ES2216263T3 - Regulador de presion de gas operado por piloto con contrapeso. - Google Patents

Abstract

EN UN REGULADOR DE LA PRESION DEL GAS ACCIONADO POR VALVULA AUXILIAR CADA CAMISA (9) ENCAJADA CONSISTE EN UN ELEMENTO CILINDRICO ABIERTO POR AMBOS EXTREMOS PARA PERMITIR EL FLUJO DEL GAS A UNA PRESION DE ALIMENTACION Y QUE CONDUCE A LA CABEZA DE CONTROL ASOCIADA (11) DE MANERA QUE, EN COMBINACION CON UN ELEMENTO TOROIDAL (10) QUE FORMA UN CONDUCTO PARA EL GAS, FORMA UNA CAMISA (9) CUYA ACCION ESTA COMPENSADA SIN IMPORTAR LAS VARIACIONES DE LA PRESION DE ALIMENTACION DE ENTRADA.

Description

Regulador de presión de gas operado por piloto con contrapeso.

La presente invención se refiere a un regulador de gas operado por piloto con manguito con contrapeso.

Actualmente, los reguladores de presión de gas, también conocidos como reductores de presión de gas, con flujo de gas "operado por piloto", comprenden un único cuerpo, normalmente hecho de moldeo y con los rebordes para conectar el reductor al conductor de alimentación de gas de alta presión y al conductor de distribución de gas a presión de usuario.

El cuerpo aloja los dispositivos de regulación de presión de gas, tal como los manguitos (uno, o comúnmente dos, uno opuesto al otro, de los cuales uno es el regulador principal y el otro, comúnmente conocido como "monitor" es un manguito de seguridad que entra en funcionamiento en caso de que falle el anterior) conectados a una cabeza de control y a los dispositivos correspondientes (tales como el "piloto") para verificar la presión de gas aguas arriba y aguas abajo del regulador.

Normalmente (véase, por ejemplo la publicación de la patente EP 683.444), los manguitos anteriormente mencionados se conectan a la cabeza de control correspondiente que está equipada con un diafragma., estando esta última retenida en ambos lados por placas móviles y estando destinada a dividir la cabeza de control en dos cámaras estancas separadas para permitir, a través del dispositivo de piloto, la entrada del fluido reductor y el flujo de gas a presión de usuario.

Cada manguito consta de al menos dos elementos: un cilindro que se mueve axialmente en ambas direcciones y un vástago central conectado en un extremo al cilindro móvil. El vástago tiene axialmente montado sobre sí un montaje que consiste en una placa y un resorte para ajustar la posición del cilindro respecto de un tope estanco (denominado "tampón" situado enfrente del cilindro) de acuerdo con la presión de la cabeza de control; para conseguir que esto se lleve a cabo, el otro extremo del cilindro se conecta al montaje de placa y diafragma.

El vástago también tiene un conducto pasante, realizado sobre sí mismo, conduciendo un extremo del conducto a un área cercana al cilindro y conduciendo el otro extremo a una cámara de equilibrio situada en la cabeza de control en la cámara de presión de usuario. El conducto se usa para el flujo de gas de alta presión destinado a equilibrar los cambios súbitos de presión aguas abajo del reductor que podrían producir movimientos axiales no deseados del cilindro y, por lo tanto, una incorrecta reducción de presión del gas entrante.

La estructura de este tipo de reductor es extremadamente compleja, con un gran número de piezas móviles de grandes dimensiones y con un sistema equilibrado que, debido a la pequeña dimensión del conducto del vástago comparado con los diámetros de los pasos de gas del reductor podría en algunos casos ser insuficiente para mantener la posición del manguito estable de acuerdo con las presiones reinantes.

Con vistas a realizar más simples y modulares los componentes de los reguladores de presión de gas, especialmente los reguladores operados por piloto, el Solicitante ha inventado y producido un regulador de presión de gas operado por piloto tal como el definido en la reivindicación 1 con un manguito con contrapeso que es de estructura extremadamente simple, fiable en condiciones operativas de régimen permanente y capaz de compensar rápidamente las súbitas variaciones de presión creadas aguas abajo del reductor.

Las características técnicas de la invención de acuerdo con los objetivos anteriormente mencionados se describen en las reivindicaciones más adelante y las ventajas de la invención se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, en referencia a los dibujos anexos, que representan una realización preferida de la invención y en los que:

- la figura 1 muestra una parte de un regulador de presión de gas hecho de acuerdo con la presente invención, vista en sección transversal

- la figura 2 muestra otra realización del regulador de presión hecha de acuerdo con la presente invención, vista en sección transversal.

Con referencia a los dibujos adjuntos, el regulador de presión de gas que lleva la referencia numérica 100 como un todo es del tipo operado por piloto.

El regulador comprende un cuerpo 1 con un orificio de entrada 2, conectado a un primer conducto 3, para la entrada de gas a alta presión o presión de entrada, un orificio de salida 4 conectado a un segundo conducto 5 (los conductos se dibujan con líneas de puntos en las ilustraciones) para el suministro de gas a presión de usuario, y al menos un par de agujeros auxiliares 6 y 7 situados el uno enfrente del otro. Cada uno de los agujeros auxiliares 6 y 7 tiene fijado en su interior medios auxiliares 8 para verificar y regular el flujo de gas (en el dibujo se muestra sólo uno de los medios, puesto que el otro es esencialmente idéntico, tal como se describe con más detalle más adelante).

Cada uno de los medios auxiliares 8 consiste en un manguito 9, 9' colocado parcialmente en el interior del cuerpo 1 y capaz de moverse axialmente a lo largo del cuerpo (véase la flecha F1); como es bien sabido, uno de los manguitos reduce la presión de gas, mientras que el otro entra en funcionamiento sólo si falla el anterior. Por motivos de claridad y conveniencia, se describirá sólo uno de los manguitos ya que las estructuras de los dos son idénticas.

El manguito 9 se coloca enfrente de un elemento toroidal de estanqueidad 10 que forma un paso para el gas que fluye a través del cuerpo 1, abriéndose o cerrándose dicho paso al moverse el manguito 9 respectivamente en contacto con el borde circular y separado (como se muestra en la figura 1) del elemento toroidal 10. Este paso permite que el gas fluya desde el primer conducto 3 a presión de entrada al segundo conducto 5 a presión de usuario, es decir, a presión reducida (véase la flecha F en la figura 1).

Como también se muestra en la figura 1, el manguito 9 es operado por una cabeza de control 11 que consiste en dos semicuerpos 12 y 13 rebordeados el uno respecto del otro y separados internamente por un diafragma regulador 14 retenido por las placas correspondientes 15 y 16 que están, a su vez, conectadas al manguito 9.

El montaje que consiste en el diafragma 14 y las placas 15 y 16 forma, dentro de la cabeza de control 11, las cámaras correspondientes 17 y 18 que contienen respectivamente, el gas a presión de usuario y un fluido reductor de presión suministrado por una unidad "piloto" (no representada porque es del mismo tipo conocido y no forma parte de la invención); gracias a esta estructura, la posición axial del manguito 9 respecto del elemento toroidal 10 se puede ajustar de acuerdo con la diferencia de presión en las dos cámaras 17 y 18.

Todavía en referencia a la figura 1, el manguito 9 consiste en un único elemento cilíndrico abierto en ambos lados para permitir la entrada de gas a presión de entrada y su conducción dentro de la cabeza de control correspondiente 11; esta estructura, combinada con el elemento toroidal 10, forma un manguito 9 cuya acción está compensada sin tener en cuenta las variaciones en la presión de entrada.

La acción contrabalancedada también se lleva a cabo mediante el hecho de que el diámetro exterior D1 del elemento cilíndrico 9 es constante e igual al diámetro de mando D2 del elemento cilíndrico sobre la parte circular de estanqueidad del elemento toroidal 10, Esto posibilita la igualdad de las diferentes fuerzas de apertura y de cierre que actúan sobre el elemento cilíndrico debido a las variaciones en la presión de entrada de gas.

El número 19 en las figuras 1 y 2 indica medios de estanqueidad colocados entre el elemento cilíndrico 9 y un asiento axial 20 en el que se aloja el elemento cilíndrico. Los medios 19, que, en esta realización preferida, consisten en una junta tórica convencional, se colocan alrededor del borde circular del elemento cilíndrico 9 y cerca de las placas de retención 15 y 16 del diafragma regulador. Esto evita que el gas entrante se escape dentro de la cámara 17.

Mientras está en uso, el elemento cilíndrico 9 está rodeado por un segundo elemento cilíndrico fijo 21, conectado a la cabeza de control 11 y sobresaliendo de esta última coaxialmente con el primer elemento cilíndrico 9 para actuar como una guía para el primer elemento cilíndrico.

Evidentemente, como se muestra en la figura 1, si el regulador tiene dos medios auxiliares 8, el manguito 9 descrito hasta ahora se combina con otro manguito montado esencialmente de manera simétrica en el otro agujero auxiliar 7 donde hay un elemento cilíndrico 9' (parcialmente representado), controlado por una cabeza de control similar (no representada) y colocado coaxialmente enfrente del otro elemento cilíndrico 9. Por lo tanto, los manguitos 9 y 9' se sitúan en lados opuestos del elemento toroidal 10. Cada elemento cilíndrico 9 y 9' actúa por lo tanto sobre una cara de estanqueidad circular correspondiente 10a y 10b del elemento toroidal 10.

En la realización representada en la figura 2, cada uno de los manguitos opuestos 9a y 9b previstos sobre el regulador está equipado con una cabeza de montaje de tampón P 30 que se rosca sobre el extremo libre del elemento cilíndrico correspondiente 9a y 9b, mientras que el elemento toroidal 10 está simplemente equipado con elementos anulares de tope 31 opuestos al tampón P correspondiente.

Al configurar los elementos cilíndricos 9a y 9b de esta manera no se cambia esencialmente el diseño y el funcionamiento de la realización simplificada descrita anteriormente, puesto que la cabeza de montaje de tampón P 30 tiene un agujero pasante central 32 destinado a permitir que el gas fluya dentro de los elementos cilíndricos 9a y 9b, a presión de entrada. Como la realización simplificada descrita anteriormente, el diámetro exterior D1 de cada elemento cilíndrico 9a y 9b es constante e igual al diámetro de mando D2 del elemento cilíndrico. En este caso, el tampón P, sobre el borde circular del elemento anular de tope 31. Como en el caso anterior, esto posibilita la igualdad de las diferentes fuerzas de apertura y de cierre que actúan sobre el elemento cilíndrico debido a las variaciones en la presión entrante del gas.

Un manguito realizado de esta manera alcanza los objetivos anteriormente mencionados gracias a su construcción simple y económica que no reduce la fiabilidad del regulador en su totalidad e incrementa considerablemente su eficacia general.

La invención descrita se puede someter a modificaciones y variaciones.

Claims (7)

1. Un regulador de presión de gas operado por piloto que comprende un cuerpo (1) con un orificio de entrada (2), conectado a un primer conducto (3), para la entrada de gas a alta presión o presión de entrada, un orificio de salida (4) conectado a un segundo conducto (5) para el suministro de gas a presión de usuario, y al menos un par de agujeros auxiliares (6, 7) situados el uno enfrente del otro y teniendo cada uno fijado en su interior medios auxiliares (8) para supervisar y regular el flujo de gas; al menos uno de los medios auxiliares (8) consta de un manguito (9) que sobresale parcialmente hacia el interior y puede moverse axialmente dentro del cuerpo (1); estando un extremo del manguito (9) situado enfrente de un elemento de asiento de válvula toroidal (10) situado en el cuerpo (1) y formando un paso para el gas que fluye a través del cuerpo (1), cerrándose o abriéndose dicho paso al moverse el manguito (9) respectivamente en contacto con, y separado de, el borde circular del elemento de asiento de válvula toroidal (10) para permitir que el gas fluya desde el primer conducto (3) a presión de entrada hacia el segundo conducto (5) a presión de usuario; estando operado dicho manguito (9) por el medio auxiliar (8) en forma de una cabeza de control (11) que consiste en dos semicuerpos (12 y 13) rebordeados el uno respecto del otro y separados internamente por un diafragma regulador (14) retenido por las placas correspondientes (15 y 16) conectadas al manguito (9) para formar las cámaras correspondientes (17 y 18) que contienen, respectivamente, el gas a presión de usuario (17) y un fluido reductor de presión (18) suministrado por una unidad piloto, para permitir que la posición axial del manguito (9) se ajuste de acuerdo con la diferencia de presión en las dos cámaras (17,18); caracterizándose el regulador porque

el manguito (9) comprende un elemento cilíndrico abierto en ambos lados para permitir la entrada, en el manguito (9), de gas a presión de entrada y la conducción de dicho gas dentro de la cabeza de control correspondiente (11) con lo que el manguito se acciona solamente mediante la conexión que hay entre las placas (15, 16) y el propio manguito (9) donde se compensa la acción del manguito (9) en combinación con el elemento toroidal de asiento de válvula (10) sin tener en cuenta las variaciones en la presión de entrada.

2. El regulador según la reivindicación 1, caracterizado porque el diámetro exterior (D1) del manguito (9) es constante e igual al diámetro de mando (D2) del elemento cilíndrico sobre la parte circular de estanqueidad del elemento toroidal de asiento de válvula (10).

3. El regulador según la reivindicación 1, caracterizado porque el manguito (9) está fabricado de una sola pieza.

4. El regulador según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende al menos dos medios auxiliares similares (8) que constituidos por dos manguitos (9, 9') coaxiales y opuestos el uno al otro y colocados sobre lados opuestos del elemento toroidal de asiento de válvula (10), actuando cada uno de los manguitos (9, 9') sobre una cara circular de estanqueidad (10a, 10b) del elemento toroidal de asiento de válvula (10).

5. El regulador según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende medios de estanqueidad (19) entre el manguito (9) y un asiento axial (20) en el que está alojado el elemento cilíndrico; estando dicho medio de estanqueidad (19) colocado alrededor del borde circular del elemento cilíndrico (9) y cerca de las placas de retención (15, 16) del diafragma regulador.

6. El regulador según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un segundo elemento cilíndrico fijo (21) conectado a la cabeza de control (11) y que sobresale de está última coaxialmente con el primer manguito (9) para actuar como una guía para el primer elemento cilíndrico.

7. El regulador según la reivindicación 1, caracterizado porque el extremo libre del primer manguito (9a) tiene una cabeza (30) que monta un tampón de estanqueidad (P) destinado a entrar en contacto con un elemento anular de tope (31) sobre el elemento toroidal de asiento de válvula (10); roscándose la cabeza (30) sobre el manguito (9a) y estando equipada con un agujero pasante central destinado a permitir que el gas fluya a su través a presión de entrada.