ES2353620T3

ES2353620T3 - Elemento de válvula de bola para un conjunto de bola rotatoria.

Info

Publication number: ES2353620T3
Application number: ES07023340T
Authority: ES
Inventors: Cynthia Christenson; James W. Mohrfeld; Kevin Jackson
Original assignee: Mogas Industries Inc
Current assignee: Mogas Industries Inc
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2011-03-03
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: ATE486237T1; DE602006017835D1; EP1890065B1; EP1890065A3; DE602006001143D1; EP1715234A1; EP1890065A2; US7156122B2; ATE395545T1; EP1715234B1; US20060237071A1; US7278448B2; US20070062589A1

Abstract

Un elemento (10; 110; 210; 310) de válvula de bola para un conjunto de válvula de bola rotatoria que comprende: un cuerpo (12; 112; 212) de válvula con al menos una superficie (14; 114) exterior parcialmente esférica; una perforación (20; 120; 220; 320) de inserción formada en el cuerpo (12; 112; 212) de válvula desde una primera apertura (22; 122; 222; 322) del cuerpo (12; 112; 212) de válvula hasta un pasadizo (16; 116; 216;316) de flujo de fluido a través del cuerpo (12; 112; 212) de válvula; extendiéndose el pasadizo (16; 116; 216; 316) de flujo de fluido desde una segunda apertura (24;124; 224; 324) hasta una tercera apertura (26;126; 226; 326) espaciada de la primera apertura (22; 122; 222; 322), y un elemento (18; 118; 218; 318) de impedancia fijo en la perforación (20; 120; 220; 320) de inserción y que se extiende al menos parcialmente hacia dentro del pasadizo (16; 116; 216; 316) de flujo de fluido, caracterizado porque la tercera apertura (26;126; 226;326) comprende una pluralidad de aperturas (30; 230) a través de una pared (28; 128; 228) del cuerpo (12; 112; 212) de válvula.

Description

Esta invención se refiere a un elemento de válvula de bola para un conjunto de válvula de bola rotatorio. Los conjuntos de válvula rotatorias son muy conocidos, tales como los descritos en los documentos US-A-34119045, WO 03/087643 y el mostrado en la figura 1, y generalmente comprenden un elemento 1 de válvula de bola esférica o sustancialmente esférica que tiene un taladro o conducto 2 de fluido que fluye a través del mismo. Para permitir el control de la presión y disipar energía del líquido que fluye a través del elemento de válvula de bola, un elemento 3 de impedancia está normalmente dispuesto en el taladro o conducto. El elemento de impedancia define una vía típicamente tortuosa a lo largo de la cual puede fluir el fluido, lo que da lugar al cambio de presión deseado. El elemento de impedancia puede ser un dispositivo aparte que está ubicado en el taladro o conducto del elemento de válvula de bola. Sin embargo, una abertura 4 al taladro o conducto que conduce al elemento de impedancia tiene que estar dispuesta bien formada integralmente como parte del elemento de válvula de bola o como otro elemento aparte. En todo caso, una superficie 5 externa del elemento de válvula de bola que define la abertura 4 al elemento de impedancia debe estar maquinado exactamente para concordar con las dimensiones internas, y específicamente con las dimensiones radiales internas, de un alojamiento 6 del conjunto de válvula de bola rotatoria en el que estará ubicada rotablemente el elemento de válvula de bola. En el caso de que el propio conjunto de impedancia defina parcialmente una superficie 7 exterior del elemento de válvula de bola, de nuevo esta parte del conjunto de impedancia debe estar formada exactamente para ajustarse a las dimensiones internas del alojamiento de la válvula de bola. La formación posterior exactamente de parte de una superficie exterior de un elemento de válvula de bola, de manera que la superficie exterior se corresponda con las dimensiones internas del alojamiento de válvula de bola, es problemática y lenta. La presente invención pretende aportar una solución a este problema. De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un elemento de válvula de bola para un conjunto de válvula de bola rotatoria que comprende: un cuerpo de válvula con al menos una superficie exterior parcialmente esférica; una perforación de inserción formada en el cuerpo de válvula de una primera abertura en el cuerpo de válvula para un pasadizo de flujo de fluido a través del cuerpo de válvula; extendiéndose el pasadizo de flujo de fluido desde una segunda abertura hasta una tercera abertura espaciada de la primera abertura, en el que la tercera abertura comprende una pluralidad de aperturas a través de una pared del cuerpo de válvula; y un elemento de impedancia fijo en la perforación de inserción y que se extiende al

menos parcialmente hacia dentro del pasadizo de flujo de fluido. Preferiblemente, la segunda y la tercera aberturas están alineadas rectilíneamente. Además, el elemento de impedancia puede estar dimensionado para encajar en la perforación de inserción como un encaje ajustado o cerrado. Ventajosamente, el elemento de impedancia puede comprender un conducto rectilíneo principal que pasa a través del elemento, con una pluralidad de conductos tortuosos secundarios contiguos al conducto principal. Preferiblemente, el elemento de impedancia puede comprender una pluralidad de placas apiladas. En este caso, las placas pueden estar apiladas a lo largo de un eje de la perforación de inserción. Alternativamente, las placas pueden estar apiladas en una dirección transversal a un eje de la perforación de inserción. Preferiblemente, la perforación de inserción tiene una sección transversal lateral circular. Más preferiblemente, el cuerpo de válvula está dispuesto rotablemente en un conjunto de válvula de bola rotatorio. Por otra parte, el elemento de válvula de bola puede comprender además una ranura formada en la perforación de inserción, en el que el elemento de impedancia está dispuesto en la ranura. En este caso, el elemento de impedancia y la ranura pueden extenderse hasta más allá de una extensión lateral de la segunda abertura. Además, el elemento de impedancia puede estar dimensionado para permitir un encaje con tolerancia en la ranura. De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se proporciona un conjunto de válvula de bola rotatoria que comprende el elemento de válvula de bola de acuerdo con el primer aspecto de la invención. Preferiblemente, la primera apertura de la perforación de inserción está tapada o sellada herméticamente a los fluidos. Ahora se va a describir la invención más concretamente, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una vista en planta de una sección transversal de una disposición de una válvula de bola rotatoria de una técnica anterior; La Figura 2 es una vista en perspectiva de una primera realización de un elemento de válvula de bola, de acuerdo con la invención; La Figura 3 es una vista lateral del elemento de válvula de bola mostrado en la Figura 2; Las Figuras 4a a 4d muestran, esquemáticamente, un procedimiento de formación del elemento de válvula de bola; La Figura 5 es una vista en perspectiva de una segunda realización de un elemento de válvula

de bola, de acuerdo la invención; La Figura 6 muestra una sección transversal del elemento de válvula de bola de la Figura 5, tomado a lo largo de la línea B-B; Las Figuras 7a a 7e muestran, esquemáticamente, el procedimiento de formación del elemento de válvula de bola de la segunda realización; La Figura 8 muestra, esquemáticamente, una tercera realización de un elemento de válvula de bola, de acuerdo con la invención; y La Figura 9 muestra, esquemáticamente, una cuarta realización de un elemento de válvula de bola, de acuerdo con la invención.

Con referencia en primer lugar a las Figuras 2 a 4d, se muestra un elemento 10 de válvula de bola que comprende un cuerpo 12 de válvula que tiene al menos una superficie 14 exterior parcialmente esférica, un pasadizo 16 de flujo de fluido que pasa a través del cuerpo 12 de válvula, y un elemento 18 de impedancia que está dispuesto en el pasadizo 16 de flujo de fluido. El elemento 10 de válvula de bola está formado seleccionando primero un cuerpo de válvula estándar o tradicional que tiene una perforación 20 pasante no rectilínea. Véase la Figura 4a. En este caso, la perforación 20 del cuerpo de la válvula estándar 12 se desvía 90 grados de una primera abertura 22 preexistente o preformada en una pared del cuerpo 12 de la válvula hasta una segunda abertura 24 preexistente o preformada 24. Se inserta un elemento 18 de impedancia dimensionado adecuadamente a través de la primera abertura 22 existente de la perforación 20 del cuerpo 12 de la válvula. Véase la Figura 4b. En este caso, el elemento 18 de impedancia está dimensionado para extenderse totalmente a través de la extensión lateral de la primera apertura 22, y más allá de la extensión lateral de la segunda apertura 24. Dado que en esta realización la perforación 20 tiene una sección transversal lateral circular, el elemento 18 de impedancia tiene un diámetro externo que permite un cierre o ajuste exacto en la perforación 20. Véase la figura 4c. Una vez que se ha determinado dónde situar el elemento 18 de impedancia en la perforación 20 del cuerpo 12 de válvula estándar, se forma una tercera apertura 26 de flujo de fluido a través de una pared 28 del cuerpo 12 de la válvula para comunicarse con la perforación 20 original. Véase la figura 4b. Esta tercera apertura 26 está espaciada de la primera apertura 22 de la perforación 20, y está alineada no rectilíneamente con la primera apertura 22. La tercera apertura 26 está definida por una pluralidad de aperturas 30 que generalmente se corresponden con múltiples conductos 32 formados en el elemento 18 de impedancia. En esta realización, el elemento 18 de impedancia está dotado de un conducto 32a rectilíneo principal

que pasa a través del elemento 18 de impedancia, y de una pluralidad de conductos 32b tortuosos secundarios contiguos al conducto 32a rectilíneo principal. La disposición de los conductos 32a y 32b principal y secundarios en un elemento 18 de impedancia es muy conocida, y por lo tanto no se describirá con más detalle. Como consecuencia, una de las aperturas 30 formadas en la pared 28 del cuerpo de la válvula 12 se corresponde en posición, forma y tamaño con el conducto 32a principal del elemento 18 de impedancia, y las demás aperturas 30 se corresponden generalmente en posición con los conductos 32b secundarios del elemento 18 de impedancia. Véanse las figuras 2 y 4d. Las aperturas 30 pueden, por lo tanto, ser circulares y/o no circulares. Una vez que la tercera apertura 26 de fluido está formada a través de la pared 28 del cuerpo 12 de la válvula, se tapa o sella herméticamente a los fluidos la primera apertura 22 de la perforación 20 (referenciada como 34) para prevenir que fluya líquido hacia dentro o fuera de la primera apertura 22. Como consecuencia, se establece un nuevo pasadizo 16 de flujo de fluido a través del cuerpo 12 de la válvula que se extiende desde la segunda apertura 24 original hasta la tercera apertura 26 formada nuevamente. En esta realización, las aperturas 24 y 26 segunda y tercera, están alineadas rectilíneamente. Sin embargo, la segunda y la tercera aperturas 24 y 26, pueden estar alineadas no rectilíneamente. Como consecuencia de la formación de la tercera apertura 26 de fluido en la parte esférica de la pared del cuerpo 12 de la válvula, el requisito de curvar una superficie exterior de la apertura de la perforación contigua al elemento de impedancia para que coincida con la superficie exterior esférica del cuerpo de la válvula, por ejemplo, por medio del maquinado o esmerilado de un elemento de impedancia, se dispensa con una parte separada para conectar al cuerpo de la válvula y lindar con el elemento de impedancia, o una parte integral del propio cuerpo de la válvula. Como se entenderá de la figura 4d, el elemento 18 de impedancia solamente ocluye u obstruye parcialmente el pasadizo 16 de flujo de fluido formado nuevamente, debido a la provisión del conducto 32a rectilíneo principal. Sin embargo, se puede usar un elemento 18 de impedancia que conste de solamente conductos 32b tortuosos secundarios y que, por lo tanto, ocluya u obstruya totalmente el pasadizo 16 de flujo fluido. Con referencia ahora a las figuras 5 a 7e, se muestra una segunda realización de un elemento 110 de válvula de bola. Las referencias similares se refieren a partes que son similares a las de la primera realización y que, por lo tanto, se omite otra descripción detallada. Este elemento 110 de válvula de bola comprende de nuevo un cuerpo 112 de válvula que tiene una superficie 114 exterior parcialmente esférica, un pasadizo 116 de flujo de fluido que pasa a través del cuerpo 112 de válvula, y un elemento 118 de impedancia que está dispuesto en el pasadizo 116 de flujo de fluido 116. Sin embargo, el elemento 118 de impedancia tiene forma de placa. Este elemento 110 de válvula de bola está formado de manera sustancialmente similar a la descrita en la primera realización. Se selecciona primero un elemento 110 de válvula de bola estándar 110 que tiene una perforación 120 pasante no rectilínea con primera y segunda aperturas 122 y 124 preexistentes. Véase la figura 7a. Se forma una ranura 136 en la primera apertura 122 existente 122 de la perforación 129 pasante a uno lado de la misma. La ranura 136 se extiende parcialmente a lo largo de la perforación 120 pasante y, en este caso, se extiende hacia dentro del rincón interno de la perforación 120 pasante no rectilínea. Véase la figura 7b. La ranura 136 va en paralelo con el eje longitudinal de la perforación 120 pasante, sobre el que está la primera apertura, y presenta una apertura 138 exterior que tiene una longitud mayor que un diámetro de la perforación 120 pasante. Véase la figura 7c. El elemento 118 de impedancia en forma de placa está dimensionado para estar encajado deslizantemente con tolerancia o exactamente en la ranura 136. Véase la figura 7d. El elemento 118 de impedancia en forma de placa se extiende solamente parcialmente a través de la extensión lateral de la parte de la perforación 120 pasante procedente de la primera apertura 122. Sin embargo, análogamente a la primera realización, el elemento 118 de impedancia en forma de placa se extiende hasta más allá de la extensión lateral de la parte de la perforación 120 pasante procedente de la segunda apertura 124 existente. Seguidamente, se forma una tercera apertura 126 de fluido, análogamente a la primera realización, en una pared 128 del cuerpo 112 de válvula para corresponderse con los conductos 132a y 132b principal y secundario del elemento 118 de impedancia en forma de placa. Véanse las figuras 6, 7d y 7e. La tercera apertura 126 de fluido está espaciada de la primera apertura 122 existente y alineada no rectilíneamente con la primera apertura 122. En esta realización, la tercera apertura 126 está alineada rectilíneamente con la segunda apertura 124 existente, pero puede estar alineada no rectilíneamente con la segunda apertura 124. Una vez formada la tercera apertura 126 de fluido a través de la pared 128 del cuerpo 112 de válvula, se tapan o se sellan herméticamente la primera apertura 122 existente de la perforación 120 y ranura 136 a los fluido para prevenir el flujo de líquido hacia dentro o hacia fuera de la primera apertura 122 y de la ranura 136. Como consecuencia, se dispone un nuevo pasadizo 116 de flujo de fluido a través del cuerpo 112 de válvula que se extiende desde la segunda apertura 124 existente hasta la tercera apertura 126 de fluido 126 formada nuevamente.

Con referencia a la Figura 8, se muestra una tercera realización de un elemento 210 de válvula de bola De nuevo, referencias similares se refieren a partes similares a las de las primera y segunda realizaciones y, por lo tanto, se omite otra descripción detallada. Este elemento 210 de válvula de bola está formado de un cuerpo 212 de válvula estándar que tiene una perforación 220 cerrada, en vez de una perforación pasante. Como consecuencia, la perforación 220 cerrada tiene solamente una primera apertura 222 preexistente o preformada. Un elemento 218 de impedancia está dimensionado para encajar en la perforación 220 cerrada en un encaje exacto o apretado, análogamente a la primera realización. Sin embargo, podría estar dispuesta una ranura a lo largo de lados opuestos de la perforación cerrada, análogamente a la segunda realización, y podrían estar insertados dos elementos de impedancia en forma de placa para estar en relación paralela espaciada. Una vez que el o cada elemento 218 de impedancia está situado en la perforación 220 cerrada, se forman la segunda y la tercera aperturas de fluido 224 y 226 en paredes 228 opuestas del cuerpo 212 de válvula. La segunda y la tercera aperturas 224, 226 de fluido están espaciadas y alineadas no rectilíneamente con la primera apertura 222 existente. La segunda y la tercera aperturas de fluido 224, 226 están alineadas rectilíneamente entre sí, pero pueden estar alineadas no rectilíneamente si lo dicta la necesidad. La segunda y la tercera apertura 224 y 226 de fluido ambas se abren hacia fuera y, por lo tanto, se comunican fluidamente con la perforación 220 cerrada existente 220 procedente de la primera apertura 222 existente. Seguidamente, la primera apertura 222 se tapa o sella 234 como se ha descrito antes, dando lugar a un nuevo pasadizo 216 de flujo de fluido que está formado a través del cuerpo 212 de válvula. Aunque la Figura 8 muestra las aperturas segunda y tercera 224 y 226 de fluido formadas nuevamente que están definidas por una pluralidad de aperturas 230 que se corresponden con solamente conductos 232b tortuosos secundarios del único elemento 218 de impedancia, evidentemente son posibles otras disposiciones o combinaciones de disposiciones para definir las aperturas segunda y tercera 224, 226 de fluido dependiendo de la configuración del o de cada elemento 218 de impedancia utilizado. La Figura 9 muestra una cuarta realización de un elemento 310 de válvula de bola. Referencias similares se refieren a partes que son similares a las de las primera y segunda realizaciones, y se omite otra descripción detallada. Este elemento 310 de válvula de bola está formado de manera similar a la antes descrita. Sin embargo, en este caso, aunque el elemento 318 de impedancia se extiende totalmente a través de la extensión lateral de parte de una perforación 320 existente procedente de una primera apertura 322 existente, el elemento 318 de impedancia está situado solamente parcialmente a lo largo de la parte de la perforación 320 existente procedente de la primera apertura 322. En otras palabras, el elemento 318 de impedancia no se extiende totalmente a través de una extensión lateral de un pasadizo 316 de flujo de fluido procedente de una segunda apertura 324 existente o nuevamente formada hasta una tercera apertura 326 formada nuevamente. En una modificación de la cuarta realización, si el elemento de impedancia tiene forma de placa, en ese caso una ranura concordante no se extiende hasta un rincón interno de la perforación existente. Aunque la perforación pasante y el pasadizo de flujo de fluido tienen o sustancialmente tienen una sección transversal lateral circular, también se puede utilizar una sección transversal lateral no circular. El elemento de impedancia antes descrito está formado de cualquier manera apropiada, y puede estar formado a de una pluralidad de placas apiladas en una dirección vertical o en una dirección horizontal en uso. Cuando están apiladas horizontalmente, las aplacas pueden estar apiladas en una dirección que se extiende a través de la perforación pasante, o que se extiende a lo largo de un eje longitudinal de la perforación pasante. El o cada elemento de impedancia se fija en el cuerpo de válvula antes de tapar o sellar la primera apertura de cualquier manera apropiada, por ejemplo, mediante soldadura o sujetadores atornillados. Una tapa o sello utilizado para bloquear la primera apertura existente puede conformarse o no al radio exterior del cuerpo de válvula. Además, la primera apertura existente puede estar dispuesta en cualquier parte del cuerpo de válvula estándar. En otras palabras, la primera apertura existente puede estar en la parte superior, lateral o inferior del cuerpo de válvula estándar. El cuerpo de válvula estándar puede no tener apertura o perforación existente alguna. En este caso, se forman primero una apertura de inserción y una perforación preformadas para posibilitar la inserción del elemento de impedancia. Así pues, la apertura de inserción y la perforación se convierten seguidamente en la apertura existente y en la perforación existente antes mencionadas. En el caso de que el cuerpo de válvula estándar tenga una perforación cerrada preformada ya existente, se puede formar una apertura de inserción y una nueva perforación se comuniquen con la perforación existente para posibilitar la inserción del elemento de impedancia en la perforación existente. Aunque la o cada apertura de fluido nueva puede estar formada después de que el o cada elemento de impedancia haya sido insertado, la o cada nueva apertura de fluido puede formarse antes de que el o cada elemento de impedancia haya sido ubicado finalmente en el cuerpo de válvula. Por lo tanto, es posible establecer un procedimiento simplificado de formación de un elemento de válvula de bola para un conjunto de válvula de bola rotatoria. También es posible dispensar de los requisitos de maquinado y esmerilado de una parte que defina una apertura contigua a un elemento de impedancia insertado.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Un elemento (10; 110; 210; 310) de válvula de bola para un conjunto de válvula de bola rotatoria que comprende:

un cuerpo (12; 112; 212) de válvula con al menos una superficie (14; 114) exterior parcialmente esférica; una perforación (20; 120; 220; 320) de inserción formada en el cuerpo (12; 112; 212) de válvula desde una primera apertura (22; 122; 222; 322) del cuerpo (12; 112; 212) de válvula hasta un pasadizo (16; 116; 216;316) de flujo de fluido a través del cuerpo (12; 112; 212) de válvula; extendiéndose el pasadizo (16; 116; 216; 316) de flujo de fluido desde una segunda apertura (24;124; 224; 324) hasta una tercera apertura (26;126; 226; 326) espaciada de la primera apertura (22; 122; 222; 322), y un elemento (18; 118; 218; 318) de impedancia fijo en la perforación (20; 120; 220; 320) de inserción y que se extiende al menos parcialmente hacia dentro del pasadizo (16; 116; 216; 316) de flujo de fluido, caracterizado porque la tercera apertura (26;126; 226;326) comprende una pluralidad de aperturas (30; 230) a través de una pared (28; 128; 228) del cuerpo (12; 112; 212) de válvula.
2.

Un elemento de válvula de bola como el reivindicado en la reivindicación 1, en el que la segunda y la tercera aperturas (24, 26; 124; 126; 224, 226; 324, 326) están alineadas rectilíneamente.
3.

Un elemento de válvula de bola como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento (218) de impedancia está dimensionado para encajar en la perforación (220) de inserción como encaje exacto o apretado.
4.

Un elemento de válvula de bola como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento de impedancia está dotado con un conducto (32a) rectilíneo principal que pasa a través del elemento (18) de impedancia, y una pluralidad de conductos (32b) tortuosos secundarios contiguos al conducto rectilíneo principal.
5.

Un elemento de válvula de bola como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento (18; 118; 218; 318) de impedancia comprende una pluralidad de placas apiladas.
6.

Un elemento de válvula de bola como el reivindicado en la reivindicación 5, en el que las placas están apiladas a lo largo de un eje de la perforación (20; 120; 220; 320) de inserción.
7.

Un elemento de válvula de bola como el reivindicado en la reivindicación 5, en el que las placas están apiladas en una dirección transversal a un eje de la perforación (20; 120; 220; 320) de inserción.
8.

Un elemento de válvula de bola como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la perforación (20; 120; 220; 320) de inserción tiene una sección transversal lateral circular.
9.

Un elemento de válvula de bola como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 4-8, que comprende además una ranura (136) formada en la perforación

(120) de inserción, en el que el elemento (118) de impedancia está dispuesto en la ranura (136).
10.

Un elemento de válvula de bola como el reivindicado en la reivindicación 9, en el que el elemento (118) de impedancia y la ranura (136) se extienden hasta más allá de la segunda apertura (124).
11.

Un elemento de válvula de bola como el reivindicado en la reivindicación 9 o 10, en el que el elemento (118) de impedancia está dimensionado para posibilitar un encaje con tolerancia en la ranura (136).
12.

Un conjunto de válvula de bola rotatoria que comprende:

el elemento (10; 110; 210; 310) de válvula de bola como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
13.

Un elemento de válvula de bola como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la primera apertura (22; 122; 222) de la perforación (20; 120; 220) de inserción está tapada o sellada de forma hermética a los fluidos.