ES2473166B1 - Estructura perfeccionada de válvula de esfera y de su llave de maniobra - Google Patents

Estructura perfeccionada de válvula de esfera y de su llave de maniobra Download PDF

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Abstract

Estructura perfeccionada de válvula de esfera y de su llave de maniobra constituida por un armazón envolvente (2) de la válvula que comunica la entrada y salida de una canalización, en cuyo interior se encuentra alojado un cuerpo obturador (4) con forma preferentemente esférica o de bola provisto de un par de orificios alineados entre sí, susceptible de girar sobre sí mismo, en la que dicho obturador es un cuerpo preferentemente esférico provisto de dos orificios alineados y perpendicularmente a estos se encuentran dos asientos rectangulares (6) donde encajan dos ejes (5) que transmiten los esfuerzos de rotación del obturador (4) y que son solidarios con el elemento llave o manilla (1) de la válvula. La válvula tiene la ventaja de que la llave o manilla (1) transmite el esfuerzo de rotación al obturador (4) sobre dos puntos reduciendo las tensiones mecánicas respecto a las válvulas de bola tradicionales.

Description

La presente invención, estructura perfeccionada de válvula de esfera y de su llave de maniobra, se encuentra constituida por una novedosa estructura de válvula y de llave, cuya principal novedad radica en la estructura de accionamiento de giro de la superficie esférica obturadora y de la llave asociada, teniendo como principal ventaja que constituye un asiento entre llave y obturador de mayor resistencia y durabilidad en comparación con las estructuras tradicionales, en este tipo de válvulas
Es por ello, que el objeto de la presente invención será de interés para el sector de la industria fabricante y suministradora de válvulas y en especial de las denominadas válvulas de bola o de esfera.
ANTECEDENTES:
Las válvulas denominadas de bola o de esfera son estructuras conocidas desde hace décadas. Basta citar a título de ejemplo el Modelo de Utilidad español U0214254 de fecha de solicitud 28.7.1975 de AUSTINOX S.A. de título “Válvula de bola” en el que ya se describe una estructura típica de este tipo de válvulas, constituida por un armazón envolvente, una camisa intermedia y un obturador esférico interior con dos bocas diametralmente opuestas.
Efectivamente, la válvula de esfera, conocida también como de "bola", es un mecanismo de llave de paso que sirve para regular el flujo de un fluido dentro de un canal y se caracteriza porque el mecanismo regulador situado en el interior tiene forma de bola o de esfera perforada. Este obturador cuenta normalmente con dos agujeros alineados de manera que el fluido puede fluir entre ambos orificios. A su vez el obturador se encuentra encerrado en un armazón envolvente al que se conectan ambos extremos de la canalización o tubería.
La llave se abre normalmente haciendo girar el referido obturador esférico, accionado por una llave o manilla, de forma que cuando las perforaciones del obturador se encuentran alineadas con la entrada y salida de la válvula, el fluido fluye por ella, mientras que al girar un cuarto de vuelta el obturador los orificios se encuentran perpendiculares a la dirección de la entrada y salida, de manera que se obstruye el paso del fluido y la válvula queda cerrada.
Asimismo, al tratarse de una válvula de cuarto de vuelta, la posición de la llave o manilla de actuación sirve para indicar cual es el estado de la válvula (abierta o cerrada).
Entre las principales ventajas de estas válvulas, aparte de ser de cuarto de vuelta y por ello de rápido accionamiento, cabe citar que la bola perforada permite la circulación directa en la posición abierta con una pérdida de carga bastante más reducida que las de las válvulas de asiento.
Uno de los posibles inconvenientes es que dado que pueden cerrarse rápidamente, se puede producir un cierto efecto de golpe de ariete, lo que hace que los mecanismos de asiento del obturador sufran de cierta fatiga mecánica.
Estas válvulas pueden ser de dos o tres vías, simplemente añadiendo un tercer orificio en el obturador y lógicamente adaptando la forma del armazón envolvente a la tercera canalización
Entre otras razones, este tipo de válvulas han proliferado porque son muy simples de construcción. Sin embargo una de las debilidades de la estructura tradicional de las válvulas de bola, considerando las instalaciones donde no se suelen efectuar tareas de mantenimiento, es que el obturador normalmente es accionado en un solo punto, donde se encuentra unido al extremo de una llave o manilla de accionamiento, mientras que en el extremo diametralmente opuesto se aloja en un cojinete constituido en el armazón envolvente o cuerpo de la válvula.
Esto hace que el esfuerzo que sufre durante el accionamiento de cierre y apertura de la válvula, incrementado por la resistencia de los elementos que normalmente se acumulan en sus estructuras internas, al ser arrastradas por el fluido, especialmente cuando se trata de aguas, el punto de unión entre la llave o manilla y el obturador sea elevado y muchas veces acaba sufriendo daños mecánicos. Asimismo, el esfuerzo sobre la llave o manilla con forma de palanca también es elevado por lo que es necesario diseñar estos elementos de gran resistencia, elevando el coste de producción y a pesar de ello muchas veces constituyen el elemento de rotura o de avería de la válvula con el paso del tiempo.
Existen numerosos diseños de llaves o manillas para válvulas de bola, entre los que se pueden citar a título de ejemplo el de los registros US Des 412.966 de Newport News Shipbuilding and Drydock Company denominado “Valve handle” de 4.12.1998 o el US D459.444 de Shin Tai Spurt Water of Garden Tools Co. Ltd denominado “Handle of a ball valve” de 3.5.2001
Todos ellos a pesar de adoptar distintas formas para mejorar los aludidos problemas de fatiga, son ideados para interaccionar en un único punto sobre el obturador esférico y transmitir a ese punto el esfuerzo de rotación.
Sin embargo, la presente invención, constituye una estructura que revoluciona la forma del obturador y de la llave o manilla, de manera que esta interacciona sobre dos puntos, diametralmente opuestos, del obturador, transmitiendo simultáneamente en ambos puntos el esfuerzo de rotación y reduciendo los esfuerzos y tensiones mecánicas, tanto en el obturador como en la llave o manilla de accionamiento de la válvula.
DESCRIPCIÓN
La presente estructura perfeccionada de válvula de esfera y de su llave de maniobra que se describe a continuación, está constituida fundamentalmente por un armazón envolvente de la válvula que comunica la entrada y salida de una canalización, por la que circula un fluido, en cuyo interior se encuentra alojado un cuerpo obturador preferentemente esférico o con forma de bola provisto de un par de orificios alineados entre sí, susceptible de girar sobre si mismo, alineando sendo orificios con los de entrada y salida de la válvula en posición abierta, o situando estos perpendiculares al canal de paso del fluido por el interior de la válvula en posición cerrada. El citado obturador esférico se encuentra constituido por un cuerpo preferentemente esférico provisto de dos orificios alineados y perpendicularmente a estos se encuentran dos asientos rectangulares donde encajan dos ejes que transmiten los esfuerzos de rotación del obturador y que discurren por el interior de dos salientes de forma tubular, transversales y perpendiculares a la superficie envolvente de la válvula, sobresaliendo por sus extremos al exterior donde son solidarios con el elemento llave o manilla de la válvula. De esta manera el obturador esférico gira por la acción de dos puntos de unión entre obturador y llave o manilla accionadora de la válvula, siendo el esfuerzo transmitido por sendos ejes. Así, el giro del obturador esférico se transmite por el esfuerzo mecánico de rotación de la llave o manilla a través do los dos puntos de unión entre obturador y llave o manilla de la estructura.
Por otra parte, los referidos ejes que transmiten los esfuerzos de rotación del obturador y que son solidarios con el elemento llave o manilla de la válvula, se encuentran provistos de juntas herméticas de unión estanca entre el obturador y el cuerpo o armazón envolvente de la válvula
Asimismo, la superficie exterior de los citados cuerpos salientes tubulares, por cuyo interior discurren los citados ejes por los que se transmite el movimiento entre llave y obturador, se encuentra provista de sendas muescas que actúan a modo de tope sobre los extremos libres de la llave o manilla dado que estos finalizan formando unas uñas que colisionan con las muescas anteriores en la trayectoria de movimiento de la llave. De esta manera se limita el movimiento de la llave a un cuarto de vuelta, impidiendo que esta se pueda forzar, lo que supone un dispositivo de protección añadido y de alargamiento de la vida de la llave.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A continuación, se hará una detallada descripción de la estructura perfeccionada de válvula de esfera y de su llave de maniobra, objeto de la presente invención, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que se representa, a simple título de ejemplo, no limitativo, una forma preferente de realización susceptible de todas aquellas variaciones de detalle que no supongan una alteración fundamental de las características esenciales de dichos perfeccionamientos.
En dichos planos se ilustran:
En la figura 1: Vista en perspectiva de la estructura perfeccionada de válvula de esfera y de su llave de maniobra con la llave en posición abierta
En la figura 2: Vista de sección en perspectiva de la estructura perfeccionada de válvula de esfera y de su llave de maniobra con la llave en posición abierta
En la figura 3: Vista en perspectiva de la llave o manilla de la estructura perfeccionada de válvula de esfera y de su llave de maniobra
En la figura 4: Vista de sección en perspectiva de la estructura perfeccionada de válvula de esfera y de su llave de maniobra sin el armazón envolvente o cuerpo de la válvula para ilustración de los elementos interiores, con la llave en posición cerrada
En la figura 5: Vista en perspectiva de la estructura perfeccionada de válvula de esfera y de su llave de maniobra sin el armazón envolvente o cuerpo de la válvula para ilustración de los elementos interiores, con la llave en posición cerrada
En la figura 6: Vista de sección en perspectiva de la estructura perfeccionada de válvula de esfera y de su llave de maniobra, con la llave en posición cerrada
En la figura 7: Vista en perspectiva de la estructura perfeccionada de válvula de esfera y de su llave de maniobra con la llave en posición cerrada, con la llave en posición cerrada .
Según el ejemplo de ejecución representado, la estructura perfeccionada de válvula de esfera y de su llave de maniobra que se ilustra en esta forma preferente de realización está constituida fundamentalmente por un armazón envolvente (2) de la válvula que comunica la entrada y salida de una canalización, por la que circula un fluido, en cuyo interior se encuentra alojado un cuerpo obturador (4) preferentemente esférico o con forma de bola provisto de un par de orificios alineados entre sí, susceptible de girar sobre si mismo, alineando sendo orificios con los de entrada y salida de la válvula en posición abierta, o situando estos perpendiculares al canal de paso del fluido por el interior de la válvula en posición cerrada. El citado obturador (4) preferentemente esférico se encuentra constituido por un cuerpo de dicha forma provisto de dos orificios alineados y perpendicularmente a estos se encuentran dos asientos rectangulares (6) donde encajan dos ejes (5) que transmiten los esfuerzos de rotación del obturador (4) y que discurren por el interior de dos salientes (9) de forma tubular, transversales y perpendiculares a la superficie envolvente de la válvula, sobresaliendo por sus extremos al exterior donde son solidarios con el elemento llave o manilla (1) de la válvula. De esta manera el obturador esférico (4) gira por la acción de dos puntos (3) de unión entre obturador (4) y llave o manilla (1) accionadora de la válvula, siendo el esfuerzo transmitido por sendos ejes (5). Así, el giro del obturador esférico (4) se transmite por el esfuerzo mecánico de rotación de la llave o manilla (1) a través do los dos puntos (3) de unión entre obturador (4) y llave o manilla (1) de la estructura.
Por otra parte, los referidos ejes (5) que transmiten los esfuerzos de rotación del obturador
(4) y que son solidarios con el elemento llave o manilla (1) de la válvula, se encuentran provistos de juntas herméticas (7) de unión estanca entre el obturador y el cuerpo o armazón envolvente (2) de la válvula
Asimismo, la forma de la llave o manilla (1) de la válvula se encuentra formada por una estructura envolvente simétrica de cuya parte central sobresale un mango de actuación de accionamiento manual cuya misión consiste en facilitar el accionamiento de la válvula e indicar las posiciones de cerrado / abierto del obturador.
Por otra parte, la superficie exterior de los citados cuerpos salientes tubulares (9), por cuyo interior discurren los citados ejes (5) por los que se transmite el movimiento entre llave (1) y obturador (4), se encuentra provista de sendas muescas (8) que actúan a modo de tope sobre los extremos libres de la llave o manilla (1) dado que estos finalizan formando unas uñas (10), las cuales colisionan con las muescas (8) anteriores en la trayectoria de movimiento de la llave. De esta manera y limitado el movimiento de la llave (1) a un cuarto de vuelta, se reparten los esfuerzos de la maniobra sobre muesca y tope (8 y 10) en cada uno de los cuerpos salientes tubulares al 50% impidiendo que éstos se puedan forzar, lo que supone un dispositivo de protección añadido y de alargamiento de la vida de la llave.
Finalmente, la forma, materiales y dimensiones podrán ser variables y en general, todo cuanto sea accesorio y secundario, siempre que no altere cambie o modifique la esencialidad de los perfeccionamientos que se han descrito.

Claims (3)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Estructura de válvula de esfera y de su llave de maniobra constituida por un armazón envolvente (2) de la válvula que comunica la entrada y salida de una canalización, en cuyo interior se encuentra alojado un cuerpo obturador (4) susceptible de girar sobre sí mismo y constituido por un cuerpo esférico provisto de dos orificios alineados, caracterizada por que:
    -
    perpendicularmente a estos dos orificios alineados se encuentran dos asientos rectangulares (6) donde encajan dos ejes (5) que transmiten los esfuerzos de rotación del cuerpo obturador (4) y que discurren por el interior de dos cuerpos salientes (9) de forma tubular, transversales y perpendiculares a la superficie envolvente de la válvula, sobresaliendo por sus extremos al exterior donde son solidarios con el elemento llave o manilla (1) de la válvula;
    -
    y por que los cuerpos salientes (9) tubulares comprenden una muesca (8) a modo de tope a la vez que los extremos de la llave o manilla (1) finalizan formando sendas uñas (10) susceptibles de colisionar con las muescas (8) anteriores en su trayectoria de movimiento.
  2. 2.
    Estructura de válvula de esfera y de su llave de maniobra, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que la llave o manilla (1) de la válvula es una estructura envolvente simétrica de cuya parte central sobresale un mango de actuación de accionamiento manual de la válvula y de indicación de las posiciones cerrado / abierto del cuerpo obturador (4).
  3. 3.
    Estructura de válvula de esfera y de su llave de maniobra, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los ejes (5) comprenden unas juntas herméticas (7) de unión estanca entre el cuerpo obturador (4) y el armazón envolvente (2) de la válvula.
    9
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