ES2305312T3 - Valvula de mariposa. - Google Patents

Abstract

Válvula (1) de mariposa que comprende un cuerpo (2), una aleta (3) que está montada en rotación alrededor de un eje (X-X) con respecto al cuerpo (2) y que comprende al menos una excrecencia (10) sobre al menos una de sus caras (6a, 6b), y un elemento (5) de maniobra que permite controlar la apertura de la aleta (3), caracterizada porque la excrecencia (10) está conformada de manera que desvía el fluido hacia las zonas de unión de la aleta (3) y del cuerpo (2) para generar corrientes turbulentas fuertes y regulares que circulan a proximidad y aguas abajo de estas zonas.

Description

Válvula de mariposa.

La presente invención se refiere a una válvula de mariposa según el preámbulo de la reivindicación 1. Tal válvula se conoce por ejemplo del documento US-A-3 770 242.

En la industria agroalimentaria, la limpieza de las canalizaciones en el interior de las cuales circulan los líquidos alimenticios (leche, cremas...) es de gran importancia.

Ahora bien, poco a poco, se depositan impurezas a lo largo de las canalizaciones, especialmente al nivel de las válvulas. Por tanto es necesario limpiar correctamente estas canalizaciones con el fin de impedir la aparición de bacterias, haciéndose esta limpieza sin desmontaje de la canalización, mediante la puesta en circulación de un líquido de limpieza que no debe ser demasiado agresivo, como la lejía, para no deteriorar las juntas y las paredes de acero inoxidable.

Se sabe que las válvulas de mariposa son válvulas de diseño sencillo y poco costoso. Sin embargo, presentan el inconveniente de que se limpian difícilmente, sobre todo al nivel de la unión de la aleta al cuerpo de la válvula, a proximidad del eje de rotación.

A causa de este inconveniente, con el fin de asegurarse de la eficacia de las operaciones de limpieza de las válvulas de mariposa en su sitio, la duración de circulación del fluido de limpieza debe aumentarse considerablemente, y algunos usuarios prefieren incluso no usar tales válvulas y sustituirlas por válvulas con trampilla.

El problema planteado es realizar un dispositivo que permita aumentar la eficacia y la calidad de la limpieza de las válvulas de mariposa en su sitio mediante circulación de fluido, con el fin, por una parte, de respectar las normas de seguridad y de higiene, y, por otra parte, de disminuir el tiempo de estas operaciones de limpiezas y por tanto su coste.

La solución propuesta es una válvula de mariposa que comprende una aleta montada en rotación alrededor de un eje de rotación y que comprende al menos una excrecencia situada sobre al menos una de sus caras y conformada de manera que desvía el fluido hacia las zonas de función de la aleta y del cuerpo para generar corrientes turbulentas fuertes y regulares que circulan a proximidad y aguas abajo de estas zonas.

De manera totalmente inesperada y sorprendente, el uso de una aleta de este tipo permite en efecto mejorar considerablemente la calidad de la limpieza de la válvula y reducir el tiempo de las operaciones de limpieza, mientras que el experto en la técnica se encontraba alejado de una solución de este tipo que aumenta la perdida de carga del circuito y que va en contra de lo que busca siempre un experto en hidráulica cuyo objetivo es buscar un circuito con la menor perdida de carga posible.

En efecto, una aleta, incluso en posición abierta, es un obstáculo para el buen flujo del fluido: por tanto a proximidad de ésta se crean remolinos y fenómenos de cavitación, principalmente al nivel de la unión de la aleta al cuerpo de la válvula próxima al eje de rotación.

La calidad de la limpieza depende de tres factores principales: un factor térmico, un factor químico (reacción química de los componentes del fluido de limpieza con las zonas que van a limpiarse) y un factor físico (fricción del fluido de limpieza sobre las zonas que van a limpiarse).

La presencia de los remolinos y de los fenómenos de cavitación crea zonas locales de depresión, principalmente en aguas abajo del eje de rotación en la unión del cuerpo y de la aleta, lo que ralentiza el flujo del fluido en estas zonas.

Por tanto, la acción física del fluido de limpieza se encuentra considerablemente reducida en estas zonas de depresión. Como resultado a lo largo de las fases de producción y de limpieza, las paredes del conducto situado en estas zonas terminan por atascarse, lo que favorece la formación de bacterias.

Al contrario que los principios de reología según los cuales es primordial minimizar las perdidas de carga en un conducto, la solución propuesta consiste en incorporar en la aleta una excrecencia lo que aumenta la perdida de carga de la válvula.

Sin embargo, debido a esta excrecencia y a los modos preferidos de realización de su posición y de su forma, el flujo y la trayectoria del fluido, así como los remolinos, se encuentran modificados aguas abajo del eje de rotación. Por tanto las zonas en la unión de la aleta y el cuerpo, que son propicias al atasco ya no están sometidas a corrientes demasiado bajas, sino a corrientes más fuertes y regulares gracias a las cuales estas zonas se limpian mucho más fácilmente. Por tanto es posible reducir el tiempo de las operaciones de limpieza de las válvulas.

Otras particularidades de la invención resultarán de la siguiente descripción.

En los dibujos adjuntos proporcionados a modo de ejemplos no limitativos,

- la figura 1 es una vista en perspectiva de una válvula de mariposa;

- la figura 2 es una vista en perspectiva de un primer modo de realización de una aleta de válvula de mariposa según la presente invención; y

- la figura 3 es una vista en perspectiva de un segundo modo de realización de una aleta de válvula de mariposa según la presente invención.

Tal como puede verse en la figura 1, una válvula 1 de mariposa tiene un cuerpo 2 en el interior del que circula un fluido, una aleta 3 sensiblemente llana, rotativa alrededor de un eje X-X de rotación, y cuya rotación permite controlar la circulación del fluido, una junta 4 adecuada para garantizar la estanquidad a los dos lados de la aleta 3 cuando ésta está en posición cerrada, y un elemento 5 de maniobra que permite al usuario controlar la apertura de la aleta 3 en el cuerpo 2.

La aleta 3 está limitada por una parte por sus dos caras 6a, 6b, y, por otra parte, por su periferia 7 que corresponde sensiblemente a la sección de paso del fluido en el cuerpo 2.

La intersección del eje X-X de rotación de la aleta 3 con la periferia 7 de la aleta 3 define dos semiárboles 8 por los cuales la aleta 3 está unida al cuerpo 2 con posibilidad de rotación. El eje que es perpendicular al eje X-X de rotación, situado en el plano de la aleta 3, y a medio camino entre los dos semiárboles 8 se denomina en lo sucesivo eje 9 ecuatorial.

Según la invención, la aleta 3 comprende al menos una excrecencia 10 sobre al menos una de las dos caras 6a, 6b de la aleta 3: en el ejemplo ilustrado en la figura 2, las dos caras 6a, 6b comprenden una excrecencia 10, mientras que en el ilustrado en la figura 3, sólo una cara comprende una excrecencia 10.

En los ejemplos ilustrados en las figuras 2 y 3, las excrecencias 10 están situadas a proximidad de la periferia 7 de la aleta 3. Más precisamente, en estos ejemplos, las excrecencias 10 están situadas a proximidad del eje 9 ecuatorial y de la periferia 7 de la aleta 3.

La presencia de estas excrecencias 10 permite modificar la reología del fluido, especialmente a proximidad de los dos semiárboles 8.

La colocación de las excrecencias 10 a proximidad del eje 9 ecuatorial permite desviar el fluido hacia los dos semiárboles 8 de una forma particularmente eficaz aumentando la velocidad de circulación del fluido en las zonas de las paredes situadas aguas abajo de los semiárboles 8 y alejando los remolinos el eje 9 ecuatorial. Se mejora así la calidad de la limpieza mediante una mejor acción física del fluido.

Según un modo particular, puede colocarse la excrecencia 10 aguas abajo del eje X-X de rotación de la aleta 3 cuando ésta está en posición abierta.

Este modo de realización es particularmente interesante, sobre todo cuando la excrecencia 10 está situada a proximidad del eje 9 ecuatorial y de la periferia 7 de la aleta 3 porque los remolinos causados por la aleta 3 y la excrecencia 10 se encuentran aguas abajo de la excrecencia 10, y por tanto en aguas abajo de cualquier parte de la aleta 3 y de la válvula 1, en el interior del conducto.

Por tanto, no sólo la zona a proximidad de los dos semiárboles 8 sino también el conjunto de la aleta 3, ya no queda bañado por remolinos con baja velocidad de flujo, lo que facilita la limpieza. Los remolinos generados por la excrecencia 10 están situados muy aguas abajo de la válvula 1 en la que se encuentran los depósitos que han de quitarse.

Para ser particularmente eficaz, la excrecencia 10 debe tener una dimensión mínima en la dirección normal DN a las caras 6a, 6b de la aleta 3. Esta dimensión, en lo sucesivo denominada altura, debe ser suficiente como para desviar el flujo del fluido hacia las zonas de las paredes del conducto situadas aguas abajo de los dos semiárboles 8. Puede determinarse fácilmente por el experto en la técnica. Por ejemplo, para agua que circula a un caudal de 50 m^{3}/h en un conducto con un diámetro de 50 mm, la altura debe ser de al menos 18 mm.

En el ejemplo ilustrado en la figura 2, la excrecencia 10 tiene la forma general de un paralelepípedo, siendo la base de la excrecencia 10 de forma rectangular, mientras que en el ilustrado en la figura 3, la excrecencia 10 tiene la forma general de una pirámide truncada, siendo la base de la excrecencia 10 de forma triangular de la que una esquina se orienta hacia el centro de la aleta 3.

La superficie 11 lateral de la excrecencia 10 forma, con la cara 6a, 6b de la aleta 3 que la soporta, un ángulo al menos igual a 45º. De esta forma, la ruptura de pendiente entre la excrecencia y la cara de la aleta genera un efecto turbulento importante. La superficie 11 lateral de la excrecencia 10 ilustrada en la figura 2 forma un ángulo sensiblemente igual a 90º con la cara 6a, 6b que la soporta, y la de la excrecencia 10 ilustrada en la figura 3 forma un ángulo sensiblemente igual a 60º.

De manera más precisa, la excrecencia 10 está situada preferiblemente en una banda 19 ecuatorial paralela al eje 9 ecuatorial centrada con respecto a este eje 9 ecuatorial y cuyo ancho es sensiblemente igual al tercio del diámetro de la aleta 3.

La excrecencia 10 está situada preferiblemente en la zona 17 periférica que corresponde a la zona limitada, por una parte, por la normal 21 al eje 9 ecuatorial que es tangente a la periferia 7 de la aleta 3 y por otra parte, por la mediana 20 situada entre la normal 21 y el eje X-X de rotación.

Asimismo, con el fin de tener un buen efecto turbulento aguas abajo del eje X-X de rotación, sobre las paredes de la canalización situadas en la alineación de los semiárboles 8, la altura de la excrecencia 10 debe ser preferiblemente al menos iguale al cuarto, o incluso al tercio, del diámetro de la aleta 3 (que corresponde al diámetro de la canalización).

Por tanto, una aleta de este tipo está particularmente bien adaptada para crear un flujo turbulento importante aguas abajo del eje X-X de rotación y por tanto para limpiar la canalización, incluso en la alineación de los semiárboles 8 de la aleta 3, aguas abajo de éstos.

Por supuesto, la invención no se limita a los modos de realización descritos anteriormente.

Es posible usar una aleta 3 en la que la forma de las excrecencias 10 es diferente de las que se ilustran en las figuras 2 y 3, o una aleta 3 que tiene varias excrecencias 10 sobre cada cara 6a, 6b.

Claims (10)

1. Válvula (1) de mariposa que comprende un cuerpo (2), una aleta (3) que está montada en rotación alrededor de un eje (X-X) con respecto al cuerpo (2) y que comprende al menos una excrecencia (10) sobre al menos una de sus caras (6a, 6b), y un elemento (5) de maniobra que permite controlar la apertura de la aleta (3), caracterizada porque la excrecencia (10) está conformada de manera que desvía el fluido hacia las zonas de unión de la aleta (3) y del cuerpo (2) para generar corrientes turbulentas fuertes y regulares que circulan a proximidad y aguas abajo de estas zonas.

2. Válvula (1) de mariposa según la reivindicación 1, caracterizada porque la excrecencia (10) está situada aguas abajo del eje (X-X) de rotación de la aleta (3) cuando ésta está en posición abierta.

3. Válvula (1) de mariposa según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque la excrecencia (10) está situada a proximidad del eje (9) ecuatorial de la aleta (3) que es perpendicular al eje (X-X) de rotación y está a medio camino entre los dos semiárboles (8) por los cuales la aleta (3) está unida al cuerpo (2) de la válvula (1).

4. Válvula (1) de mariposa según la reivindicación 3, caracterizada porque la excrecencia (10) está situada en una banda (19) ecuatorial que es paralela al eje (9) ecuatorial, centrada con respecto a este eje (9) y cuyo ancho es sensiblemente igual al tercio del diámetro de la aleta (3).

5. Válvula (1) de mariposa según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la excrecencia (10) está situada a proximidad de la periferia (7) de la aleta (3).

6. Válvula (1) de mariposa según la reivindicación 5 dependiente de la reivindicación 3 o 4, caracterizada porque la excrecencia (10) está situada en la zona (17) periférica delimitada, por una parte, por la normal (21) al eje (9) ecuatorial tangente a la periferia (7) de la aleta (3) y por otra parte, por la mediana (20) situada entre la normal (21) y el eje (X-X) de rotación.

7. Válvula (1) de mariposa según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la altura de la excrecencia (10) es al menos igual al cuarto del diámetro de la aleta (3).

8. Válvula (1) de mariposa según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la superficie (11) lateral de la excrecencia (10) forma, con la cara (6a,6b) de la aleta (3) que la soporta, un ángulo al menos igual a 45º.

9. Válvula (1) de mariposa según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la base de la excrecencia (10) es de forma rectangular.

10. Válvula (1) de mariposa según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la base de la excrecencia (10) es de forma triangular.