ES2239875B2 - Valvula de paso para instalaciones de fluorhidrico. - Google Patents

Abstract

Válvula de paso para instalaciones de fluorhídrico, que comprende una cámara de paso (1) del fluido, que aloja un obturador (2) y dispone de una boca de entrada (7) y otra de salida (8), un cuerpo guía (3) a través del que discurre el vástago (4) de accionamiento del elemento de obturación (2), y una cabeza de actuación (5). La cámara de paso (1) dispone interiormente de guías (17) paralelas al vástago (4), que conducen al obturador (2). En la boca de salida (8) va enroscado un anillo (9) constituido de una aleación de hierro, cobre y níquel.

Description

Válvula de paso para instalaciones de fluorhídrico.

La presente invención se refiere a una válvula de paso para instalaciones de fluorhídrico, cuya constitución y diseño permiten evitar o reducir considerablemente la formación y depósito de fluoruros en la superficie interna de la válvula.

Mas concretamente, la válvula de la invención es del tipo que comprenden una cámara de paso que aloja un obturador y dispone de una boca de entrada y otra de salida situada según direcciones perpendiculares; un cuerpo guía a través del que discurre el vástago de accionamiento del elemento de obturación, con sellado respecto de la cámara de paso; y una cabeza de actuación en la que va montado un mecanismo de accionamiento del vástago citado. El obturador va montado entre guías paralelas al vástago de accionamiento, mediante las que se consigue el guiado de dicho obturador en su desplazamiento. En la boca de salida va montado un anillo para asiento del obturador, en la posición de cierre.

Válvulas del tipo expuesto son ya conocidas, por ejemplo por la patente US 47142327, en la cual las válvulas de entrada y salida de la cámara de paso se encuentran situadas en ángulo recto, disponiendo la boca de un asiento que incorpora una inserta de material plástico. La válvula dispone también de guías para conducir al obturador en su recorrido ascendente-descendente.

Por la US 3767159 se describe una válvula que dispone también de asiento para el obturador y de guías para conducir al obturador en su recorrido ascendente-descendente. Sin embargo las bocas de entrada y salida se encuentran en alineación.

Las válvulas tradicionales del tipo expuesto no son adecuadas para las instalaciones de ácido fluorhídrico, debido a que los fluoruros originados en las conducciones se depositan y solidifican en su interior, produciendo un mas funcionamiento progresivo que acaba inutilizando la válvula en poco tiempo.

La conducción y regulación del ácido fluorhídrico en tuberías de acero al carbono genera unas sales denominadas fluoruros de hierro, que se adhieren a las paredes de las válvulas y a los elementos móviles de ésta, así como un almacenamiento de estos fluoruros en los alojamientos que hace el cierre de las válvulas convencionales con diseño estándar.

La adherencia de los fluoruros a las paredes hace que se vaya reduciendo paulatinamente el caudal circulante y la adherencia a las paredes móviles crea una dificultad de movimiento para realizar el cierre correcto, tanto para el uso normal de operaciones como para casos de emergencia.

Por otra parte, en caso de válvulas que están siempre abiertas por condiciones de proceso, las deposiciones de los fluoruros en los alojamientos de las compuertas impiden totalmente la estanquidad que es necesario, tratándose de ácido fluorhídrico, cuando tengan que estar cerradas.

Lo anteriormente expuesto obliga a que estas válvulas sean sustituidas en paradas programadas de la unidad de alkilación con el consiguiente coste de la reparación de los equipos para poder realizar dicha sustitución. Además las recuperaciones de dichas válvulas son de un elevado importe y largo tiempo de reparación, lo que obliga a tener altos inmovilizados en almacén, en cuanto a válvulas de repuesto se refiere. Normalmente no se dispone de repuestos, debido a que las piezas a sustituir, por el estado en que se encuentran, son difícilmente desmontables.

La presente invención tiene por objeto una válvula diseñada para su uso exclusivo en instalaciones de ácido fluorhídrico, estando diseñada y constituida de modo que evite los problemas antes señalados.

La invención tiene por objeto una válvula de cierre angular, con un diseño interno de forma aerodinámica para evitar las deposiciones de los cloruros en las paredes y alojamientos, así como la adherencia de éstos en las partes móviles de la válvula. Este diseño y constitución hace que la circulación del producto, lógicamente con la válvula abierta, sea lo más rápida posible, de modo que evite que se puedan depositar fluoruros en los asientos.

Para lograr el objetivo expuesto, según una característica de la invención todas las partes internas móviles y de cierre de la válvula están recubiertas de una aleación resistente al ácido fluorhídrico a base de hierro, cobre y níquel.

El obturador de la válvula esta constituido por un cuerpo macizo revestido de la aleación comentada. Además la carrera de este obturador es total, de forma que en posición de válvula abierta, la parte inferior del mismo esta en línea con la parte superior del paso lateral o boca de entrada del cuerpo de la válvula. El obturador va conducido en su desplazamiento por unas guías que también van recubiertas de la misma aleación, por soldadura mecanizada y ajustadas a su diámetro mayor.

El anillo de cierre que va montado en la boca de salida es también de la aleación antes citada y va roscado al cuerpo, presentando un asiento de cierre cónico. Por su parte, el obturador es de doble asiento sobre el anillo comentado. Este doble asiento esta definido por parte de la superficie lateral del obturador, que apoya directamente sobre la superficie cónica del anillo, y por un aro de PTFE (politetrafluoretileno), que va montado sobre la superficie lateral del obturador y que apoya también sobre la superficie cónica del anillo. En la posición cerrada de la válvula se dispone de este modo de un cierre primario, definido por el apoyo de PTFE sobre el metal del aro, y un cierre secundario por el apoyo directo del metal del obturador sobre el metal del anillo que define el asiento, ambos de metal a base de la aleación antes comentada, permitiendo todo ello lograr una perfecta estanquidad en la posición de cierre.

El cuerpo guía de la válvula, a través del que discurre el vástago, presenta interiormente, en posición adyacente a la cámara de paso, un estrechamiento en el que va enroscado un casquillo inferior entre el cual y un prensa superior va dispuesta una empaquetadura que sella el paso del vástago, estando el casquillo y prensa constituidos a de la misma aleación a base de hierro, cobre y níquel. La superficie interna del cuerpo guía está también recubierta de esta aleación en el tramo ocupado por los componentes antes descritos.

El vástago de accionamiento del obturador queda rematado en su extremo inferior en una cabeza de superficie curvo-convexa que apoya sobre un asiento curvo-cóncavo del obturador. Se consigue así un apoyo de la cabeza del vástago sobre el obturador de forma redondeada, para permitir una óptima presión axial sobre el obturador al cerrar. Para la conexión de estos componentes, el vástago lleva montado cerca de la cabeza curvo-convexa dos casquillos también de aleación a base de hierro, cobre y níquel, los cuales van enroscados entre sí y alojan una empaquetadura intermedia, estando el casquillo inferior fijado por soldadura al obturador.

La superficie interna de la cámara de paso, en la zona en la que se monta el anillo que define el asiento del obturador, esta revestida de la aleación ya comentada, por aportación de soldadura.

La fijación entre la cámara de paso y el cuerpo guía se realiza de forma tradicional, con interposición de una junta de aleación a base de hierro, cobre y níquel, de sección ovalada, que queda parcialmente alojada en cajeras anuladas practicadas en las superficies enfrentadas de apoyo de la cámara de paso y cuerpo guía.

Las características de la invención, según quedan recogidas en las reivindicaciones, se exponen seguidamente con mayor detalle, con ayuda de los dibujos adjuntos, en los que se muestra un ejemplo de realización no limitativo.

En los dibujos:

La figura 1 es un alzado vertical de una válvula constituida de acuerdo con la invención, con la cámara de paso seccionada y el cuerpo guía semiseccionado.

Las figuras 2, 3 y 4 son secciones transversales de la válvula, tomadas según las líneas de corte II-II, III-III y IV-IV de la figura 1, respectivamente.

Según se aprecia en la figura 1, la válvula está compuesta por una cámara de paso 1, que aloja el obturador 2, por un cuerpo guía, a través del que discurre el vástago 4 de accionamiento del obturador 2, y por una cabeza de actuación 5, en la que va montado un mecanismo 6 de accionamiento del vástago 4, que puede ser motorizado o manual.

La cámara de paso 1 dispone de una boca de entrada 7 y una boca de salida 8, ambas dispuestas según direcciones perpendiculares entre sí, quedando la boca de salida 8 en alineación con el vástago 4 de accionamiento del obturador 2.

En la boca de salida 8 va montado un anillo 9 que define el asiento para el obturador 2 y que esta constituido a base de una aleación de hierro, cobre y níquel. Este anillo se fija a la boca de salida mediante enroscado, estando la superficie interna de la boca de salida en la que se enrosca el anillo también recubierta de la misma aleación. El anillo 8 presenta una superficie o asiento interno 10 de forma cónica.

El obturador 2 está constituido por un cuerpo que va revestido de la misma aleación antes comentada, a base de hierro, cobre y níquel, que dispone de doble asiento sobre el anillo 9. Este doble asiento queda definido, en parte por el propio obturador 2 que apoya directamente sobre el anillo 9, y en parte por un aro 11 de PTFE que va montado sobre la superficie lateral del obturador, de modo que apoye también sobre la superficie cónica del anillo 9. Con este doble asiento se asegura la estanquidad de la válvula en la posición de cierre.

El vástago 4 queda rematado en su extremo inferior en una cabeza 12 de superficie curvo-convexa, que apoya sobre un asiento 13, de superficie curvo-cóncava, practicada en el obturador 2. Con este apoyo mutuo se logra una óptima presión axial sobre el obturador al actuar la válvula hacia la posición de cierre. La unión entre el vástago 4 y obturador 2 se logra mediante dos casquillos 14 y 15 enroscados entre sí, entre los que va dispuesta una empaquetadura 16. Los casquillos 14 y 15 son de la misma aleación de hierro, cobre y níquel. El casquillo 14 va además unido por soldadura al obturador 2.

La cámara de paso 1 dispone interiormente de guías 17, figuras 1 y 2, que van recubiertas por soldadura mecanizada de la aleación ya citada a base de hierro, cobre y níquel.

En la posición de máxima apertura, el obturador 2 presenta su superficie o base inferior en alineación con el borde superior de la boca de entrada 7. Es decir que la carrera del obturador es total, lo cual, conjuntamente con la configuración interna de esta cámara y el recubrimiento de las superficies móviles de la misma, hace que se obtenga una forma aerodinámica para evitar las deposiciones de los fluoruros en las paredes y alojamientos, así como su adherencia en las partes móviles. Con la válvula abierta la circulación del fluido será muy rápida, evitando que se pueden depositar fluoruros en los asientos.

Según puede apreciarse en la figura 1, el cuerpo guía 3 presenta en su parte inferior un estrechamiento en el que va enroscado un casquillo inferior 18 a base de la aleación de hierro, cobre y níquel. La superficie interna del cuerpo guía 3 en el que se practica la rosca va también recubierta de esta misma aleación. Además entre el ensanchamiento inferior del casquillo 18 y el cuerpo guía 3 se dispone una junta de grafito. Superiormente en el mismo estrechamiento se dispone un prensa 19 de la misma aleación, entre el cual y el casquillo 18 va montada una empaquetadura 20 que sella el paso del vástago 4.

La cámara 1 y el cuerpo guía 2 quedan rematados en sus secciones extremas en bridas 21 y 22 que se fijan mediante espárragos 23. Entre estas bridas se dispone una junta 24 de aleación de hierro, cobre y níquel, de sección ovalada, que queda parcialmente alojada en regatas enfrentadas de las dos bridas.

Como se aprecia en la figura 4, el prensa 19 queda fijado mediante pernos 25.

Según se aprecia en las figuras 1 y 3, el vástago 4 lleva fijado, por encima del prensa 19, una pieza 26, mediante un tornillo 27, la cual dispone de resaltes externos axiales 28 desplazables sobre regatas o canales axiales 29 del cuerpo 3, limitando la longitud de estas regatas o canales 29 el desplazamiento de la pieza 26 entre posiciones límites inferior y superior, de las cuales la primera se representa en la figura 1 con línea continua y la segunda con línea discontinua y se referencia con el número 26'. El cuerpo 26 queda relacionado con el vástago 4 mediante el tornillo 27 y chaveta 30.

Con la constitución expuesta, el vástago 4 con el obturador 2 se deslizan verticalmente sin girar, conducido por las guías 17 y la carrera del obturador esta limitada mediante el cuerpo 26 y canales axiales 29. Con la constitución descrita se dispone de una válvula en la cual la cámara de paso 12, en la posición abierta del obturador 2, permite una circulación rápida que elimina o reduce el riesgo de depósitos y adherencias de fluoruros, circunstancia que se ve además favorecida por la constitución y recubrimiento de las piezas o elementos móviles a base de la aleación comentada.

Claims (7)

1. Válvula de paso para instalaciones de fluorhídrico, que comprende una cámara de paso del fluido, que aloja un obturador y dispone de una boca de entrada y otra de salida situada según direcciones perpendiculares; un cuerpo guía a través del que discurre el vástago de accionamiento del elemento de obturación, con sellado respecto de la cámara de paso; y una cabeza de actuación, en la que va montado el mecanismo de accionamiento del vástago citado; cuya cámara de paso dispone interiormente de guías paralelas al vástago de accionamiento, entre las que va montado y guiado el obturador, y de un anillo sobre la boca de salida, para asiento de dicho obturador, caracterizada porque el obturador esta constituido por un cuerpo revestido de una aleación resistente al ácido fluorhídrico, a base de hierro, cobre y níquel, que dispone de doble asiento sobre el anillo montado en la boca de salida, y en la posición de máxima apertura queda situado con la base inferior en alineación con el borde superior de la boca de entrada, estando dicho cuerpo conducido en su desplazamiento entre las posiciones de apertura y cierre por guías que están recubiertas de la misma aleación de hierro, cobre y níquel; y porque el cuerpo guía presenta interiormente, en posición adyacente a la cámara de paso, un estrechamiento en el que va enroscado un casquillo inferior entre el cual y un prensa superior va dispuesta una empaquetadura que sella el paso del vástago, estando dicho casquillo y prensa constituidos a base de aleación de hierro, cobre y níquel, y el cuerpo guía recubierto de la misma aleación en el tramo ocupado por estos
componentes.

2. Válvula según la reivindicación 1, caracterizada porque el vástago esta rematado en su extremo inferior en una cabeza de superficie curvo-convexa, que apoya sobre un asiento curvo-cóncavo del obturador y lleva montado, cerca de dicha cabeza, dos casquillos a base de aleación de hierro, cobre y níquel, los cuales van enroscados entre sí y alojan una empaquetadura, estando el casquillo inferior fijado por soldadura al obturador.

3. Válvula según la reivindicación 1, caracterizada porque el casquillo de la boca de salida es de aleación a base de hierro, cobre y níquel y va fijado a dicha boca mediante enroscado, sobre una zona recubierta también de la misma aleación, presentando interiormente el anillo una superficie cónica sobre la que apoya o asienta el obturador.

4. Válvula según las reivindicaciones 1 y 3, caracterizada porque el doble asiento del obturador sobre el anillo de la boca de salida esta definido por parte de la superficie lateral del obturador, que apoya directamente sobre la superficie cónica de dicho anillo, y por un aro de PTFE que va montado sobre la superficie lateral del obturador y apoya también sobre la superficie cónica del anillo.

5. Válvula según la reivindicación 1, caracterizada porque la cámara de paso y el cuerpo guía presentan bridas de apoyo y conexión, entre las que va dispuesta una junta de sección oval, constituida a base de aleación de hierro, cobre y níquel, que se aloja parcialmente en cajeados practicados en las superficies enfrentadas de ambas bridas.

6. Válvula según la reivindicación 1, caracterizada porque la superficie interna del cuerpo guía sobre la que se practica la rosca para el enroscado del casquillo citado va recubierta de la misma aleación que el obturador, y porque dicho casquillo queda inferiormente rematado en un ensanchamiento que apoya sobre el cuerpo guía, con interposición de una junta de asiento de grafito.

7. Válvula según la reivindicación 1, caracterizada porque el vástago lleva fijado, por encima del tramo que atraviesa el estrechamiento del cuerpo guía, una pieza que apoya contra topes superior e inferior de dicho cuerpo, en las posiciones límites del vástago, limitando el desplazamiento del mismo y del
obturador.