ES2580754B1 - Válvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos - Google Patents

Válvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos Download PDF

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Abstract

Válvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos, que incorpora en la región interior de paso del medio fluido un cuerpo interior interpuesto en el paso del medio fluido, presentando dicho cuerpo interior una geometría exterior aerodinámica de modo pisciforme y dispuesto con dicha geometría en el interior de la válvula de modo que la sección de paso resultante para el medio fluido entre el cuerpo interior y la propia válvula es constante; disponiendo además de un eje de maniobra, una manivela, una biela y un vástago que es solidario con un obturador; siendo el eje de maniobra perpendicular al eje axial y sobresaliente al exterior de la válvula y penetrando en el cuerpo interior y habilitado para su accionamiento desde el exterior de la válvula para girar sobre sí mismo.

Description

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DESCRIPCION
VALVULA PERFECCIONADA REGULADORA DEL PASO AXIAL DE MEDIOS FLUIDOS OBJETO DE LA INVENCION
La presente solicitud de invencion tiene por objeto el registro de una valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos, que incorpora notables innovaciones y ventajas frente a las tecnicas utilizadas hasta el momento.
Mas concretamente, la invencion propone el desarrollo de una valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos, que por su particular disposition, permite unas adecuadas prestaciones aerodinamicas al paso por su interior de medios fluidos, ademas de presentar un accionamiento para su cierre o abertura total o parcial mas efectivo y seguro.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Son conocidas en el actual estado de la tecnica diferentes valvulas para el paso axial de medios fluidos.
En ocasiones dichas valvulas presentan diferentes geometrlas que suponen cambios de direction y/o secciones de paso del medio fluido que no son constantes, lo cual implica unas consiguientes perdidas de carga en el paso del medio fluido.
Ademas de ello, los diferentes mecanismos existentes para el cierre o abertura parcial de la valvula son muy susceptibles a su atasco por suciedades o desgaste de sus diferentes elementos, ademas de precisar en ocasiones de demasiado esfuerzo para su accionamiento.
La presente invencion contribuye a solucionar y solventar la presente problematica, pues mejora ostensiblemente las propiedades aerodinamicas del paso por su interior del medio fluido, asl como un mecanismo de cierre y abertura total o parcial mas efectivo y seguro.
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DESCRIPCION DE LA INVENCION
La presente invencion se ha desarrollado con el fin de proporcionar valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos, que presenta un eje axial geometrico interior dispuesto en la direccion de circulation del medio fluido, que se caracteriza esencialmente por el hecho de que incorpora en la region interior de paso del medio fluido un cuerpo interior interpuesto en el paso del medio fluido, presentando dicho cuerpo interior una geometrla exterior aerodinamica de modo pisciforme y dispuesto con dicha geometrla en el interior de la valvula de modo que la section de paso resultante para el medio fluido entre el cuerpo interior y la propia valvula es constante; disponiendo ademas la valvula de un eje de maniobra, una manivela, una biela y un vastago que es solidario con un obturador; siendo el eje de maniobra perpendicular al eje axial y sobresaliente al exterior de la valvula y penetrando en el cuerpo interior y habilitado para su accionamiento desde el exterior de la valvula para girar sobre si mismo; estando la manivela en el interior del cuerpo interior e insertada en el eje de maniobra, de modo que recibe un movimiento giratorio transmitido desde el eje de maniobra y concentrico con este mismo; y estando la biela en su extremo articulada con el extremo giratorio de la manivela, y el otro extremo de la misma biela esta articulado con un extremo del vastago que a su vez esta contenido en una gula fija en el cuerpo interior y presenta por tanto un movimiento contenido a lo largo del eje axial, de modo que las diferentes posiciones de la biela como consecuencia del movimiento giratorio de la manivela transmitido desde el eje de maniobra, transmiten un movimiento del vastago en una direccion contenida en el eje axial; dicho movimiento del vastago supone un desplazamiento del obturador por el interior de un cilindro que esta dotado de ventanas o taladros, hacia afuera del propio cuerpo interior, desde una position que permite el paso maximo del medio fluido a traves de la valvula, hasta otra posicion que obstruye el paso del medio fluido a traves de la misma valvula.
Alternativamente, en la valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos, el eje de maniobra esta habilitado para su accionamiento manual desde el exterior de la valvula.
Alternativamente, en la valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos, el eje de maniobra esta habilitado para su accionamiento motorizado desde el exterior de la valvula.
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Alternativamente, en la valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos, el eje de maniobra esta habilitado para su accionamiento neumatico desde el exterior de la valvula.
Alternativamente, en la valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos, el medio fluido es incompresible.
Alternativamente, en la valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos, el medio fluido es compresible.
Gracias a la presente invencion, se consiguen unas adecuadas prestaciones aerodinamicas al paso por su interior de medios fluidos, ademas de presentar un accionamiento para su cierre o abertura total o parcial mas efectivo y seguro.
Otras caracterlsticas y ventajas de la valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos resultaran evidentes a partir de la descripcion de una realizacion preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompanan, en los cuales:
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Figura 1.- Es una vista esquematica de un corte en planta de una modalidad de realizacion preferida de la valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos de la presente invencion.
DESCRIPCION DE UNA REALIZACION PREFERENTE
Tal y como se muestra esquematicamente en la figura 1, la valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos de la invencion, e indicada de forma general con la referencia 1, presenta un eje axial 2 geometrico interior dispuesto en la direccion y sentido de circulation del medio fluido que aparece senalado por las flechas.
La valvula 1 incorpora en la region interior de paso del medio fluido un cuerpo interior 3 interpuesto en el paso del medio fluido.
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Dicho cuerpo interior 3 presenta una geometria exterior aerodinamica de modo pisciforme, y esta dispuesto con dicha geometria en el interior de la valvula 1 de modo que la seccion de paso resultante para el medio fluido circulante (representado por las flechas) entre el cuerpo interior 3 y la propia valvula 1 es constante.
La valvula 1 dispone de un mecanismo que comprende un eje de maniobra 4, una manivela 5, una biela 6 y un vastago 7 que es solidario con un obturador 71.
El eje de maniobra 4 es perpendicular al eje axial 4 y sobresale al exterior de la valvula 1. Ademas tambien penetra en el cuerpo interior 3 y esta habilitado para su accionamiento desde el exterior de la valvula 1 para girar sobre si mismo.
En la representation esquematica de la figura 1 el eje de maniobra 4 es perpendicular al plano de la propia figura 1.
La manivela 5 esta en el interior del cuerpo interior 3 y esta al mismo tiempo insertada en el eje de maniobra 4, de modo que recibe un movimiento giratorio transmitido desde el eje de maniobra 4 y concentrico con este mismo.
Al mismo tiempo, la biela 6 esta en su extremo 61 articulada con el extremo giratorio 51 de la manivela 5. El otro extremo 62 de la misma biela 6 presenta un movimiento contenido a lo largo en el eje axial 2, pues esta articulado con un extremo 72 del vastago 7, el cual esta a su vez insertado en una gula 63 rlgida en el interior del cuerpo interior 3, de modo que las diferentes posiciones de la biela 6 como consecuencia del movimiento giratorio de la manivela 5 transmitido desde el eje de maniobra 4, transmiten un movimiento al vastago 7 en una direction contenida en el eje axial 2.
Dicho movimiento del vastago 7 supone un desplazamiento del obturador 71, al ser ambos solidarios, hacia afuera del cuerpo interior 3, desde una position retralda hacia el interior del cuerpo interior 3 que permite el paso maximo de fluido a traves de la valvula 1, hasta otra posicion hacia el exterior del mismo cuerpo interior 3 que obstruye el paso de fluido a traves de la misma valvula 1 y suponiendo por tanto el cierre de esta.
La gula 63 absorbe los esfuerzos laterales o radiales que el vastago 7 recibe de la biela 6, permitiendo que esta desplace el obturador 71 sin desviacion alguna.
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El movimiento axial del obturador 71 permite regular el paso del medio fluido en condiciones intermedias. El obturador 71 se desplaza en el interior de un cilindro 8, o "caja” cilmdrica. El cilindro 8 presenta unas ventanas o taladros (no representados en la figura) y esta unido rigidamente al interior de la valvula 1. El desplazamiento del obturador 71 a lo largo del eje axial 2 destapa o cierra las ventanas o taladros del cilindro 8, abriendo o cerrando por tanto la valvula 1.
Tambien, segun el grado de giro conferido al eje de maniobra 4 y transmitido del modo explicado hasta el desplazamiento del obturador 71 en el interior del cilindro 8, son posibles diferentes posiciones intermedias del obturador 71 en el interior del cilindro 8, lo que comporta un cierre parcial de las ventanas o taladros del cilindro 8, y por tanto de la valvula 1.
El cuerpo interior 3 aloja el mecanismo que convierte el movimiento giratorio del eje de maniobra 4 en un movimiento axial, en la direccion del eje axial 2 de la valvula 1, que es coincidente con el eje de la tuberia adyacente.
El accionamiento del eje de maniobra 4 en su movimiento giratorio puede ser efectuado de modo manual, o bien ser transmitido desde un motor habilitado a tal efecto, o bien ser transmitido desde un mecanismo neumatico, todo ello desde el exterior de la propia valvula 1.
El medio fluido que atraviesa la valvula 1 puede ser compresible o incompresible.
La valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos de la invencion presenta su cuerpo interior 3 con una geometria aerodinamica exterior pisciforme adecuadamente alargada en la direccion del eje axial 2 de la propia valvula 1 y de la tuberia adyacente, y su seccion de paso constante en forma de corona circular, permitiendo el paso del medio fluido a su alrededor.
Estas caracteristicas evitan las turbulencias del medio fluido y las perdidas de carga y presion, gracias a que no hay cambios bruscos de direccion ni de velocidad del medio fluido por ser la seccion de paso de area constante.
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La valvula 1 tiene por tanto un coeficiente de resistencia al paso del medio fluido menor que las valvulas convencionales de tipo globo conocidas en el estado de la tecnica, es decir, aporta mayor capacidad de caudal del fluido (Cv) a igualdad de tamano.
El accionamiento de la valvula 1 se consigue mediante un eje de maniobra 4 desde el exterior de la propia valvula 1, que puede ser de procedencia manual, neumatico, o electrico.
El eje de maniobra 4 mantiene su sellado por los medios ya conocidos en el estado de la tecnica, impidiendo la salida de medio fluido por el eje de maniobra 4 a pesar del movimiento giratorio que este sufre.
El mecanismo que convierte el movimiento giratorio del eje de maniobra 4 en un movimiento axial multiplica el par recibido desde el eje de maniobra 4. Se ha concebido un mecanismo con manivela 5 y biela 6, que combinado con una adecuada relacion entre las longitudes de ambos elementos, ademas de un adecuado angulo relativo entre la manivela 5 y el vastago 7, optimiza el esfuerzo del mismo, aumentando la fuerza aplicada all! donde mas se necesita.
Dicho mecanismo es ademas inmune a la suciedad gracias a la articulacion de sus elementos mediante pasadores especialmente disenados para prevenir la entrada de partlculas. Ademas, al ser rotativo reduce el desgaste de las juntas y empaquetadura de sellado, lo que permite asegurar la ausencia de fugas al exterior.
Ademas, la fuerza necesaria para desplazar el obturador 71 que esta equilibrado en direccion axial y en direccion radial, es por tanto minima. Con ello se consigue una regulacion suave al no encontrar resistencia en su desplazamiento. La posicion de la manivela 5 en el momento del cierre permite amplificar el esfuerzo del eje de maniobra 4, permitiendo asl reducir el tamano necesario.
Al estar desplazado y guiado el obturador 71 por el interior del cilindro 8 o "caja” se evitan posibles vibraciones debidas a las turbulencias del medio fluido, sin que por ello haya resistencia debido a rozamiento con el mismo, pues esta equilibrado axialmente.
El obturador 71 es actuado en direccion axial por el vastago 7, que estando perfectamente guiado por la gula 63, elimina el esfuerzo lateral.
Ademas el obturador 71 esta equilibrado en la direccion del movimiento, porque unos agujeros en el mismo permiten igualar la presion a ambos lados haciendo que las fuerzas debidas a la misma se equilibren. El resultado es que en todo momento en cualquier 5 posicion, el obturador 71 se desplaza sin esfuerzo a lo largo de su carrera, sin rozamientos debidos a empujes laterales, ni esfuerzos axiales. El mayor esfuerzo necesario para cerrar o abrir, lo aporta el efecto multiplicador del mecanismo.
Asl pues el mecanismo descrito elimina problemas de suciedad del medio fluido, reduce la 10 friccion o rozamiento y utilizando un eje de maniobra 4 o actuadores de menor tamano consigue un movimiento suave del organo de cierre.
El cilindro 8 o "caja” presenta una apertura de forma caracterlstica, que consigue una relacion determinada (lineal, o equiporcentual) entre la carrera del obturador 71 y la 15 capacidad de paso Cv.
Los detalles, las formas, las dimensiones y demas elementos accesorios, asl como los materiales empleados en la fabrication de la valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos de la invention, podran ser convenientemente sustituidos por otros que 20 sean tecnicamente equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invencion ni del ambito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuation.

Claims (6)

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    REIVINDICACIONES
    1. Valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos, que presenta un eje axial (2) geometrico interior dispuesto en la direccion de circulation del medio fluido, caracterizada por el hecho de que incorpora en la region interior de paso del medio fluido un cuerpo interior (3) interpuesto en el paso del medio fluido, presentando dicho cuerpo interior (3) una geometrla exterior aerodinamica de modo pisciforme y dispuesto con dicha geometrla en el interior de la valvula (1) de modo que la section de paso resultante para el medio fluido entre el cuerpo interior (3) y la propia valvula (1) es constante; disponiendo ademas la valvula (1) de un eje de maniobra (4), una manivela (5), una biela (6) y un vastago (7) que es solidario con un obturador (71); siendo el eje de maniobra (4) perpendicular al eje axial (2) y sobresaliente al exterior de la valvula (1) y penetrando en el cuerpo interior (3) y habilitado para su accionamiento desde el exterior de la valvula (1) para girar sobre si mismo; estando la manivela (5) en el interior del cuerpo interior (3) e insertada en el eje de maniobra (4), de modo que recibe un movimiento giratorio transmitido desde el eje de maniobra (4) y concentrico con este mismo; y estando la biela (6) en su extremo (61) articulada con el extremo giratorio (51) de la manivela (5), y el otro extremo (62) de la misma biela (6) esta articulado con un extremo (72) del vastago (7) que a su vez esta contenido en una gula (63) fija en el cuerpo interior (3) y presenta por tanto un movimiento contenido a lo largo del eje axial (2), de modo que las diferentes posiciones de la biela (6) como consecuencia del movimiento giratorio de la manivela (5) transmitido desde el eje de maniobra (4), transmiten un movimiento del vastago (7) en una direccion contenida en el eje axial (2); dicho movimiento del vastago (7) supone un desplazamiento del obturador (71) por el interior de un cilindro (8) que esta dotado de ventanas o taladros, hacia afuera del propio cuerpo interior (3), desde una position que permite el paso maximo del medio fluido a traves de la valvula (1), hasta otra posicion que obstruye el paso del medio fluido a traves de la misma valvula (1).
  2. 2. Valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos segun la reivindicacion 1, caracterizada por el hecho de que el eje de maniobra (4) esta habilitado para su accionamiento manual desde el exterior de la valvula (1).
  3. 3. Valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos segun la reivindicacion 1, caracterizada por el hecho de que el eje de maniobra (4) esta habilitado para su accionamiento motorizado desde el exterior de la valvula (1).
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  4. 4. Valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos segun la
    reivindicacion 1, caracterizada por el hecho de que el eje de maniobra (4) esta habilitado para su accionamiento neumatico desde el exterior de la valvula (1).

  5. 5. Valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos segun la
    reivindicacion 1, caracterizada por el hecho de que el medio fluido es incompresible.

  6. 6. Valvula perfeccionada reguladora del paso axial de medios fluidos segun la
    reivindicacion 1, caracterizada por el hecho de que el medio fluido es compresible.
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