BRPI0410533B1 - válvula de passagem para instalações de fluorídrico - Google Patents
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Abstract
"válvula de passagem para instalações de fluorídrico". uma válvula de passagem para instalações de fluorídrico, que compreende uma câmara de passagem (1) do fluido, que aloja um obturador (2) e dispõe de um bocal de entrada (7) e de um outro de saída (8), um corpo de guia (3) através do qual corre a haste (4) de acionamento do elemento de obturação (2) e um cabeçote de atuação (5). a câmara de passagem (1) dispõe interiormente de guias (17) paralelas à haste (4), que conduzem ao obturador (2). no bocal de saída (8) é rosqueado um anel (9) constituído por uma liga de ferro, cobre e níquel.
Description
VÁLVULA DE PASSAGEM PARA INSTALAÇÕES DE FLUORÍDRICO A presente invenção se refere a uma válvula de passagem para instalações de fluorídrico, cuja constituição e cujo projeto permitem evitar ou reduzir consideravelmente a formação e o depósito de fluoretos na superfície interna da válvula.
Mais concretamente, a válvula da invenção é do tipo que compreende uma câmara de passagem que aloja um obturador e dispõe de um bocal de entrada e um outro de saída situado de acordo com direções perpendiculares; um corpo de guia através do qual corre a haste de acionamento do elemento de obturação, selado com respeito à câmara de passagem; e um cabeçote de atuação no qual é montado um mecanismo de acionamento da haste citada. 0 obturador é montado entre guias paralelas à haste de acionamento, através do que se consegue guiar o referido obturador no seu deslocamento. No bocal de saída é montado um anel para assentamento do obturador na posição de fechamento.
As válvulas do tipo exposto já são conhecidas, por exemplo, pela Patente U.S. N° 4.714.2327, na qual as válvulas de entrada e de saída da câmara de passagem encontram-se situadas em ângulo reto, o bocal dispondo de uma sede que incorpora uma inserção de material plástico. A válvula dispõe também de guias para condução do obturador no seu percurso ascendente - descendente.
Pela U.S. 3767159 é descrita uma válvula que dispõe também de uma sede para o obturador e de guias para condução do obturador no seu percurso ascendente -descendente. Entretanto, os bocais de entrada e de saída encontram-se alinhados.
As válvulas tradicionais do tipo exposto não são adequadas para as instalações de ácido fluorídrico, devido ao fato de os fluoretos originados nas tubulações se depositarem e solidificarem no seu interior, produzindo um mau funcionamento progressivo que acaba inutilizando a válvula em pouco tempo. A condução e a regulagem do ácido fluorídrico em tubos de aço carbono geram sais denominados fluoretos de ferro, que aderem âs paredes das válvulas e aos elementos móveis dela, assim como um armazenamento destes fluoretos nos alojamentos gue fazem o fechamento das válvulas convencionais com projeto padronizado. A aderência dos fluoretos às paredes faz com que se vá reduzindo paulatinamente a vazão circulante, e a aderência às paredes cria uma dificuldade de movimento para se realizar o fechamento correto, tanto para o uso normal em operações como para os casos de emergência.
Por outro lado, no caso de válvulas que estão sempre abertas pelas condições de processo, as deposições dos fluoretos nos alojamentos das comportas impedem totalmente a estangueidade que é necessária, em se tratando de ácido fluorídrico, quando houver necessidade de serem fechadas. 0 exposto anteriormente obriga que estas válvulas sejam substituídas em paradas programadas da unidade de alquilação, com o custo conseqüente do reparo dos equipamentos para se poder realizar a referida substituição. Além disso, as recuperações das referidas válvulas são de quantia elevada e de grande tempo de reparo, o que obriga a ter altos imobilizados em inventário, no que se refere a válvulas de reposição.
Normalmente, não estão disponíveis as reposições, devido ao fato de as peças a substituir, pelo estado era que se encontrara, serem dificilmente desmontáveis. A presente invenção tem por objetivo uma válvula projetada para seu uso exclusivo em instalações de ácido fluorídrico, estando projetada e constituída de modo que se evitem os problemas assinalados antes. A invenção tem por objetivo uma válvula de fechamento angular, com um projeto interno de forma aerodinâmica, para se evitarem as deposições dos cloretos nas paredes e nos alojamentos, assim como a aderência destes nas partes móveis da válvula. Este projeto e esta constituição fazem com que a circulação do produto, logicamente com a válvula aberta, seja a mais rápida possível, de modo que se evite que os fluoretos possam ser depositados nas sedes.
Para se lograr o objetivo exposto, de acordo com uma característica da invenção, todas as partes internas móveis e de fechamento da válvula são recobertas com uma liga resistente a ácido fluorídrico à base de ferro, cobre e níquel. 0 obturador da válvula é constituído por um corpo maciço revestido da liga mencionada. Além disso, o curso deste obturador é total, de forma que na posição aberta de válvula a parte inferior do mesmo esteja em linha com a parte superior da passagem lateral ou bocal de entrada do corpo da válvula. 0 obturador é conduzido em seu deslocamento por guias que também são recobertas da mesma liga, por soldagem mecanizada e ajustadas ao seu diâmetro maior. 0 anel de fechamento que ê montado no bocal de saída também é da liga citada antes e é rosqueado no corpo, apresentando uma sede de fechamento cônico. Por sua vez, o obturador é de sede dupla sobre o anel mencionado. A sede dupla é definida por parte da superfície lateral do obturador, que se apoia diretamente sobre a superfície cônica do anel, e por um aro de PTFE (politetrafluoroetileno), que é montado sobre a superfície lateral do obturador e que se apóia também sobre a superfície cônica do anel. Na posição fechada da válvula, dispõe-se, desse modo, de um fechamento primário, definido pelo apoio de PTFE sobre o metal do aro, e de um fechamento secundário pelo apoio direto do metal do obturador sobre o metal do anel que define a sede, ambos de um metal à base da liga mencionada anteríormente, tudo isso permitindo lograr uma perfeita estanqueidade na posição de fechamento. 0 corpo de guia da válvula, através do qual corre a haste, apresenta interiormente, em uma posição adjacente à câmara de passagem, um estreitamento no qual é rosqueada uma bucha inferior entre a qual e um mordente superior é disposta uma gaxeta que sela a passagem da haste, a bucha e o mordente sendo constituídos da mesma liga â base de ferro, cobre e níquel. A superfície interna do corpo de guia também é recoberta pela mesma liga no trecho ocupado pelos componentes descritos anteríormente. A haste de acionamento do obturador fica rematada em sua extremidade inferior em um cabeçote de superfície curva convexa que se apóia sobre uma sede curva convexa do obturador. Assim, é conseguido um apoio do cabeçote da haste sobre o obturador de forma arredondada, para se permitir uma pressão axial ótima sobre o obturador quando do fechamento. Para a conexão destes componentes, a haste traz montadas perto do cabeçote curvo convexo duas buchas também de liga â base de ferro, cobre e níquel, as quais são rosqueadas entre si e alojam uma gaxeta intermediária, a bucha inferior estando fixada por soldagem ao obturador, A superfície interna da câmara de passagem na zona em que é montado o anel que define a sede do obturador, é revestida da liga já mencionada, pelo aporte de soldagem. A fixação da câmara de passagem e do corpo de guia é realizada de forma tradicional, com uma interposição de uma junta de liga à base de ferro, cobre e níquel, de seção ovalada, que fica parcialmente alojada em calhas anulares realizadas nas superfícies confrontantes de apoio da câmara de passagem e do corpo de guia.
As características da invenção, de acordo com o colhido nas reivindicações, são expostas a seguir com maiores detalhes, com a ajuda dos desenhos em anexo, nos quais é mostrado um exemplo de realização não limitativo.
Nas figuras: a Figura 1 é uma elevação vertical de uma válvula constituída de acordo com a invenção, com a câmara de passagem em corte e o corpo de guia em corte parcial.
As Figuras 2, 3 e 4 são seções transversais da válvula, tomadas de acordo com as linhas de corte II-II, III-III e IV-IV da figura 1, respectivamente.
De acordo com o que é apreciado na figura 1, a válvula é composta por uma câmara de passagem 1, que aloja o obturador 2, por um corpo de guia, através do que corre a haste 4 de acionamento do obturador 2, e por um cabeçote de atuação 5, no qual é montado um mecanismo 6 de acionamento da haste 4, que pode ser motorizado ou manual. A câmara de passagem 1 dispõe de um bocal de entrada r e de um bocal de saída 8, ambos dispostos de acordo cor direções perpendiculares entre si, o bocal de saída £ ficando em alinhamento com a haste 4 de acionamento dc obturador 2.
No bocal de saída 8 é montado um anel 9 que define a sede para o obturador 2 e que é constituído à base de uma liga de ferro, cobre e níquel. 0 anel é fixado no bocal de saída através de uma rosca, a superfície interna do bocal de saída na qual é rosqueado o anel também estandc recoberta com a mesma liga. 0 anel 9 apresenta uma superfície ou sede interna 10 de forma cônica. 0 obturador 2 é constituído por um corpo que é revestido da mesma liga mencionada anteriormente, à base de ferro, cobre e níquel, que dispõe de sede dupla sobre o anel 9. A sede dupla fica definida, em parte, pelo próprio obturador 2 que se apoia diretamente sobre o anel 9 e, em parte, por um aro 11 de PTFE, que é montado sobre a superfície lateral do obturador, de modo que se apoie também sobre a superfície cônica do anel 9. Com esta sede dupla, é assegurada a estanqueidade da válvula na posição de fechamento. A haste 4 fica rematada em sua extremidade inferior em um cabeçote 12 de superfície curva convexa, que se apóía sobre uma sede 13, de superfície curva côncava, realizada no obturador 2. Com este apoio mútuo é lograda uma pressão axial ótima sobre o obturador ao se atuar a válvula até a posição de fechamento. A união entre a haste 4 e o obturador 2 é lograda mediante duas buchas 14 e 15 rosqueadas entre si, entre os quais é disposta uma gaxeta 16. As buchas 14 e 15 são da mesma liga de ferro, cobre e níquel. A bucha 14, além disso, é unida por soldagem ao obturador 2. A câmara de passagem 1 dispõe interiormente de guias 17, figuras 1 e 2, que são recobertas pela soldagem mecanizada da liga já citada à base de ferro, cobre e níquel.
Na posição de abertura máxima, o obturador 2 apresenta sua superfície ou base inferior em alinhamento com a borda superior do bocal de entrada 7. Quer dizer, o curso do obturador é total, o qual, conjuntamente com a configuração interna desta câmara e com o recobrimento das superfícies móveis da mesma, faz com que se obtenha uma forma aerodinâmica para se evitarem as deposições dos fluoretos nas paredes e nos alojamentos, assim como sua aderência nas partes móveis. Com a válvula aberta, a circulação do fluido será muito rápida, evitando que possam ser depositados fluoretos nas sedes.
Como pode ser apreciado na figura 1, o corpo de guia 3 apresenta em sua parte inferior uma bucha inferior 18 à base da liga de ferro, cobre e níquel. A superfície interna do corpo de guia 3 na qual é executada a rosca também é recoberta com a mesma liga. Além disso, entre o alargamento inferior da bucha 18 e o corpo de guia 3 é disposta uma junta de grafite. De forma superior ao mesmo alargamento é disposto um mordente 19 da mesma liga, entre o qual e a bucha 18 é montada uma gaxeta 20 que sela a passagem da haste 4. A câmara 1 e o obturador 2 ficam rematados em suas seções de extremidade em flanges 21 e 22 que são fixados mediante parafusos prisioneiros 23. Entre estes flanges é disposta uma junta 24 de liga de ferro, cobre e níquel, de seção ovalada, que fica parcialmente alojada nos sulcos confrontantes dos dois flanges.
Como é apreciado na figura 4, o mordente 19 fica fixado através de cavilhas 25.
Como é apreciado nas figuras 1 e 3, a haste 4 tem fixada, por cima do mordente 19, uma peça 26, através de um parafuso 27, a qual dispõe de ressaltos externos axiais 28 deslocáveis sobre sulcos ou canais axiais 29 do corpo 3, limitando o comprimento destes sulcos ou canais 29 o deslocamento da peça 26 entre as posições limites inferior e superior, das quais a primeira é representada na figura 1 com linhas contínuas e a segunda com linhas pontilhadas e referenciada com o número 26' . 0 corpo 26 é realizado â haste 4 através do parafuso 27 e da chaveta 30.
Com a constituição exposta, a haste 4 com o obturador 2 deslizam verticalmente sem girar, conduzidos pelas guias 17, e o curso do obturador está limitado através do corpo 26 e dos canais axiais 29. Com a constituição descrita, dispõe-se de uma válvula na qual a câmara de passagem 12, na posição aberta do obturador 2, permite uma circulação rápida que elimina ou reduz o risco de depósitos e aderências de fluqretos, circunstância que é favorecida, mais ainda, pela constituição e pelo recobrimento das peças ou dos elementos móveis à base da liga mencionada.
REIVINDICAÇÕES
Claims (7)
1. Válvula de passagem para instalações de fluorídrico, que compreende uma câmara de passagem (1) do fluido, que aloja um obturador (2) e dispõe de um bocal de entrada (7) e um outro de saída (8) situado de acordo com direções perpendiculares; um corpo de guia (3) através do qual corre a haste (4) de acionamento do elemento de obturação, selada com respeito à câmara de passagem (1); e um cabeçote de atuação (5) , no qual é montado o mecanismo (6) de acionamento da haste (4) citada; cuja câmara de passagem (1) dispõe interiormente de guias (17) paralelas à haste (4) de acionamento, entre as quais é montado e guiado o obturador (2), de um anel (9) sobre o bocal de saída (8), para assentamento do referido obturador (2), caracterizada pelo fato de o obturador (2) ser constituído por um corpo revestido de uma liga resistente a ácido fluorídrico, à base de ferro, cobre e níquel, que dispõe de uma sede dupla (10) sobre o anel (9) montado no bocal de saída (8), e na posição de abertura máxima fica situada com a base inferior em alinhamento com a borda superior do bocal de entrada (7) , o referido corpo sendo conduzido em seu deslocamento entre as posições de abertura e fechamento por guias (17) que são recobertas da mesma liga de ferro, cobre e níquel; e pelo fato de o corpo de guia (3) apresentar interiormente, em uma posição adjacente à câmara de i passagem (1) , um estreitamento no qual é enroscada uma bucha (18) inferior entre a qual e um mordente (19) superior é disposta uma gaxeta (20) que sela a passagem da haste (4), a referida bucha (18) e o mordente (19) constituídos â base da liga de ferro, cobre e níquel, e o corpo de guia (3) recoberto com a mesma liga entre o trecho ocupado por estes componentes.
2. Válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a haste (4) ser rematada em sua extremidade inferior em um cabeçote (12) de superfície curva convexa, que se apoia sobre uma sede (13) curva côncava do obturador (2) e tem montadas, próximo do referido cabeçote (12), duas buchas (14, 15), à base da liga de ferro, cobre e níquel, as quais são rosqueadas entre si e alojam uma gaxeta (16) , a bucha (14) inferior sendo fixada por soldagem ao obturador (2).
3. Válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a bucha do bocal de saída (8) ser de liga de ferro, cobre e níquel e ser fixada ao referido bocal através de uma rosca, sobre uma zona recoberta também da mesma liga, o anel (9) apresentando interiormente uma superfície cônica sobre a qual se· apóia ou assenta o obturador (2).
4. Válvula, de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizada pelo fato de a sede dupla (10) do obturador (2) sobre o anel (9) do bocal de saída (8) ser definida, em parte, pela superfície lateral do obturador (2), que se apóia diretamente sobre a superfície cônica do referido anel (9) , e por um aro (11) de PTFE que é montado sobre a superfície lateral do obturador (2) e se apóia também sobre a superfície cônica do anel (9).
5. Válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a câmara de passagem (1) e do corpo de guia (3) apresentarem flanges (21, 22) de apoio e conexão, entre os quais é disposta uma junta (24) de seção oval, constituída à base de uma liga de ferro, cobre e níquel, que se aloja parcialmente nos sulcos executados nas superfícies confrontantes de ambos os flanges (21, 22) .
6. Válvula,...dè acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a superfície interna do corpo de guia (3) sobre a qual é executada a rosca para o enroscamento da bucha (18) citada ser recoberta da mesma liga que o obturador (2) e pelo fato de a referida bucha (18) ficar inferíormente rematada em um alargamento que se apóia sobre o corpo de guia (3), com a interposição de uma junta de sede de grafite.
7. Válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a haste (4) ter fixada, por cima do trecho que atravessa o estreitamento do corpo de guia (3), uma peça (26) que se apóia contra os topos superior e inferior do referido corpo, nas posições limites (26) da haste (4), limitando o deslocamento da mesma e do obturador (2) .
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