ES2286724T3 - Valvula de compuerta de doble placa. - Google Patents
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Abstract
Válvula de compuerta de doble placa (10), cuyas placas de cierre (16, 17) son desplazables mediante una barra de accionamiento (21), y que está provista de un puente de tubos (22), el cual presenta dos anillos de obturación (23, 24) que en la posición abierta de la válvula de compuerta están en engranaje de efecto con asientos de obturación de la carcasa correspondientes (14, 15) de la carcasa de la válvula de compuerta (11), caracterizada por el hecho de que al menos uno de los dos asientos de obturación de la carcasa en posición abierta de la válvula de compuerta (10) está en contacto bajo presión predeterminada a través del efecto de un elemento elástico (25) con el o los anillo(s) de obturación (23, 24) asignado(s) al puente de tubos (22) y en posición cerrada de la válvula de compuerta con el borde perimétrico de la(s) placa(s) de cierre (16, 17), con lo cual el elemento elástico (25) y el asiento de obturación (14, 15) están combinados en una unidad de asiento manejable como un componente que es unible a la carcasa de la válvula de compuerta (11).
Description
Válvula de compuerta de doble placa.
La presente invención se refiere a una válvula
de compuerta de doble placa según el concepto general de la
reivindicación 1.
Son conocidas válvulas de compuerta de doble
placa de este tipo y son ofrecidas como válvulas de compuerta
planas, ovaladas y redondas.
Las válvulas de compuerta de doble placa se
aplican la mayor parte cuando en la posición abierta de la válvula
de compuerta se requiere una hermeticidad de su espacio de paso de
flujo con respecto al espacio interior restante de la carcasa. Esto
es el caso en especial cuando se trata de una corriente de gas con
impurezas de sustancias sublimadoras, porque éstas de lo contrario
se depositan en partes de la carcasa no cerradas y pueden conducir a
una obstrucción y, por ello, a una evitación del accionamiento de
la válvula de compuerta. Las válvulas de corredera paralela doble
son utilizadas por los mismos o similares motivos en gases que
contienen polvo o también en medios líquidos muy sucios, como por
ejemplo en instalaciones de gasificación de carbón, instalaciones
de combustión, instalaciones de coquización, instalaciones
químicas, conductos o similares.
Como se ha mencionado anteriormente, son
conocidas válvulas de compuerta de doble placa paralela doble según
el concepto general de la reivindicación 1. Así, es conocida por
ejemplo de la DE-C-868543 una
válvula de corredera paralela doble, cuyo puente de tubos se
compone de un tubo ondulado elástico con anillos de obturación
dispuestos en el lado frontal. El puente de tubos está alojado en
una parte tubular de la carcasa de una placa de la válvula de
compuerta, la cual sirve a la vez para la sujeción y guía del
puente de tubos. En la posición abierta de la válvula de compuerta,
los anillos deslizantes son presionados contra los asientos de
obturación de la carcasa a través de la elasticidad del tubo
ondulado así como a través del efecto de separación de un
dispositivo de cuña.
Esta construcción conocida tiene la desventaja
que para la consecución de una hermeticidad suficientemente
elevada, la tensión previa del tubo ondulado elástico debe ser
ajustada de forma relativamente elevada. La consecuencia es que,
durante el desplazamiento del puente de tubos, los anillos de
obturación del mismo se deslizan con una fuerza de presión
relativamente grande a lo largo de los asientos de obturación
opuestos de la carcasa de la válvula de compuerta. A través de esto,
se produce un rozamiento considerable entre las superficies de
obturación adyacentes, de manera que son necesarias fuerzas de
accionamiento importantes para el cambio de posicionamiento de la
válvula de compuerta. También el desgaste en las superficies de
obturación es elevado de manera correspondiente.
Para la evitación de estas desventajas, se
propone en la DE-U-8008316 colgar
los anillos de obturación del puente de tubos en una prolongación de
la barra de accionamiento para la placa de la válvula de compuerta
y proveerlos de un dispositivo de retroceso. El dispositivo de
retroceso presenta en los anillos de obturación rollos fijados, los
cuales se mueven sobre listones de accionamiento fijados en la
carcasa con muescas de introducción para los rollos dispuestas en
el área del paso de la válvula de compuerta. Este dispositivo
combinado de separación y aflojamiento debe garantizar, por una
parte, una presión segura de los anillos de obturación en la
posición abierta de la válvula de compuerta y, por otra parte, la
movilidad libre del puente de tubos a lo largo de los dos asientos
de obturación de la carcasa al accionarse la válvula de
compuerta.
No obstante, esto se consigue en la válvula de
compuerta de doble placa nombrada anteriormente sólo a través de un
gasto en construcción muy elevado. Así, se propone por ejemplo
proveer las placas de cierre de la placa de válvula de compuerta de
rollos que se muevan a la posición de cierre al interior de las
muescas de introducción de los listones de accionamiento, para ante
todo con presiones diferenciales elevadas posibilitar un
desplazamiento de las placas de cierre con el menor rozamiento
posible y sin el deterioro de las superficies de obturación. En una
válvula de compuerta de doble placa de este tipo, muchos
componentes individuales deben ser adaptados unos a otros en lo
referente a su desarrollo de movimiento, a través de lo cual se
requiere la mayor precisión en la fabricación de una válvula de
compuerta de doble placa de este tipo. Un número elevado de piezas
de desgaste, así como piezas que requieren mucho mantenimiento, es
decir, piezas que requieren una limpieza separada tras una duración
de uso predeterminada, encarecen el empleo de una válvula de
compuerta de doble placa de este tipo.
Una válvula de compuerta de doble placa del tipo
descrito anteriormente con un número reducido de componentes, que
deba garantizar una hermeticidad elevada de manera invariable entre
los anillos de obturación del puente de tubos y los asientos de
obturación asignados de la carcasa de la válvula de compuerta en la
posición abierta de la válvula de compuerta, está expuesta en la EP
0 450 646 A2. Esta válvula de compuerta de doble placa presenta un
puente de tubos, el cual presenta dos anillos de obturación unidos
uno al otro a través de un compensador, que en la posición abierta
de la válvula de compuerta son comprimibles bajo tensión previa
elástica contra los asientos de obturación de la carcasa de la
válvula de compuerta. El compensador comprende una sección tubular
doblada de manera ondulada con un entrante que se extiende por el
perímetro, donde la sección tubular doblada de manera ondulada se
extiende como sección tubular exterior coaxialmente a través de una
sección tubular interior que está unida fijamente sólo a uno de los
dos anillos de obturación. Con respecto al otro anillo de
obturación, esta sección tubular es movible axialmente. Esta
construcción ha probado su eficacia, no obstante requiere al igual
que antes un cierto cuidado, con lo cual para el mantenimiento la
mayor parte de las veces todo el puente de tubos debe ser
desmontado de la válvula de compuerta, lo cual provoca elevados
costes tanto en lo referente al personal como debido a tiempos de
parada extensos.
Es tarea de la presente invención proporcionar
una válvula de compuerta de doble placa que presente con una
hermeticidad elevada de manera invariable entre anillos de
obturación del puente de tubos o de las placas de cierre y asientos
de obturación de la carcasa asignados de la carcasa de la válvula
de compuerta una construcción lo más sencilla posible, económica y
que no requiera mucho mantenimiento.
Esta tarea se resuelve mediante una válvula de
compuerta de doble placa con las características de la
reivindicación 1, estando perfeccionamientos y formas de
realización preferidos descritos en las reivindicaciones
secundarias.
Un punto esencial de la invención es por
consiguiente que al menos uno de los dos asientos de obturación de
la carcasa en posición abierta de la válvula de compuerta esté
presionado bajo presión predeterminada a través del efecto de un
elemento elástico contra el o los anillos(s) de obturación
asignado(s) al puente de tubos y que en posición cerrada de
la válvula de compuerta esté presionado bajo presión predeterminada
contra el borde del perimetro de la(s)
placa(s)
de cierre. A través de esto, se garantiza con construcción sencilla y bajos costes de mantenimiento un efecto de obturación, en comparación con el estado de la técnica, al menos bueno de manera constante o incluso mejorado.
de cierre. A través de esto, se garantiza con construcción sencilla y bajos costes de mantenimiento un efecto de obturación, en comparación con el estado de la técnica, al menos bueno de manera constante o incluso mejorado.
Otro punto esencial de la invención es que el
elemento elástico y el asiento de obturación están combinados en
una unidad de asiento manejable como un componente, que es unible a
la carcasa de la válvula de compuerta. A través de esto, la
invención es especialmente sencilla de montar o de desmontar,
puesto que la unidad de asiento completa puede ser montada o
desmontada. Puesto que de esta manera se suprime un montaje o
desmontaje separado del elemento elástico y del asiento de
obturación, se deben manejar menos componentes, de manera que el
montaje o desmontaje es simplificado y acelerado de manera
notable.
En una forma de realización preferida, el
elemento elástico comprende al menos tres paquetes de resortes, en
especial de resortes de disco, repartidos de manera uniforme por el
perímetro del asiento de obturación de la carcasa o de los asientos
de obturación de la carcasa. La distribución uniforme de al menos
tres paquetes de muelles por el perímetro del asiento de obturación
de la carcasa o de los asientos de obturación de la carcasa asegura
un efecto de obturación uniforme por todo el perímetro del asiento
de obturación de la carcasa. Los resortes de disco tienen
adicionalmente la ventaja que son de fabricación robusta y
económica.
En otra forma de realización preferida, al menos
los lados interiores de uno o los dos empalme(s) de tubo y/o
del puente de tubos unidos a la carcasa de la válvula de compuerta,
es decir, así al menos su(s) lado(s)
dirigido(s) hacia el medio que circula a través de la
válvula de compuerta de doble placa, está o están endurecidos o
provistos de un acorazamiento duro resistente al desgaste y a la
corrosión. Esto asegura que las superficies que entran en contacto
con el medio que fluye a través de la válvula de compuerta del
puente de tubos estén sometidas a un desgaste tan leve como sea
posible. Esto es ventajoso en especial con líquidos y/o gases
agresivos.
Al menos uno de los bordes perimétricos de los
empalmes de tubo dirigidos hacia las placas de cierre está
configurado preferiblemente como canto de corte. Esto permite
eliminar impurezas sobre las placas de cierre o sobre él puente de
tubos al abrir o cerrar la válvula de compuerta de manera
sencilla.
Preferiblemente, entre el asiento de obturación
de la carcasa y el canto de corte es introducible vapor de cierre o
de barrido a través de un canal de vapor de cierre o de barrido. El
vapor de cierre o de barrido suelta depósitos tanto del canto de
corte/los cantos de corte como de los asientos de obturación.
En otra forma de realización preferida, el o los
asiento(s) de obturación de la carcasa con respecto al
empalme de tubo asignado está o están configurado(s) de
manera movible axialmente o de forma paralela a su dirección de
extensión. Además, preferiblemente al menos uno de los asientos de
obturación de la carcasa está configurado de manera extraíble y, por
consiguiente, de manera reemplazable, con lo cual tras la
extracción de un asiento de obturación de la carcasa es posible un
acceso al elemento elástico. Una construcción de este tipo asegura
un mantenimiento sencillo y económico de la válvula de compuerta;
las piezas que eventualmente tengan que ser reemplazadas, como el
asiento de obturación de la carcasa o, no obstante, también los
elementos elásticos, son accesibles con facilidad y pueden ser
reemplazadas con rapidez.
En disposición de dos placas de cierre, éstas
son comprimibles en la posición cerrada de la válvula de compuerta
contra las superficies de obturación asignadas preferiblemente a
través de piezas de cuña centradas mediante una esfera. Un
principio de cuña de este tipo garantiza con medios sencillos un
efecto de obturación fiable.
Una barra de accionamiento asignada a las placas
de cierre se extiende en otra forma de realización preferida de
manera hermética a los fluidos en el interior de la carcasa de la
válvula de compuerta, lo que posibilita cargar el espacio interior
de la válvula de compuerta con presión (a modo de ejemplo, gas de
presión, vapor de barrido o vapor de cierre).
En la carcasa de la válvula de compuerta está
prevista preferiblemente al menos una conexión para la unión con
una fuente de gas de presión o de vapor de barrido o de cierre, a
través de la cual se puede poner a disposición gas de presión o
vapor de barrido o de cierre para el barrido o para la hermeticidad
adicional de la carcasa de la válvula de compuerta. A través del
vapor de barrido o de cierre se posibilita una limpieza sencilla de
la válvula de compuerta, la carga con gas de presión posibilita por
su parte un efecto de obturación aun mejor y más fiable.
En otra forma de realización preferida, la
carcasa de la válvula de compuerta presenta al menos una abertura
de mantenimiento cerrable mediante una tapa. A través de esto, el
mantenimiento de la válvula de compuerta se configura de manera
sencilla y ahorrando tiempo.
En una forma de realización preferida de la
invención, la unidad de asiento comprende un inserto anular unible
a la carcasa de la válvula de compuerta, en el que están dispuestos
el elemento elástico y el asiento de obturación. El inserto anular
permite una combinación especialmente sencilla y robusta del
elemento elástico y del asiento de obturación. Puesto que además el
elemento elástico y el asiento de obturación pueden ser montados
previamente en el inserto anular, esta forma de realización
significa más simplificación del proceso de montaje.
El inserto anular puede presentar un espacio de
alojamiento para el elemento elástico, con lo cual una pared del
espacio de alojamiento que se extienda esencialmente radialmente en
la sección transversal está formada por el asiento de obturación
que actúa como superficie de tope para el elemento el elemento
elástico. La delimitación al menos en secciones del espacio de
alojamiento para el elemento elástico mediante el asiento de
obturación posibilita una unión directa del elemento elástico con
el asiento de obturación y conduce a un modo de construcción del
inserto anular especialmente compacto y, por consiguiente, de la
carcasa en el área del empalme de tubo.
Además, puede estar formada una pared del
espacio de alojamiento para el elemento elástico que se extienda
esencialmente axialmente en la sección transversal mediante un
anillo de la carcasa que delimite al menos en secciones el empalme
de tubo respectivo en dirección del perímetro. El anillo de la
carcasa posibilita igualmente un modo de construcción especialmente
compacto de la válvula de compuerta, puesto que de esa forma el
elemento elástico alojado en el inserto anular puede estar
dispuesto cerca de la superficie interior del empalme de tubo.
En otra forma de realización preferida de la
invención, el inserto anular presenta un espacio de alojamiento
para el asiento de obturación, con lo cual está prevista una
abertura de paso en el espacio de alojamiento para el asiento de
obturación que posibilita una unión de efecto entre el asiento de
obturación y el elemento elástico. La abertura de paso tiene la
ventaja que el elemento elástico y el asiento de obturación actúan
conjuntamente de manera directa, sin interconexión de otros
elementos de transmisión, de manera que la unidad de asiento está
configurada de manera sencilla y robusta en la construcción.
El asiento de obturación presenta
preferiblemente un anillo guía y un anillo de obturación dispuesto
de manera concéntrica, con lo cual el anillo de obturación y el
anillo guía están unidos de manera desacoplable. El anillo guía y
el anillo de obturación posibilitan un desacoplamiento de las
funciones de guía y de obturación del asiento de obturación. En
este caso, el anillo guía para la guía axial del asiento de
obturación en el inserto anular puede ser utilizado durante la
transmisión de la fuerza elástica ejercida por el elemento elástico
sobre el asiento de obturación, mientras que el anillo de obturación
garantiza esencialmente sólo la hermeticidad entre la carcasa y el
puente de tubos o la placa de cierre respectiva. Puesto que ambos
componentes, el anillo guía y el anillo de obturación, pueden ser
procesados de manera separada y adaptada especialmente a su
función, en especial en lo referente al procesamiento de las
superficies guía y de obturación, se facilita en total la
fabricación del asiento de obturación. Además, el anillo de
obturación expuesto a desgaste especialmente fuerte puede ser
extraído de manera sencilla del anillo guía, si esto es necesario
con fines de reparación o en trabajos de mantenimiento, sin que se
deba desmontar toda la unidad de asiento.
El inserto anular puede presentar además al
menos una perforación para la unión a la conexión de vapor de
barrido o de cierre, de manera que la unidad de asiento, es decir
el inserto anular y el elemento elástico dispuesto en él así como
el asiento de obturación puede ser cargado con gas de presión para
el barrido o para la mejora de la hermeticidad.
La invención se describe a continuación en lo
referente a otras ventajas y características a modo de ejemplo y
haciéndose referencia a los dibujos adjuntos. Los dibujos muestran
en:
Fig. 1 una válvula de compuerta de doble placa
según un ejemplo de realización en la sección longitudinal;
Fig. 2 la válvula de compuerta según la figura 1
en vista desde arriba y representación de media sección;
Fig. 3 una sección a través de la válvula de
compuerta representada en la figura 1 a lo largo de la línea
X-X;
Fig. 4 una vista detallada del corte
caracterizado en la figura 1 con "Y", en especial un asiento
de obturación;
Fig. 5 un perfeccionamiento según la invención
del asiento de obturación según la figura 4;
Fig. 6 una cesta de placas en la sección
longitudinal para una válvula de compuerta de doble placa según un
ejemplo de realización según la invención; y
Fig. 7 una cesta de placas según el estado de la
técnica.
En las figuras 1, 2 y 3 está representada una
forma de realización de una válvula de compuerta de doble placa 10
en distintas vistas. De manera adicional, en la figura 4 se da una
vista detallada del área caracterizada en la figura 1 con Y.
La válvula de compuerta de doble placa 10
representada presenta una carcasa de válvula de compuerta 11 con un
empalme de tubo superior y uno inferior 12, 13 así como un asiento
de obturación de la carcasa superior y uno inferior 14, 15, entre
los que están alojados de manera desplazable una placa de cierre
superior y una inferior 16, 17 con un anillo de obturación superior
y uno inferior 18, 19 respectivamente. Las dos placas de cierre 16,
17 son presionables contra los asientos de obturación de la carcasa
14, 15 con ayuda de una cuña interior 20 que actúa como órgano de
separación, la cual se asienta en el extremo de una barra de
accionamiento 21 y está unida a ésta fijamente. Las placas de
cierre 16, 17 son separables para ello a través de la cuña interior
20, que está centrada mediante una esfera, según el "principio
cuña en cuña". Esta construcción asegura que la válvula de
compuerta también bajo las condiciones térmicas y dinámicas más
difíciles sea fácil de accionar. Un atasco no es posible, puesto
que la cuña interior 20 no presenta una forma de autobloqueo.
Junto a las placas de cierre 16, 17 y la cuña
interior 20 está dispuesto un puente de tubos 22 que presenta un
anillo de obturación superior y uno inferior 23, 24. El puente de
tubos 22 está configurado de manera cilíndrica hueca, es decir, no
presenta en especial en su lado interior ninguna ondulación, de
manera que no se forman pérdidas de corriente provocadas por ello
(compárese con esto también la figura 3).
Un punto esencial de la válvula de compuerta de
doble placa 10 descrita representa un elemento elástico en forma de
paquetes de resortes de disco 25. Los paquetes de resortes de disco
25 están dispuestos en el empalme de tubo superior 12 en su lado
interior entre el asiento de obturación superior de la carcasa 14 y
una superficie de apoyo 26 perteneciente al empalme de tubo
superior 12. Para la mejor comprensión y debido a la mejor claridad,
en este punto se hace referencia a la vista detallada de la figura
4. Mediante los paquetes de resortes de disco 25, el asiento de
obturación superior de la carcasa 14, que está configurado de
manera movible o desplazable con respecto al empalme de tubo
superior 12 de forma paralela a la dirección de extensión del
mismo, o sea, axialmente, es presionado según la posición de la
válvula de compuerta contra el borde perimétrico de la placa de
cierre superior 16 o el anillo de obturación superior 23 del puente
de tubos 22.
Los paquetes de resortes de disco 25 están
repartidos de manera uniforme por todo el perímetro del asiento de
obturación superior de la carcasa 14 o del empalme de tubo superior
12, para garantizar una función de cierre segura de la válvula de
compuerta de doble placa 10 a través de un presionado uniforme del
asiento de obturación superior de la carcasa 14 contra la placa de
cierre superior 16 o el anillo de obturación 18 de la misma (en el
estado cerrado de la válvula de la compuerta) o contra el anillo de
obturación superior 23 del puente de tubos 22 (en posición abierta
de la válvula de compuerta).
En las figuras 1 y 2 está representada la
válvula de compuerta en posición cerrada. La carcasa de la válvula
de compuerta 11 está configurada de manera hermética a los fluidos
hacia fuera, de manera que en el interior 27 de la carcasa de la
válvula de compuerta es ajustable una presión de gas que también
puede ser mayor que la presión en la entrada de la válvula de
compuerta. Por esta razón, la barra de accionamiento 21 se extiende
de manera hermética a los fluidos en el interior de la carcasa de
la válvula de compuerta 11. En la carcasa de la válvula de
compuerta 11 está dispuesta una conexión 28 para la unión a una
fuente de gas de presión (no representada), en especial una fuente
de vapor de barrido y de cierre. A través de un barrido continuo del
interior 27 de la carcasa de la válvula de compuerta 11, se evita la
acumulación de suciedades y una disfunción resultante de ello en la
válvula de compuerta y en la instalación provista de la válvula de
compuerta. Las superficies de obturación de tos anillos de
obturación 23, 24, por un lado, y los asientos de obturación de la
carcasa 14, 15, por otro lado, están configurados cada uno
extendiéndose paralelamente a la dirección de accionamiento de la
válvula de compuerta. Para el aumento de la resistencia al desgaste,
los nombrados previamente están endurecidos o acorazados de manera
conocida de por sí.
Las placas de cierre 16, 17 están introducidas
de manera movible en una jaula de placas con forma de luneta (no
representada en las figuras) que asegura la sujeción de las mismas.
Esta jaula de placas es guiada entre placas conductoras 29, con lo
cual se evita una penetración de suciedades en la carcasa.
Mediante aberturas de mantenimiento 30, 31 es
posible obtener en especial para el puente de tubos 22 un ligero
acceso para fines de observación o similares. Las aberturas de
mantenimiento 30, 31 están provistas en el caso normal de bridas
ciegas o tapas de carcasa durante el funcionamiento de la
instalación en la que la válvula de compuerta está integrada, para
poder cargar así la carcasa, como se ha descrito anteriormente, con
gas de presión o vapor de cierre o de barrido.
A través de una entrada de medio de enfriamiento
32 se puede enfriar la barra de accionamiento 21, en especial en su
extremo que sobresale de la carcasa. Esto sucede preferiblemente
mediante aire frío o gases fríos. En este punto ha de mencionarse
que también es pensable un enfriamiento por líquido.
En la figura 3 está representada la válvula de
compuerta de doble placa 10 en su posición abierta a lo largo de
una línea de corte X-X de la figura 1. Aquí se
evidencia notablemente que el puente de tubos 22 une el empalme de
tubo superior 12 sin estrechamiento de la sección transversal con el
empalme de tubo inferior 13. Adicionalmente a los anillos de
obturación 23, 24 y los asientos de obturación de la carcasa 14, 15
se recomienda endurecer o acorazar también todo el lado interior
del puente de tubos 22, para evitar con ello desgaste abrasivo.
El corte marcado en la figura 1 con Y está
representado en la figura 4 en aumento. En ésta se puede reconocer
claramente un canal de vapor de barrido y de cierre 33 que está
unido en un racor de empalme 34 (ver la figura 2) a una fuente de
vapor de barrido y de cierre. Además se puede observar en la figura
4 un canto de corte 35 que sirve para la eliminación de depósitos
adherentes. Éste está endurecido por acorazamiento. De manera
alternativa, también sería pensable un canto de corte 35
endurecido. El canto de corte 35 se extiende sobre el lado interior
del empalme de tubo superior 12 por todo el perímetro del mismo o
por todo el borde perimétrico del mismo y se apoya en el estado
cerrado de la válvula de compuerta 10 sobre la placa de cierre
superior 14. Ha de señalarse que un canto de corte puede ser fijado
en caso de necesidad por supuesto también en el empalme de tubo
inferior 13.
Para fines del mantenimiento más sencillo y de
la nueva puesta en servicio más rápida tras mantenimientos, el
asiento de obturación de la carcasa 14 está previsto de manera
intercambiable, de manera que tanto el intercambio del asiento de
obturación de la carcasa 14 como de los paquetes de resortes de
disco 25 situados debajo del mismo pueden ser realizados con rapidez
y con escaso empleo de personal. En caso de necesidad, también el
asiento de obturación inferior de la carcasa 15 puede preverse de
manera recambiable. Además, ha de señalarse en este punto que
evidentemente, a su vez cuando sea necesario, también en el empalme
de tubo inferior 13 pueden estar dispuestos un asiento de
obturación (inferior) movible de la carcasa 15 y elementos
elásticos asignados, preferiblemente en forma de paquetes de
resortes de disco que estén distribuidos uniformemente por el
perímetro del asiento de obturación inferior de la carcasa 15.
Asimismo, se señala que el vapor de barrido o de
cierre, que es suministrado a través del canal de vapor de barrido
y de cierre 33, es introducido entre el asiento de obturación
superior de la carcasa 14 y el canto de corte 35, de manera que se
pueden retirar depósitos, por una parte, del canto de corte 35 y,
por otra parte, según la posición de la válvula de compuerta de la
placa de cierre superior 16 o de la conexión de tubo del puente de
tubos 22.
En la figura 5 está representado un corte de la
carcasa en el área del empalme de tubo superior 12 en el estado de
funcionamiento, en el que está dispuesto un asiento de obturación
14, 15 perfeccionado según la invención en lo referente a la
facilidad de montaje y de desmontaje. El pensamiento que subyace a
este ejemplo de realización según la invención se basa
esencialmente en que el elemento elástico y el asiento de obturación
están combinados en una unidad de asiento que puede estar unida,
por ejemplo puede estar atornillada, a la carcasa de la válvula de
compuerta 11. Para el montaje o desmontaje, se monta o se desmonta
respectivamente la unidad de asiento completa, lo que conduce a una
simplificación del montaje o desmontaje del asiento de obturación
que hace muelle.
Para ello, la válvula de compuerta de doble
placa 10 presenta un paso de fluido delimitado por dos empalmes de
tubo 12, 13 en el lado de la carcasa, en los que para abrir la
válvula de compuerta de doble placa 10 es movible un puente de
tubos 22 y para cerrar la válvula de compuerta de doble placa 10 dos
placas de cierre 16, 17, con lo cual el extremo que interactúa con
el puente de tubos 22 o las placas de cierre 16, 17 de al menos uno
de los dos empalmes de tubo 12, 13 presenta un asiento de
obturación 14, 15 que está tensado elásticamente previamente
mediante la fuerza elástica de un elemento elástico 25 contra el
puente de tubos 22 o las placas de cierre 16, 17, y con lo cual el
elemento elástico 25 y el asiento de obturación 14, 15 están
combinados en una unidad de asiento que es unible a la carcasa de
la válvula de compuerta 11.
Por unidad de asiento se entiende en este caso
una unidad que comprende el elemento elástico 25 y el asiento de
obturación 14, 15 que sea manejada como un componente. En este
caso, la unidad de asiento puede estar compuesta sólo del elemento
elástico 25 y del asiento de obturación 14, 15 o puede comprender
un componente que integre el elemento elástico 25 y el asiento de
obturación 14, 15.
Una realización especialmente sencilla y robusta
de la unidad de asiento es creada mediante un inserto anular 36 en
el que están dispuestos el elemento elástico 25 y el asiento de
obturación 14. La invención no está limitada al inserto anular 36
representado en la figura 5, sino que comprende también otras
configuraciones de la unidad de asiento que permitan una
combinación del elemento elástico y el asiento de obturación. Estas
configuraciones que difieren pueden estar condicionadas por ejemplo
por requisitos constructivos que resulten de la configuración de la
carcasa de distintos tipos de válvula de compuerta.
El asiento de obturación según la invención
también puede utilizarse en válvulas de compuerta con obturador
plano de una pieza y en general en válvulas de compuerta en las que
dependa de una buena hermeticidad en el área de los/del
empalme(s) de tubo unida a una facilidad de montaje y
desmontaje mejorados.
El inserto anular 36 está dispuesto en la
carcasa del empalme de tubo cerca de la placa de cierre 16
representada en la figura 5 (posición de cierre) que es parte de la
placa de la válvula de compuerta 44 guiada a través de un
dispositivo guía 45. El inserto anular 36 está configurado de manera
escalonada en la sección transversal, en especial está configurado
con forma de doble L y comprende un hombro superior 48 en posición
montada y un hombro inferior 49. El hombro superior 48 está
dispuesto en dirección de la corriente delante y el hombro inferior
49 está dispuesto en dirección de la corriente detrás. Los dos
brazos 48a, 48b de los hombros superiores 48 delimitan el lado
opuesto al paso de fluidos de un espacio de alojamiento 37 para el
elemento elástico 25, con lo cual el brazo extendido radialmente 48a
(brazo radial) actúa como superficie de tope superior para el
elemento elástico 25, es decir, que actúa en el paquete de resortes
de disco dispuesto en el espacio de alojamiento 37. El brazo
extendido axialmente 48b (brazo axial) está configurado más largo
que el brazo radial 48a, con lo cual la longitud del brazo está
determinada en general por la longitud del elemento elástico 25.
\newpage
En general, las indicaciones se refieren radial
o axialmente al empalme de tubo configurado esencialmente de manera
cilíndrica 12 o al paso de fluidos, con lo cual por brazo extendido
axial o radialmente se entiende un brazo cuya extensión principal
discurre axial o radialmente. Por pared axial o radial se entiende
una pared que delimita un espacio en dirección axial o radial.
Los dos brazos 49a, 49b del hombro inferior 49
delimitan el lado opuesto al paso de fluidos de un espacio de
alojamiento 39 para el asiento de obturación 14. El brazo radial
49a está configurado más corto que el lado del asiento de
obturación 14 que colinda con el brazo radial 49a, de manera que
una sección 41a del asiento de obturación 14 sobresale radialmente
por el hombro inferior 49 en dirección del paso de fluidos. La
sección que sobresale 41a del asiento de obturación 14 forma en este
caso otra superficie de tope para el elemento elástico 25 dispuesta
en confrontación de manera paralela al brazo radial 48a del hombro
superior 48, de manera que dicho elemento está tensado con una
tensión previa predeterminada entre el hombro superior 48 y el
asiento de obturación 14. Por lo demás, las dimensiones de los dos
brazos 49a, 49b del hombro inferior 49 se ajustan a las dimensiones
del asiento de obturación 14.
Por lo general, el inserto anular 36 configurado
de manera escalonada o con forma de doble L actúa entonces como
delimitación en el lado de la carcasa de los dos espacios de
alojamiento 37, 39. La delimitación del lado del fluido de los dos
espacios de alojamiento 37, 39 se realiza a través de un anillo de
carcasa 38 que está unido a una superficie frontal del hombro
superior 48, en especial del brazo radial 48a, como se observa en
la figura 5. La pared exterior 38a del anillo de carcasa 38 se
extiende de manera paralela y concéntrica tanto con respecto al
brazo axial 48b del hombro superior 48 como con respecto al brazo
axial 49b del hombro inferior 49. La pared interior 38b del anillo
de carcasa 38 delimita el empalme de tubo 12 y está chapada con un
acorazamiento resistente al desgaste 46. En el borde inferior en
dirección de la corriente del anillo de carcasa 38 está previsto el
canto de corte 35.
El anillo de carcasa 38 está configurado
esencialmente en forma de L, con lo cual la longitud del brazo
axial 38c del anillo de carcasa 38 está escogida de tal forma que
la pared exterior libre 38a del anillo de carcasa 38 cubre
aproximadamente los dos brazos axiales 48b, 49b del inserto anular
36. La longitud del brazo radial 38d del anillo de carcasa 38 se
corresponde aproximadamente con o es algo más corta que la longitud
del brazo radial 48a del hombro superior 48 del inserto anular
36.
La sección transversal escalonada del inserto
anular 36 junto con la sección transversal del anillo de carcasa 38
con forma de L descrita anteriormente delimita dos espacios de
alojamiento 37, 39 dispuestos en la sección transversal también con
forma de L. Los espacios de alojamiento 37, 39 están configurados
de manera correspondiente en forma de dos pasos anulares
concéntricos con diámetros interiores diferentes. En este caso, los
dos espacios de alojamiento 37, 39 están unidos a través de una
abertura de paso anular 39a que está cerrada mediante el asiento de
obturación 14, en especial mediante la sección 41a del asiento de
obturación 14. El elemento elástico 25 entra a través de la
abertura de paso 39a en contacto con la sección 41a del asiento de
obturación 14 y carga así el asiento de obturación con la fuerza
elástica deseada.
Además, debido a la longitud explicada
previamente del brazo radial 38d del anillo de carcasa 38, la
superficie frontal del mismo está distanciada del brazo axial 49b
del hombro inferior 49, de manera que está formada otra abertura de
paso 39b en el espacio de alojamiento 39 para el asiento de
obturación 14 que está dispuesta radialmente más fuera que la
abertura de paso 39a que une los espacios de alojamiento 37, 39. A
través de la otra abertura de paso 39b, una superficie de
obturación 40 del asiento de obturación 14 entra en contacto con el
elemento de la máquina respectivo que ha de ser hermetizado (puente
de tubos 22, placas de cierre 16, 17).
La sección transversal del asiento de obturación
anular 14 está configurada esencialmente con forma de L, con lo
cual la superficie de obturación 40 está prevista en la superficie
frontal del brazo axial del asiento de obturación 14. El asiento de
obturación 14 está introducido en el espacio de alojamiento 39 con
holgura axial, de manera que a través de carga del asiento de
obturación 14 con una fuerza elástica mediante el elemento elástico
25 la superficie de obturación 40 del asiento de obturación es
presionada contra el puente de tubos 22, o las placas de cierre 16,
17.
El asiento de obturación 14 comprende un anillo
guía 41 que está atornillado con un anillo de obturación 42
dispuesto concéntricamente con un diámetro interior más pequeño que
el anillo guía 41. El anillo de obturación 42 puede ser soltado
entonces con facilidad del anillo guía 41 si esto es necesario para
trabajos de mantenimiento o con fines de reparación. El anillo guía
41 está dispuesto de manera movible por deslizamiento y guiado
axialmente entre la pared exterior 38a del anillo de carcasa 38 y
la pared interior del brazo axial inferior 49b del inserto anular
36. Además, el anillo guía 41 presenta un dispositivo 47 para el
ajuste de la holgura axial. El anillo de obturación 42 atornillado
al anillo guía 41 está dispuesto entre la superficie frontal del
brazo radial 38d del anillo de carcasa 38 y el brazo axial 49b del
hombro inferior 49 del inserto anular 36.
La invención no está limitada al inserto anular
36 representado en la figura 5 con sección transversal con forma de
doble L, sino que comprende también componentes con otras formas de
sección transversal que posibilitan un alojamiento del elemento
elástico 25 y del asiento de obturación 14. A modo de ejemplo, es
posible configurar con forma de T los espacios de alojamiento para
el elemento elástico y el asiento de obturación, con lo cual están
previstos el espacio de alojamiento extendido transversalmente a la
dirección longitudinal del empalme de tubo para el asiento de
obturación y el espacio de alojamiento extendido coaxialmente al
eje longitudinal del empalme de tubo para el elemento elástico.
La perforación 43 prevista en el brazo radial
48a del hombro superior 48 del inserto anular 36 para la unión con
una conexión de vapor de barrido o de cierre puede estar dispuesta
según las condiciones constructivas respectivas también en otro
lugar del inserto anular 36.
La unidad de asiento según la figura 5 puede ser
utilizada tanto para el empalme de tubo superior 12 como para el
empalme de tubo inferior 13.
Un ejemplo de realización relativo a una cesta
de placas está representado en la figura 6. Allí se muestra en la
sección longitudinal una cesta de placas 50 con sus componentes más
importantes como puede ser utilizada por ejemplo en una válvula de
compuerta de doble placa según las figuras 1 a la figura 5. En este
respecto, todas las características del ejemplo de realización
según la figura 6 son expuestas también en relación con los
ejemplos de realización descritos por medio de las figuras 1 a 5.
Asimismo, también es posible utilizar la cesta de placas 50
representada en la figura 6 en una válvula de compuerta de doble
placa que esté fabricada de manera diferente de los ejemplos de
realización de las figuras 1 a la figura 5.
Para la explicación del problema subyacente se
describe en primer lugar la cesta de placas según la figura 7, que
representa un ejemplo para una cesta de placas convencional. En la
figura 7 se observa que la cesta de placas A presenta dos placas de
cierre B, C que están dispuestas radialmente junto al puente de
tubos D. En posición de cierre, las dos placas de cierre B, C
obstruyen el paso de fluido de la válvula de compuerta de doble
placa. Para abrir la válvula de compuerta de doble placa, el puente
de tubos D es movido entre los dos empalmes de tubo 12, 13. Las dos
placas de cierre B, C están dispuestas sueltas en la cesta de
placas A.
Esta cesta de placas convencional según la
figura 7 tiene la desventaja que se deposita polvo de coque en el
hueco entre la placa de cierre superior B y la cesta de placas
A.
Esta desventaja se evita a través de que al
menos una de las placas de cierre 16, 17 en especial la placa de
cierre superior 16 esté configurada en una sola pieza con la cesta
de placas 50, como se explicita a modo de ejemplo en la figura 6. A
través de esto se consigue que la placa de cierre superior 16 forme
de manera continua la superficie de la cesta de placas, de manera
que no hay presente ningún hueco en el que pueda penetrar polvo de
coque. Esto significa que el puente de tubos 22 no presenta ningún
anillo de obturación superior 23, sino que está delimitado a través
de un anillo configurado en una sola pieza con la placa de cierre
superior 16, como está representado en la figura 6. En este caso,
la superficie de la placa de cierre, es decir, el lado superior de
la cesta de placas está procesada por toda la superficie como
superficie de obturación y está acorazada de manera resistente al
desgaste. La placa de cierre inferior 17 en uso puede estar
configurada como placa de la válvula de compuerta suelta, puesto
que debido a la configuración en una sola pieza de la placa de
cierre superior 16 con la cesta de placas 50 no existe el peligro
de que pueda llegar polvo de coque al interior de la cesta de placas
50 y que, por ello, pueda llegar al área de la placa de cierre
inferior 17. No obstante, la placa de cierre inferior 17 también
puede estar configurada en una sola pieza con la cesta de placas
50, de manera que el anillo de obturación inferior 24 está
sustituido por un anillo configurado en una sola pieza con la placa
de cierre inferior 17, con lo cual el lado inferior de la cesta de
placas está procesado por completo muy finamente y está acorazado
de manera resistente al desgaste.
La placa de cierre superior 16 puede estar
realizada de manera calentable, a través de lo cual se evita en
gran medida un pegado de la placa 16 al contenido del tambor de
coque. Esta realización es expuesta tanto de manera independiente
como en relación con todos los ejemplos de realización descritos en
esta solicitud.
- 10
- Válvula de compuerta de doble placa
- 11
- Carcasa de la válvula de compuerta
- 12
- Empalme de tubo superior
- 13
- Empalme de tubo inferior
- 14
- Asiento de obturación superior de la carcasa
- 15
- Asiento de obturación inferior de la carcasa
- 16
- Placa de cierre superior
- 17
- Placa de cierre inferior
- 18
- Anillo de obturación superior
- 19
- Anillo de obturación inferior
- 20
- Cuña interior
- 21
- Barra de accionamiento
- 22
- Puente de tubos
- 23
- Anillo de obturación superior
- 24
- Anillo de obturación inferior
- 25
- Paquete de resortes de disco, elemento elástico
- 26
- Superficie de apoyo
- 27
- Interior de la carcasa de la válvula de compuerta
- 28
- Conexión
- 29
- Placa conductora
- 30
- Abertura de mantenimiento
- 31
- Abertura de mantenimiento
- 32
- Entrada de medio de enfriamiento
- 33
- Canal de vapor de barrido y de cierre
- 34
- Racor de empalme
- 35
- Canto de corte
- 36
- Inserto anular
- 37
- Espacio de alojamiento para el elemento elástico
- 37a
- Pared axial del espacio de alojamiento
- 37b
- Pared radial del espacio de alojamiento
- 38
- Anillo de carcasa
- 38a
- Pared exterior del anillo de carcasa
- 38b
- Pared interior del anillo de carcasa
- 38c
- Brazo axial del anillo de carcasa
- 38d
- Brazo radial del anillo de carcasa
- 39
- Espacio de alojamiento para el asiento de obturación
- 39a
- Abertura de paso para el elemento elástico
- 39b
- Abertura de paso para una superficie de obturación del asiento de obturación
- 40
- Superficie de obturación del asiento de obturación
- 41
- Anillo guía
- 41a
- Sección del asiento de obturación
- 42
- Anillo de obturación del asiento de obturación
- 43
- Perforación para la unión a una conexión de vapor de barrido o de cierre
- 44
- Placa de válvula de compuerta
- 45
- Guía
- 46
- Chapeado
- 47
- Dispositivo para el ajuste de la holgura axial del asiento de obturación
- 48
- Hombro superior del inserto anular
- 48a
- Brazo radial del hombro superior
- 48b
- Brazo axial del hombro superior
- 49
- Hombro inferior del inserto anular
- 49a
- Brazo radial del hombro inferior
- 49b
- Brazo axial del hombro inferior
- 50
- Cesta de placas
- A
- Cesta de placas (estado de la técnica)
- B
- Placa de cierre superior
- C
- Placa de cierre inferior
- D
- Puente de tubos.
Claims (21)
1. Válvúla de compuerta de doble placa (10),
cuyas placas de cierre (16, 17) son desplazables mediante una barra
de accionamiento (21), y que está provista de un puente de tubos
(22), el cual presenta dos anillos de obturación (23, 24) que en la
posición abierta de la válvula de compuerta están en engranaje de
efecto con asientos de obturación de la carcasa correspondientes
(14, 15) de la carcasa de la válvula de compuerta (11),
caracterizada por el hecho de que al menos uno de los dos
asientos de obturación de la carcasa en posición abierta de la
válvula de compuerta (10) está en contacto bajo presión
predeterminada a través del efecto de un elemento elástico (25) con
el o los anillo(s) de obturación (23, 24) asignado(s)
al puente de tubos (22) y en posición cerrada de la válvula de
compuerta con el borde perimétrico de la(s) placa(s)
de cierre (16, 17), con lo cual el elemento elástico (25) y el
asiento de obturación (14, 15) están combinados en una unidad de
asiento manejable como un componente que es unible a la carcasa de
la válvula de compuerta (11).
2. Válvula de compuerta según la reivindicación
1, caracterizada por el hecho de que el elemento elástico
comprende al menos tres paquetes de resortes, en especial de
resortes de disco (25) dispuestos de manera repartida uniformemente
por el perímetro del asiento de obturación de la carcasa o de los
asientos de obturación de la carcasa (14, 15).
3. Válvula de compuerta según la reivindicación
1 o la reivindicación 2, caracterizada por el hecho de que
al menos los lados interiores de un o de los dos empalmes de tubo
(12, 13) unidos a la carcasa de la válvula de compuerta y/o del
puente de tubos (22), es decir, entonces al menos el/los
lado(s) de los mismos dirigido(s) hacia el medio que
circula a través de la válvula de compuerta de doble placa (10)
está(n) endurecido(s) o provisto(s) de un
acorazamiento duro resistente al desgaste y a la corrosión.
4. Válvula de compuerta según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de
que al menos uno de los bordes perimétricos de los empalmes de tubo
(12, 13) dirigidos hacia las placas de cierre (16, 17) está
configurado como canto de corte (35).
5. Válvula de compuerta según la reivindicación
4, caracterizada por el hecho de que entre el asiento de
obturación de la carcasa (14, 15) y el canto de corte (35) es
introducible vapor de barrido o de cierre a través de un canal de
vapor de barrido o de cierre (33).
6. Válvula de compuerta según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de
que el o los asientos de obturación de la carcasa (14, 15) con
respecto al empalme de tubo asignado (12, 13) está o están
configurados de manera movible axialmente o paralelamente a la
dirección de extensión de(l) (los) mismo(s).
7. Válvula de compuerta según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de
que al menos uno de los asientos de obturación de la carcasa (14,
15) está configurado de manera extraíble y, por consiguiente, de
manera recambiable, con lo cual tras la extracción de un asiento de
obturación de la carcasa (14, 15) es posible un acceso al elemento
elástico (25).
8. Válvula de compuerta según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de
que en disposición de dos placas de cierre (16, 17) éstas son
presionables contra las superficies de obturación asignadas en la
posición cerrada de la válvula de compuerta (10) a través de piezas
de cuña (20) centradas mediante una esfera.
9. Válvula de compuerta según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de
que la barra de accionamiento (21) asignada a las placas de cierre
(16, 17) se extiende al interior de la carcasa de la válvula de
compuerta (11) de manera hermética a los fluidos.
10. Válvula de compuerta según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de
que en la carcasa de la válvula de compuerta (11) está prevista al
menos una conexión (28) para la unión a una fuente de gas de
presión o de vapor de barrido o de cierre, a través de la que se
puede poner a disposición gas de presión o vapor de barrido o de
cierre para el barrido o para la hermeticidad adicional de la
carcasa de la válvula de compuerta (11).
11. Válvula de compuerta según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de
que la carcasa de la válvula de compuerta presenta al menos una
abertura de mantenimiento (30, 31) cerrable mediante una tapa.
12. Válvula de compuerta según la reivindicación
1, caracterizada por el hecho de que la unidad de asiento
comprende un inserto anular (36) unible a la carcasa de la válvula
de compuerta (11), en el que están dispuestos el elemento elástico
(25) y el asiento de obturación (14, 15).
13. Válvula de compuerta según la reivindicación
12, caracterizada por el hecho de que el inserto anular (36)
presenta un espacio de alojamiento (37) para el elemento elástico
(25), con lo cual una pared axial (37a) del espacio de alojamiento
(37) está formada a través del asiento de obturación (14, 15) que
actúa como una superficie de tope para el elemento elástico
(25).
14. Válvula de compuerta según la reivindicación
13, caracterizada por el hecho de que una pared radial (37b)
del espacio de alojamiento (37) para el elemento elástico (25) está
formada mediante un anillo de carcasa (38) que delimita al menos en
secciones el empalme de tubo respectivo (12, 13) en dirección del
perímetro.
15. Válvula de compuerta según una de las
reivindicaciones 12 a 14, caracterizada por el hecho de que
el inserto anular (36) presenta un espacio de alojamiento (39) para
el asiento de obturación (14, 15), con lo cual en el espacio de
alojamiento (39) está prevista para el asiento de obturación (14,
15) una abertura de paso (39a) que posibilita una unión de efecto
entre el asiento de obturación (14, 15) y el elemento elástico
(25).
16. Válvula de compuerta según la reivindicación
15, caracterizada por el hecho de que el asiento de
obturación (14, 15) está dispuesto en el espacio de alojamiento
(39) con holgura axial.
17. Válvula de compuerta según una de las
reivindicaciones 1 ó 12 a 16, caracterizada por el hecho de
que el asiento de obturación (14, 15) presenta un anillo guía (41)
y un anillo de obturación (42) dispuesto concéntricamente, con lo
cual el anillo de obturación (42) y el anillo guía (41) están unidos
de manera desacoplable.
18. Válvula de compuerta según una do las
reivindicaciones 12 a 17, caracterizada por el hecho de que
el inserto anular (36) presenta al menos una perforación (43) para
la unión a una conexión de vapor de barrido o de cierre.
19. Válvula de compuerta según una de las
reivindicaciones 1 a 18, caracterizada por el hecho de que
al menos una de las placas de cierre (16, 17), en especial la placa
de cierre superior (16) en el uso está configurada en una sola
pieza con una cesta de placas (50).
20. Válvula de compuerta según la reivindicación
19, caracterizada por el hecho de que la superficie de la
placa de cierre (16, 17) configurada en una sola pieza con la cesta
de placas (50) está procesada en toda la superficie como superficie
de obturación y está acorazada de manera resistente al
desgaste.
21. Válvula de compuerta según una de las
reivindicaciones 1 a 20, caracterizada por el hecho de que
al menos la placa de cierre superior (16, 17) en el uso es
calentable.
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