BRPI0519151B1

BRPI0519151B1 - Corpo de válvula

Info

Publication number: BRPI0519151B1
Application number: BRPI0519151-3A
Authority: BR
Inventors: David John Koester
Original assignee: Fisher Controls International Llc
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2020-02-11
Also published as: US7469708B2; CN101072965A; AU2005319688C1; RU2007125624A; BRPI0519151A2; NO20072775L; CA2589842A1; NO339455B1; US20060130899A1; CN101072965B; MX2007007524A; WO2006068706A1; EP1828652A1; RU2407939C2; AU2005319688A1; AU2005319688B2; EP1828652B1; CA2589842C

Abstract

corpo de válvula. um aparelho de corpo de válvula para fluido universal e artigos de fabricação são divulgados. um exemplo de corpo de válvula de controle para fluido (100) inclui primeira (102) e segunda (106) aberturas opostas e terceira (104) e quarta (108) aberturas opostas. cada uma das terceira e quarta aberturas é colocada em um ângulo respectivo com no mínimo uma das primeira e segunda aberturas, e uma das terceira e quarta aberturas é configurada para possibilitar que o corpo da válvula de controle para fluido seja montada diretamente a um vaso.

Description

“CORPO DE VÁLVULA”

Campo da divulgação [0001] A presente divulgação é relativa, genericamente, a um corpo de válvula para uma válvula para fluido e, mais particularmente, um corpo de válvula que pode ser configurado para utilização com uma válvula de globo, uma válvula de ângulo, e uma válvula montada em vaso.

Fundamento [0002] Válvulas de controle são utilizadas para controlar o escoamento de um gás, um líquido e/ou qualquer outra substância através dos tubos e/ou vasos aos quais elas estão conectadas. Uma válvula de controle é tipicamente composta de uma ou mais entradas, uma ou mais saídas, e pode incluir uma gaiola como luva, na qual um tampão de válvula opera para controlar escoamento de fluido através de aberturas que acoplam diretamente a(s) entrada(s) à(s) saída(s). O tampão de válvula é tipicamente parte de um conjunto de cobertura de válvula que é mecanicamente acoplado, por exemplo, aparafusado, grampeado, rosqueado no corpo de válvula. Um exemplo de conjunto de válvula de controle está divulgado na Patente U.S. 6.701.958, que é com isto aqui incorporado para referência.

[0003] Válvulas de controle podem ser adaptadas para se adequarem a aplicações particulares. Quatro tipos de válvulas de controle comuns são a válvula de globo, válvula em ângulo, válvula em T e a válvula montada em um vaso. Estes quatro tipos de válvula de controle realizam funções de controle similares, porém são adaptados para utilização em aplicações de controle particulares.

[0004] Uma válvula de globo inclui tipicamente uma porta, ou abertura, de entrada e uma porta, ou abertura, de saída, alinhadas ao longo de um eixo de escoamento comum. Uma válvula de globo também inclui, tipicamente, um conjunto de cobertura de válvula de válvula que é montado em uma terceira abertura que pode ser alinhada ao longo de um eixo que é perpendicular, ou em algum outro ângulo, com o eixo de escoamento das portas de entrada e saída. A Patente U.S. 6.701.958 relacionada a acima descreve um exemplo de conjunto válvula de globo. Uma válvula de globo é tipicamente utilizada em aplicações nas quais um trajeto de

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2/8 escoamento substancialmente reto direto é desejável, por exemplo, se uma válvula deva ser montada em linha ao longo de um trecho de tubulação.

[0005] Uma válvula em ângulo inclui, tipicamente, uma primeira abertura de corpo de válvula, que é tipicamente utilizada como uma entrada, colocada em um ângulo com uma segunda abertura de corpo de válvula, que é tipicamente utilizada como uma saída. Uma válvula em ângulo também inclui um conjunto de cobertura de válvula de válvula montado a uma terceira abertura de corpo de válvula, que é alinhada com a linha de centro de qualquer das porta de entrada ou porta de saída, ou que está em um ângulo em relação a qualquer dentre a porta de entrada ou a porta de saída. Uma válvula em ângulo é tipicamente utilizada em aplicações onde é necessário proteger o corpo de válvula de erosão ou dano de vaporização.

[0006] Uma válvula em T é um híbrido, ou combinação de uma configuração de válvula de globo e uma configuração de válvula em ângulo. Uma válvula em T tipicamente inclui três portas, cada uma das quais pode ser configurada como uma entrada ou uma saída. Duas das portas são tipicamente arranjadas em uma configuração coaxial, enquanto a linha de centro de escoamento da outra porta é colocada em um ângulo em relação à linha de centro de escoamento das duas portas coaxiais. Uma válvula em T inclui, tipicamente, também um conjunto de cobertura de válvula de válvula montado a uma quarta abertura do corpo de válvula. Uma válvula em T pode ser configurada para funcionar como uma válvula de globo, tamponando a porta que tem uma linha de centro de escoamento em um ângulo com a linha de centro de escoamento das duas portas coaxiais.

[0007] Uma válvula montada em vaso, ou não congelante, é configurada de maneira similar a uma válvula em ângulo. Similar a uma válvula em ângulo, uma válvula montada em vaso inclui, tipicamente, uma porta de entrada e uma porta de saída que tem uma linha de centro de escoamento em um ângulo em relação à linha de centro de escoamento da porta de entrada. Uma válvula montada em vaso também inclui, tipicamente, uma terceira abertura configurada para acomodar um conjunto de cobertura de válvula de válvula. Adicionalmente, válvulas montadas em vaso são configuradas para serem montadas diretamente a um vaso, isto é, sem

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3/8 requerer quaisquer tubulações e acessórios interpostos em série, etc.) e podem incluir roscas externas ao corpo de válvula para engate com as roscas internas de uma abertura (por exemplo, um acessório) do vaso ao qual a válvula deve ser montada. Em contraste a outros tipos de válvula, o assento de válvula dentro de uma válvula não congelante é localizado junto à porta que é mecanicamente acoplada ao vaso. Desta maneira, o assento de válvula está exposto às temperaturas mais quentes do vaso ao qual a válvula está ligada, minimizando com isto, ou eliminando, a possibilidade de o assento de válvula congelar.

[0008] Assim, cada um dos quatro tipos de válvula descritos acima é capaz de ser utilizado em uma ou duas aplicações diferentes (por exemplo, no caso da válvula em T, que pode ser utilizada como uma válvula de globo ou uma válvula em ângulo, dependendo de onde o tampão da porta está instalado). Contudo, nenhum dos tipos de válvulas descritos acima possibilita configuração flexível de um corpo de válvula ou conjunto para utilização em aplicações montadas em vaso (por exemplo, não congelante), bem como aplicações de válvula em ângulo e válvula de globo. Como resultado, fabricantes de válvula devem comprar ferramental e fornecer facilidades de fabricação para no mínimo os quatro diferentes tipos de válvula descritos acima. Em adição, instaladores de válvula, pessoal de manutenção, etc., podem ser necessários para comprar e manter um suprimento de quatro tipos diferentes de válvulas, e para manter tais válvulas instaladas em uma planta de processo.

Breve descrição dos desenhos [0009] A Figura 1 é uma vista em seção transversal de um exemplo de corpo universal de válvula com conexões extremas rosqueadas.

[0010] A Figura 2 é uma vista em seção transversal do exemplo de corpo de válvula da Figura 1 em uma configuração de válvula em ângulo.

[0011] A Figura 3 é uma vista em seção transversal do exemplo de corpo de válvula da Figura 1 em uma configuração de válvula de globo.

[0012] A Figura 4 é uma vista em seção transversal do exemplo de corpo de válvula da Figura 1 delineado em uma configuração montada em vaso.

Sumário

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4/8 [0013] Em um exemplo de configuração, um corpo de válvula de controle para fluido inclui primeira e segunda aberturas opostas, e terceira e quarta aberturas opostas. No exemplo de configuração cada uma das terceira e quarta aberturas é colocada em um ângulo respectivo com no mínimo uma das primeira e segunda aberturas, e uma das terceira e quarta aberturas é configurada para possibilitar que o corpo de válvula de controle para fluido seja montado a um vaso.

[0014] Em um outro exemplo de configuração, um corpo de válvula inclui primeira, segunda, terceira e quarta aberturas acopladas diretamente. No exemplo de configuração, uma extremidade distal de no mínimo uma das aberturas é configurada para possibilitar ao corpo de válvula ser montado diretamente a um vaso.

Descrição detalhada [0015] Em geral o exemplo de corpo de válvula de controle para fluido descrito aqui inclui quatro aberturas rosqueadas internamente. Mais especificamente, cada uma das primeira e segunda aberturas opostas é colocada em respectivos ângulos com terceira e quarta aberturas opostas. No exemplo divulgado, as primeira e segunda aberturas podem ter uma relação substancialmente ortogonal às terceira e quarta aberturas. Além disto, cada uma das aberturas pode incluir uma porção rosqueada internamente e configurada para engatar com tubo rosqueado, um tampão ou tampa rosqueados e/ou um conjunto de cobertura de válvula. No mínimo uma das aberturas também inclui uma extremidade distal rosqueada externamente que possibilita ao corpo de válvula ser engatado diretamente com uma abertura rosqueada de um vaso, tal como por exemplo, um tanque, uma garrafa, um cilindro, etc. Naturalmente alguém de talento ordinário na técnica irá reconhecer que as porções rosqueadas internamente podem ser substituídas por qualquer outro dispositivo para ligar tubos, tampões, e/ou um conjunto de cobertura de válvula, tal como, por exemplo, um flange configurado para aparafusar juntas as partes.

[0016] Em contraste a corpos de válvula conhecidos, tais como corpos de válvulas não congelantes e corpos de válvula em T, o exemplo de corpo de válvula de controle para fluido fornece um único corpo de válvula que pode ser configurado

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5/8 de maneira flexível para utilizar uma válvula de globo, uma válvula montada em vaso e uma válvula em ângulo. Em particular, um tampão rosqueado pode ser instalado em uma das aberturas rosqueadas internamente, um conjunto de cobertura de válvula pode ser acoplado a uma outra das aberturas rosqueadas internamente e as duas aberturas restantes podem ser utilizadas como aberturas de entrada e saída de fluido, respectivamente. Por exemplo, o exemplo de corpo de válvula descrito aqui pode ser configurado como uma válvula montada em vaso, instalando a abertura rosqueada externamente em um vaso, instalando um conjunto de cobertura de válvula na abertura oposta à abertura rosqueada externamente, instalando um tampão ou tampão rosqueado em uma das duas aberturas restantes, e acoplando a abertura restante como uma entrada ou saída de controle de fluido. Alternativamente, o exemplo de corpo de válvula descrito aqui pode ser configurado para utilização como uma válvula de globo instalando um tampão ou tampa rosqueada na porção rosqueada internamente da abertura que tem as roscas externas, instalando um conjunto de cobertura de válvula na porta oposta à abertura que tem as roscas externas e utilizando as duas aberturas restantes opostas como portas de entrada e saída.

[0017] A Figura 1 é uma vista em seção transversal de um exemplo de corpo de válvula 100 com conexões universais extremas rosqueados. Em geral o exemplo de corpo de válvula 100 pode ser utilizado em um processo para controlar o escoamento de um fluido, por exemplo um líquido, um gás etc. Assim, o exemplo de corpo de válvula 100 pode ser incorporado em uma válvula de controle que é utilizada como parte de um sistema de controle de processo para abrir um trajeto de escoamento, fechar um trajeto de escoamento e/ou variar a dimensão de uma abertura ou restrição associada com um trajeto de escoamento, controlando com isto a vazão e/ou pressão de um fluido de processo que atravessa a válvula de controle. [0018] Como mostrado na Figura 1, o exemplo de corpo de válvula 100 inclui aberturas 102, 104, 106, 108, todas as quais são acopladas diretamente como mostrado. Para finalidades de clareza, neste exemplo daqui em diante as aberturas 102 e 104 serão referidas como as portas de entrada 1022 e 104 e a abertura 106

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6/8 será referida como a porta de saída 106. Contudo, alguém de talento ordinário na técnica irá reconhecer que as aberturas 102, 104 e 106 podem ser utilizadas de maneira intercambiada, ou como portas de entrada ou saída. Naturalmente, alguém de talento ordinário na técnica irá reconhecer que as portas de entrada 102 e 104 e a porta de saída 106 podem ser conhecidas como aberturas para fluido.

[0019] A porta de entrada 102 e a porta de saída 106 são colocadas opostas uma à outra, e podem ser colocadas ao longo de uma linha de centro de escoamento comum, no mínimo linhas de centro respectivas de escoamento paralelo. A porta de entrada 104 e a abertura 108 são também colocadas opostas uma à outra e podem ser alinhadas ao longo de uma linha de centro comum, ou de linhas de centro paralelas. Cada uma da porta de entrada 104 e a abertura 108 é colocada em um ângulo com a porta de entrada 102 e a porta de saída 106. No exemplo de corpo de válvula 100 da Figura 1, uma porta de entrada 102 e a porta de saída 106 são orientadas substancialmente de maneira ortogonal com relação à porta de entrada 104 e à abertura 108.

[0020] Cada uma das aberturas 102, 104, 106 e 108 pode incluir uma respectiva porção rosqueada internamente 110, 112, 114, 116. Em alguns exemplos, as porções rosqueadas internamente 110, 112 e 114 podem ser roscas de tubo padrão dimensionadas para acomodar um diâmetro de tubo particular tal como por exemplo um tubo de 1 polegada e/ou acessórios de 1 polegada. A porção rosqueada internamente 116 da abertura 108 pode ser dimensionada para aceitar um conjunto de cobertura de válvula adequado para implementar um tipo particular de válvula. Naturalmente, alguém de talento ordinário na técnica irá reconhecer que aberturas 108 podem não incluir a porção rosqueada internamente 116, mas pode, ao invés disto, incluir qualquer outra estrutura adequada para ligar o conjunto de cobertura de válvula ao corpo de válvula.

[0021] Uma extremidade distal 118 da porta de entrada 104 inclui uma porção rosqueada 120, configurada para engatar com uma abertura rosqueada de um vaso, tal como aquela mostrada e descrita em conexão com a Figura 4 abaixo. Desta maneira a porção rosqueada 120 possibilita que o exemplo de corpo de válvula 100,

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7/8 e assim qualquer válvula implementada com ele, seja montado ou fixado mecanicamente diretamente a um vaso. Alternativamente ou adicionalmente, a porta de entrada 102 e a porta de saída 106 também podem incluir porções respectivas rosqueadas externamente para engate com uma porção rosqueada de um vaso ou similar.

[0022] Como descrito em maior detalhe abaixo, uma ou mais das portas 102, 104 e 106 podem ser configuradas para acomodar um tampão ou tampa para configurar o exemplo de corpo de válvula para fluido 100 como uma válvula T, uma válvula de globo, uma válvula em ângulo, ou válvula montada em vaso. Adicionalmente, aqueles de talento ordinário na técnica irão reconhecer que o exemplo de corpo de válvula para fluido 100 é meramente uma configuração tomada como exemplo de configuração, e que variações no corpo de válvula real podem ser implementadas. Por exemplo, o número de aberturas, o desenho físico ou relação das aberturas, o número de aberturas que suportam rosqueamento externo, e dimensões relativas das aberturas, podem variar dependendo da utilização projetada. Ainda mais, o exemplo de corpo de válvula 100 pode utilizar quaisquer trajetos de escoamento interno desejados, por exemplo, trajetos de escoamento encurvados que minimizam turbulência para impedir ou minimizar a cavitação e/ou outros efeitos potencialmente destrutivos ou geradores de ruído. Também para clareza, o exemplo de corpo de válvula 100 está delineado na Figura 1 sem a guarnição da válvula. Contudo, aqueles de talento ordinário na técnica deveriam reconhecer que qualquer guarnição de válvula desejada poderia ser instalada no exemplo de corpo de válvula 100 para se adequar a aplicações particulares.

[0023] A Figura 2 é uma vista em seção transversal do exemplo de corpo de válvula 100 da Figura 1 em uma configuração de válvula em ângulo. Como mostrado na Figura 2, uma tampa ou tampão rosqueado 200 é instalado na porta de entrada 102. A tampa ou tampão 200 bloqueia fluido quanto a escoar para o interior ou para fora da porta de entrada 102. Se um conjunto de cobertura de válvula é montado na abertura 108, então a porta de entrada 104 e a porta de saída 106 definem um trajeto de escoamento inclinado 202 através do corpo de válvula 100. Quando

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8/8 configurado como mostrado na Figura 2, o exemplo de corpo de válvula 100 pode ser montado diretamente a um vaso por meio da porta de entrada rosqueada externamente 104, e a porta de saída 106 pode ser acoplada a um tubo e/ou qualquer outro acessório ou estrutura que carrega fluido.

[0024] A Figura 3 é uma vista em seção transversal do exemplo de corpo de válvula 100 da Figura 1 em uma configuração de válvula de globo. Como mostrado na Figura 3, um tampão 300 é inserido ou instalado na porta de entrada 104. Adicionalmente um conjunto de cobertura de válvula pode ser montado através da abertura 108. Assim, nesta configuração, um trajeto de escoamento 302 transporta um fluido entre a porta de entrada 102 e a porta de saída 106.

[0025] A Figura 4 é uma vista em seção transversal do exemplo de corpo de válvula 100 da Figura 1, delineado montado em um vaso. Como delineado na Figura 4, o exemplo de corpo de válvula 100 está montado diretamente a um vaso 400. Em particular, a porção rosqueada 120 da porta de entrada 104 é engatada em rosqueamento com roscas 402 de uma abertura 404 do vaso 400. Embora não mostrado na Figura 4, um conjunto de cobertura de válvula pode ser montado à abertura 108 e um tampão ou tampa pode ser instalado ou inserido em uma das porta de entrada 102 ou porta de saída 106. Como pode ser visto a partir do exemplo de configuração da Figura 4, a capacidade para montar o exemplo de corpo de válvula 100 em um vaso através da porta de entrada rosqueada externamente 104 elimina a necessidade por conexões suplementares e tubulação suplementares. Adicionalmente, um exemplo de configuração da Figura 4 requer menos espaço físico, por exemplo, folga ou altura, do que requerida por conjuntos conhecidos montados em vaso.

[0026] Embora certos aparelhos e artigos de fabricação tenham sido descritos aqui, o escopo de cobertura desta Patente não está limitado a eles. Ao contrário, esta Patente cobre todos os aparelhos e artigos de fabricação que caiam de forma correta dentro do escopo das reivindicações anexas, seja de maneira literal ou sob a doutrina de equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Corpo de válvula de fluido universal disposto para uso com um selecionado dentre uma pluralidade de tipos de válvula de controle, o corpo de válvula de fluido universal compreendendo:

um corpo de válvula (100) tendo uma pluralidade de aberturas de fluido em comunicação de escoamento uma com a outra, a pluralidade de aberturas de fluido incluindo uma primeira abertura de fluido (102), uma segunda abertura de fluido (106), uma terceira abertura de fluido (108) e uma quarta abertura de fluido (104), a quarta abertura de fluido (104) disposta em um ângulo em relação a ambas a primeira abertura (102) e a segunda abertura (106);

caracterizado pelo fato de que:

a pluralidade de aberturas de fluido (102, 106, 108, 104) compreende aberturas de fluido rosqueadas;

o corpo de válvula de fluido universal adicionalmente compreende um tampão (200, 300) para uso com uma selecionada dentre as aberturas de fluido;

a terceira abertura de fluido (106) é disposta para receber um conjunto de cobertura de válvula adequado para implementar um tipo particular de válvula para controlar o escoamento através do corpo de válvula (100), o tipo particular de válvula selecionado dentre uma válvula de globo, uma válvula em ângulo, uma válvula de derivação ou uma válvula montada em vaso;

as primeira e segunda aberturas de fluido (102, 106) são dispostas ao longo de um eixo de escoamento comum para definir um possível primeiro trajeto de escoamento (202) se estendendo através do corpo de fluido (100) entre as primeira e segunda aberturas (102, 106) mediante colocação do tampão na quarta abertura de fluido (104) tal que o primeiro trajeto de escoamento (202) é um trajeto de escoamento reto; e as segunda e quarta aberturas (106, 104) definem um possível segundo trajeto de escoamento (302) se estendendo através do corpo de válvula entre a segunda abertura e a quarta abertura mediante colocação do tampão na primeira

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2/2 abertura de fluido (102) tal que o segundo trajeto de escoamento (302) é um trajeto de escoamento inclinado, pelo que a vazão através do corpo de válvula (100) pode ser controlada pela abertura, fechamento ou variação do tamanho de uma abertura ou restrição ao longo de qualquer do primeiro trajeto de escoamento (202) ou do segundo trajeto de escoamento (302).

2. Corpo de válvula de fluido universal de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das primeira e segunda aberturas (102, 106) serem portas de entrada e a segunda abertura de fluido (106) ser uma porta de saída.
3. Corpo de válvula de fluido universal de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de pelo menos uma das aberturas de fluido (102, 104, 106, 108) ser configurada para fixar mecanicamente o corpo de válvula ao vaso (400).
4. Corpo de válvula de fluido universal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de cada uma das aberturas de fluido (102, 104, 106, 108) ser rosqueada internamente.
5. Corpo de válvula de fluido universal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de a quarta abertura de fluido (104) incluir uma porção rosqueada externamente (102) configurada para engatar uma porção rosqueada (402) do vaso (400).
6. Corpo de válvula de fluido universal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de as segunda e quarta aberturas de fluido (106, 104) serem ortogonais.