ES2281677T5

ES2281677T5 - Válvula de cierre

Info

Publication number: ES2281677T5
Application number: ES03778428.7T
Authority: ES
Inventors: Philippe Bidu; Daniel Grojean; Richard Morecroft
Original assignee: Saint Gobain PAM SA
Current assignee: Saint Gobain PAM SA
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2003-10-21
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2023-10-21
Also published as: PT1554513E; CY1106415T1; EP1554513B1; BR0306641B1; EP1554513B2; FR2846392B1; BR0306641A; PL374894A1; EP1554513A1; SI1554513T1; WO2004038266A1; PL204751B1; DE60312540D1; ES2281677T3; DK1554513T3; FR2846392A1; ATE356950T2; DE60312540T3; DK1554513T4; DE60312540T2

Description

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DESCRIPCION

Valvula de cierre

La presente invencion se refiere a una cuna de cierre para una valvula de cierre, de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1.

Una cuna de detencion semejante es conocida de DE2843163.

El documento GB-A-724577 describe otra cuna de cierre.

Se aplica, en particular, a las valvulas de seccionamiento.

Se conoce una valvula de seccionamiento del documento EP-A-0 926 410

Esta valvula incluye una caja y una cuna de cierre. La cuna de cierre implica dos zapatas de direccion lateral que cooperan con ranuras longitudinales proporcionadas en la caja, entre una posicion abierta y una posicion cerrada. Las zapatas de direccion se situan a la altura del equibaricentro de la superficie de obturacion proyectada sobre el plano de desplazamiento de la cuna de cierre. Esta disposicion conduce a un equilibrio de la cuna de cierre bajo el esfuerzo aplicado por el llquido cuando la valvula esta en posicion cerrada, es decir, en el caso estatico.

No obstante, en su desplazamiento entre sus posiciones abierta y cerrada, la esquina de cierre de esta valvula se somete a un par de basculamiento. El par de basculamiento es generado por el campo de presion y de velocidad creado por la salida de fluido que encuentra el operculo. Este par de basculamiento tiene como efecto desplazar la cuna de cierre fuera del plano perpendicular en el sentido de desplazamiento del llquido. En consecuencia, un labio de estanqueidad llevado por la cuna de cierre se encuentra desplazado con relacion a las superficies de estanqueidad de la caja, lo que perjudica a la estanqueidad de la valvula en el estado cerrado.

La presente invencion tiene por objeto atenuar el inconveniente citado, y proponer una valvula de cierre que garantiza una buena estanqueidad.

Otro objetivo de la invencion es indicar una valvula de cierre que tiene una larga duracion de vida de los elementos de direccion.

A este efecto la invencion tiene por objeto una cuna de cierre del tipo antes citado, caracterizado por las caracterlsticas de la partida que caracterizan la reivindicacion 1.

Segun otros metodos de realizacion de la cuna de cierre, este implica las caracterlsticas de las reivindicaciones dependientes 2 a 11.

La invencion tiene ademas por objeto una valvula de cierre que implica las caracterlsticas de la reivindicacion 12.

Se hara la invencion se comprendera mejor con la lectura de la descripcion que va a continuacion, dada solamente a tltulo de ejemplo y refiriendose a los dibujos anexados, sobre los cuales:

- la Figura 1 es una vista de lado de la caja de una valvula de cierre segun la invencion;

- la Figura 2 es una vista en corte de la valvula segun la llnea II-II de la Figura 1, estando la cuna de cierre en su

posicion abierta;

- la Figura 3 es una vista similar a la vista de la Figura 2, estando la cuna de cierre en su posicion cerrada;

- la Figura 4 es una vista esquematica de plano de una cuna de cierre segun la invencion; y

- las figuras 5 y 6 son vistas en corte de la cuna de cierre segun las llneas V-V y VI-VI de la Figura 4.

Sobre las Figuras 1 y 2 esta representada una valvula de cierre segun la invencion, designada por la referencia general 2.

Esta valvula de cierre 2 esta destinada para ser insertada en un conducto de alimentacion en llquido (no representada), por ejemplo de agua, con el fin de detener en caso de necesidad la salida de llquido.

La valvula de cierre 2 incluye una caja de valvula 4 y un obturador 6 movil en translacion designado en lo que sigue como cuna de cierre.

La caja de valvula 4 se vuelve solidaria del conducto de alimentacion en un llquido, derramandose siguiendo un sentido de salida L, por medio de una conexion de entrada 8 y de una conexion de salida 10. Las dos conexiones

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8,10 estan dispuestos coaxialmente con relacion a un eje central X-X de salida del llquido, y que definen una seccion de salida S circular (Figura 2) de diametro de. En el estado subido de la valvula de cierre 2, el eje X-X se extiende horizontalmente.

La caja de valvula 4 incluye ademas un alojamiento 12 para la cuna de cierre 6, dispuesto entre las dos conexiones 8, 10. El alojamiento 12 incluye, en su parte superior, una apertura 14 de introduccion y de maniobra de la cuna de cierre 6. En lo que sigue, la expresion "proximal" designara una localizacion proxima a esta apertura 14, mientras que la expresion "distal" se utilizara para localizaciones desplazadas o alejadas de esta apertura 14 en el sentido dirigido hacia el eje X-X.

La cuna de cierre 6 esta dispuesta en el alojamiento 12 de tal modo que pueda resbalar entre una posicion abierta, en la cual el llquido puede pasar sin obstaculo de la conexion de entrada 8 a la conexion de salida 10, y una posicion cerrada, representada en la Figura 3, en la cual el llquido se retiene en la conexion de entrada 8. La cuna de cierre 6 puede resbalar en translacion segun una direccion de desplazamiento D vertical en un plano de desplazamiento CC, plano que se extiende perpendicularmente a la direccion X-X de salida del llquido.

La valvula 2 incluye ademas medios de arrastre 16 de la cuna de cierre 6 entre sus dos posiciones abierta y cerrada. Estos medios de arrastre 16 incluyen un vastago aterrajado 18 que se extiende radialmente al eje X-X en el plano CC segun un eje vertical T-T. En lo que sigue las expresiones "mediana" y "lateral" se utilizaran con relacion a este eje T-T.

El vastago 18 implica un extremo proximal de maniobra, que hace saliente fuera de la caja 4, as! como un extremo distal, que se extiende en proximidad de la seccion de salida S sin superponerse. El vastago 18 es movil en rotacion pero fija axialmente con relacion a la caja 4 y conectada con los medios exteriores de arrastre en rotacion (no representados).

Los medios de arrastre 16 de la cuna de cierre 6 incluyen ademas un bloque 19 en perfil de T, fijado a la cuna de cierre 6, bloque en el cual se proporciona un roscado en el interior del cual se atornilla el vastago aterrajado 18.

Por otra parte, tal como se representa a las Figuras 3 y 4, dos escuadras de cierre 20A, 20B hacen saliente sobre la extremo proximal de la esquina, en paralelo al eje T-T y estando acodado hacia este. Forman un receptaculo 21 complementario al bloque perforado 19 para la recepcion de este.

El alojamiento 12 de la caja define un asiento de estanqueidad 22 de la cuna de cierre 6. Este asiento de estanqueidad 22 incluye una superficie de apoyo distal mediana 24, dos superficies de apoyo distales laterales 26, 28, y dos superficies de apoyo proximales laterales 30,32, de los que uno es visible en la Figura 2.

La superficie de apoyo distal mediana 24 se situa en frente del extremo distal del vastago aterrajado 18 .Tiene una forma de cilindro parcial de eje X-X; cuyo diametro es identico al diametro de la seccion de salida S de las conexiones 8, 10. Vista segun el eje T-T, tiene una forma circular de diametro dt ligeramente superior al diametro del vastago aterrajado 18 .Cada una de las dos superficies de apoyo distales laterales 26, 28 se conecta tangencialmente a la superficie de apoyo distal mediana 24 en el plano C-C, de una parte y de otra parte del eje T-T. Las dos superficies de apoyo distales laterales 26,28 son rectillneas sobre toda su longitud. Forman un angulo a con un plano P-P que se extiende perpendicularmente al eje T-T. Este angulo a es inferior a 30°, en particular, inferior a 20° y preferiblemente inferior a 10°. Gracias a esta escasa inclinacion, la presion ejercida sobre la parte del labio de estanqueidad de la cuna de cierre 6 que corresponde a las superficies 24, 26, 28 es importante para una fuerza de aplicacion dada. Ademas, el labio de estanqueidad se somete a debiles fuerzas de cizalladura.

Ademas, siendo la inclinacion superior a 0°, las suciedades, que son aportadas eventualmente por el llquido, se impiden depositarse. El asiento de estanqueidad 22 es pues autolimpiador.

Vista segun el eje X-X la parte distal del asiento de estanqueidad 22 esta sensiblemente con forma de flecha con punta redondeada.

Las dos superficies de apoyo proximales 30,32 se extienden de una parte y de otra del plano C-C. y tienen una forma general de herradura. Se inclinan con relacion al plano C-C de un angulo a (vease Figura 1). El angulo puede estar comprendido entre 10° y 35°. Cada una de las dos superficies de apoyo proximales 30,32 rodea la seccion de salida S del lado proximal. Como se ilustra en la Figura 1, los extremos distales de las dos superficies de apoyo proximales se conectan 30,32 estan unidas a los extremos proximales laterales de las superficies de apoyo distales laterales 26,28 por dos parapetos 34, 36.

Por otra parte, la valvula de cierre 2 implica medios 38 de direccion de la cuna de cierre 6 en el alojamiento 12.

Los medios de direccion 38 incluyen ranuras de direccion 40,42, que se extienden sensiblemente en el plano C-C y en paralelo con el eje T-T, y esto a partir de los extremos proximales laterales de las superficies de apoyo distales laterales 26, 28, hacia la apertura 14 del alojamiento.

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La cuna de cierre 6 implica un panel de obturacion que esta constituido esencialmente por un nucleo 44 en material rlgido, por ejemplo de la fundicion, y de un recubrimiento 48 en material plastico elastico, por ejemplo en goma o en elastomero.

El recubrimiento 48 rodea el nucleo 44 completamente y garantiza una proteccion contra la corrosion de este.

La cuna de cierre 6 incluye una pantalla 52 que delimita una superficie de cierre A. La superficie de detencion A se define como la superficie libre de la cuna de cierre 6 que entra en contacto con el llquido bajo presion, cuando la cuna de cierre esta en su posicion cerrada, proyectada sobre el plano de desplazamiento C-C. El equibaricentro de esta superficie de cierre se nombra G. En su posicion cerrada, la cuna de cierre 6 detiene el llquido sobre la superficie de cierre A. En el ejemplo presente, el equibaricentro G es proximo al eje X-X cuando la cuna de cierre 6 esta en su posicion cerrada. La superficie de cierre A presenta una altura H medida segun el eje de desplazamiento T-T.

La pantalla 52 esta constituida por un tubo central 54 cillndrico hueco y de dos alas 56, 58.

El tubo central 54 esta dispuesto, en el estado subido, coaxialmente con el eje T-T del vastago aterrajado 18. El diametro interior di del tubo central 54 es superior al diametro exterior del vastago aterrajado 18 de tal modo que el tubo 54 pueda recibir el vastago 18. El diametro exterior del tubo central 54 corresponde al diametro dt de la superficie de apoyo distal mediana 24 vista segun el eje T-T. El extremo distal 60 del tubo central 54, vista segun el eje X-X, tiene un perfil en arco de clrculo de diametro de.

Las dos alas 56,58 son partes plenas de pared que se extienden de una parte y de otra del eje T-T, segun el plano de desplazamiento C-C. La parte distal de cada ala 56,58 incluye un borde rectillneo 62, 64 que, en, vista de lado, se conecta tangencialmente con el arco de clrculo de la extremo distal 60 del tubo central 54. Los bordes 62,64 tienen una forma complementaria a las superficies de apoyo distales laterales 26,28 de la caja 4. Cada borde 62, 64 es inclinado siguiendo el angulo a con respecto al plano P-P. Ademas, los dos bordes rectillneos 62,64 se extienden, a partir del arco de clrculo, sobre toda la anchura de la pantalla 52, medidos en el plano de desplazamiento C-C perpendicularmente al eje de desplazamiento T-T.

Tal como se representa a las Figuras 4 y 5, la cuna de cierre 6 implica ademas lado dos nervaduras de estanqueidad 66,68 con forma de herradura, complementarias a las superficies de apoyo proximales 30,32 de la caja 4. Las nervaduras de estanqueidad 66,68 hacen saliente sobre la superficie de la pantalla 52 perpendicularmente al plano de desplazamiento C-C., de una parte y de otra de este plano. La parte proximal 70 de las nervaduras de estanqueidad 66,68 tiene forma de semicilindro hueco. Se prolonga, a cada extremo distal, por una parte de nervadura 72,74 rectillnea que se extiende hasta el extremo lateral del borde 62,64 de cada uno de las alas 56, 58. En este sitio la nervadura 66,68 forma una punta truncada 76, representada en caracterlstica mixta sobre la Figura 6, que corresponde a los parapetos 34, 36 de la caja.

Como resulta de la Figura 6, cada nervadura 66,68 esta delimitada por un plano H-H que se inclina siguiendo el angulo a sur el plano C-C., y que corta este plano mas alla de la extremo distal 60 del tubo central 54. La altura de cada nervadura 66,68 medida con relacion al plano C-C disminuye pues de su extremo proximal hasta su extremo distal.

El borde de cada nervadura 66,68, el extremo distal 60 del tubo central 54, y el borde distal 62, 64 de cada ala 56,58 estan constituidas por un cojinete de revestimiento 48 que forman un labio de estanqueidad 80. Este labio de estanqueidad 80 es de forma complementaria a la superficie del asiento de estanqueidad 22 del alojamiento 12 de la caja 4.

La cuna de cierre 6 implica por otro lado dos conteras de direccion 82, 84 que forman parte de los medios de direccion 38 de la cuna de cierre 6. Estas conteras son susceptibles de resbalar en los ranuras 40, 42. Cada contera de direccion 82, 84 esta formada por una proyeccion lateral del nucleo 44 revestida, cubierta por una zapata de deslizamiento 88, 90 por ejemplo en material plastico rlgido de alta resistencia contra la abrasion, tal como poliamida. Las zapatas de deslizamiento 88,90 son fijadas por sobremoldeo del material de recubrimiento 48 sobre las proyecciones del nucleo 44.

Las conteras de direccion 82,84 se extienden segun la direccion de desplazamiento D. Cada una de las conteras 82,84 tiene un extremo proximal 94, 96 y un extremo distal 98, 100. El extremo distal 98,100 de cada contera de direccion 82, 84 esta dispuesto a una distancia dp del extremo distal 60 del tubo central 54, medida segun el eje de desplazamiento T-T.

En el desplazamiento de la cuna de cierre 6 hacia su posicion cerrada, el llquido ejerce una fuerza dinamica Fdyn sobre la cuna de cierre, que se dirige en el sentido de salida de llquido L.

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Los extremos distales 98,100 de las conteras de direction 82, 84 estan dispuestos de tal manera que el punto de aplicacion de la resultante de esta fuerza dinamica Fdyn, al menos inmediatamente antes del cierre total, se situa del lado proximal de los extremos distales 98, 100.

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La relacion — entre los tamanos dgy H entre los tamanos dp y H se escoge inferior a 0,34, en particular inferior a 0,3 y preferiblemente inferior a 0,25.

Cuanto mas pequena es esta relacion, mas grande es el par de basculamiento ejercido por Fdyn en el momento del cierre de la valvula.

La valvula de cierre se ensambla de la siguiente forma.

La caja 4 y el nucleo 44 de la cuna de cierre 6 se fabrican en fundicion. El revestimiento 48 en elastomero se moldea de nuevo sobre el nucleo 44. Luego las zapatas de deslizamiento 88,90 se conectan sobre las proyecciones del nucleo 44 de la cuna de cierre 6 y se fijan en las proyecciones. A continuation, el bloque perforado ligeramente 19 se enchufa entre las escuadras de cierre 20A, 20B y se atornilla el vastago aterrajado 18 en el roscado. La cuna de cierre 6 y del vastago aterrajado 18 se insertan en la caja 4 a traves de la abertura 14. Finalmente, se conecta el vastago 18 a la caja 4 y a los medios de arrastre en rotation.

Durante el funcionamiento, cuando la cuna de cierre 6 se encuentra en su position abierta, el llquido puede libremente atravesar la caja 4. Cuando la salida de llquido debe ser detenida, por ejemplo en el caso de una ruptura del conducto situado mas abajo de la valvula 2, el vastago aterrajado 18 es arrastrado en rotacion, de tal manera que la cuna de cierre 6 se desplace hacia su posicion cerrada, segun la direccion D.

A partir del momento en que la cuna de cierre 6 superponga la section de salida S, el llquido ejerce sobre la cuna de cierre 6 la fuerza dinamica Fdyn de basculamiento dirigida en el sentido hacia abajo. Esta fuerza solicita en, un primer tiempo, la cuna de cierre 6 en el sentido de un basculamiento fuera del plano de desplazamiento C-C, alrededor del bloque perforado 20. Durante la continuacion del desplazamiento, el punto de aplicacion de la resultante de la fuerza dinamica Fdyn se desplaza del extremo distal 60 hacia el medio de la cuna de cierre 6. Cuando el punto de aplicacion de la resultante de la fuerza dinamica Fdyn cruza el nivel de los extremos distales 98,100 de las conteras de direccion 82,84, la cuna de cierre 6 oscila en torno a un eje B-B. Este eje B-B es definido por las partes de las conteras de direccion 82,84 en aplicacion sobre los ranuras de direccion 40, 42. A partir de este momento, las conteras de direccion 82,84 son aplicados sobre toda su altura en los ranuras de direccion.

En consecuencia, la cuna de cierre 6 se extiende en paralelo al plano C-C, de modo que la aplicacion del extremo distal de la cuna de cierre 6 se efectue perpendicularmente a la superficie de estanqueidad. As! pues, la valvula de cierre garantiza una buena estanqueidad.

Gracias al hecho de que las extremos distales 98,100 de las conteras de direccion 82,84 se encuentren a escasa distancia de la extremo distal 60 del tubo central 54, y cuyo extremo distal de la cuna de cierre 6, medida en la direccion D, la cuna de cierre se encuentra mantenida en proximidad de su extremo distal, a una gran distancia del eje de basculamiento. As! pues, para una presion dada del llquido, la fuerza aplicada sobre la extremo inferior de las zapatas es debil. En consecuencia, el desfase del labio de estanqueidad 80 con relacion al asiento de estanqueidad 22 es escaso, lo que conduce a una buena estanqueidad de la valvula de cierre 2 para una fuerza de apoyo dada de la cuna de cierre 6 contra el asiento de estanqueidad 22.

Por otra parte, la fuerza aplicada a las zapatas de deslizamiento 88, 90 es escasa, lo que conduce a un debil desgaste de estos.

Ademas, siendo dado que el desfase de la cuna de cierre fuera del plano C-C es limitada, las fuerzas de arrastre del vastago aterrajado 18 son debiles. Los medios de arrastre en rotacion del vastago (motorreductor) pueden tener una fuerza nominal escasa y ser economicos.

En alternativa, la cuna de cierre incluye ranuras de direccion lateral en lugar de las conteras de direccion. En este caso, la caja de valvula incluye conteras de direccion correspondientes y las ranuras de la cuna de cierre que cooperan con estas conteras.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Cuna de cierre para una valvula de cierre, adaptada para ser desplazada en translacion segun un eje de desplazamiento (T-T) que se incluye en un plano de desplazamiento (C-C) en una caja de valvula (4) y que se extiende transversalmente a la direccion (X-X) de salida de un llquido, del tipo que comprenden:

- un panel de obturacion que presenta un extremo proximal que incluye medios de conexion (20A, 20B) con medios de arrastre (16) de la cuna de cierre (6) y un extremo distal (60) adaptado para ser aplicado contra un asiento de estanqueidad (22) de la caja de valvula (4);

- dos organos de direccion lateral (82, 84) adaptados para cooperar con organos de direccion complementarios (40,42) de la caja de valvula (4) con el fin de un desplazamiento de la cuna de cierre (6) entre posiciones abierta y cerrada de la valvula de cierre (2);

la cuna de cierre que tiene una superficie de cierre (A) que se define como la superficie libre de la cuna de cierre (6), que entra en contacto con el llquido bajo presion, proyectada sobre el plano de desplazamiento (C-C), cuando la cuna de cierre (6) esta en su posicion cerrada, estando los extremos distales (98, 100) de los organos de direccion lateral (82, 84) espaciados del extremo distal (60) de la cuna de cierre (6) de una distancia dp segun el eje de desplazamiento (T-T), comprendiendo la cuna de cierre una pantalla (52), vista segun la direccion de salida del llquido (X-X), presentando el extremo distal (60) de la pantalla (52) un perfil sensiblemente en arco de clrculo en la region del eje de desplazamiento (T-T) y dos bordes rectillneos (62, 64) que se conectan tangencialmente con este arco a cada lado del eje de desplazamiento (T-T),

imagen1

caracterizada porque la relacion — es inferior a 0.34,

y porque el angulo (a) comprendido entre un plano (P-P) se extiende perpendicularmente al eje de desplazamiento (T-T) y cada uno de los bordes rectillneos (62, 64) es inferior a 30°, partucularmente inferior a 20°, y de preferencia inferior a 10°.
2. Cuna de cierre segun la reivindicacion 1, caracterizada por que la relacion — es inferior a 0,3, y preferiblemente inferior a 0,25.
3. Cuna de cierre segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por que los dos bordes rectillneos (62, 64) se extienden, a partir del arco de clrculo, sobre toda la anchura de la pantalla (52), medidos en el plano de desplazamiento (C-C) perpendicularmente al eje de desplazamiento (T-T).
4. Cuna de cierre segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que el angulo (a) es superior 0°
5. Cuna de cierre segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que la pantalla (52) incluye un tubo central (54) que se extiende coaxialmente al eje de desplazamiento (T-T) y dos alas laterales (56, 58) que se extienden de un lado y del otro del tubo central (54) segun el plano de desplazamiento (C-C), el extremo distal (60) de la pantalla (52) en la region del eje de desplazamiento (T-T) estando formado por un extremo del tubo central (54).
6. Cuna de cierre segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que los organos de direccion lateral incluyen conteras de direccion lateral (82, 84) adaptadas para cooperar con las ranuras de direccion (40, 42) de la caja de valvula.
7. Cuna de cierre segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las conteras de direccion lateral (82, 84) estan recubiertas de zapatas de deslizamiento (88, 90) en material plastico rlgido, en particular, en poliamida.
8. Cuna de cierre segun la reivindicacion 7, caracterizada por que las zapatas de deslizamiento (88, 90) estan conectados al nucleo (44) por sobremoldeo de la materia plastica del recubrimiento (48).
9. Cuna de cierre segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que los organos de direccion lateral incluyen ranuras de direccion proporcionadas en la cuna de cierre.
10. Cuna de cierre segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el panel de obturacion incluye:

- un nucleo (44), en particular, en fundicion; y

- un recubrimiento (48) en material plastico elastico que forma un labio de estanqueidad (80).
11. Cuna de cierre segun la reivindicacion 10, caracterizada por que el recubrimiento (48) rodea completamente el nucleo (44).

5 12. Valvula de cierre que incluye una caja de valvula de cierre y una cuna de cierre, la caja de valvula (4) que incluye

un alojamiento (12) de la cuna de cierre (6), alojamiento que delimita una asiento de estanqueidad (22) y que tiene una abertura de introduccion (14) de la cuna de cierre (6), el asiento de estanqueidad (22) que presenta una superficie de apoyo distal (24, 26, 28) situada en frente de la abertura de introduccion (14), esta superficie de apoyo (24, 26, 28) comprende una superficie de apoyo distal mediana (24) de perfil cillndrico parcial y dos superficies de 10 apoyo distales laterales rectillneas (26, 28), que se conectan tangencialmente a la superficie de a la superficie de apoyo distal mediana (24), caracterizada por que la cuna de cierre esta conforme con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.