ES2229896B1 - ROTATING VALVE. - Google Patents
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Abstract
Válvula rotativa (1), que comprende un cuerpo de válvula (2) hueco, fijo, esencialmente troncocónico y de eje horizontal (3), en cuyo interior gira un rotor (6) coaxial dotado de múltiples palas radiales (7) fijadas a su eje y cuyos cantos libres (9) están separados por un estrecho huelgo (10) de la cara interna (11) del cuerpo de válvula (2). La válvula (1) comprende un detector (12) de la variación instantánea del huelgo (10); un transductor (13) conectado a dicho detector (12), y un dispositivo de gobierno (14, 17) de la posición longitudinal del eje (3) del rotor respecto del cuerpo de válvula (2). El dispositivo de gobierno (14, 17) recibe la señal analógica o digital del transductor (13), la procesa y, de acuerdo con ella, hace desplazarse coaxialmente al rotor (6) con respecto del cuerpo de válvula (2).Rotary valve (1), comprising a hollow, fixed, essentially truncated, and horizontal axis valve body (2), inside which rotates a coaxial rotor (6) equipped with multiple radial blades (7) fixed to its shaft and whose free edges (9) are separated by a narrow gap (10) from the inner face (11) of the valve body (2). The valve (1) comprises a detector (12) of the instantaneous variation of the strike (10); a transducer (13) connected to said detector (12), and a steering device (14, 17) of the longitudinal position of the shaft (3) of the rotor with respect to the valve body (2). The steering device (14, 17) receives the analog or digital signal from the transducer (13), processes it and, accordingly, coaxially moves the rotor (6) with respect to the valve body (2).
Description
Válvula rotativa.Rotary valve.
La presente invención se refiere a una válvula rotativa, de las dispuestas entre dos recintos a distintas presiones, aplicable al paso dosificado de materiales en granza, granulares o pulverulentos entre ambos recintos y susceptible de trabajar también a elevadas temperaturas, comprendiendo dicha válvula un cuerpo de válvula hueco, fijo, esencialmente troncocónico y de eje horizontal, provisto en dos zonas diametralmente opuestas de respectivas bocas de entrada y salida del material y en cuyo interior gira un rotor coaxial también esencialmente troncocónico, dotado de múltiples palas radiales fijadas a su eje y a sendas bases discoidales extremas y cuyos cantos libres están separados por un estrecho huelgo de la cara interna del cuerpo de válvula hueco.The present invention relates to a valve rotary, of those arranged between two enclosures to different pressures, applicable to the dosed passage of pellet materials, granular or powdery between both enclosures and susceptible to work also at high temperatures, comprising said valve a hollow valve body, fixed, essentially conical and horizontal axis, provided in two zones diametrically opposed to respective inlets and outlets of the material and inside which a coaxial rotor also rotates essentially frustoconical, equipped with multiple radial blades fixed to its axis and to extreme discoid bases and whose Free songs are separated by a narrow face strike Internal hollow valve body.
En distintos procesos industriales es común el trasvase de material entre dos zonas con presiones distintas y que generalmente se encuentran a elevada temperatura. En estos casos, resulta muy importante que durante la dosificación o el trasvase, las presiones de cada una de las zonas se mantengan constantes, por lo que se prevé que a través de la válvula que comunica ambas zonas, el flujo de gas de la zona de alta presión a la zona de baja presión, sea mínimo. A tal efecto, se conocen válvulas rotativas aplicables para el paso de materiales en granza, granulares o pulverulentos, del tipo antes descrito. Válvulas de este tipo son también ampliamente utilizadas en el transporte neumático de materiales.In different industrial processes the material transfer between two zones with different pressures and that They are usually at a high temperature. In these cases, It is very important that during dosing or transfer, the pressures of each of the zones remain constant, for what is expected through the valve that communicates both zones, gas flow from the high pressure zone to the low zone pressure, be minimal. For this purpose, rotary valves are known applicable for the passage of granular, granular or powdery, of the type described above. Valves of this type are also widely used in pneumatic transport of materials.
En estas válvulas rotativas las palas radiales están separadas de la cara interna del cuerpo de válvula por un huelgo del orden de 0,01 mm. Esta distancia asegura que el paso de gas es relativamente bajo, pero distancias tan pequeñas presentan el inconveniente de que cualquier acumulación de material en la cara interna del cuerpo de válvula o en los cantos libres de las palas, da lugar a fricciones que conllevan en múltiples ocasiones el calentamiento de los distintos componentes de la válvula, así como un aumento instantáneo de la temperatura exterior, provocando su deterioro y en ocasiones el bloqueo de la válvula. Para resolver el problema de la acumulación o incrustaciones peligrosas de material en el interior del cuerpo de válvula o en las palas, suelen emplearse válvulas con cuerpos y rotores que necesitan de huelgos superiores a 0,04 mm para no bloquear el sistema. En tales circunstancias, los elementos teóricos de diseño del sistema quedan desprovistos prácticamente de fiabilidad.In these rotary valves the radial blades are separated from the inner face of the valve body by a strike of the order of 0.01 mm. This distance ensures that the passage of gas is relatively low, but such small distances present the inconvenience of any accumulation of material on the face internal of the valve body or in the free edges of the blades, it gives rise to frictions that entail multiple times the heating of the different valve components, as well as an instantaneous increase in the outside temperature, causing its deterioration and sometimes blockage of the valve. To solve the problem of the accumulation or dangerous encrustation of material inside the valve body or on the blades, usually use valves with bodies and rotors that need strikes greater than 0.04 mm so as not to block the system. In such circumstances, the theoretical design elements of the system remain virtually devoid of reliability.
El conocimiento del funcionamiento y el control de este tipo de válvulas es hasta ahora de tipo manual, según valoraciones empíricas, lo que resulta ser un problema sobre todo en instalaciones complejas y de trabajo a grandes presiones y temperaturas, como por ejemplo en la industria petroquímica. En esta industria es necesario controlar múltiples parámetros para prevenir situaciones de riesgo derivadas de la propia peligrosidad de los productos procesados. El control de las válvulas es pues importante para evitar graves accidentes, pero las válvulas generalmente se encuentran en recintos cerrados o en puntos del proceso de difícil acceso, con lo cual cualquier deterioro o mal funcionamiento es detectado a posteriori y subsanado una vez finalizado el proceso o cuando se produce una avería. Además, actualmente resulta prácticamente imposible poder controlar por vía remota los parámetros internos de interés de las válvulas rotativas dispuestas entre dos recintos o zonas de distintas presiones.The knowledge of operation and control of this type of valves is so far of manual type, according to empirical assessments, which turns out to be a problem especially in complex installations and work at high pressures and temperatures, such as in the petrochemical industry. In this industry is necessary to control multiple parameters to prevent risk situations arising from the danger itself of processed products. The control of the valves is therefore important to avoid serious accidents, but the valves they are usually found in enclosures or at points of the difficult to access process, thereby any deterioration or bad operation is detected afterwards and corrected once The process is finished or when a fault occurs. Further, currently it is practically impossible to control via remote internal parameters of interest of rotary valves arranged between two enclosures or zones of different pressures.
El objeto de la presente invención propone una solución a los problemas planteados y presenta una válvula rotativa de ventajosa aplicación.The object of the present invention proposes a solution to the problems raised and presents a rotary valve of advantageous application.
La válvula rotativa objeto de la invención, se caracteriza esencialmente porque comprende un detector de la variación instantánea del huelgo entre los cantos de las palas del rotor y la pared interna del cuerpo de válvula; un transductor conectado a dicho detector, que convierte cualquier variación de dicho huelgo en una señal analógica o digital; y un dispositivo de gobierno de la posición longitudinal del eje del rotor respecto del cuerpo de válvula, provisto de un procesador que recibe dicha señal analógica o digital, la procesa y, de acuerdo con ella, hace desplazarse coaxialmente al rotor con respecto del cuerpo de válvula, con lo que cualquier variación del huelgo se traduce instantánea y automáticamente en una variación de la posición longitudinal mutua entre rotor y cuerpo de válvula.The rotary valve object of the invention is essentially characterized in that it comprises a detector of the instant variation of the strike between the edges of the blades of the rotor and the inner wall of the valve body; a transducer connected to said detector, which converts any variation of said strike on an analog or digital signal; and a device of governance of the longitudinal position of the rotor shaft with respect to of the valve body, provided with a processor that receives said analog or digital signal, processes it and, according to it, makes move coaxially to the rotor with respect to the body of valve, so any variation of the strike translates instantly and automatically in a position variation longitudinal longitudinal between rotor and valve body.
Según otra característica de la invención, el detector de la variación del huelgo entre los cantos de las palas del rotor y la cara interna del cuerpo de válvula comprende una boquilla, fija con respecto a este último, que insufla un gas desde un depósito a presión constante contra el canto de una de las bases discoidales del rotor, de modo que al variar la distancia entre la boquilla y la base discoidal, es decir al variar el huelgo, varía la presión de salida del gas de la boquilla.According to another feature of the invention, the strike variation detector between the edges of the blades of the rotor and the inner face of the valve body comprises a nozzle, fixed with respect to the latter, which blows a gas from a constant pressure tank against the edge of one of the bases rotor disks, so that by varying the distance between the mouthpiece and the discoidal base, that is to say when varying the strike, varies the gas outlet pressure from the nozzle.
La válvula rotativa objeto de la invención se caracteriza además porque el dispositivo de gobierno de la posición del eje del rotor comprende un electromotor que es gobernado por el procesador y que recibe de éste una orden de giro en cada variación del huelgo detectada por el detector, comprendiendo el dispositivo unos medios capaces de transformar el giro del electromotor en un movimiento de traslación del rotor longitudinalmente sobre su propio eje.The rotary valve object of the invention is further characterizes because the position governing device of the rotor shaft comprises an electric motor that is governed by the processor and that receives a turn order from each variation of the strike detected by the detector, comprising the device means capable of transforming the turn of the electric motor in a rotor translation movement longitudinally on its own axis.
En las hojas de dibujos de la presente memoria aparece representado un ejemplo de realización, no limitativo, de la válvula rotativa objeto de la presente invención. En dichos dibujos:In the drawing sheets of this report an exemplary, non-limiting, embodiment of the rotary valve object of the present invention. In sayings drawings:
la Fig. 1 es un esquema que ilustra las distintas partes de la válvula rotativa y los dispositivos de control de la misma; yFig. 1 is a diagram illustrating the different parts of the rotary valve and the control devices of the same; Y
la Fig. 2 corresponde a un detalle de la boquilla del detector, utilizada para insuflar gas contra el canto de las bases discoidales del rotor.Fig. 2 corresponds to a detail of the nozzle of the detector, used to blow gas against the edge of the rotor disk bases.
En los dibujos adjuntos puede observarse que una válvula rotativa 1, de las dispuestas entre dos recintos a distintas presiones y que es aplicable al paso dosificado de materiales en granza, granulares o pulverulentos entre ambos recintos y susceptible de trabajar a elevadas temperaturas, comprende un cuerpo de válvula 2 hueco, fijo, que en el caso representado es esencialmente troncocónico y de eje horizontal 3. El cuerpo de válvula 2 está provisto de una boca de entrada 4 de material y de una boca de salida 5, situadas en dos zonas diametralmente opuestas, y en su interior gira un rotor 6 coaxial también esencialmente troncocónico, estando dotado dicho rotor 6 de múltiples palas radiales 7. Las palas 7 están fijadas al eje del rotor 3 y a sendas bases discoidales 8 extremas y están dotadas de cantos libres 9 separados de la cara interna 11 del cuerpo de válvula 2 por un estrecho huelgo 10.In the attached drawings it can be seen that a rotary valve 1, of those arranged between two enclosures a different pressures and that is applicable to the dosed step of pelletized, granular or powdery materials between them enclosures and capable of working at high temperatures, it comprises a hollow, fixed valve body 2, which in the case represented is essentially conical and horizontal axis 3. The valve body 2 is provided with an inlet port 4 of material and an outlet 5, located in two zones diametrically opposed, and inside it rotates a coaxial rotor 6 also essentially frustoconical, said rotor 6 being provided with multiple radial blades 7. The blades 7 are fixed to the shaft of the rotor 3 and to both extreme discoidal bases 8 and are equipped of free edges 9 separated from the inner face 11 of the body of valve 2 for a narrow strike 10.
Con válvulas 1 de este tipo, el material que entra por la boca de entrada 4 queda depositado en el espacio 18 entre dos palas 7 consecutivas y es vertido a otro recinto cuando dicho espacio 18 entre palas 7 comunica con la boca de salida 5. El huelgo 10 entre la cara interna 11 del cuerpo de válvula 2 y los cantos libres 9 de las palas 7 es suficientemente estrecho para que el gas, preferentemente aire, no fluya del recinto con mayor presión al recinto de menor presión, lo que provocaría una igualación de presiones, alterando notablemente el funcionamiento de toda la instalación.With valves 1 of this type, the material that enters through the inlet 4 is deposited in space 18 between two consecutive 7 blades and is poured into another enclosure when said space 18 between blades 7 communicates with the outlet 5. The gap 10 between the inner face 11 of the valve body 2 and the free edges 9 of the blades 7 is narrow enough to that the gas, preferably air, does not flow from the enclosure with greater pressure to the lower pressure enclosure, which would cause a pressure equalization, significantly altering the operation of the entire installation.
En la Fig. 1, se representan las distintas partes de la válvula 1 y los distintos dispositivos de control de la misma. Puede apreciarse que la válvula rotativa 1 comprende un detector 12, un transductor 13 de la señal y dispositivos de gobierno 14,17 de la posición longitudinal del eje del rotor 3 respecto del cuerpo de válvula 2. El detector 12 determina la variación instantánea del huelgo 10 entre los cantos 9 de las palas 7 del rotor 6 y la pared interna 11 del cuerpo de válvula 2. El transductor 13, que está conectado a dicho detector 12, convierte cualquier variación del huelgo 10 en una señal analógica o digital, la cual es recibida por un procesador 14 que forma parte del dispositivo de gobierno y que actúa como control remoto, de modo que una vez procesada la señal y de acuerdo con ella, el dispositivo de gobierno hace desplazar el rotor 6 coaxialmente con respecto del cuerpo de válvula 2, con lo que cualquier variación del huelgo 10 se traduce instantánea y automáticamente en una variación de la posición longitudinal mutua entre rotor 6 y cuerpo de válvula 2.In Fig. 1, the different parts are represented of valve 1 and the various control devices of the same. It can be seen that the rotary valve 1 comprises a detector 12, a signal transducer 13 and devices Government 14.17 of the longitudinal position of the rotor shaft 3 with respect to the valve body 2. The detector 12 determines the instantaneous variation of strike 10 between the edges 9 of the blades 7 of rotor 6 and internal wall 11 of valve body 2. The transducer 13, which is connected to said detector 12, converts any variation of strike 10 on an analog signal or digital, which is received by a processor 14 that is part of the governing device and acting as a remote control, of so that once the signal is processed and according to it, the steering device displaces rotor 6 coaxially with with respect to the valve body 2, whereby any variation of strike 10 translates instantly and automatically into a variation of the mutual longitudinal position between rotor 6 and body of valve 2.
En el caso representado en la Fig.1, el dispositivo de gobierno de la posición del eje 3 del rotor comprende un electromotor 17 gobernado por el procesador 14. El electromotor 17 recibe por parte del procesador 14 una orden de giro en cada variación del huelgo 10 detectada. Unos medios en sí conocidos, tales como un sistema de piñón y cremallera, transforman el giro del electromotor 17 en un movimiento de traslación del rotor 6 longitudinalmente sobre su propio eje 3. Con dicha traslación longitudinal del rotor 6, la distancia o huelgo 10 entre los cantos 9 de las palas 7 y el interior 11 del cuerpo de válvula 2 se mantiene de acuerdo con la disposición inicial predeterminada.In the case represented in Fig. 1, the rotor axis 3 position steering device it comprises an electric motor 17 governed by the processor 14. The electromotor 17 receives a turn order from processor 14 in each variation of the strike 10 detected. Means itself known, such as a rack and pinion system, transform the rotation of the electric motor 17 in a translation movement of the rotor 6 longitudinally on its own axis 3. With said longitudinal translation of rotor 6, distance or gap 10 between the edges 9 of the blades 7 and the interior 11 of the valve body 2 is maintained in accordance with the initial provision default
En la Fig. 2 se ilustra en detalle un ejemplo particular de detector 12. En el caso representado, el detector 12 comprende una boquilla 15, dispuesta fija con respecto al cuerpo de válvula 2, que insufla un gas desde un depósito a presión constante 20 contra el canto de una de las bases discoidales 8 del rotor 6. Al variar por cualquier causa la distancia entre la boquilla 15 y la base discoidal 8, es decir al variar el huelgo 10, varía la presión de salida del gas de la boquilla 15. El depósito a presión constante 20 envía así mismo gas a un pulmón de gas 16 de alta sensibilidad, de modo que pequeñas variaciones de presión de salida, causadas por pequeñas irregularidades en el huelgo 10, provocan variaciones en dicho pulmón 16 que son recibidas por el transductor 13, que las transforma en señales analógicas o digitales interpretables por el procesador 14. Con un detector 12 de este tipo, la medida o detección del huelgo 10 resulta muy precisa.An example is illustrated in detail in Fig. 2 particular of detector 12. In the case shown, detector 12 it comprises a nozzle 15, fixedly arranged with respect to the body of valve 2, which blows a gas from a constant pressure tank 20 against the edge of one of the discoidal bases 8 of the rotor 6. Al vary for any reason the distance between the nozzle 15 and the discoidal base 8, that is, by varying the strike 10, the gas outlet pressure from the nozzle 15. The pressure vessel constant 20 also sends gas to a gas lung 16 high sensitivity, so that small variations in outlet pressure, caused by small irregularities in strike 10, cause variations in said lung 16 that are received by the transducer 13, which transforms them into analog signals or digital interpretable by processor 14. With a detector 12 of this type, the measurement or detection of the strike 10 is very accurate.
Se ha previsto que los parámetros internos de la válvula rotativa 1 puedan ser visualizados y/o modificados en la línea donde se ha aplicado la válvula 1 y durante el ciclo de funcionamiento de ésta. A tal efecto, pueden utilizarse dispositivos electrónicos tipo microprocesadores o PLC 19, programables según las necesidades.The internal parameters of the rotary valve 1 can be displayed and / or modified in the line where valve 1 was applied and during the cycle of operation of this one. For this purpose, they can be used microprocessor or PLC 19 electronic devices, programmable according to the needs.
Con una disposición de este tipo, una válvula 1 según el objeto de la invención está controlada remotamente y sus parámetros funcionales son comprobados in situ durante el proceso, siendo ajustados de manera automática por los dispositivos de gobierno 14,17 a los valores preestablecidos y programados. Así mismo, pueden programarse remotamente todos los parámetros del proceso en relación con la propia válvula, en el sistema general que realiza el proceso principal.With such an arrangement, a valve 1 according to the object of the invention is remotely controlled and its functional parameters are checked in situ during the process, being automatically adjusted by the control devices 14,17 to the preset and programmed values. . Likewise, all process parameters can be programmed remotely in relation to the valve itself, in the general system that performs the main process.
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