ES2267927T3 - Valvula semiesferica. - Google Patents
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Abstract
Una válvula semiesférica, que comprende: un cuerpo (10) que incluye una cavidad que tiene una abertura de montaje, una abertura para un vástago forma- da en un lado del cuerpo (10) opuesto al de la abertura de montaje, para conectar la cavidad con el exterior, un primer orificio de conexión (12) inclinado con respecto al eje geométrico de la abertura del vástago, y un elemento de válvula (30) alojado en la cavidad del cuerpo (10) a través de la abertura de montaje para po- der girar alrededor del eje geométrico de la abertura para el vástago, para cambiar entre una posición abier- ta, en la que el primer orificio de conexión está abier- to, y una posición de cierre, en la que el primer orifi- cio de conexión está bloqueado, y que tiene un paso (32) conectado con el primer orificio de conexión en la posi- ción abierta y formado inclinado con respecto al eje geométrico de la abertura del vástago, en la que la su- perficie exterior del elemento de válvula (30) y la pa- red interna del cuerpo (10) están formadas de manera que se correspondan, aproximadamente, una con otra; un vástago (40) que conecta una palanca de control (60) al exterior del cuerpo (10) y el elemento de válvula (30) a lo largo de la abertura para el vástago; una tapa (20) del cuerpo que tiene un segundo orificio de conexión (22) conectado con el paso (32) del elemento de válvula (30) y acoplada al cuerpo para cubrir la ca- vidad en el lado de la abertura de montaje, y una empaquetadura (50) interpuesta entre la superficie exterior del elemento de válvula (30) y la pared interna del cuerpo (10).
Description
Válvula semiesférica.
El presente invento se refiere a una válvula
semiesférica como se menciona en el preámbulo de la reivindicación
1 de patente. Una válvula semiesférica de esta clase es conocida por
el documento DE-A-1 675 545.
Una válvula semiesférica se instala en una
conducción para abrir y cerrar la circulación de fluido en la
conducción.
Típicamente, una válvula de bola instalada en
una conducción controla la circulación de fluido en la conducción.
La válvula de bola abre y cierra el paso del fluido que circula en
la conducción mediante una bola que gira en un asiento de válvula
previsto en el interior de un cuerpo.
Las válvulas de bola se clasifican en de tipo
manual y de tipo accionado eléctricamente, según la forma en que
funcionen. La válvula de bola que controla el fluido que circula en
la conducción mediante una bola es muy utilizada en un
ventiloconvector o en un intercambiador térmico de diversos
acondicionadores de aire, como válvula automática de
apertura/cierre o para proteger una válvula de control, para
proteger diversos mecanismos de fluido o aparatos mecánicos,
suministro de agua y suministro de agua caliente, y máquinas
expendedoras.
En relación con la válvula de bola, es bien
conocida una válvula, con diversos tamaños y estructuras, para una
tubería de conducción de líquido y un depósito para líquido. En la
mayoría de los casos, por ejemplo, no debe quedar alrededor de la
bola espacio alguno (holgura) entre ella y la pared interna del
cuerpo en el que pueda quedar líquido. Si se forma tal espacio,
puede entrar fluido en él durante el proceso de apertura/cierre de
la válvula y otro fluido que pase por la válvula de bola puede
resultar contaminado por el fluido que quede en el espacio
(holgura). Sin embargo, es difícil evitar la formación del espacio
(holgura) entre la bola y la pared interna del cuerpo, ya que la
válvula de bola exige unas características superiores de montaje y
de mantenimiento del cierre hidráulico cuando se bloquea el flujo de
fluido, y un par de accionamiento relativamente bajo durante la
operación de apertura/cierre de un paso.
El registro de Modelo de Utilidad coreano núm.
0269119 describe una bola que abre y cierra un paso al ser hecha
girar en un par de asientos de válvula instalados en un orificio de
conexión de entrada y un orificio de conexión de salida formados en
un cuerpo, al ser accionada una palanca de control. En este caso,
entre el asiento de válvula y la bola existe una característica
superior de mantenimiento del cierre hidráulico. Sin embargo, como
entre la bola y la pared interna del cuerpo se forma un espacio
(holgura), cuando se cierra la válvula el fluido es confinado en un
paso de la bola, de forma que llega al espacio existente entre la
bola y la pared interna del cuerpo, y se deposita en el espacio u
holgura.
La patente alemana núm. 9408156 U1 describe una
válvula del tipo de media bola (semiesférica) que tiene una
empaquetadura que cubre completamente la pared interna de un cuerpo
que define una cavidad semiesférica que acomoda un macho que tiene
un paso formado en él coaxialmente con un orificio de conexión
formado en el cuerpo. La empaquetadura, fabricada de
poli(tetrafluoroetileno) (PTFE) impide que se deposite fluido
que penetre entre el macho y la pared interna del cuerpo. Sin
embargo, cuando se estropea la empaquetadura, debe sustituirse todo
el conjunto de empaquetadura por uno nuevo. Además, cuando se
bloquea el paso, el fluido que circula por el paso del macho queda
confinado en él.
También, el registro de Modelo de Utilidad
coreano núm. 0138535 describe una válvula semiesférica. La válvula
semiesférica incluye un cuerpo en el que están formados una cavidad,
un orificio de conexión de entrada y un orificio de conexión de
salida, un macho semiesférico está alojado en la cavidad del cuerpo
de modo que pueda ser hecho girar entre posiciones abierta y de
cierre en las que el orificio de conexión de entrada y el orificio
de conexión de salida son conectados y desconectados,
respectivamente, y que tiene un paso formado en él para conectar el
orificio de conexión de entrada y el orificio de conexión de salida
en la posición abierta, y una cubierta dispuesta en la parte
inferior del alojamiento para cerrar la cavidad. Cuando el macho se
encuentra en la posición de cierre, un par de miembros de
obturación, cada uno de los cuales tiene una parte inferior en
forma de cúpula para tapar el orificio de conexión de entrada y el
orificio de conexión de salida, están acoplados a un área parcial
de la superficie exterior del macho, es decir, la zona de la
superficie exterior del macho que es aproximadamente perpendicular
al eje geométrico del paso del macho. Sin embargo, en la válvula
semiesférica, se forma un espacio entre la superficie exterior del
macho que no se acopla con el miembro de obturación y el cuerpo, de
modo que cuando se hace girar el macho para abrir o cerrar el paso,
entra fluido en el espacio. Además, cuando se bloquea el paso, el
fluido que circula por el paso del macho queda encerrado en el
paso. El fluido confinado en el paso del macho entra en el espacio
definido entre la superficie exterior del macho y el cuerpo, y se
deposita allí. Asimismo, como el miembro de obturación tiene que
preverse en la superficie exterior del macho, el tamaño de éste
aumenta.
En la válvula de bola o en la válvula
semiesférica antes descritas, el tamaño del macho es grande y se
tropieza con el problema de que el fluido que circula por la
conducción queda encerrado en el paso del macho cuando se bloquea
la conducción. En el proceso de hacer girar el macho para
abrir/cerrar el paso, el fluido que circula por el paso del macho
entra en el espacio definido entre el cuerpo y la pared interna del
macho (holgura) y queda depositado en él. Así, cuando se hace girar
el macho mediante la palanca de control conectada por un vástago,
la apertura/cierre del macho no se realiza suavemente, de manera que
el funcionamiento de la válvula de bola tiene problemas. Asimismo,
como el fluido que, inicialmente, circula por la conducción se
queda en el espacio u holgura entre el cuerpo y el macho, cuando por
la conducción se transporta un fluido de color o propiedades
físicas diferentes, éste se mezcla con el fluido inicial que quedó
en el espacio entre la pared interna del cuerpo y el macho
(holgura), de forma que el color o las propiedades físicas del
fluido transportado ulteriormente, cambian. Así, en una conducción
en la que está instalada la válvula de bola usual, cuando ha de
transportarse un fluido con un color o con propiedades físicas
diferentes por una conducción por la que, antes, se ha transportado
un fluido inicial y éste ha quedado retenido en el espacio
comprendido entre la pared interna del cuerpo y el macho (holgura),
es necesario, con lo inconvenientes que ello supone, desmontar la
válvula de bola instalada en la conducción y eliminar totalmente el
fluido atrapado en el espacio entre la pared interna del cuerpo y
el macho (holgura), ha de volver a montarse la válvula de bola y,
entonces, se puede transportar por la conducción el fluido con
diferente color o propiedades físicas.
Para resolver los anteriores y otros problemas,
el presente invento proporciona una válvula semiesférica que se
instala en una conducción y que puede reducir el tamaño de la bola,
impedir que el fluido que circula por la conducción quede confinado
en el paso formado en el macho cuando se bloquea la circulación por
la conducción, impidiendo no sólo la formación de una holgura sino,
también, aislando por completo el espacio definido entre el macho y
la pared interna de un cuerpo mediante un relleno de dicho espacio,
a fin de impedir que el fluido transportado por la conducción quede
retenido en el espacio y se deposite en él, definiendo así un
concepto del tipo de ánima completa en el que no existe diferencia
entre la cantidad de fluido que viene por una entrada de la válvula
de bola y la cantidad de fluido descargado por una salida.
De acuerdo con un aspecto del presente invento,
una válvula semiesférica comprende un cuerpo que incluye una
cavidad que tiene una abertura de montaje, una abertura para un
vástago formada en un lado del cuerpo opuesto al de la abertura de
montaje, para conectar la cavidad con el exterior, un primer
orificio de conexión inclinado con respecto al eje geométrico de la
abertura para el vástago y de uno a tres terceros orificios de
conexión, cada uno de los cales está formado separado del primer
orificio de conexión en torno al eje geométrico de la abertura para
el vástago, un elemento de válvula alojado en la cavidad del cuerpo
a través de la abertura de montaje de forma que pueda ser hecho
girar para cambiar entre una posición abierta, en la que el primer
orificio de conexión está abierto, y una posición de cierre, en la
que el primer orificio de conexión está bloqueado, y que tiene un
paso conectado al primer orificio de conexión en la posición abierta
y formado inclinado con respecto al eje geométrico de la abertura
para el vástago, un vástago que conecta una palanca de control, al
exterior del cuerpo, con el elemento de válvula a lo largo de la
abertura para el vástago, una tapa para el cuerpo que tiene un
segundo orificio de conexión conectado con el paso del elemento de
válvula y acoplada al cuerpo para cubrir la cavidad en el lado de
la abertura de montaje, y una empaquetadura interpuesta entre la
superficie exterior del macho y la pared interna del cuerpo.
El elemento de válvula de la válvula
semiesférica de acuerdo con el presente invento puede ser un macho
casi semiesférico o un macho cónico o cilíndrico. En este caso, por
"macho semiesférico", como se describe en esta memoria, no
debe entenderse un macho geométricamente esférico y dicha expresión
cubre un macho que no sea una esfera perfecta o un macho
ligeramente mayor que una semiesfera.
La superficie exterior del elemento de válvula y
la pared interna del cuerpo están formadas de manera que se
correspondan aproximadamente. Es preferible que no se forme espacio
(holgura) alguno entre el elemento de válvula y el cuerpo.
La empaquetadura está formada en una sola pieza
y constituye un relleno dotado de una abertura en una posición en
la que está formado el primer orificio de conexión y en estrecho
contacto con la superficie exterior del macho y la pared interna
del cuerpo. Así, el espacio definido entre el elemento de válvula y
el cuerpo puede quedar completamente cerrado de forma que no exista
cavidad alguna en la válvula semiesférica y no entre fluido en el
espacio definido en la conducción ni se deposite en él. El relleno
garantiza un par de rotación uniforme durante toda la operación de
abrir/cerrar, sin que se incremente la fuerza necesaria para abrir
ni para cerrar. El relleno está formado de
poli(tetrafluoroetileno) (PTFE) y se obtiene por el método
de colada en lámina.
El paso del macho está inclinado en un ángulo
comprendido entre 30º y 60º con respecto al vástago. De
preferencia, el paso está inclinado en un ángulo de unos 45º.
El primer orificio de conexión del cuerpo y el
segundo orificio de conexión de la tapa del cuerpo están formados
coaxialmente. El segundo orificio de conexión de la tapa del cuerpo
tiene un eje geométrico que forma un ángulo de unos 90º con
respecto al eje geométrico del primer orificio de conexión. El
segundo orificio de conexión del cuerpo puede estar formado
coaxialmente en el vástago.
La inclinación del segundo orificio de conexión
previsto en la tapa del cuerpo se determina de acuerdo con el uso
al que está destinada la válvula semiesférica de acuerdo con el
presente invento. En consecuencia, cuando el fluido circula
linealmente, el primer orificio de conexión y el segundo orificio de
conexión están formados coaxialmente. En este caso, cuando se hace
girar en 180º la tapa del cuerpo, el eje geométrico del segundo
orificio de conexión es perpendicular al eje geométrico del primer
orificio de conexión, de manera que puede obtenerse una válvula
semiesférica del tipo en ángulo. Cuando se utiliza la válvula
semiesférica de acuerdo con el presente invento como válvula de
bola para la descarga en un depósito o con un propósito similar, el
segundo orificio de conexión puede estar formado coaxialmente con
respecto al vástago.
Hay formados terceros orificios de conexión en
tres posiciones separadas horizontalmente en ángulos de 90º, 180º y
270º a partir del primer orificio de conexión, en torno al eje
geométrico del vástago. Como resultado, puede obtenerse un
distribuidor de múltiples vías. Del modo más preferible, el tercer
orificio de conexión está previsto en la posición separada en 180º.
Cuando no se utiliza la válvula como distribuidor de múltiples
vías, el tercer orificio de conexión es cerrado mediante una
cubierta de cierre acomodada en el tercer orificio de conexión y,
además, comprende una empaquetadura anular prevista entre la
cubierta de cierre y el elemento de válvula y que tiene un diámetro
mayor que el del paso.
El cuerpo tiene un contorno exterior de
configuración semiesférica y comprende un manguito en el que está
formada la abertura del cuerpo para el vástago. En la tapa del
cuerpo hay formada una garganta circular y un resalto circular que
se aloja en la garganta de la tapa del cuerpo esté previsto en la
parte de extremo del elemento de válvula, en el lado de la tapa del
cuerpo. Así, se determina la posición central del macho.
Una empaquetadura tórica está introducida entre
la garganta de la tapa del cuerpo y el resalto del elemento de
válvula.
La palanca de control comprende una barra de
prolongación acoplada al vástago, y un miembro portador acoplado a
la barra de prolongación de forma que pueda ser hecho deslizar en
dirección transversal a la dirección del eje geométrico de la barra
de prolongación.
La válvula semiesférica comprende, además, una
parte de indicación de la posición que señala la posición del
elemento de válvula con respecto al primer orificio de conexión.
La parte de indicación de la posición comprende
una placa de rotación fijada al vástago y que gira al ser hecho
girar éste y que tiene una pluralidad de gargantas de determinación
de la posición formadas indentando parte de una porción de borde,
con una profundidad predeterminada hacia el centro de rotación, un
miembro de indicación fijado al cuerpo para indicar un punto
específico de una parte superior de la placa de rotación, y un
miembro generador de sonido, acoplado al cuerpo y que puede ser
movido elásticamente hacia el centro de la placa de rotación y ser
puesto en contacto, elásticamente, con la parte de borde de ésta
para generar un sonido al chocar con la porción de borde cuando
está sendo acomodado en la garganta de determinación de la
posición.
La válvula semiesférica comprende, además, un
miembro de bloqueo acoplado al cuerpo en una parte lateral de la
placa de rotación de forma que pueda ser hecho deslizar entre una
posición de bloqueo, en la que el miembro de bloqueo está enclavado
en la garganta de determinación de la posición de la placa de
rotación y es mantenido en la garganta de determinación de la
posición, y una posición de liberación, en la que el miembro de
bloqueo es liberado de la garganta de determinación de la posición.
Aún cuando se aplique una fuerza a la palanca de control, como el
elemento de válvula no es hecho girar, se le puede mantener, si se
desea, en una posición constante.
La válvula semiesférica de acuerdo con el
presente invento puede utilizarse para obtener muestras en campos
tales como la ingeniería de medición o la ingeniería de control. En
la válvula semiesférica de acuerdo con el presente invento, se
puede conectar una parte de montaje de una unidad o una conducción
de conexión para limpieza, que se utilice para vaciar el fluido que
quede en la conducción.
La válvula semiesférica de acuerdo con el
presente invento puede utilizarse con una variedad de tamaños en
distintos campos, por ejemplo, químico, bioquímico, farmacéutico,
industrias alimenticias, industrias de cosméticos, industrias de
chapado, industrias de tintas y pinturas, ingeniería de análisis,
medicina, tecnologías de gas de elevada pureza, tecnologías de
esterilización y criogenia.
Como en la válvula semiesférica de acuerdo con
el presente invento, siempre existe un paso de conexión entre un
tubo de entrada y un tubo de salida para fluido en estado cerrado,
no se necesita aparato adicional de descompresión.
Las anteriores ventajas del presente invento
resultarán más evidentes a partir de la descripción detallada de
realizaciones preferidas del mismo, con referencia a los dibujos
adjuntos, en los que:
la Fig. 1 es una vista en perspectiva de una
válvula semiesférica de acuerdo con una primera realización
preferida del presente invento;
la Fig. 2 es una vista en perspectiva, en
despiece ordenado, de la válvula semiesférica de la Fig. 1;
la Fig. 3 es una vista en planta de la válvula
semiesférica de la Fig. 1;
la Fig. 4 es una vista en sección tomada por la
línea IV-IV de la Fig. 3;
la Fig. 5 es una vista en sección que ilustra un
estado del macho de la Fig. 4 girado en 90º;
la Fig. 6 es una vista en sección que ilustra un
estado del macho de la Fig. 4 girado en 180º;
la Fig. 7 es una vista en sección de una válvula
semiesférica de acuerdo con una segunda realización preferida del
presente invento formada como un tipo en ángulo;
la Fig. 8 es una vista en sección de una válvula
semiesférica de acuerdo con una tercera realización preferida del
presente invento formada como una válvula de descarga en el fondo de
un depósito; y
la Fig. 9 es una vista en sección de una válvula
semiesférica de acuerdo con una cuarta realización preferida del
presente invento, que tiene un macho en forma de tronco de cono.
Haciendo referencia a las Figs. 1 a 4, una
válvula semiesférica 1 de acuerdo con una primera realización
preferida del presente invento incluye un cuerpo 10 que tiene un
contorno exterior de configuración semiesférica, en el que están
formados un primer orificio de conexión 12 y una cavidad, un macho
30 alojado en la cavidad del cuerpo 10 de forma que pueda ser hecho
girar para cambiar entre una posición abierta, en la que el primer
orificio de conexión 12 está abierto, y una posición de cierre, en
la que el primer orificio de conexión está cerrado, y que tiene un
paso 32 conectado con el primer orificio de conexión 12 en la
posición abierta, un vástago 40 que sobresale de la superficie
exterior de la bola 30 a lo largo de una abertura 18 para el
vástago, una tapa 20 de cuerpo que tiene un segundo orificio de
conexión 22 conectado con el paso 32 del macho 30 y acoplada con el
cuerpo 10 para cerrar la cavidad en un lado de una abertura de
montaje (no mostrada), un relleno 50 que es una empaquetadura
enteriza interpuesta apretadamente entre la superficie exterior del
macho 30 y la pared interna del cuerpo 10 y en estrecho contacto
con ellas, una palanca de control 60 acoplada al vástago 40 al
exterior del cuerpo 10 para accionar el macho 30, una parte 70 de
indicación de la posición para señalar la posición del macho 30 en
la cavidad indicando la posición del macho 30 con respecto al primer
orificio de conexión 12, y un miembro de bloqueo 80 acoplado al
cuerpo 10 para impedir que el macho 30 sea hecho girar aún cuando
se aplique una fuerza a la palanca de control 60.
El cuerpo 10 incluye la cavidad dotada de la
abertura de montaje para montar el macho 30, la abertura 18 para el
vástago formada en el lado opuesto a la abertura de montaje para
conectar la cavidad con el exterior, el primer orificio de conexión
12 inclinado con respecto a un eje geométrico de la abertura 18 para
el vástago, terceros orificios de conexión 14 formados en
posiciones separadas horizontalmente en ángulos de 90º, 180º y 270º
a partir del primer orificio de conexión 12 alrededor del eje
geométrico del vástago 40, y un manguito 11 en el que está formada
la abertura 18 para el vástago. En la presente realización
preferida, el primer orificio de conexión 12 y los terceros
orificios de conexión 14 están formados de modo que penetren en el
cuerpo 10 en un ángulo de unos 45º con respecto al eje geométrico de
la abertura 18 para el vástago. Un tubo 17 con brida se introduce
en el primer orificio de conexión 12 y está soldado a él. Una
cubierta de cierre 13 que obtura los respectivos terceros orificios
de conexión 14 está acomodada en cada uno de los terceros orificios
de conexión 14. Una garganta (no representada) está formada en la
cubierta de cierre 13 y una empaquetadura anular 15, en contacto
con la superficie exterior del relleno 60, está alojada en la
garganta. Una empaquetadura tórica 16 está introducida e instalada
en el fondo de la cubierta de cierre 13, en la parte exterior de la
garganta. La cubierta de cierre 13 está fijada mediante un tornillo
19 en una abertura del tipo de escalón (no mostrada). La
empaquetadura anular 15 tiene un diámetro mayor que el del paso 32.
Naturalmente, la cubierta de cierre 13 se quita cuando es necesario
abrir el tercer orificio de conexión 14, como en el caso en que se
utilice la válvula semiesférica como válvula o distribuidor de
múltiple vías. Para usar la válvula semiesférica como válvula o
distribuidor de múltiples vías, se quitan primero la cubierta de
cierre 13 y la empaquetadura anular 15 para abrir el tercer
orificio de conexión 14. Luego, cuando se hace girar el macho 30 en
torno al eje geométrico de la abertura para el vástago, el paso 32
puede ser conectado selectivamente al primer orificio de conexión
12 o al tercer orificio de conexión 14. Es decir, cuando se hace
girar el macho 30 alrededor del eje geométrico de la abertura para
el vástago en la situación en que el paso 32 está conectado al
primer orificio de conexión 12, como se muestra en la Fig. 4, el
paso 32 se posiciona como se muestra en la Fig. 6 y, luego, puede
conectarse el paso 32 al tercer orificio de conexión 14 formado en
un ángulo de 180º con respecto al primer orificio de conexión
alrededor del eje geométrico de la abertura para el vástago, tras
haberse quitado la cubierta de cierre 13 y la empaquetadura anular
15.
El macho 30, cuya forma semiesférica se
corresponde a la forma de la pared interna del cuerpo 10, está en
estrecho contacto con la pared interna del cuerpo 10 cuando está
alojado en la cavidad del cuerpo 10, está conectado al vástago 40 y
es hecho girar en la cavidad del cuerpo 10 mediante la palanca de
control 60 dispuesta al exterior del cuerpo 10. Asimismo, el macho
30 se aloja en la cavidad del cuerpo a través de la abertura de
montaje, de forma que pueda ser hecho girar para cambiar entre una
posición abierta, en la que el cuerpo 10 y el primer orificio de
conexión 12 están conectados, y una posición de cierre, en la que
el cuerpo 10 y el primer orificio de conexión 12 no están
conectados. El paso 32 conectado al primer orificio de conexión 12
en la posición abierta, está formado con una inclinación con
respecto a la abertura 18 para el vástago o con respecto al vástago
40, a través del macho 30. El diámetro del paso 32 en el macho 30 es
similar o igual que el del primer orificio de conexión 12 formado
en el cuerpo 10. El diámetro del paso 32 en el macho 30 es igual o
casi igual que el del primer orificio de conexión 12 formado en el
cuerpo 10. El paso 32 del macho 30 está inclinado en unos 45º con
respecto al vástago 40. Así, cuando se abre la válvula semiesférica
1, es decir, el macho 30 abre el primer orificio de conexión 12, el
paso 32 del macho 30 es conectado coaxialmente con el primer
orificio de conexión 12. Entre tanto, un resalto circular 31,
alojado en una garganta 24 de la tapa 20 del cuerpo, que se
describirá más adelante, está formado en la superficie inferior del
macho 30. Una empaquetadura 33 de macho está unida al lado interno
del resalto 31 para quedar dispuesta entre el macho 30 y la tapa 20
del cuerpo.
El vástago 40 se extiende desde la superficie
exterior del macho 30, a lo largo de la abertura 18 para el
vástago, de forma que un extremo libre del vástago 40 está dispuesto
al exterior del cuerpo 10 al atravesar la abertura 18 para el
vástago. La palanca de control 60 está acoplada al extremo libre del
vástago 40. Una empaquetadura 41 de vástago está prevista entre la
cara interna del manguito 11 y el vástago 40. Una garganta 18a para
gancho está formada en la circunferencia interior de la abertura 18
para el vástago, bajo la empaquetadura 41 de vástago, mientras que
un miembro de gancho 43, deformado elásticamente, perpendicular al
eje geométrico del vástago 40, está instalado en correspondencia con
la garganta 18a para gancho. En consecuencia, cuando se aloja el
vástago 40 en la abertura 18 para el vástago, el miembro de gancho
43 se introduce en la garganta 18a para gancho. Sin embargo, el
enganche antes mencionado se suelta cuando se aplica al vástago 40
una fuerza superior a la fuerza elástica ejercida por el miembro de
gancho 43.
Asimismo, la tapa 20 del cuerpo se monta en el
cuerpo 10 para cubrir la cavidad en el lado de la abertura de
montaje. El segundo orificio de conexión 22 conectado al paso 32 del
macho 30, está formado en el área central. Hay formada una garganta
circular 24 correspondiente al resalto 31 para alojar el resalto 31
del macho 30, a lo largo de su circunferencia. La tapa 20 del cuerpo
está acoplada al cuerpo 10 mediante un tornillo 21. En la presente
realización preferida, el eje del segundo orificio de conexión 22
está inclinado en unos 45º con respecto al vástago 40 hacia el
primer orificio de conexión 12. El diámetro del segundo orificio de
conexión 22 es casi igual que el del primer orificio de conexión 12.
Un tubo 27 con brida se introduce en el segundo orificio de
conexión 22 y está roscado o soldado en él. Cuando el resalto 31 del
macho 30 está alojado en la garganta 24, como se ha descrito en lo
que antecede, una empaquetadura tórica 23 se introduce entre la
garganta 24 de la tapa 20 del cuerpo y el resalto 31 del macho
30.
La empaquetadura, es decir, el relleno 50, en la
presente realización preferida, está formada de una sola pieza,
tiene una abertura 52 en una parte en la que está formado el primer
orificio de conexión 12, y está prevista en estrecho contacto con
la superficie exterior del macho 30 y la pared interna del cuerpo
10, entre ambas. Es decir, el relleno 50 está formado en una sola
pieza (es enterizo), para cubrir toda la superficie exterior del
macho 30 a excepción del primer orificio de conexión 12 y está
instalado entre la superficie exterior del macho 30 y la pared
interna del cuerpo 10. Se forma una pestaña 51 curvando el extremo
libre del relleno 50 para ajustarlo firmemente entre el cuerpo 10 y
la tapa 20 del cuerpo. Aunque el relleno 50 puede formarse con una
diversidad de materiales, en la presente realización preferida está
formado de poli(tetrafluoroetileno) (PTFE), que tiene una
elasticidad superior entre los materiales sintéticos, por un método
de colada en lámina.
Entre tanto, la palanca de control 60 incluye
una barra de prolongación 61 acoplada al vástago 40 y un miembro
portador 63 acoplado a la barra de prolongación 61 de forma que
pueda ser hecho deslizar en una dirección casi perpendicular a la
dirección del eje geométrico de la barra de prolongación 61. Un
orificio pasante 61 está formado en una parte de extremo del
extremo libre de la barra de prolongación 61 y el miembro portador
63 está introducido en el orificio pasante 61a de forma que pueda
deslizar en él. Una parte de retención 65 está formada en una parte
de extremo del miembro portador 63 de modo que, cuando el miembro
portador 63 sea movido con respecto a la barra de prolongación 61
en la dirección longitudinal del miembro portador 63, se impide que
éste se escape por completo de ella. Cuando se hace girar la palanca
de control 60, se transmite una fuerza de rotación al vástago 40 y
el macho 30 conectado al vástago 40 es hecho girar en la cavidad del
cuerpo 10. En este caso, si el miembro portador 63 debe evitar
tubos dispuestos en las proximidades cuando un usuario que sujeta
el miembro portador 63 hace girar el macho 30, el usuario puede
hacer que el miembro portador 63 deslice en dirección contraria en
el orificio pasante 61a y sujetar luego el miembro portador 63 por
el lado opuesto para hacer girar el macho 30.
La parte 70 de indicación de la posición incluye
una placa de rotación 71 en la que hay formadas cuatro gargantas 72
de determinación de la posición por indentación de parte de una
porción de borde en una profundidad predeterminada hacia el centro
de rotación y acoplada al vástago 40 en la parte inferior de la
barra de prolongación 61 para ser hecha girar por aplicación de la
rotación del vástago 40, un miembro indicador 73 fijado al cuerpo
10 para indicar un punto específico de la parte superior de la placa
de rotación 71, y un miembro 75 generador de sonido acoplado al
cuerpo 10 en la parte inferior del miembro indicador 73, de modo
que pueda moverse elásticamente hacia el centro de la placa de
rotación 71 y entrar en contacto con la porción de borde de la
placa de rotación 71. El miembro 75 generador de sonido tiene una
estructura en la que hay una bola 75c de choque instalada en un
miembro 75 de alojamiento cilíndrico de modo que quede dispuesta
frente a un resorte 75a instalado en el miembro 75b de alojamiento
bajo compresión elástica. La bola de choque 75c está en contacto
con la porción de borde de la placa de rotación 71 bajo la fuerza
elástica aplicada por el resorte 75a. Cuando la placa de rotación
71 que es hecha girar por aplicación de la rotación del macho 30,
se acomoda en la garganta 72 de determinación de la posición, la
bola de choque 75c colisiona con la porción de borde en donde está
formada la garganta 72 de determinación de la posición debido a la
fuerza elástica aplicada por el resorte 75a, generando un sonido.
De este modo, el usuario, al oír el sonido puede detener el giro
del macho 30 mediante la palanca de control 60.
El miembro de bloqueo 80 está acoplado al cuerpo
10 de forma que pueda deslizar, subiendo y bajando, en una posición
girada en unos 90º respecto del cuerpo 10 al que está acoplado el
miembro indicador 73. Como el miembro de bloqueo 80 incluye una
parte sobresaliente 81 en un extremo superior del mismo, cuando el
miembro de bloqueo 80 es apretado hacia abajo de manera que la
parte sobresaliente 81 quede alojada en la garganta 72 de
determinación de la posición y sea retenida en ella, no puede
hacerse girar el macho. En consecuencia, aún cuando se aplique una
fuerza a la palanca de control 60, se impide que el macho 30 gire y
se le mantiene en la posición particular.
De acuerdo con la estructura anterior, cuando se
hace girar la palanca de control 60, el vástago 40 conectado a la
palanca de control 60 y el macho 30 conectado al vástago 40 son
hechos girar de modo que el macho 30 abre o cierra el primer
orificio de conexión 12. La Fig. 5 muestra un estado del macho de la
Fig. 3 girado en 90º. La Fig. 8 ilustra un estado del macho girado
en 180º. Como puede verse a partir de estos dibujos, a diferencia
de las válvulas de bola o semiesféricas usuales, el fluido no queda
confinado en el paso 32 del macho cuando se bloquea el paso 32.
Entre tanto, cuando un operario hace girar el macho 30 con la
palanca de control 60, puede reconocer si el macho 30 se encuentra
en la posición abierta o en la posición de cierre gracias a la
parte 70 de indicación de posición. Escuchando el sonido generado
cada vez que el miembro 75 generador de sonido llegue a quedar
dispuesto en la garganta 72 de determinación de la posición de la
placa de rotación 71, puede accionarse la palanca de control 60 en
la forma más conveniente.
La Fig. 7 muestra una válvula semiesférica del
tipo en ángulo de acuerdo con una segunda realización preferida del
presente invento. Con referencia al dibujo, puede verse que la tapa
20 del cuerpo está girada en 180º respecto a la posición descrita
en la primera realización preferida. El eje geométrico del segundo
orificio de conexión 22 está dispuesto perpendicular al eje
geométrico del primer orificio de conexión 12. Una válvula
semiesférica 1 del tipo en ángulo se forma de acuerdo con el método
anterior.
La Fig. 8 muestra una válvula semiesférica de
acuerdo con una tercera realización preferida del presente invento,
formada como válvula de descarga en el fondo de un depósito. Se
utilizan los mismos números de referencia para designar los mismos
elementos ilustrados en la primera realización preferida, mientras
que los elementos modificados se indican mediante la adición de una
"b" a continuación de los números de referencia. En este caso,
puede verse que el segundo orificio de conexión 22b de la tapa 20
del cuerpo está formado coaxialmente con el eje geométrico del
vástago 40. La tapa 20 del cuerpo se rosca a la superficie de
extremo inferior de la cubierta de un depósito 29 dotado de un
orificio de descarga 29b que está alineado con el segundo orificio
de conexión 22. Como válvula de bola para descarga se utiliza una
válvula semiesférica 1b.
En las realizaciones preferidas anteriormente
descritas, solamente puede abrirse o cerrarse mediante la válvula
semiesférica, el paso 32. Sin embargo, por ejemplo, en los dibujos,
puede conectarse otra válvula de bola a la parte abierta del cuerpo
10, es decir, el tercer orificio de conexión 14, al cual está
roscada la tapa 13. En consecuencia, puede obtenerse así una
válvula de bola o un distribuidor de múltiples vías.
La Fig. 9 muestra una válvula semiesférica de
acuerdo con una cuarta realización preferida del presente invento,
que tiene un macho con forma de cono truncado. En este caso, se
utilizan los mismos números de referencia para designar elementos
iguales que los mostrados en la primera realización preferida,
mientras que los elementos modificados se indica añadiendo una
"c" a continuación de los números de referencia. En la válvula
de bola 1c de acuerdo con la presente realización preferida, un
macho 30c del tipo de cono truncado, está alojado en la cavidad de
un cuerpo 10c. En consecuencia, algunas de las piezas tienen formas
diferentes de las representadas en la Fig. 1 para adaptarse al
macho 30c del tipo de cono truncado. Aunque no se muestra en los
dibujos, en lugar del macho 30 del tipo de cono truncado puede
utilizarse un macho cilíndrico.
Como se ha descrito en lo que antecede, en el
presente invento, entre el cuerpo 10 y el macho 30 está prevista
una empaquetadura enteriza que tiene una abertura en la parte del
primero orificio de conexión 12, es decir, el relleno 50. El macho
semiesférico 30 está alojado en la cavidad del cuerpo 10 de modo que
pueda ser hecho girar. El paso 32 del macho 30 y el primer orificio
de conexión 12 del cuerpo 10 están inclinados con respecto al
vástago 40, preferiblemente en 45º. El segundo orificio de conexión
22 conectado al paso 32 del macho 30 está formado en la tapa 20 del
cuerpo. Así, cuando se bloquea el paso 32 de la conducción, el
fluido que circula por la conducción no queda confinado en el paso
32 del macho 30. Asimismo, no sólo no se forma una holgura en
absoluto sino que, también, el espacio entre el macho 30 y el cuerpo
10 puede quedar completamente cerrado por el relleno 50, sin hueco
entre ellos, de modo que se impide que el fluido que circula por el
paso 32 se quede en el espacio y se deposite en él.
En las realizaciones preferidas descritas en lo
que antecede, el primer orificio de conexión 12 del cuerpo 10 y el
paso 32 del macho 30 se describen inclinados en unos 45º con
respecto al eje geométrico del vástago 40 con el fin de conectar el
segundo orificio de conexión 22 de la tapa 20 del cuerpo y el paso
32 del macho 30. Sin embargo, es evidente que el primer orificio de
conexión 12 del cuerpo 10 y el paso 32 del macho 30 están formados
en un ángulo menor que 90º con respecto al eje geométrico del
vástago 40, de preferencia de 30º a 60º, de forma que se conecten
el segundo orificio de conexión 22 de la tapa 20 del cuerpo y el
paso 32 del macho 30. Para formar el primer orificio de conexión 12
del cuerpo 10 y el paso 32 del macho 30 con dicho ángulo, pueden
cambiarse ligeramente la forma y el tamaño del macho 30, si es
necesario, y se requiere que no exista interferencia con el vástago
40.
Asimismo, en las realizaciones preferidas
anteriormente descritas, el orificio pasante 61a está formado en la
barra de prolongación 61 de la palanca de control 60 y el miembro
portador 63 está montado en el orificio pasante 61a de modo que
pueda ser hecho deslizar en él. Sin embargo, aún cuando en la
dirección longitudinal del miembro portador 63 haya formada una
hendidura longitudinal y la barra de prolongación 61 se monte
introduciéndola en la hendidura, el miembro portador 63 puede
moverse relativamente con respecto a la barra de prolongación
61.
Como se ha descrito en lo que antecede, de
acuerdo con el presente invento, el tamaño del macho puede
reducirse y, cuando se bloquee el paso de la conducción, el fluido
que circule por ella no queda confinado en el paso del macho.
Igualmente, no sólo no se forma holgura alguna sino que, además, el
espacio comprendido entre el macho y el cuerpo queda completamente
cerrado por el relleno, de forma que el fluido que circule por la
conducción no puede quedarse en el espacio y depositarse en él.
Además, puede entenderse el concepto de ánima completa, según el
cual, en la válvula de bola instalada en la conducción, no hay
diferencia alguna entre la cantidad de fluido que llega por la
entrada y la cantidad de fluido que se descarga por la salida.
Claims (15)
1. Una válvula semiesférica, que comprende:
- un cuerpo (10) que incluye una cavidad que tiene una abertura de montaje, una abertura para un vástago formada en un lado del cuerpo (10) opuesto al de la abertura de montaje, para conectar la cavidad con el exterior, un primer orificio de conexión (12) inclinado con respecto al eje geométrico de la abertura del vástago, y
- un elemento de válvula (30) alojado en la cavidad del cuerpo (10) a través de la abertura de montaje para poder girar alrededor del eje geométrico de la abertura para el vástago, para cambiar entre una posición abierta, en la que el primer orificio de conexión está abierto, y una posición de cierre, en la que el primer orificio de conexión está bloqueado, y que tiene un paso (32) conectado con el primer orificio de conexión en la posición abierta y formado inclinado con respecto al eje geométrico de la abertura del vástago, en la que la superficie exterior del elemento de válvula (30) y la pared interna del cuerpo (10) están formadas de manera que se correspondan, aproximadamente, una con otra;
- un vástago (40) que conecta una palanca de control (60) al exterior del cuerpo (10) y el elemento de válvula (30) a lo largo de la abertura para el vástago;
- una tapa (20) del cuerpo que tiene un segundo orificio de conexión (22) conectado con el paso (32) del elemento de válvula (30) y acoplada al cuerpo para cubrir la cavidad en el lado de la abertura de montaje, y
- una empaquetadura (50) interpuesta entre la superficie exterior del elemento de válvula (30) y la pared interna del cuerpo (10), caracterizada porque el cuerpo (10) incluye de uno a tres terceros orificios de conexión (14), cada uno de los cuales está formado separado del primer orificio de conexión en torno al eje geométrico de la abertura para el vástago, una garganta circular (24) está formada en la tapa (20) del cuerpo, un resalto circular (31) alojado en la garganta (24) de la tapa (20) del cuerpo está previsto en la parte de extremo del elemento de válvula (30) en el lado de la tapa del cuerpo y una empaquetadura tórica (16) está introducida entre la garganta (24) de la tapa (20) del cuerpo y el resalto (31) del elemento de válvula (30), y la empaquetadura (50) tiene una pestaña (51) curvada hacia fuera para introducirse entre el cuerpo (10) y la tapa (20) del cuerpo a fin de ajustar estrechamente entre el cuerpo (10) y la tapa (20) del cuerpo,
en la que cada uno de los terceros
orificios de conexión (14) está cerrado por una cubierta de cierre
(13) acomodada en cada uno de los terceros orificios de conexión
(14), cada cubierta de cierre (13) tiene una garganta en la que
está alojada una empaquetadura anular (15) en contacto con la
superficie exterior de la empaquetadura (50) y que tiene un
diámetro mayor que el del paso (32), una empaquetadura tórica está
introducida y montada en el fondo de cada cubierta de cierre (13),
en la parte exterior de la garganta, y un tornillo (19) fija la
cubierta de cierre
(13).
2. La válvula semiesférica como se reivindica en
la reivindicación 1, en la que la empaquetadura (50) está formada
de una sola pieza.
3. La válvula semiesférica como se reivindica en
la reivindicación 2, en la que la empaquetadura (50) es un relleno
que tiene una abertura (52) en una posición en la que están formados
el primer orificio de conexión (12) y el tercer orificio de
conexión (14)y en estrecho contacto con la superficie
exterior del elemento de válvula (30) y la pared interna del cuerpo
(10).
4. La válvula semiesférica como se reivindica en
la reivindicación 3, en la que el relleno está formado de
poli(tetrafluoroetileno) (PTFE).
5. La válvula semiesférica como se reivindica en
la reivindicación 3, en la que el relleno está formado por un
método de colada en lámina.
6. La válvula semiesférica como se reivindica en
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el paso
(32) del elemento de válvula (30) está inclinado en un ángulo de
entre 30º y 60º con respecto al vástago (40).
7. La válvula semiesférica como se reivindica en
la reivindicación 1, en la que el primer orificio de conexión (12)
del cuerpo (10) y el segundo orificio de conexión (22) de la tapa
(20) del cuerpo, están formados coaxialmente.
8. La válvula semiesférica como se reivindica en
la reivindicación 1, en la que el segundo orificio de conexión (22)
de la tapa (20) del cuerpo tiene un eje geométrico que forma un
ángulo de unos 90º con respecto al eje geométrico del primer
orificio de conexión (12).
9. La válvula semiesférica como se reivindica en
la reivindicación 1, en la que el segundo orificio de conexión (22)
de la tapa (20) del cuerpo está formado coaxialmente con el vástago
(40).
10. La válvula semiesférica como se reivindica
en la reivindicación 1, en la que los terceros orificios de
conexión (14) están formados en tres posiciones separadas
horizontalmente en ángulos de 90º, 180º y 270º a partir del primer
orificio de conexión (12), alrededor del eje geométrico de la
abertura para el vástago.
11. La válvula semiesférica como se reivindica
en la reivindicación 1, en la que el cuerpo (10) tiene un contorno
exterior de configuración semiesférica y comprende un manguito (11)
en el que está formada la abertura para el vástago del cuerpo
(10).
12. La válvula semiesférica como se reivindica
en la reivindicación 1, en la que la palanca de control (60)
comprende una barra de prolongación (61) acoplada al vástago (40);
y
un miembro portador (63) acoplado a la barra de
prolongación (61) de forma que pueda ser hecho deslizar en
dirección transversal al eje geométrico de la barra de prolongación
(61).
13. La válvula semiesférica como se reivindica
en la reivindicación 1, que comprende además una parte (70) de
indicación de la posición, que señala la posición del elemento de
válvula (30) con respecto al primer orificio de conexión (12).
14. La válvula semiesférica como se reivindica
en la reivindicación 13, en la que la parte (70) de indicación de
la posición comprende:
una placa de rotación (71) fijada al vástago
(40) y que gira al aplicársele la rotación del vástago (40) y
dotada de una pluralidad de gargantas (72) de determinación de la
posición formadas por indentación de parte de una porción de borde
en una profundidad predeterminada hacia el centro de rotación;
un miembro (73) de indicación fijado al cuerpo
(10) para señalar un punto específico de una parte superior de la
placa de rotación (71); y
un miembro (75) generador de sonido, acoplado al
cuerpo (10) de forma que pueda moverse elásticamente hacia el
centro de la placa de rotación (71) y que entra en contacto
elásticamente con la porción de borde de la placa de rotación (71)
y que genera un sonido al chocar con la porción de borde cuando se
aloja en la garganta (72) de determinación de la posición.
15. La válvula semiesférica como se reivindica
en la reivindicación 14, que comprende además un miembro de bloqueo
(80) acoplado al cuerpo (10) en una parte lateral de la placa de
rotación (71) de forma que pueda ser hecho deslizar entre una
posición de bloqueo, en la que el miembro de bloqueo (80) está
enclavado en la garganta (72) de determinación de la posición de la
placa de rotación (71) y es mantenido en la garganta (72) de
determinación de la posición, y una posición de liberación en la que
el miembro de bloqueo (80) está fuera de la garganta (72) de
determinación de la posición.
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