.

[028] Preferencialmente, a válvula de esfera é fornecida com um conjunto excêntrico usado para mover o corpo de fechamento em direção ao assento de válvula entre a terceira posição de articulação e a segunda posição fechada. Este conjunto excêntrico move o corpo de fechamento radialmente de e para o assento de válvula quando o corpo de fechamento está travado no alojamento e o corpo de fechamento não pode mais rotacionar no alojamento. O conjunto excêntrico converte a segunda faixa da parte de rotação do parafuso de válvula em um movimento radial (articulado) do corpo de fechamento em direção ao assento de válvula. Em particular, o conjunto excêntrico compreende: um elemento excêntrico de parafuso que está conectado ao parafuso de válvula ou forma uma parte integrante do mesmo, e uma parte do corpo de fechamento, em que devido à rotação do parafuso de válvula em torno de seu eixo, o elemento excêntrico do parafuso rotaciona em relação à parte do corpo de fechamento de modo que o corpo de fechamento seja deslocado radialmente em relação ao parafuso de válvula. Como o corpo de fechamento está travado em relação ao alojamento para impedir um movimento rotacional, o movimento rotacional do parafuso de válvula e do elemento excêntrico do parafuso conectado ao mesmo pode mover o corpo de fechamento radialmente em relação ao parafuso de válvula em direção ao assento de válvula.

[029] Em uma modalidade preferencial da invenção, o corpo de fechamento é fornecido com um elemento de travamento, em que o elemento de travamento em uma primeira posição de travamento entre a primeira posição aberta e a terceira posição de articulação do corpo de fechamento trava (acopla) o corpo de fechamento com o parafuso de válvula (possivelmente através do elemento excêntrico do parafuso), e em que o elemento de travamento em uma segunda posição de travamento entre a terceira posição de articulação e a segunda posição fechada do corpo de fechamento trava (acopla) o corpo de fechamento com o alojamento. Devido a essas medidas, o corpo de fechamento pode ser acoplado (travado) com o elemento excêntrico do parafuso na primeira faixa da parte de rotação do parafuso de válvula e, subsequentemente, ser acoplado (travado) com o alojamento na segunda faixa da parte da rotação.

[030] Preferencialmente, o elemento excêntrico de parafuso é fornecido com um primeiro elemento guia com um primeiro elemento de batente; e em que o alojamento é fornecido com um segundo elemento guia e um segundo elemento de batente. Devido a isso, o elemento de travamento pode alterar o acoplamento do corpo de fechamento com o parafuso de válvula e/ou o elemento excêntrico do parafuso no terceiro elemento articulado para um movimento rotacional para um acoplamento com o alojamento para um movimento radial (articulado) em direção ao assento de válvula.

[031] Em particular, o elemento de travamento compreende um primeiro membro de travamento e um segundo membro de travamento, em que o primeiro membro de travamento coopera com o primeiro elemento de batente do primeiro elemento guia e o segundo membro de travamento coopera com o segundo elemento de batente do segundo elemento guia. Ao usar dois membros de travamento no elemento de travamento, o corpo de fechamento pode ser travado ao parafuso de válvula e/ou ao elemento excêntrico do parafuso na primeira faixa de parte de rotação para rotacionar o corpo de fechamento e o corpo de fechamento pode ser travado no alojamento na segunda faixa de rotação da peça para impedir rotações adicionais do corpo de fechamento.

[032] Na modalidade mostrada, o elemento de travamento é fornecido com um eixo de travamento, com o qual o elemento de travamento pode rotacionar em relação ao corpo de fechamento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[033] A invenção será agora descrita de uma maneira não limitante com referência aos desenhos anexos, em que: Fig. 1 representa esquematicamente uma vista em perspectiva explodida de uma válvula de acordo com uma modalidade do primeiro aspecto da invenção; Fig. 2A representa esquematicamente uma vista em corte transversal de válvula da Fig. 1 com o membro de válvula em uma primeira posição; Fig. 2B representa esquematicamente uma vista em corte transversal de válvula da Fig. 1 com o membro de válvula em uma segunda posição; Fig. 3A representa esquematicamente uma vista em perspectiva explodida de uma porção do corpo com assento de válvula da Fig. 1; Fig. 3B representa esquematicamente uma vista em corte transversal da porção de corpo e assento da Fig. 3A; Figs. 4A-4C representam esquematicamente a transição do membro de válvula da primeira posição para uma posição de engate; Fig. 5 representa esquematicamente um elemento de acoplamento de válvula da Fig. 1; Fig. 6 representa uma vista explodida de válvula de esfera de acordo com o segundo aspecto da invenção; Fig. 7A representa uma seção transversal de válvula de esfera da Fig. 6 na primeira posição aberta do corpo de fechamento; Fig. 7B representa uma seção transversal de válvula de esfera da Fig. 6 na segunda posição fechada do corpo de fechamento; Fig. 8A representa o alojamento com assento de válvula da válvula de esfera de acordo com o segundo aspecto da invenção; Fig. 8B representa uma seção transversal do alojamento da Fig. 8A; Figs. 9A-9C representam esquematicamente a primeira posição aberta, a terceira posição de articulação e a segunda posição fechada do corpo de fechamento, respectivamente, de válvula de esfera de acordo com o segundo aspecto da invenção; e Fig. 10 representa o elemento de travamento de acordo com o segundo aspecto da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[034] Figs. 1, 2A e 2B representam esquematicamente uma válvula de esfera 1 de acordo com uma modalidade do primeiro aspecto da invenção. A Fig. 1 representa uma vista em perspectiva explodida da válvula 1, enquanto a Fig. 2A e a Fig. 2B representam uma vista em corte transversal de válvula 1 em dois estados diferentes.

[035] A válvula 1 é configurada para regular, direcionar ou controlar um fluxo de fluido, por exemplo, um gás ou um líquido, através da válvula 1. Nesta modalidade, a válvula 1 tem dois estados, um estado aberto, em que o fluxo de fluido através da válvula 1 pode ser máximo e um estado fechado no qual não há fluxo de fluido através da válvula 1. No entanto, o primeiro aspecto da invenção também é aplicável a outros tipos de válvulas, por exemplo, uma válvula de três ou quatro vias. As válvulas de acordo com o primeiro aspecto da invenção são frequentemente utilizadas na indústria de processo e instalações e dispostas entre duas ou mais porções de tubo.

[036] A válvula 1 compreende um corpo 2 tendo uma primeira porta 3, uma segunda porta 4 e um espaço interior 2a que se estende entre a primeira porta 3 e a segunda porta 4. A primeira e a segunda porta 3, 4 são passagens que permitem que o fluido passe através da válvula.

[037] Nesta modalidade, o corpo 2 inclui uma parte inferior 2b com a primeira porta 3 e a segunda porta 4 e delimitando a maior parte do espaço interior 2a. Figs. 3A e 3B representam a parte inferior 2b em mais detalhes, onde a Fig. 3A é uma vista em perspectiva explodida e a Fig. 3B é uma vista em corte transversal.

[038] No lado superior, o espaço interior 2a é delimitado por uma parte superior 12 do corpo 2. Os parafusos 12a e as porcas 12b são usados para conectar a parte superior 12 à parte inferior 2b. A parte inferior 2b inclui orifícios roscados 2c para receber as extremidades roscadas correspondentes dos parafusos 12a. A parte superior 12 também compreende um orifício 12c por parafuso 12a. As extremidades opostas dos parafusos 12a que se estendem através dos orifícios 12c também são roscados para coincidir com as porcas 12b, permitindo assim prender a parte superior 12 à parte inferior 2b. Na Fig. 1 apenas alguns dos parafusos 12a, porcas 12b, orifícios 2c e orifícios 12c e na Fig. 3A apenas alguns dos orifícios 2c são indicados usando um símbolo de referência correspondente para manter os desenhos tão claros e simples quanto possível.

[039] A primeira porta 3 e a segunda porta 4 incluem meios de fixação, neste caso orifícios roscados, para conectar uma porção de tubo (não mostrada) à porta respectiva. Na Fig. 1, apenas os orifícios roscados 4a associados à segunda porta 4 são visíveis e, novamente, apenas alguns orifícios foram indicados usando o símbolo de referência 4a para manter o desenho o mais claro e simples possível. Outros métodos de conexão, como acessórios de compressão, cola, cimento, flanges ou soldagem também são considerados.

[040] Embora não seja necessário per se, o corpo 2 na modalidade da Fig. 1 tem uma parede lateral cilíndrica incluindo a primeira e a segunda portas 3, 4 em lados opostos da parede lateral, um fundo 2d conectado à parede lateral cilíndrica para formar a parte inferior 2b e uma tampa formando a parte superior 12. Outras formas e configurações do corpo 2 também são consideradas. O corpo 2 pode, alternativamente, ser referido como revestimento externo e a parte superior 12 pode, alternativamente, ser referida como cobertura.

[041] A válvula 1 compreende ainda um assento 10 na primeira porta 3 e, assim, disposta no espaço interior 2a do corpo 2. O assento 10 coopera com um membro de válvula 8, alternativamente referido como esfera, para fechar ou abrir a primeira porta 3. A esfera 8, portanto, compreende um disco de válvula 11 e um canal de fluxo 9 se estendendo através da esfera 8.

[042] A esfera 8 está disposta de forma móvel dentro do espaço interior 2a do corpo 2. Neste caso, a esfera 8 é rotativa em torno de um eixo de rotação RA1 definido pelo eixo 13 disposto no fundo 2d do corpo 2 e engatando com a esfera 8 em um lado inferior e uma haste 6 engatando na esfera 8 em um lado superior oposto ao lado inferior.

[043] A haste 6 se estende através da parte superior 12 e é configurada para transmitir movimento de uma alça e/ou dispositivo de controle (não mostrado) para a esfera 8. A esfera 8 é rotativa em torno do eixo de rotação RA1 pela haste 6 entre uma primeira posição como mostrado na Fig. 2A e Fig. 4A e uma segunda posição como mostrado na Fig. 2B e Fig. 3B.

[044] Nesta modalidade, na primeira posição, o canal de fluxo 9 está alinhado com a primeira e a segunda porta 3, 4 para permitir a passagem de fluido da primeira porta 3, através do canal de fluxo 9 para a segunda porta 4 ou vice-versa. Portanto, a primeira porta 3 pode funcionar como entrada, saída ou ambas, e a segunda porta 4 pode funcionar como saída, entrada ou ambas, respectivamente. Na modalidade das Figs. 1 e 2A, um eixo longitudinal 5 do canal de fluxo 9 se estende entre a primeira e a segunda porta 3, 4 e, de preferência, se estende através de um centro da primeira e da segunda porta 3,

4. Em uma modalidade preferencial, uma área de seção transversal do canal de fluxo é pelo menos tão grande quanto a seção transversal da primeira e segunda portas, de modo que o canal de fluxo não introduza resistência de fluxo adicional ou queda de pressão sobre a válvula 1.

[045] O movimento da esfera 8 no corpo 2 será agora descrito em mais detalhes, referindo-se também às Figs. 4A a 4C. Cada Fig. 4A a 4C representa uma vista em corte transversal da esfera 8 e do assento 10 ao longo de um plano que se estende perpendicular ao eixo de rotação RA1 e através do eixo longitudinal 5 do canal de fluxo 9. Acima das vistas em seção transversal, uma vista lateral é fornecida representando as posições e orientações mútuas correspondentes da haste 6, da esfera 8 e do corpo 2, indicando a posição de um elemento de acoplamento 21, que faz parte ou está conectado à haste 6 , um elemento de acoplamento 30 conectado de forma articulada à esfera 8 e um elemento de acoplamento 37 que faz parte do corpo conectado 2, ver também Fig. 1, 2A e 2B.

[046] O elemento de acoplamento 30, que é representado em mais detalhes na Fig. 5, compreende um primeiro membro de travamento 32 e um segundo membro de travamento 33 conectado a um membro comum 34. O membro 34 está conectado de forma articulada a uma parte superior 22 da esfera 8 para articular em torno de um eixo de articulação que, neste caso, é perpendicular ao eixo de rotação RA1.

[047] O elemento de acoplamento 21 tem uma porção 35 incluindo um recesso 36 para receber o primeiro membro de travamento 32. O elemento de acoplamento 37 inclui um recesso 38 para receber o segundo membro de travamento 33.

[048] Na primeira posição da esfera 8 em relação ao corpo 2, como mostrado na Fig. 4A, o primeiro membro de travamento 32 do elemento de acoplamento 30 é recebido no recesso 36 do elemento de acoplamento 21, acoplando assim a esfera 8 ao acoplamento elemento 21 e, portanto, para a haste 6 de acordo com uma primeira configuração de acoplamento. A rotação da haste 6 em torno do eixo de rotação RA1 entre uma primeira posição rotacional e uma segunda posição rotacional permite, assim, rotacionar a esfera 8 entre a primeira posição da Fig. 4A, correspondendo à primeira posição rotacional da haste 6 e a segunda posição da Fig. 4B, correspondendo à segunda posição rotacional da haste 6. O elemento de acoplamento 37 é configurado de modo que durante uma rotação entre as situações na Fig. 4A e Fig. 4B, o elemento de acoplamento 30 e, assim, a esfera 8 está livre para rotacionar em relação ao corpo 2. De fato, como é preferido, a Fig. 4A mostra que o elemento de acoplamento 37 está configurado de modo que o primeiro membro de travamento 32 não seja capaz de deixar o recesso 36 ao viajar entre as situações na Fig. 4A e Fig. 4B.

[049] A Fig. 4B representa a situação em que a esfera 8 atinge a segunda posição, conforme mencionado antes. Ao mesmo tempo, o segundo membro de travamento 33 do elemento de acoplamento 30 atinge o recesso 38 no elemento de acoplamento 37 de modo que o primeiro membro de travamento 32 pode deixar o recesso 36 e o segundo membro de travamento 33 pode se mover para o recesso 38 desacoplando assim a esfera 8 do elemento de acoplamento 21 e acoplamento da esfera 8 ao corpo 2. Como resultado disso, a rotação da esfera 8 em torno do eixo de rotação RA1 em relação ao corpo não é mais possível. Portanto, a configuração de acoplamento entre a haste 6 e a esfera 8 mudou da primeira configuração de acoplamento, na qual a esfera 8 está engatada ou acoplada a uma saliência 21a da haste 6 e também está acoplada ao elemento de acoplamento 21 da haste 6 , para uma segunda configuração de acoplamento na qual a esfera 8 está apenas engatada ou acoplada à protuberância 21a da haste 6.

[050] Nota-se que nesta modalidade, a esfera é rotacionada apenas uma parte de sua rotação, aqui em torno de 75 graus, entre a primeira posição e a segunda posição. No entanto, como o elemento de acoplamento 21 foi desacoplado da esfera 8, a haste 6 e o elemento de acoplamento 21 são capazes de rotacionar ainda mais na mesma direção para uma terceira posição rotacional da haste 6, como mostrado na Fig. 4C. Na situação da Fig. 4C, a haste 6 e o elemento de acoplamento 21 rotacionaram a parte restante da sua rotação de 90 graus, aqui mais 15 graus, em comparação com a segunda posição rotacional da Fig. 3B. Portanto, no total, a haste 6 e o elemento de acoplamento 21 rotacionaram em torno de 90 graus entre a primeira posição rotacional na Fig. 3A e a terceira posição rotacional na Fig. 3C, enquanto a esfera 8 rotacionou apenas uma parte dela, aqui em torno de 75 graus, em torno do eixo de rotação RA1. Durante a parte restante da rotação, aqui durante os 15 graus adicionais, a haste 6 faz com que a esfera 8 seja pressionada contra o assento 10 com seu disco de válvula 11, obtendo assim uma conexão estanque entre a esfera 8 e o assento 10 e obstruindo qualquer fluxo de fluido através da válvula 1.

[051] Pressionar o disco de válvula 11 contra o assento 10 é causado por uma saliência 21a da haste 6 que é recebida em um recesso correspondente

22a na parte superior 22 da esfera 8, cuja saliência 21a e recesso 22a estão posicionados excêntricos em relação ao eixo de rotação RA1 da haste 6. Portanto, quando a haste 6 é rotacionada em torno do eixo de rotação RA1 e a rotação da esfera 8 em torno do eixo de rotação RA1 é bloqueada, a saliência excêntrica 21a e o recesso 22a fazem com que a esfera 8 se mova em direção ao assento 10. Nesta modalidade, este movimento da esfera 8 em direção ao assento 10 é de fato um movimento de articulação da esfera 8 em torno de um eixo de articulação que é perpendicular ao eixo de rotação RA1 e perpendicular ao plano do desenho na Fig. 2A. É notado que o eixo 13 e/ou a esfera 8 podem ser concretizados de modo que este movimento não resulte em deformações ou cargas indesejadas na esfera 8, corpo 2 ou eixo 13. A posição da esfera 8 na Fig. 4C é referida como a posição de engate, pois esta é a posição da esfera 8 na qual o disco de válvula 11 da esfera 8 engata com o assento 10.

[052] É notado que o disco de válvula 11 estando a uma distância maior do assento 10 na primeira posição do que na segunda posição é obtido na modalidade descrita acima por rotação do membro de válvula 8 em torno do eixo de rotação RA1, de modo que a válvula o disco 11 é rotacionado para longe do assento ao se mover da segunda posição para a primeira posição.

[053] Embora na modalidade acima, o disco de válvula é uma abertura não passante do membro de válvula, de modo que o disco de válvula na posição de engate do membro de válvula fecha da primeira porta 3. No entanto, o primeiro aspecto da invenção também se aplica a uma válvula na qual o disco de válvula circunda uma abertura no membro de válvula de modo que o disco de válvula na posição de engate do membro de válvula permite que o fluido flua através do membro de válvula.

[054] A Fig. 6 representa uma vista em perspectiva explodida de válvula de esfera de acordo com o segundo aspecto da invenção. A válvula de esfera 1 compreende um alojamento 2, no qual uma abertura de entrada 3 e uma abertura de saída 4 são fornecidas. A válvula de esfera é disposta em uma porção de tubo (não mostrada) com a abertura de entrada e a abertura de saída, de modo que o fluxo de fluido através do tubo pode ser interrompido externamente fechando a válvula de esfera. Para este fim, a válvula de esfera é fornecida com um corpo de fechamento 8 no alojamento 2. O corpo de fechamento 8 é fornecido com um canal de fluxo 9 através do qual o fluido pode fluir quando o canal de fluxo faz uma conexão entre a abertura de entrada e a abertura de saída e forma um caminho de fluxo. O corpo de fechamento é conectado a um parafuso de válvula 6, que se estende através da tampa 12 do alojamento 2, de modo que após a rotação do parafuso de válvula, por exemplo, usando uma alavanca, o corpo de fechamento é parcialmente rotacionado, de modo que o canal de fluxo no o corpo de fechamento está em um ângulo com o caminho de fluxo entre a abertura de entrada e a abertura de saída, e uma parte fechada 11 do corpo de fechamento interrompe o fluxo de fluido.

[055] Para obter uma boa vedação entre a parte fechada 11 do corpo de fechamento 8 e a abertura de entrada 3 do alojamento 2, a abertura de entrada é fornecida com um assento de válvula 10, na modalidade exemplar mostrada incorporada como um anel de vedação em forma de anel. Para impedir vazamento de fluido através de válvula de esfera fechada, o corpo de fechamento 8 precisa ser pressionado com alguma força contra o assento de válvula 10. Para impedir o desgaste do corpo de fechamento 8 e do assento de válvula 10, o corpo de fechamento é sem atrito, sem fazer contato com o alojamento e/ou o assento de válvula, rotacionado da posição aberta para a posição fechada. Para este fim, um conjunto excêntrico 20 é fornecido e um elemento de travamento 30. A operação de válvula de esfera de acordo com a invenção será descrita em mais detalhes nas figuras abaixo.

[056] As Figs, 7A e 7B representam uma seção transversal de válvula de esfera 1 da Fig. 6, onde a Fig. 7A representa a válvula de esfera na primeira posição aberta e a Fig. 7B representa a válvula de esfera na segunda posição fechada. Na posição aberta na Fig. 7A, um caminho de fluxo 5 é formado entre a abertura de entrada 3 e a abertura de saída 4 permitindo que o fluido na tubulação flua livremente através da válvula de esfera. Na posição fechada da Fig. 7B, a parte fechada 11 do corpo de fechamento 8 é pressionada contra o assento de válvula 10, de modo que a abertura de entrada 3 seja fechada e nenhum fluido seja capaz de fluir da abertura de entrada 3 para a abertura de saída 4 e vice-versa. O corpo de fechamento é conectado ao parafuso de válvula 6, de modo que, devido à rotação do parafuso de válvula, o corpo de fechamento é rotacionado entre a posição aberta e a posição fechada. O alojamento 2 é fornecido com um parafuso de articulação 13 no lado oposto do parafuso de válvula 6. O corpo de fechamento 8 é capaz de rotacionar livremente em torno do parafuso de articulação 13 a uma certa distância do alojamento, de modo que não haja atrito entre o alojamento e o corpo de fechamento.

[057] A válvula de esfera 1 é ainda fornecida com um conjunto excêntrico 20, o qual na modalidade exemplar mostrada compreende um elemento excêntrico de parafuso 21 e uma parte de corpo de fechamento 22. O objetivo deste conjunto excêntrico é articular o corpo de fechamento para o assento de válvula 10 ou, de um modo geral, mover/deslocar a parte fechada 11 do corpo de fechamento 8 em uma direção substancialmente radial em relação ao parafuso de válvula de, e para, o assento de válvula 10. Na modalidade mostrada das Fig. 7A e 7B, o parafuso de válvula 6 e o elemento excêntrico do parafuso 21 conectado ao mesmo podem rotacionar livremente em relação ao corpo de fechamento e à parte do corpo de fechamento 22. Para acoplar o corpo de fechamento ao parafuso de válvula, um elemento de travamento 30 é fornecido no corpo de fechamento (ver Fig. 6). Por meio do elemento de travamento 30, o corpo de fechamento 8 pode ser acoplado ao parafuso de válvula 6 ou ao alojamento 2. Isto permite a possibilidade de rotacionar sem atrito o corpo de fechamento no alojamento 2 em uma primeira faixa de parte de rotação do parafuso de válvula e mover radialmente o corpo de fechamento em direção ao assento de válvula 10 em uma segunda faixa de parte de rotação do parafuso de válvula sem rotacionar o fechamento corpo em relação ao alojamento.

[058] As Figs. 8A e 8B, o alojamento é descrito em mais detalhes. No interior da abertura de entrada 3, no interior do alojamento 2, o assento de válvula 10 está disposto, aqui na forma de um anel de vedação em forma de anel. No fundo do alojamento 2, o parafuso de articulação 13 está disposto. O caminho de fluxo 5 se estende entre a abertura de entrada 3 e a abertura de saída 4. A abertura de entrada 3 e a abertura de saída 4 podem ser fornecidas com uma conexão de tubo, para conectar à tubulação.

[059] Figs. 9A, 9B, 9C representam esquematicamente em mais detalhes o funcionamento da válvula de esfera de acordo com a invenção. No lado inferior da Fig. 9A, uma seção transversal do corpo de fechamento 8 na primeira posição aberta é representada. O caminho de fluxo 5 se estende desde a abertura de entrada 3 para a abertura de saída 4 através do assento de válvula 10. É claramente visto que não há contato entre o corpo de fechamento 8 e o assento de válvula 10 e que o corpo de fechamento pode rotacionar sem atrito com o assento de válvula. Na Fig. 9A, a rotação do parafuso de válvula de 0 a 90 graus é representada acima do corpo de fechamento 8 em uma indicação rotacional. Acima da indicação rotacional, uma vista lateral é representada do conjunto de travamento com o elemento de travamento 30, o primeiro elemento de guia 35 e o segundo elemento de guia 37. O segundo elemento de guia 37 faz parte ou está conectado ao alojamento 2. O primeiro elemento de guia 35 faz parte ou está conectado ao parafuso de válvula e/ou ao elemento excêntrico do parafuso 21. O elemento de travamento 30 é rotativamente conectado ao corpo de fechamento (não mostrado) em torno de um ponto de rotação 34, com a ajuda de um eixo de rotação 31 (ver também a Fig. 10). O elemento de travamento 30 é fornecido com um primeiro membro de travamento 32 e um segundo membro de travamento 33. O primeiro elemento de guia 35 é fornecido com um primeiro elemento de batente 36 e o segundo elemento guia 37 é fornecido com um segundo elemento de batente

38.

[060] Na primeira posição aberta de válvula de esfera na Fig. 9A está o primeiro membro de travamento 32 recebido e travado no primeiro elemento de batente 36 do primeiro elemento de guia 35 na primeira posição de travamento do elemento de travamento 30. Quando o parafuso de válvula e o primeiro elemento guia 35 conectado com ele são rotacionados na direção da seta, o primeiro elemento de batente 36 pegará o primeiro elemento de travamento 32 e o membro de travamento 30 ao longo e os rotacionará e, assim, também rotacionará o corpo de fechamento 8.

[061] Na terceira posição de articulação de válvula de esfera na Fig. 9B, o parafuso de válvula viajou ao longo da primeira faixa de rotação da parte por em torno de 75 graus. O corpo de fechamento 8 também é rotacionado em torno de 75 graus e a parte fechada 11 do corpo de fechamento está agora posicionada oposta ao assento de válvula 10. A distância entre o assento de válvula 10 e o corpo de fechamento é aproximadamente igual à distância na primeira posição aberta na Fig. 9A, de modo que o corpo de fechamento foi capaz de rotacionar sem atrito em relação ao alojamento. A rotação adicional do corpo de fechamento é agora impedida pelo segundo elemento de guia 37 com o segundo elemento de batente 38. Durante a transição da primeira posição de travamento para a segunda posição de travamento do elemento de travamento 30 na terceira posição de articulação, o segundo elemento de batente 38 recebe o segundo corpo de travamento 33 do elemento de travamento 30 e permite que o elemento de travamento 30 articule ou rotacione para baixo, deslocando assim o primeiro membro de travamento 32 para fora do primeiro elemento de batente 36 e desengatando o travamento entre o primeiro elemento de guia 35 e o elemento de travamento e o corpo de fechamento conectado com ele. Quando o parafuso de válvula é rotacionado ainda mais ao longo da segunda faixa de parte de rotação de em torno de 75 graus a 90 graus, o parafuso de válvula conectado ao mesmo e/ou o elemento excêntrico do parafuso 21 e o primeiro elemento de guia 35 rotacionam ainda mais na direção da seta na Fig. 9B de modo que o corpo de fechamento 8 não rotacione mais. O conjunto excêntrico 20 moverá o corpo de fechamento 8 agora em direção ao assento de válvula 10.

[062] A Fig. 9C representa a segunda posição fechada da válvula de esfera, em que a parte fechada 11 do corpo de fechamento 8 é pressionada firmemente no assento de válvula e fecha a abertura de entrada. O elemento de travamento 30 está na segunda posição de travamento e não é mais rotacionado em relação à Fig. 9B. O primeiro elemento de guia 35 foi rotacionado na segunda faixa de partes de rotação, deslocando assim o corpo de fechamento 8 para o assento de válvula 10 pelo conjunto excêntrico.

[063] A Fig. 10 representa em mais detalhes uma modalidade do elemento de travamento 30. O elemento de travamento 30 é conectado ao corpo de fechamento por meio de um eixo de rotação 31. O elemento de travamento 30 é fornecido com um primeiro membro de travamento 32 e um segundo membro de travamento 33. O primeiro e o segundo membro de travamento podem rotacionar em relação ao corpo de fechamento 8 em torno do ponto de rotação 34 usando o eixo de rotação 31 da primeira posição de travamento para a segunda posição de travamento e vice-versa.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Válvula de esfera (1) para regular, direcionar ou controlar um fluxo de fluido através da válvula, compreendendo: - um corpo (2) com uma primeira porta (3), uma segunda porta (4) e um espaço interior (2a) que se estende entre a primeira e a segunda porta; - um assento (10) disposto no espaço interior do corpo; - um membro de válvula (8) disposto de forma móvel dentro do espaço interior do corpo para cooperar com o assento; e - uma haste (6) engatando com o membro de válvula para mover o membro de válvula, em que o membro de válvula inclui um disco de válvula (11) configurado para engatar com o assento em uma posição de engate do membro de válvula, em que o membro de válvula é móvel entre a posição de engate e uma primeira posição por meio de uma segunda posição, em que, na segunda posição do membro de válvula, o disco de válvula está alinhado com o assento a uma distância do assento, em que, na primeira posição do membro de válvula, o disco de válvula está a uma distância maior do assento do que na segunda posição, em que o membro de válvula é rotativo entre a primeira posição e a segunda posição com o disco de válvula mantendo uma distância do assento e do corpo, e em que o membro de válvula é móvel entre a segunda posição e a posição de engate em uma direção substancialmente perpendicular a um plano de contato definido pelo assento, caracterizada pelo fato de que a haste é rotativa em torno de um eixo longitudinal da mesma entre uma primeira posição rotacional correspondente à primeira posição do membro de válvula e uma terceira posição rotacional correspondente à posição de engate do membro de válvula com uma segunda posição rotacional correspondente à segunda posição do membro de válvula entre a primeira e a terceira posição rotacional, em que, entre a primeira e a segunda posição rotacional da haste, o membro de válvula e a haste são acoplados de acordo com uma primeira configuração que permite mover o membro de válvula entre a primeira posição e a segunda posição, e em que, entre a segunda e a terceira posição rotacional da haste, o membro de válvula e a haste são acoplados de acordo com uma segunda configuração diferente da primeira configuração, permitindo mover o membro de válvula entre a segunda posição e a posição de engate.

2. Válvula de esfera, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o membro de válvula inclui um canal de fluxo (9) que se estende através do membro de válvula de modo que, na primeira posição do membro de válvula, o canal de fluxo esteja alinhado com a primeira e a segunda porta, e em que o disco de válvula é uma porção de abertura não passante do membro de válvula.

3. Válvula de esfera, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que, na primeira configuração, o membro de válvula e a haste são acoplados um ao outro em dois locais distintos, permitindo que o membro de válvula rotacione juntamente com a haste em torno do eixo longitudinal da haste, e em que, na segunda configuração, o membro de válvula e a haste sejam acoplados um ao outro apenas em um dos dois locais.

4. Válvula de esfera, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que, na segunda configuração, o membro de válvula é acoplado ao corpo para impedir rotação do membro de válvula em torno do eixo longitudinal da haste.

5. Válvula de esfera, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a haste inclui uma porção de haste (21a) que é recebida em um recesso (22a) correspondente no membro de válvula, cuja porção de haste e recesso são dispostos excêntricos em relação ao eixo longitudinal da haste e que são configurados na segunda configuração para mover o membro de válvula entre a segunda posição e a posição de engate.

6. Válvula de esfera, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o corpo compreende um elemento de acoplamento (37) com um recesso (38) correspondente, em que a haste compreende um elemento de acoplamento (21) com um recesso (36) correspondente, em que o membro de válvula compreende um elemento de acoplamento (30) com um primeiro membro de travamento (32) e um segundo membro de travamento (33) conectado a um membro comum (34) que está conectado articuladamente ao membro de válvula, em que o primeiro membro de travamento é configurado para ser recebido no recesso do elemento de acoplamento da haste na primeira configuração, e em que o segundo membro de travamento é configurado para ser recebido no recesso do elemento de acoplamento do corpo na segunda configuração.

7. Válvula de esfera, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a válvula de esfera é configurada de modo que a haste seja rotacionada 90 graus entre a primeira posição rotacional e a terceira posição rotacional.

8. Válvula de esfera, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a válvula de esfera é configurada de modo que a haste seja rotacionada α graus entre a primeira posição rotacional e a segunda posição rotacional e β graus entre a segunda posição rotacional e a terceira posição rotacional, e em que α é maior que β.

9. Válvula de esfera, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que α está na faixa de 45 a 89 graus, preferencialmente na faixa de 50 a 85 graus, mais preferencialmente na faixa de 60 a 85 graus e mais preferencialmente na faixa de 70 a 85.

10. Método para operar uma válvula de esfera para regular, direcionar ou controlar um fluxo de fluido através da válvula, a referida válvula caracterizado pelo fato de que compreende: - um corpo com uma primeira porta, uma segunda porta e um espaço interior que se estende entre a primeira e a segunda porta; - um assento disposto no espaço interior do corpo; - um membro de válvula disposto de forma móvel dentro do espaço interior do corpo para cooperar com o assento, em que o membro de válvula inclui um disco de válvula configurado para engatar com o assento em uma posição de engate do membro de válvula; e - uma haste engatando com o membro de válvula para mover o membro de válvula e o referido método compreendendo as seguintes etapas: a) rotacionar a haste em torno de um eixo longitudinal da mesma a partir de uma primeira posição rotacional correspondente a uma primeira posição do membro de válvula para uma segunda posição rotacional correspondente a uma segunda posição do membro de válvula, em que, na segunda posição do membro de válvula, o disco de válvula é alinhado com o assento a uma distância do assento, em que, na primeira posição do membro de válvula, o disco de válvula está a uma distância maior do assento do que na segunda posição, e em que o membro de válvula é rotacionado devido a uma primeira configuração de acoplamento entre membro de válvula e haste a partir da primeira posição até a segunda posição com o disco de válvula mantendo uma distância do assento e do corpo; e b) rotacionar a haste ainda mais a partir da segunda posição rotacional até uma terceira posição rotacional correspondente à posição de engate do membro de válvula, em que o membro de válvula é movido devido a uma segunda configuração de acoplamento entre membro de válvula e haste que é diferente da primeira configuração de acoplamento da segunda posição até a posição de engate em uma direção substancialmente perpendicular a um plano de contato definido pelo assento.

11. Método para operar uma válvula de esfera para regular, direcionar ou controlar um fluxo de fluido através da válvula, a referida válvula caracterizada pelo fato de que compreende: - um corpo com uma primeira porta, uma segunda porta e um espaço interior que se estende entre a primeira e a segunda porta; - um assento disposto no espaço interior do corpo; - um membro de válvula disposto de forma móvel dentro do espaço interior do corpo para cooperar com o assento, em que o membro de válvula inclui um disco de válvula configurado para engatar com o assento em uma posição de engate do membro de válvula; e - uma haste engatando com o membro de válvula para mover o membro de válvula, - e mover o membro de válvula, e o referido método compreendendo as seguintes etapas: a) rotacionar a haste em torno de um eixo longitudinal da mesma a partir de uma terceira posição rotacional correspondente à posição de engate até uma segunda posição rotacional correspondente a uma segunda posição do membro de válvula, em que, na segunda posição do membro de válvula, o disco de válvula está alinhado com o assento a uma distância do assento, em que o membro de válvula é movido devido a uma segunda configuração de acoplamento entre membro de válvula e haste da posição de engate até a segunda posição em uma direção substancialmente perpendicular a um plano de contato definido pelo assento; e b) rotacionar ainda mais a haste da segunda posição rotacional até uma primeira posição rotacional correspondente a uma primeira posição do membro de válvula, em que, na primeira posição do membro de válvula, o disco de válvula está a uma distância maior do assento do que na segunda posição, e em que o membro de válvula é rotacionado devido a uma primeira configuração de acoplamento entre membro de válvula e haste que é diferente da segunda configuração de acoplamento da segunda posição até a primeira posição com o disco de válvula mantendo uma distância do assento e do corpo.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que a haste é rotacionada 90 graus entre a primeira posição rotacional e a terceira posição rotacional.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a haste é rotacionada α graus entre a primeira posição rotacional e a segunda posição rotacional e β graus entre a segunda posição rotacional e a terceira posição rotacional, e em que α é maior que β.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que α está na faixa de 45 a 89 graus, preferencialmente na faixa de 50 a 85 graus, mais preferencialmente na faixa de 60 a 85 graus e mais preferencialmente na faixa de 70 a 85.

15. Válvula de esfera, caracterizada pelo fato de que compreende: um alojamento fornecido com uma abertura de entrada e uma abertura de saída, que estão em comunicação fluídica uma com a outra, e com um caminho de fluxo que se estende a partir da abertura de entrada até a abertura de saída; um corpo de fechamento, que compreende um canal de fluxo, o corpo de fechamento sendo recebido rotativamente no alojamento no caminho de fluxo entre a abertura de entrada e a abertura de saída, de modo que o canal de fluxo no corpo de fechamento na primeira posição aberta do corpo de fechamento seja parte do caminho do fluxo; um assento de válvula, que é disposto no alojamento para cooperar com o corpo de fechamento; o corpo de fechamento sendo rotativo entre uma primeira posição aberta e uma segunda posição fechada; em que o corpo de fechamento na segunda posição fechada engata com o assento de válvula usando uma parte fechada do corpo de fechamento e fecha o caminho de fluxo; um parafuso de válvula, que está conectado ao corpo de fechamento para rotacionar o corpo de fechamento, em que o corpo de fechamento tem uma terceira posição articulada entre a primeira posição aberta e a segunda posição fechada, em que o corpo de fechamento rotaciona sem contato no alojamento entre a primeira posição aberta e a terceira posição articulada; e em que entre a terceira posição articulada e a segunda posição fechada o corpo de fechamento é travado no alojamento na direção de rotação de modo que o corpo de fechamento se mova radialmente em relação ao parafuso de válvula e engate no assento de válvula.