ES2223883T3 - Valvula de cierre estanca a gases para un cierre de carga o descarga de material. - Google Patents
Valvula de cierre estanca a gases para un cierre de carga o descarga de material.Info
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Abstract
Válvula de cierre estanca a gases para un cierre de carga o descarga de material que comprende: una carcasa de válvula (20, 120); un asiento de válvula anular (22, 122) conectado a la mencionada carcasa de válvula, rodeando dicho asiento de válvula una abertura de descarga (24); un elemento de cierre de válvula (26, 126) asociado, en la mencionada carcasa de válvula, al mencionado asiento de válvula, pudiendo moverse el mencionado elemento de cierre de válvula entre una primera posición, en la cual el mencionado elemento de cierre de válvula y el mencionado asiento de válvula anular pueden ser presionados entre sí, y una segunda posición en la cual el mencionado elemento de cierre de válvula está situado a un lado de la mencionada abertura de descarga; un medio para presionar axialmente entre sí el mencionado elemento de cierre de válvula y el mencionado asiento de válvula anular cuando el mencionado elemento de cierre de válvula está en su primera posición; y un medio de estanqueidad blando (28, 128) asociado al mencionado asiento de válvula anular o al mencionado elemento de cierre de válvula, teniendo el mencionado medio de estanqueidad blando una superficie de sellado expuesta para ser presionada contra una superficie de contacto del medio de estanqueidad del mencionado elemento de cierre de válvula, respectivamente sobre el mencionado asiento de válvula, para proporcionar estanqueidad a gases cuando el mencionado asiento de válvula y el mencionado elemento de cierre de válvula están presionados entre sí; caracterizada porque un elemento protector térmico (30, 30¿) que puede moverse en la mencionada carcasa de válvula entre una primera posición, en la cual cubre la mencionada superficie de sellado expuesta cuando el mencionado elemento de cierre de válvula está en su segunda posición, y una segunda posición en la cual deja al descubierto la mencionada superficie de sellado expuesta para permitir de nuevo el contacto estanco a gases entre la mencionada superficie de sellado expuesta y la mencionada superficie de contacto del medio de estanqueidad.
Description
Válvula de cierre estanca a gases para un cierre
de carga o descarga de material.
La presente invención se refiere a una válvula de
cierre estanca a gases para un cierre de carga o descarga de
material que está sometida a altas temperaturas de
funcionamiento.
Una válvula estándar de cierre estanca a gases
para un cierre de carga o descarga de material comprende una carcasa
de válvula estanca a gas con un asiento de válvula anular conectado
a ella y con un elemento de cierre de válvula asociado a este
asiento de válvula. El elemento de cierre de válvula se puede mover
entre una primera posición, en la cual el elemento de cierre de
válvula y el asiento de válvula anular se pueden presionar entre sí
axialmente, y una segunda posición en la que aquel está situado a un
lado de la mencionada abertura de descarga. Para proporcionar la
estanqueidad necesaria cuando el elemento de cierre de válvula y el
asiento de válvula anular se presionan entre sí, en el asiento de
válvula anular o en el elemento de cierre de válvula se monta un
medio de estanqueidad blando, generalmente una junta sintética.
El uso de juntas sintéticas en una válvula
estanca a gases constituye un problema cuando se diseña un cierre de
carga o descarga de material de este tipo para temperaturas de
trabajo altas (por ejemplo temperaturas de trabajo superiores a
500ºC). En realidad, las juntas sintéticas de este tipo que son
adecuadas para válvulas de cierre para material están garantizadas
para temperaturas de trabajo de hasta 250ºC.
Es conocida la acción de refrigerar el elemento
que contiene la ranura que aloja la junta sintética así como la
superficie de contacto del elemento contra el cual la junta
sintética presiona, con el fin de mantener la temperatura de trabajo
de la junta lo más baja posible. Sin embargo, cuando una válvula
estanca a gases se abre, el elemento de cierre refrigerado deja al
descubierto la superficie de sellado de la junta sintética y ésta
queda expuesta directamente a la radiación térmica de la carcasa de
válvula. Además, la acción refrigerante del elemento que contiene la
ranura que recibe la junta sintética no reduce sustancialmente la
temperatura de la superficie de sellado expuesta, debido a que la
junta sintética es un mal conductor térmico. Esto implica que la
superficie de sellado expuesta puede dañarse si la radiación térmica
de la carcasa de válvula es sustancialmente más alta que la
temperatura de trabajo garantizada de la junta. Esto explica por qué
no pueden usarse medios de estanqueidad blandos, aun contando con
asientos de válvula y elementos de cierre refrigerados, si el cierre
de carga o descarga de material se tiene que diseñar para una
temperatura de trabajo que es sustancialmente más alta que la
temperatura de trabajo garantizada de los medios de estanqueidad
disponibles. En este caso se tienen que usar juntas metálicas, que
tienen la desventaja de proporcionar una peor y en particular menos
fiable estanqueidad a gas.
El problema técnico de esta invención es
proporcionar una válvula de cierre estanca a gases para un cierre de
carga o descarga de material en la cual se pueda usar un medio
blando de estanqueidad a gas para conseguir estanqueidad entre el
asiento de válvula y el elemento de cierre, aunque se tenga que
diseñar el cierre de carga o descarga de material para una
temperatura de trabajo generalmente más alta que la temperatura de
trabajo garantizada del medio de estanqueidad blando. Este problema
se resuelve con una válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en la reivindicación 1.
Una válvula de cierre estanca a gases para un
cierre de carga o descarga de material de acuerdo con la invención
comprende de forma conocida una carcasa de válvula; un asiento de
válvula anular conectado a la carcasa de válvula y que rodea una
abertura de descarga; un elemento de cierre de válvula asociado al
asiento de válvula, pudiendo moverse este elemento de cierre de
válvula entre una primera posición, en la cual el elemento de cierre
de válvula y el asiento de válvula anular pueden presionarse entre
sí, y una segunda posición en la cual el elemento de cierre de
válvula está situado a un lado de la abertura de descarga; un medio
para presionar axialmente entre sí el elemento de cierre de válvula
y el asiento de válvula anular cuando el elemento de cierre anular
está en su primera posición; y un medio de estanqueidad blando
asociado a un asiento de válvula anular, respectivamente al elemento
de cierre de válvula, teniendo este medio de estanqueidad blando una
superficie de sellado para ser presionada contra una superficie de
contacto del medio de estanqueidad que se encuentra en el elemento
de cierre de la válvula, respectivamente en el asiento de válvula,
para proporcionar estanqueidad a gas cuando el asiento de válvula y
el elemento de cierre de válvula se presionan entre sí. De acuerdo
con un aspecto importante de la invención, la válvula de cierre
estanca a gases comprende además un elemento de protección térmica
que puede moverse entre una primera posición, en la cual cubre la
superficie de sellado expuesta del medio de estanqueidad blando
cuando el elemento de cierre de válvula está en su segunda posición,
y una segunda posición en la cual deja al descubierto la superficie
de sellado expuesta para permitir de nuevo el contacto estanco a gas
entre la superficie de sellado expuesta y la superficie de contacto
del medio de estanqueidad. Es decir, cuando la válvula se abre, tan
pronto como el elemento de cierre deja al descubierto la superficie
de sellado expuesta del medio de estanqueidad blando, el elemento de
protección térmica cubre la superficie de sellado del medio de
estanqueidad blando para protegerlo de la radiación térmica directa.
Antes de que se cierre la válvula, el elemento de protección térmica
deja al descubierto de nuevo la superficie de sellado expuesta del
medio de estanqueidad de manera que éste pueda realizar su función
de estanqueidad entre el elemento de cierre y el asiento de válvula
anular. De este modo la superficie de sellado expuesta del medio de
estanqueidad blando queda protegida eficazmente de la radiación
térmica directa de la válvula, esté la válvula abierta o
cerrada.
Con el fin de mantener la temperatura de
funcionamiento de la junta lo más baja posible en la válvula
cerrada, el elemento en el cual la válvula sintética está montada y
la superficie de contacto del otro elemento contra el cual la junta
sintética se presiona, están generalmente refrigerados.
Ventajosamente, el elemento de protección térmica comprende también
un circuito interno de refrigeración para asegurar que la
temperatura de la superficie que está enfrente de la superficie de
sellado expuesta del medio de estanqueidad blando se encuentre
siempre por debajo de la temperatura de trabajo garantizada de éste
último.
En una realización preferida, el elemento de
protección térmica comprende una conexión a un circuito de gas y
boquillas de gas situadas en el elemento de protección térmica para
poder hacer pasar un gas sobre la superficie de sellado expuesta. De
este modo el elemento de protección térmica puede refrigerar la
superficie de sellado expuesta sin estar en contacto directo con
ésta. Se apreciará también que el gas que pasa sobre la superficie
de sellado expuesta la limpia de partículas de material. De este
modo el elemento de protección térmica ayuda también a proteger la
superficie de sellado expuesta de daños mecánicos.
En una primera realización de la válvula de
cierre estanca a gases, el medio de estanqueidad blando está
asociado a un asiento de válvula anular y el elemento de protección
térmica dispone de una abertura de carga que está alineada
axialmente con la abertura de descarga del asiento de válvula
anular, cuando el elemento de protección térmica está en su primera
posición. En este caso el elemento de protección térmica es por
ejemplo un elemento en forma de anilla que puede girar sobre un eje
entre su primera y segunda posición. Este eje de giro puede ser
paralelo al eje central del asiento de válvula anular y estar
situado a un lado del asiento de válvula anular. Alternativamente,
el eje puede ser perpendicular a la dirección del eje central del
asiento de válvula anular y estar situado al lado del asiento de
válvula anular.
El elemento de protección térmica y el elemento
de cierre de válvula pueden configurar también un elemento combinado
cierre-protector térmico que tiene una porción de
cierre que realiza la función de elemento de cierre de válvula y una
porción de protección térmica que realiza la función de elemento de
protección térmica. La porción de protección térmica de un elemento
combinado cierre-protector térmico de este tipo
tiene una abertura de descarga que está alineada axialmente con la
abertura de descarga del asiento de válvula anular cuando la porción
de protección térmica cubre el medio de estanqueidad blando. Un
elemento combinado cierre-protector térmico de este
tipo puede ser por ejemplo un elemento esférico o cilíndrico que
puede girar sobre un eje que es perpendicular al eje central del
asiento de válvula anular. Alternativamente, puede ser un elemento
de placa plano que puede moverse en un plano que es perpendicular al
eje central del asiento de válvula anular.
Una válvula de cierre estanca a gases con un
elemento combinado cierre-protector térmico puede
tener un contraasiento anular que está dispuesto enfrente del
asiento de válvula anular para formar una ranura entre ambos. El
elemento combinado cierre-protector térmico puede
moverse en la ranura que se encuentra entre el asiento de válvula y
el contraasiento, transversalmente al eje central del asiento de
válvula anular y está montado para tener un grado de libertad
paralelo al eje central del asiento de válvula anular. El medio para
presionar axialmente entre sí el elemento de cierre de válvula y el
asiento de válvula anular comprende un medio para mover axialmente
el contraasiento anular. Esto implica que el elemento combinado
cierre-protector térmico se coloca entre el asiento
de válvula y el contraasiento cuando éste se mueve axialmente en la
dirección del asiento de válvula anular. Se puede conseguir una
válvula de cierre estanca a gases parecida sin usar un elemento
combinado cierre-protector térmico. En este caso el
medio de estanqueidad blando está asociado a un asiento de válvula
anular y el elemento de protección térmica forma un contraasiento
que está dispuesto enfrente del asiento de válvula anular para
formar una ranura entre ambos. El elemento de cierre puede moverse
en la ranura que se encuentra entre el asiento de válvula y el
contraasiento transversalmente al eje central del asiento de válvula
anular, de modo que está situada fuera de la ranura cuando está en
su segunda posición. El medio para presionar entre sí el elemento de
cierre de válvula y el asiento de válvula anular comprende un medio
para mover axialmente el contraasiento anular. El elemento de cierre
de esta válvula tiene un grado de libertad paralelo al eje central
del asiento de válvula anular de manera que se coloca entre el
asiento de válvula y el contraasiento cuando éste último se mueve
axialmente en la dirección del asiento de válvula anular. Queda
señalar que para conseguir una conexión estanca a gas entre un
contraasiento que puede moverse axialmente y la carcasa resulta
ventajoso usar una unión de expansión axial como por ejemplo una
unión de expansión de fuelle.
Si el elemento de cierre gira sobre un eje
horizontal que se extiende a un lado de la abertura de descarga, el
medio que se usa para mover el elemento de cierre entre su primera y
segunda posición puede usarse también para presionar entre sí el
elemento de cierre de válvula y el asiento de válvula anular. En
caso contrario, el medio para presionar entre sí el elemento de
cierre de válvula y el asiento de válvula anular puede asociarse
bien con el asiento de válvula para moverlo respecto del elemento de
cierre de válvula, o con el elemento de cierre de válvula para
moverlo axialmente respecto del asiento de válvula. Si es el asiento
de válvula lo que se mueve respecto del elemento de cierre de
válvula es ventajoso usar una unión de expansión axial, por ejemplo
una unión de expansión de fuelle, para conectar el asiento de
válvula a la carcasa de válvula.
Finalmente, se apreciará que el medio de
estanqueidad blando puede asociarse al elemento de cierre de
válvula. En este caso el elemento de protección térmica está
situado, en su primera posición, enfrente del elemento de cierre
cuando éste está situado en su segunda posición.
A continuación se describen a modo de ejemplo las
realizaciones preferidas de la presente invención con referencia a
los dibujos adjuntos en los que:
La Fig.1 es una sección esquemática a través de
un cierre para material de acuerdo con una primera realización de la
invención;
La Fig. 2 es una vista en sección en detalle de
los elementos de cierre y protección térmica del cierre para
material de la Fig.1;
La Fig.3 es una vista desde arriba en detalle de
los elementos de cierre y de protección térmica del cierre para
material de la Fig.1;
La Fig.4 es una vista desde arriba en detalle de
los elementos de cierre y de protección térmica de acuerdo con una
segunda realización de la invención;
La Fig. 5 es una sección esquemática a través de
un cierre para material de acuerdo con una tercera realización de la
invención;
La Fig. 6 es una sección esquemática a través de
un cierre para material de acuerdo con una cuarta realización de la
invención;
La Fig. 7 es una sección esquemática a través de
un cierre para material de acuerdo con una quinta realización de la
invención;
La Fig. 8 es una sección esquemática a través de
un cierre para material de acuerdo con una sexta realización de la
invención;
La Fig. 9 es una sección esquemática a través de
un cierre para material según una sexta realización de la
invención;
La Fig.10 es una vista desde arriba de un
elemento combinado cierre-protector térmico de la
Fig. 9;
La Fig. 11 es una sección esquemática a través de
un cierre para material de acuerdo con una octava realización de la
invención;
La Fig. 12 es una sección esquemática a través de
un cierre para material de acuerdo con otra realización de la
invención;
La Fig. 13 es una sección esquemática a través de
un cierre para material de acuerdo con otra realización de la
invención;
La Fig.14 es una sección esquemática a través de
un cierre para material de acuerdo con otra realización de la
invención;
La Fig.15 es una sección esquemática a través de
un cierre para material de acuerdo con otra realización de la
invención.
La Fig.1 muestra un cierre de descarga de
material 10 diseñado para temperaturas superiores a 500ºC. Un cierre
para material 10 de este tipo comprende generalmente una cámara de
cierre 8 equipada en su entrada y en su salida con una válvula
retenedora de material 12, 12' y de una válvula de cierre estanca a
gases 14, 14' montada en serie. En la Fig.1 la válvula de cierre
estanca a gases inferior 14' sólo se muestra en parte.
Cada una de las dos válvulas retenedoras de
material 12, 12' comprende una carcasa estanca a gas 15, 15', un
tubo de entrada de material 16, 16' y un elemento obturador 18, 18'.
Este último puede pivotar entre una primera posición, en la que
cierra la descarga de material por el tubo de entrada 16, 16', y una
segunda posición en la que está situado al lado del tubo de entrada
16, 16', de modo que permita la descarga del material por él.
La válvula de cierre estanca a gases 14 comprende
una carcasa 20, a la que se conecta un asiento de válvula anular 22
de forma estanca a gases. El asiento de válvula anular 22 rodea una
abertura de descarga 24, que puede ser cerrada mediante un elemento
de cierre 26. Este último está montado en la carcasa 20 de modo que
puede moverse entre una primera posición, en la que está presionado
axialmente sobre el asiento de válvula anular 22, y una segunda
posición, en la que está situado al lado de la abertura de descarga
24, fuera del flujo de material. En la Fig. 1, el elemento de cierre
26 se muestra en su primera posición con líneas continuas y en su
segunda posición con líneas de puntos.
En el asiento de válvula se encuentra una junta
sintética 28, de tal modo que cuando el elemento de cierre 26 se
apoya sobre el asiento de válvula 22 (es decir, cuando está en su
primera posición), una superficie expuesta de la junta queda
presionada contra la superficie de contacto del medio de
estanqueidad del elemento de cierre 26, para proporcionar la
estanqueidad contra gases entre el elemento de cierre 26 y el
asiento de válvula anular 22. El asiento de válvula anular 22 y la
superficie de contacto del medio de estanqueidad del elemento de
cierre de válvula 26 disponen ambos de un circuito de refrigeración
(no mostrado), con el fin de mantener la temperatura por debajo de
la temperatura máxima de trabajo garantizada para la junta.
Cuando la válvula de cierre estanca a gases 14 se
abre, la superficie expuesta de la junta 28 queda descubierta por el
elemento de cierre refrigerado 26. Esta superficie de la junta está
ahora expuesta a la radiación térmica directa en la carcasa de la
válvula. Por esta razón, antes de que la válvula retenedora de
material 12 se abra, se coloca un elemento protector térmico 30
sobre el asiento de válvula anular 28 y de este modo, éste queda
protegido contra la radiación térmica directa en la carcasa de la
válvula.
El elemento de cierre 26 y el elemento protector
térmico 30 pueden ser vistos más claramente en la Fig.2 y en la
Fig.3.
El elemento de cierre 26 consta de una placa de
cierre 32 montada sobre un brazo 34 que gira sobre un eje 36
horizontal situado a un lado del asiento de válvula 22. Una
articulación 38 entre la placa de cierre 32 y el brazo giratorio 34
proporciona a la placa de cierre 32 un cierto grado de libertad, de
modo que el elemento de cierre 26 puede ser presionado contra la
junta 28 del asiento de válvula anular 22. Debe mencionarse que en
esta realización, los medios usados para girar el elemento de cierre
26 sobre su eje de giro horizontal son utilizados también para
presionarlo contra el asiento de válvula anular 22.
El elemento protector térmico 30 tiene una placa
anular 40 montada sobre un brazo 42 que puede girar sobre un eje
horizontal 44 situado a un lado del asiento de válvula 22. Una
articulación 46 entre la placa anular 40 y el brazo giratorio 42
proporciona un cierto grado de libertad a la placa anular 40, de
modo que puede ser presionada de forma ajustada contra la junta 28
del asiento de válvula anular 22. La placa anular 40 tiene una
abertura de descarga 48 con esencialmente el mismo diámetro que la
abertura de descarga 24 del asiento de válvula anular 22. Un
circuito de refrigeración interno 50 asegura que la temperatura de
la superficie de contacto de la placa anular 40, es decir, la
superficie que se presiona contra la junta 28, se encuentra por
debajo de la máxima temperatura de trabajo garantizada para la junta
28. La placa anular 40 puede incluir además boquillas de salida (no
mostradas) para soplar gas desde una vía de distribución de gas
independiente sobre la junta 28 expuesta. Alternativamente, puede
circular gas por el circuito de refrigeración 50 como fluido
refrigerante, antes de que sea descargado por las boquillas de
salida mencionadas anteriormente.
Según una segunda realización, mostrada en la
Fig. 4, la junta 28 está dispuesta en la placa de cierre 32 del
elemento de cierre 26. Antes de que se abra la válvula retenedora de
material 12, el elemento de cierre 26 se mueve a su segunda
posición, es decir a un lado de la abertura de descarga 24,
retirándose del flujo de material. En esta posición la superficie de
sellado de la junta 28 está expuesta a la radiación térmica directa
en la carcasa de la válvula. Por lo tanto, antes de que se abra la
válvula retenedora de material 12, se coloca un elemento protector
térmico 30' sobre el elemento de cierre 26, con el fin de cubrir la
superficie de estanqueidad expuesta de la junta 28 y de este modo
protegerla contra la radiación térmica directa en la carcasa de la
válvula.
El elemento protector térmico 30' tiene una placa
protectora montada en un brazo 42', que puede girar sobre un eje
vertical 44'. Una articulación 46' entre la placa protectora 40' y
el brazo giratorio 42' proporciona a la placa protectora 40' un
cierto grado de libertad, de modo que puede ser presionada de forma
ajustada contra la junta 28 del elemento de cierre 26. Un circuito
interno de refrigeración 50' asegura que la temperatura de la
superficie de contacto de la placa protectora 40', es decir la
superficie que se presiona contra la junta 28, se encuentra por
debajo de la máxima temperatura de trabajo garantizada para la junta
28. Como en el caso de la placa anular 40, la placa protectora 40'
puede comprender además boquillas de gas (no mostradas) para soplar
gas sobre la junta 28 expuesta.
La figura 5 muestra un cierre para material de
acuerdo con una tercera realización de la invención. La válvula de
cierre estanca a gases 114 comprende un elemento de cierre 126 que
consta de una placa de cierre 132 que tiene la junta montada en
ella. Un mecanismo de giro 127 permite hacer girar el elemento de
cierre 126 sobre un eje horizontal 136 que cruza el eje central 123
del asiento de válvula anular 122 entre una primera posición, en la
cual la placa de cierre 132 puede ser presionada axialmente sobre el
asiento de válvula anular 122, y una segunda posición en la cual la
placa de cierre 132 está situada al lado de la abertura de descarga
124, fuera del flujo de material. El mismo mecanismo permite también
el movimiento de la placa de cierre 132 en la dirección del eje
central 123 del asiento de válvula anular 122. Es decir, permite
presionar la placa de cierre 132 cuando se encuentra en su primera
posición axialmente contra el asiento de la válvula anular 122,
respectivamente, para levantarla del asiento de válvula anular 122
antes de que ésta gire sobre el eje horizontal 136 a su segunda
posición. En la figura 5, se muestra el elemento de cierre 126 en su
primera posición, es decir en posición cerrada. Antes de que el
elemento obturador 118 de la válvula retenedora de material 112 se
abra, el elemento de cierre 132 baja y gira sobre el eje 136 para
colocar el elemento de cierre 132 en su segunda posición, apartado
del flujo de material. Con el fin de proteger la junta 128 montada
en el elemento de cierre 132, un elemento protector térmico (no
mostrado) cubre el elemento de cierre 132 cuando éste está en su
segunda posición para cubrir la junta 128. El elemento protector
térmico puede ser, por ejemplo, un elemento protector térmico
parecido al que se muestra en la figura 4.
La figura 6 muestra un cierre para material de
acuerdo con una cuarta realización de la invención. Un elemento de
cierre 226 consta de una placa de cierre 232 montada en un brazo 234
que puede girar sobre un eje 236. Una articulación 238 entre la
placa de cierre 232 y el brazo 234 proporciona a la placa de cierre
232 un cierto grado de libertad de manera que ésta puede ser
presionada de forma ajustada contra la junta 228 del asiento de
válvula anular 222. Un elemento protector térmico 230 tiene la forma
de un tubo con un canal de descarga 248. Antes de que el elemento
obturador 218 de la válvula retenedora de material 212 se abra, el
elemento de cierre 232 gira sobre el eje 236 del brazo 234 para
colocar el elemento de cierre 232 en posición lateral, fuera del
flujo de material. Con el fin de proteger la junta 228 montada en el
asiento de válvula anular 222, el elemento protector térmico 230 se
coloca con su eje alineado con el eje central 223 del asiento de
válvula anular 222, mediante un movimiento de deslizamiento o de
giro. En esta posición cubre la junta 228. Un circuito interno de
refrigeración 250 asegura que la temperatura de la superficie
frontal inferior del elemento protector 230, es decir la superficie
orientada hacia la junta 28, se encuentre por debajo de la máxima
temperatura de trabajo garantizada para la junta 228. El elemento
protector térmico 230 puede comprender también boquillas (no
mostradas) para hacer pasar gas sobre la superficie expuesta de la
junta 228 desde el circuito interno de refrigeración 250.
La figura 7 muestra un cierre para material de
acuerdo con una quinta realización de la invención. La válvula de
cierre estanca a gases 314 comprende un elemento de cierre 326 que
consta de una placa de cierre 332 con la junta 328 montada en ella.
El elemento de cierre 236 está conectado a la carcasa 320 por medio
de una articulación cilíndrica 335 de manera que pueda girar sobre
un eje vertical gracias a un motor rotativo 337. La articulación
cilíndrica 335 comprende un actuador lineal con un pistón 338 y
muelles de retorno 339. En la Fig. 7, el elemento de cierre 326 se
muestra en su posición cerrada, en la que el elemento de cierre 326
está presionado contra el asiento de válvula anular 322 mediante los
muelles de retorno 339. Antes de que el elemento obturador 318 de la
válvula retenedora del material 312 se abra, el elemento de cierre
332 baja por la presión del pistón 338. A continuación el elemento
de cierre 332 puede girar sobre el eje 336 para colocarse en su
segunda posición, es decir a un lado de la abertura de descarga 324,
apartado del flujo de material. Con el fin de proteger la junta 328
montada en el elemento de cierre 332, un elemento protector térmico
(no mostrado) se desplaza sobre el elemento de cierre 332 en su
segunda posición para cubrir la junta 328. El elemento protector
térmico puede ser por ejemplo un protector térmico parecido al que
se muestra en la figura 4, con la diferencia de que debe girar sobre
un eje horizontal o simplemente cubrir el elemento de cierre 332 en
su segunda posición.
La figura 8 muestra un cierre para material de
acuerdo con una sexta realización de la invención. La válvula de
cierre estanca a gases 414 comprende una carcasa de válvula 420 a la
que se conecta un asiento de válvula anular 422 que tiene una junta
428 montada en él. Enfrentado al asiento de válvula anular 422 se
encuentra un contraasiento que forma el elemento protector térmico
430. En la figura 8 la válvula de cierre estanca a gases 414 se
muestra en posición abierta, en cuya posición el elemento protector
térmico 430 está presionado axialmente contra el asiento de válvula
422 de manera que la junta 428 está colocada entre el elemento
protector térmico 430 y el asiento de válvula 422, que están
refrigerados. Para cerrar la válvula de cierre estanca a gases 414
el elemento protector térmico 430 se mueve axialmente hacia abajo
para abrir una ranura entre el elemento protector térmico 430 y el
asiento de válvula anular 422. A continuación un elemento de cierre
(no mostrado), que consta de una placa delgada, gira desde su
segunda posición, en la cual está situado a un lado de la ranura, a
su primera posición en la ranura, por ejemplo haciéndolo girar sobre
un eje vertical 436 por medio de un motor rotativo 437. Cuando el
elemento protector térmico 430 es empujado hacia el asiento de la
válvula 422 el elemento de cierre, que dispone de un grado de
libertad paralelo al eje central 423 del asiento de válvula anular
422, se coloca entre el asiento de válvula anular 422 y el elemento
protector térmico 430. Queda mencionar que el movimiento axial del
elemento protector térmico 430 se consigue por medio de pistones 454
que disponen de muelles de retorno 455. Una unión extensible de
fuelle 458 conecta el elemento protector térmico 430 a la carcasa de
válvula 420. Generalmente el elemento protector térmico 430
comprende un circuito de refrigeración interno (no mostrado) para
asegurar que la temperatura de la superficie presionada contra la
junta 428 se encuentra por debajo de la temperatura máxima de
trabajo garantizada para la junta 428. El mismo sistema de
refrigeración asegura también que, en la posición cerrada de la
válvula, se refrigera la superficie de contacto del elemento de
cierre que se presiona contra la junta 428. El elemento protector
térmico 430 puede comprender además boquillas para hacer pasar gas
sobre la junta expuesta 428.
La figura 9 muestra un cierre para material de
acuerdo con una séptima realización de la invención. La diferencia
más importante entre el cierre para material de la figura 8 y el de
la figura 9 es que en la figura 9 un elemento combinado
cierre-protector térmico 562 está dispuesto entre el
asiento de válvula anular 522 y el contraasiento 560. El elemento
combinado cierre-protector térmico 562 puede verse
con más detalle en la figura 10. Comprende una porción de cierre 564
y una porción de protección 566. La porción de protección 566 tiene
una abertura de descarga 548 con el mismo diámetro esencialmente que
la abertura de descarga 524 del asiento de válvula anular 522. El
elemento combinado cierre-protector térmico 562
puede girar sobre un eje vertical 536 por medio de un motor rotativo
537. Cuando la porción de cierre 564 del elemento combinado
cierre-protector térmico 562 cubre la abertura de
descarga 524 del asiento de válvula anular 522, la válvula de cierre
estanca a gases 514 está en posición cerrada. Cuando la porción de
protección 566 del elemento combinado
cierre-protector térmico 562 cubre la abertura de
descarga 524 del asiento de válvula anular 522, la válvula de cierre
estanca a gases 514 está en posición abierta. En esta posición la
porción de protección térmica 566 del elemento combinado
cierre-protector térmico 562 cubre la junta 528
montada en el asiento de válvula anular 522. Se apreciará que el
movimiento del elemento combinado cierre-protector
térmico 562 puede ser alternativamente un movimiento de translación
en lugar de un movimiento giratorio.
La figura 11 muestra un cierre para material de
acuerdo con una octava realización de la invención. La válvula de
cierre estanca a gases 614 comprende una carcasa de válvula 620 a la
que está conectado un asiento de válvula anular 622 que tiene
montada una junta 628. Debajo del asiento de válvula anular 622 está
dispuesto un elemento combinado cierre-protector
térmico 662 que tiene una porción de cierre 664 y una porción de
protección 666. La porción de protección 666 tiene una abertura de
descarga 648 con esencialmente el mismo diámetro que la abertura de
descarga 624 del asiento de válvula anular 622. El elemento
combinado cierre-protector térmico 662 tiene forma
esférica y puede girar sobre un eje horizontal que cruza el eje
central 623 del asiento de válvula anular 622. Como en el caso del
elemento de cierre de la figura 5, un mecanismo (no mostrado)
permite el movimiento del elemento combinado
cierre-protector térmico 662 en la dirección del eje
central 623 del asiento de válvula anular 122. Es decir, permite la
presión axial del elemento combinado
cierre-protector térmico 662 contra el asiento de
válvula anular 622 respectivamente para levantarla del asiento de
válvula anular 622 antes de que ésta gire sobre el eje horizontal.
Cuando la porción de cierre 664 del elemento combinado
cierre-protector térmico 662 es presionada contra el
asiento de válvula anular 622, la válvula de cierre estanca a gases
614 está en posición cerrada. Cuando la porción de protección 666
del elemento combinado cierre-protector térmico 662
es presionada contra el asiento de válvula anular 622, la válvula de
cierre estanca a gases 614 está en posición abierta. En esta
posición la porción de protección 666 del elemento combinado
cierre-protector térmico 662 protege la junta 628
montada en el asiento de válvula anular 622. El elemento combinado
cierre-protector térmico 662 se mueve axialmente
hacia abajo para liberarse del asiento de válvula anular 622 para
abrir o cerrar la válvula de cierre estanca a gases 614. Para abrir
o cerrar la válvula de cierre estanca a gases 614, el elemento
combinado cierre-protector térmico 662 se mueve
axialmente hacia abajo, de modo que se separa del asiento de válvula
anular 622. El elemento combinado cierre-protector
térmico 662 puede entonces girar de una posición a otra. Una vez que
el elemento combinado cierre-protector térmico 662
está en la posición deseada, es empujado hacia arriba contra el
asiento de válvula anular 622. Se apreciará que la porción de
protección 666 puede también comprender un circuito de refrigeración
interno (no mostrado) para enfriar la junta 628 cuando la porción de
protección 666 está sobre el asiento de válvula anular 622. Puede
incluir además boquillas de gas que se extienden desde el circuito
de refrigeración interno (no mostrado) hacia la junta expuesta
628.
Cada una de las figuras 12, 13, 14 y 15 muestra
un cierre para material de acuerdo con otras realizaciones de la
invención. Todas estas realizaciones comprenden un elemento
combinado cierre-protector térmico 762 que tiene una
porción de cierre 764 y una porción de protección 766 que dispone de
una abertura de descarga 748. La válvula de cierre estanca a gases
714 comprende una carcasa de válvula 720 a la que está conectada un
asiento de válvula anular 722. El asiento de válvula anular 722
tiene una junta 728 montada en él. El elemento combinado
cierre-protector térmico 762 puede girar sobre un
eje horizontal que cruza el eje central del asiento de válvula 722.
Cuando la porción de cierre 764 del elemento combinado
cierre-protector térmico 762 cubre la abertura de
descarga 724 del asiento de válvula 722, la válvula de cierre
estanca a gases 714 está en posición cerrada. Cuando la porción de
protección 766 del elemento combinado
cierre-protector térmico 762 cubre la abertura de
descarga 724 del asiento de válvula 722 la válvula de cierre estanca
a gases 714 está en posición abierta. En esta posición la porción de
protección 766 del elemento combinado
cierre-protector térmico 762 protege la junta 728
montada en el asiento de válvula 722. Con el fin de abrir o cerrar
la válvula de cierre estanca a gases 714, el asiento de válvula
anular 722 se retira axialmente del elemento combinado
cierre-protector térmico 762. El elemento combinado
cierre-protector térmico 762 puede entonces girar de
una posición a otra sin estar en contacto con la junta 728 montada
en el asiento de válvula anular 722. Una vez que el elemento
combinado cierre-protector térmico 762 se coloca en
la posición deseada, el asiento de válvula anular 722 es presionado
contra las superficies de contacto correspondientes del elemento
combinado cierre-protector térmico 762. El
movimiento axial del asiento de válvula anular 722 se consigue por
medio de pistones 754, 756. Una unión de expansión axial 758 conecta
el asiento de válvula anular 722 a la carcasa de válvula 720. Se
apreciará que la porción de cierre 764 y la porción de protección
766 comprenden por lo general un circuito de refrigeración interno
(no mostrado) para asegurar que la temperatura de las respectivas
superficies de contacto presionadas contra la junta 728 se encuentra
por debajo de la máxima temperatura de trabajo garantizada para la
junta 728. Ambas pueden comprender además boquillas de gas (no
mostradas) para hacer pasar gas sobre la superficie expuesta de la
junta 728.
Claims (17)
1. Válvula de cierre estanca a gases para un
cierre de carga o descarga de material que comprende:
una carcasa de válvula (20, 120);
un asiento de válvula anular (22,122) conectado a
la mencionada carcasa de válvula, rodeando dicho asiento de válvula
una abertura de descarga (24);
un elemento de cierre de válvula (26, 126)
asociado, en la mencionada carcasa de válvula, al mencionado asiento
de válvula, pudiendo moverse el mencionado elemento de cierre de
válvula entre una primera posición, en la cual el mencionado
elemento de cierre de válvula y el mencionado asiento de válvula
anular pueden ser presionados entre sí, y una segunda posición en la
cual el mencionado elemento de cierre de válvula está situado a un
lado de la mencionada abertura de descarga;
un medio para presionar axialmente entre sí el
mencionado elemento de cierre de válvula y el mencionado asiento de
válvula anular cuando el mencionado elemento de cierre de válvula
está en su primera posición; y
un medio de estanqueidad blando (28, 128)
asociado al mencionado asiento de válvula anular o al mencionado
elemento de cierre de válvula, teniendo el mencionado medio de
estanqueidad blando una superficie de sellado expuesta para ser
presionada contra una superficie de contacto del medio de
estanqueidad del mencionado elemento de cierre de válvula,
respectivamente sobre el mencionado asiento de válvula, para
proporcionar estanqueidad a gases cuando el mencionado asiento de
válvula y el mencionado elemento de cierre de válvula están
presionados entre sí;
caracterizada porque
un elemento protector térmico (30, 30') que puede
moverse en la mencionada carcasa de válvula entre una primera
posición, en la cual cubre la mencionada superficie de sellado
expuesta cuando el mencionado elemento de cierre de válvula está en
su segunda posición, y una segunda posición en la cual deja al
descubierto la mencionada superficie de sellado expuesta para
permitir de nuevo el contacto estanco a gases entre la mencionada
superficie de sellado expuesta y la mencionada superficie de
contacto del medio de estanqueidad.
2. Válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en la reivindicación 1, caracterizada porque el
mencionado elemento protector térmico comprende un circuito interno
de refrigeración.
3. Válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque
el mencionado elemento protector térmico incluye una conexión a un
circuito de gas y boquillas de gas situadas en el mencionado
elemento protector térmico para poder hacer pasar un gas sobre la
mencionada superficie de sellado expuesta.
4. Válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizada porque el mencionado medio de estanqueidad
blando está asociado al mencionado asiento de válvula anular y
porque el mencionado elemento protector térmico tiene una abertura
de descarga que está alineada axialmente con la mencionada abertura
en el mencionado asiento de válvula anular cuando el mencionado
elemento protector térmico está en su primera posición.
5. Válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en la reivindicación 4, caracterizada porque el
mencionado elemento protector térmico es un elemento anular que
puede girar sobre un eje entre su primera y segunda posición.
6. Válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en la reivindicación 5, caracterizada porque el
mencionado eje es paralelo al eje central del asiento de válvula
anular y está situado a un lado del mencionado asiento de válvula
anular.
7. Válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en la reivindicación 5, caracterizada porque el
mencionado eje es perpendicular a la dirección del eje central del
asiento de válvula anular y está situado a un lado del mencionado
asiento de válvula anular.
8. Válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en la reivindicación 5, caracterizada porque el
mencionado elemento protector térmico y el mencionado elemento de
cierre de válvula forman un elemento combinado
cierre-protector térmico que tiene una porción de
cierre que realiza la función del mencionado elemento de cierre de
válvula y una porción de protección térmica que realiza la función
del mencionado elemento protector térmico, teniendo la mencionada
porción de protección térmica una abertura de descarga que está
alineada axialmente con la mencionada abertura de descarga del
mencionado asiento de válvula anular cuando la mencionada porción de
protección térmica cubre el mencionado medio de estanqueidad
blando.
9. Válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en la reivindicación 8, caracterizada porque el
mencionado elemento combinado cierre-protector
térmico es un elemento esférico o cilíndrico que puede girar sobre
un eje que es perpendicular al eje central del mencionado asiento de
válvula anular.
10. Válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en la reivindicación 8, caracterizada porque el
mencionado elemento combinado cierre-protector
térmico es un elemento de placa plano que puede moverse en un plano
que es perpendicular al eje central del mencionado asiento de
válvula anular.
11. Válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10,
caracterizada porque:
un contra-asiento anular está
dispuesto enfrente del mencionado asiento de válvula anular para
formar una ranura entre ambos;
dicho elemento combinado
cierre-protector térmico puede moverse en la
mencionada ranura entre el mencionado asiento de válvula y el
mencionado contra-asiento transversalmente al eje
central del mencionado asiento de válvula anular;
dicho medio para presionar axialmente el
mencionado elemento de cierre de válvula y el mencionado asiento de
válvula anular comprende un medio para mover axialmente el
mencionado contra-asiento anular; y
dicho elemento combinado
cierre-protector térmico tiene también un grado de
libertad paralelo al eje central del mencionado asiento de válvula
anular, de manera que el elemento combinado
cierre-protector térmico se coloca entre el
mencionado asiento de válvula y el mencionado
contra-asiento, cuando éste último se mueve
axialmente en la dirección del mencionado asiento de válvula
anular.
12. Válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizada porque:
el mencionado medio de estanqueidad blando está
asociado al mencionado asiento de válvula anular;
el mencionado elemento protector térmico forma un
contra-asiento anular que está dispuesto enfrente
del mencionado asiento de válvula anular para formar una ranura
entre ambos;
el mencionado elemento de cierre puede moverse en
la mencionada ranura que se encuentra entre el mencionado asiento de
válvula y el mencionado contra-asiento,
transversalmente al eje central del mencionado asiento de válvula
anular, de modo que se sitúa fuera de la mencionada ranura cuando
está en la segunda posición;
el mencionado medio para presionar entre sí
axialmente el mencionado elemento de cierre de válvula y el
mencionado asiento de válvula anular comprende un medio para mover
axialmente el mencionado contra-asiento anular;
el mencionado elemento de cierre tiene además un
grado de libertad paralelo al eje central del mencionado asiento de
válvula anular de manera que se coloca entre el mencionado asiento
de válvula y el mencionado contra-asiento cuando
éste último se mueve axialmente en la dirección del mencionado
asiento de válvula anular.
13. Válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en la reivindicación 11 ó 12, caracterizada porque
una unión de expansión axial conecta el mencionado
contra-asiento anular con la mencionada carcasa de
válvula.
14. Válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12,
caracterizada porque el mencionado medio para presionar entre
sí el mencionado elemento de cierre de válvula y el mencionado
asiento de válvula anular está asociado al asiento de válvula para
mover éste último respecto del elemento de cierre de válvula.
15. Válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en la reivindicación 14, caracterizada porque una
unión de expansión axial conecta el mencionado asiento de válvula
con la mencionada carcasa de válvula.
16. Válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10,
caracterizada porque el mencionado medio para presionar entre
sí el mencionado elemento de cierre de válvula y el mencionado
asiento de válvula anular está asociado al mencionado elemento de
cierre de válvula para mover axialmente éste respecto del asiento de
válvula.
17. Válvula de cierre estanca a gases según se
reivindica en las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizada
porque el mencionado medio de estanqueidad blando está asociado al
mencionado elemento de cierre de válvula y el mencionado elemento
protector térmico está, en su primera posición, situado enfrente del
mencionado elemento de cierre cuando éste está situado en su segunda
posición.
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