ES2618778T3

ES2618778T3 - Asiento de válvula anti-cavitación

Info

Publication number: ES2618778T3
Application number: ES12856758.3T
Authority: ES
Inventors: Robert Folk; David Becker
Original assignee: Cla Val Co
Current assignee: Cla Val Co
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2017-06-22
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: AU2012352735B2; EP2798247B1; EP2798247A1; AU2012352735A1; WO2013090025A1; NZ625202A; CA2854045A1; US9010371B2; HK1199481A1; HK1200520A1; EP2798247A4; PT2798247T; IL232162A0; IL232162B; US20130153808A1; CA2854045C; CN104040233B; CN104040233A

Abstract

Un asiento anti-cavitación (100, 200) posicionable entre una entrada (14) y una salida (16) de una válvula principal (10) y con respecto a un disco no anti-cavitación (32) de un conjunto de vástago (26-34) para cooperar con el disco en la apertura y cierre del flujo de fluido entre la entrada y la salida de la válvula principal, comprendiendo el asiento anti-cavitación: una primera pared (104, 204) que tiene una pluralidad de aperturas separadas (106, 206) formadas en la misma; una segunda pared (110, 210) separada de la primera pared y que define una cámara externa (114, 214) entre la primera y segunda paredes, y una cámara interna (116, 216), teniendo la segunda pared una pluralidad de aperturas separadas (112, 212) formadas en la misma; y una base (102, 202) a partir de la cual se extienden la primera y segunda paredes; en el que la cámara interna tiene una abertura adaptada para cerrarse de forma reversible por el disco del conjunto de vástago de la válvula principal; caracterizado por un pilar hueco (118, 218) que se extiende desde la base hasta la cámara interna, que comprende una pared (128) que define una cámara de eje central (120, 220), y una apertura (122, 222) en la base que proporciona una abertura en la cámara de eje central, en el que el pilar incluye unas aperturas (126, 226) formadas en el mismo que permiten que el fluido pase desde la apertura de la base a través de la cámara de eje central y la pared del pilar hasta la cámara interna; y en el que las aperturas del pilar y las aperturas de la segunda pared se disponen para hacer converger el fluido que fluye desde al menos una pluralidad de las aperturas de pilar y las aperturas de la segunda pared en la cámara interna.

Description

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Asiento de valvula anti-cavitacion.

ANTECEDENTES DE LA INVENClON

La presente invencion se refiere en general a valvulas de control en sistemas de transferencia de fluidos de alta presion, tales como sistemas de abastecimiento de agua. Mas particularmente, la presente invencion se refiere a un asiento anti-cavitacion para su uso en valvulas de control con el fin de impartir propiedades de anti-cavitacion y bajo ruido.

Se usan regularmente valvulas principales, tal como se ilustra en la figura 1, en sistemas de transferencia de fluidos de alta presion, tales como sistemas de abastecimiento de agua. Dichas valvulas principales, generalmente mencionadas por el numero de referencia 10, tambien se denominan como valvulas basicas, valvulas de control de flujo, y valvulas reductoras de presion, y similares. Estas valvulas incluyen un cuerpo 12 que define una entrada de fluido 14 y una salida de fluido 16, generalmente en extremos opuestos del cuerpo 12. La entrada 14 y la salida 16 se conectan operativamente a tuberfas o similares para suministrar el fluido de manera controlada. Se dispone un asiento 18 entre la entrada de fluido 14 y la salida 16, y junto con un conjunto de vastago, controla el flujo de agua a traves de la valvula 10. Con el fin de abrir y cerrar la valvula 10, y controlar el flujo de agua a traves de la misma, se fija una cubierta 20 al cuerpo 12 y con un diafragma 22 define una camara de presion 24. El fluido entra y sale de la camara de presion 24, haciendo que el diafragma 22 se flexione hacia fuera hacia el asiento 18 y hacia dentro hasta la camara de presion 24.

Un conjunto de vastago incluye un vastago 26 que se extiende a traves de una arandela de diafragma 28, en un lado del diafragma 22 y un reten de disco 30 que tiene un disco 32, que se acopla a un borde superior del asiento 18 para cerrar la valvula 10. Cuando la presion en la camara de presion 24 es menor proporcionalmente que la presion en la entrada de valvula 14, la fuerza de la presion supera la fuerza del resorte 34 que desvfa la arandela de diafragma 28, diafragma 22, el reten de disco 30 y el disco 32 hacia arriba hasta la camara de presion 24, abriendo de esta manera la valvula 10. Sin embargo, cuando la presion del fluido dentro de la camara de presion 24 es igual a o mayor que la presion de la entrada de valvula 14 y la presion de la salida de valvula 16, como se ilustra en la figura 1, la presion del fluido facilita la fuerza del resorte 34 y mueve el diafragma 22, y por lo tanto la arandela de diafragma 28, el reten de disco 30 y el disco 32 asociados, hacia el asiento 18, hasta que el disco 32 se acopla al borde superior del asiento 18, como se ilustra, para cerrar la valvula 10. Por lo tanto, el diafragma 22, el vastago 26, la arandela de diafragma 28, el reten de disco 30 y el disco 32 se mueven de forma deslizante entre si con respecto al asiento 18 para abrir y cerrar la valvula. La interaccion entre el fluido dentro de la valvula 10, la fuerza del resorte 34, y la presion aplicada a la camara de presion 24 dictan el grado que se abre o se cierra la valvula 10, y por lo tanto, la cantidad de fluido que se deja pasar aguas abajo a traves de la valvula 10.

Al someterse a diferenciales de alta presion o altos caudales, las valvulas a menudo presentan ruidos y vibraciones excesivos. Esto puede atribuirse generalmente al fenomeno de la cavitacion, que puede variar desde niveles relativamente inofensivos, llamados cavitacion incipiente, a niveles significativamente mas agudos que en realidad danan las valvulas y las tuberfas relacionadas. Puede ser suficientemente ruidosa como para causar la perdida de audicion en el personal de la planta si se someten a la misma durante perfodos de tiempo prolongados.

La cavitacion se produce cuando la velocidad del fluido en la zona de asiento de la valvula se vuelve excesiva, creando una reduccion grave repentina de la presion que transforma el lfquido en un estado de vapor, dando como resultado la formacion de literalmente miles de diminutas burbujas. La disminucion posterior de la velocidad y el aumento de la presion que se produce despues de la zona de asiento de la valvula, cuando la condicion de aumento de presion se reanuda, hace que estas burbujas de vapor se colapsen a razon de muchas veces por segundo. Si esto ocurre muy cerca de cualquier superficie de metal, pueden tener lugar danos. Con el tiempo, esto puede conducir a un fallo de la valvula debido a la vibracion y/o la erosion. Minimizar o eliminar estas condiciones que afectan negativamente al funcionamiento y la vida util de la valvula sigue siendo uno de los desaffos mas serios encontrados en la operacion diaria de un sistema de distribucion de agua, tales como sistemas de agua municipales y similares.

Para superar los efectos adversos de la accion del orificio de la valvula, se ha convertido en practica comun disenar la valvula con el fin de romper el flujo a traves de la valvula en una multitud de pequenas corrientes que despues se conducen a traves de trayectorias contorneadas para producir perdidas de energfa en el fluido. Tales disenos se conocen como la redireccion del flujo de fluido tortuoso. Se conocen conjuntos de valvula, tales como los producidos

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por Ross Valve Manufacturing Company Inc., que utilizan placas alineadas que sirven para suprimir la vibracion, las fluctuaciones de presion, la cavitacion y el ruido. Por ejemplo, una placa corrugada aguas arriba se puede deslizar selectivamente hasta un lugar para controlar el flujo. Una placa aguas abajo que tiene una pluralidad de aberturas crea una pluralidad de chorros que reducen el flujo de presion a traves del conjunto de placas. Sin embargo, el numero y tamano de aperturas en las placas, el numero de placas, y su separacion, se determinan por el flujo de fluido, y los flujos variables pueden hacer que tales placas de orificios sean ineficaces.

Tambien se conocen otros conjuntos de valvulas en los que unos depositos de interconexon que tienen unas aberturas forman una trayectoria de fluido tortuoso. Por ejemplo, Singer Valve Inc. ofrece un regulador anti- cavitacion que tiene depositos de interconexon con una pluralidad de pequenas aberturas redondas que supera muchos de los problemas anteriores de los disenos de "placas apiladas". En dichos disenos de dos depositos, como el conjunto de Singer, uno de los depositos sirve como un asiento mientras que el otro deposito sustituye diversos componentes del conjunto de vastago, y se mueve hacia arriba y hacia abajo por el vastago en relacion con el deposito inferior para abrir y cerrar la valvula principal y formar una trayectoria de fluido tortuoso entre las aberturas de los dos depositos. La valvula Singer es capaz de eliminar de manera eficaz y sustancialmente el ruido y la cavitacion. Sin embargo, este conjunto de valvula es propensa a la suciedad o la obstruccion debido a la utilizacion de las pequenas aberturas redondas en los depositos. De hecho, el fluido debe filtrarse a menudo antes de pasar a traves del conjunto de valvula Singer. Ademas, el fluido que sale de los depositos del conjunto de valvula Singer se dirige a la pared de la carcasa, provocando la erosion.

Aunque reducen de forma eficaz el ruido y la cavitacion, estos dispositivos no son optimos. La principal desventaja de tales disenos es que la capacidad de la valvula se reduce significativamente, lo que hace que estas valvulas sean inaplicables en ciertas situaciones.

Tales disenos de valvulas tambien requieren una fabricacion y montaje bastante complejos y costosos.

Otro problema experimentado con los conocidos conjuntos de valvulas anti-cavitacion dispuestos dentro de la zona de asiento de la valvula principal o basica es que no permiten el uso de los mismos componentes del conjunto de vastago de un conjunto de valvula exstente. Por lo tanto, el asiento de valvula estandar, la gufa del disco, el vastago, el reten de disco, el diafragma, la arandela de diafragma, etc. deben reemplazarse por el nuevo conjunto al reacondicionar una valvula principal o basica eXstente. Sera ventajoso y beneficioso para los clientes que desean anadir una caracterfstica anti-cavitacion a una valvula principal o basica eXstente. Sera particularmente ventajoso y beneficioso si el cliente puede usar su conjunto de vastago existente y simplemente intercambiar el asiento estandar por un asiento anti-cavitacion.

Por consiguiente, existe una necesidad continua de un conjunto de valvula anti-cavitacion que use los mismos componentes del conjunto de vastago de la valvula eXstente, y que pueda usarse en el reacondicionamiento de las valvulas eXstentes. La presente invencion satisface estas necesidades, y proporciona otras ventajas relacionadas.

El documento GB 15601 15 desvela la valvula reductora de presion de gas con generacion de ruido reducido. La valvula reductora de presion comprende un cuerpo de valvula que define un paso de entrada, un paso de salida y una abertura entre los mismos controlada por un elemento de valvula, y una zona de mezcla inmediatamente aguas abajo de dicha abertura y que se define por porciones de entrada y de salida perforadas que sirven para contener una pluralidad de elementos de llenado que crean una region de flujo laberintica, aproximandose la porcion de salida a su area en seccion transversal de flujo libre con respecto al area en seccion transversal de la seccion adyacente del paso de salida.

El documento US 6394134 B1 desvela un dispositivo de control de fluido que impide la generacion de cavitacion, vaporizacion, el bloqueo por materiales extranos, y el dano de las piezas internas. El dispositivo incluye una jaula que tiene un cilindro dentro que esta estrechamente en contacto con un obturador, un cilindro exterior que forma una pluralidad de orificios en las direcciones axal y radial, respectivamente, un primer cilindro interno que forma una pluralidad de ranuras concavas/convexas que tienen codos en seccion rectangular con un rebaje en una direccion aXal, un segundo cilindro interno que forma una pluralidad de orificios en las direcciones axial y radial, y placas de soporte superiores e inferiores para el acoplamiento estrecho de los cilindros interiores y exteriores con el primer y segundo cilindros internos en los extremos superiores e inferiores de los mismos; la obturador que forma una porcion de sellado y una porcion de apertura y cierre que estan en contacto con un asiento, en el extremo delantero de la porcion inferior del mismo, para abrir/cerrar de esta manera el asiento y controlar el flujo de fluido, mientras se mueve en el interior de la jaula; y estando el asiento en contacto interno con el obturador.

El documento US 4108210 desvela un regulador de valvula de control de flujo de fluido adecuado para su uso en una valvula en la que se pueden mantener altas cafdas de presion de fluido sin la generacion de ruido excesivo o dano por cavitacion en los miembros de valvula. El regulador de la valvula se construye de dos o mas jaulas anulares que rodean un paso central, acoplando circunferencialmente cada jaula externa la siguiente jaula interior. 5 Un vastago de valvula que lleva un miembro de obturador de valvula se puede mover axialmente dentro del paso central, acoplando de forma deslizante el miembro de obturador a la superficie radialmente hacia el interior de la jaula anular interna. La comunicacion a traves de las paredes de cada una de las jaulas son orificios de restriccion de flujo y las camaras de recuperacion de presion de fluido que definen dos o mas fases de estrangulamiento de orificios secuenciales.

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El documento FR 2152151 desvela una valvula que permite controlar el flujo gaseoso sin producir un ruido excesivo. Una pluralidad de cilindros reguladores de cambio rapido multiperforados realizan una reduccion de presion de al menos dos fases. En una realizacion, los cilindros estan se disponen uno con respecto al otro, estando sus aberturas desviadas entre si. La valvula se abre y se cierra desplazando linealmente un obturador de valvula 15 dispuesto dentro del cilindro interior.

RESUMEN DE LA INVENCION

La presente invencion reside en un asiento anti-cavitacion de acuerdo con la reivindicacion 1 que puede situarse 20 entre una entrada y una salida de una valvula principal y con respecto a un disco no anti-cavitacion de un conjunto de vastago para cooperar con el disco en la apertura y cierre del flujo de fluido entre la entrada y la salida de la valvula principal. Como tal, el asiento anti-cavitacion de la presente invencion puede insertarse en el lugar del asiento no anti-cavitacion estandar, para impartir caracterfsticas de anti-cavitacion a la valvula principal.

25 La invencion tambien define un metodo de acuerdo con la reivindicacion 12 para convertir una valvula principal no anti-cavitacion en una valvula principal anti-cavitacion.

El asiento anti-cavitacion comprende generalmente una primera pared que se extiende desde una base y que tiene una pluralidad de aperturas separadas formadas en la misma. Una segunda pared tambien se extiende desde la 30 base y esta separada de la primera pared, para definir una camara externa entre la primera y segunda paredes. La segunda pared tambien define una camara interna del asiento. La segunda pared tiene una pluralidad de aperturas separadas formadas en la misma. Preferiblemente, las aperturas de la primera y segunda pared se desvfan entre si, formando una trayectoria de flujo fluido tortuosa entre las aperturas de la primera pared y las aperturas de la segunda pared.

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Las aperturas de la segunda pared se disponen para dirigir el fluido hasta camara interna de tal forma que el flujo de fluido de las aperturas de la segunda pared converge en la camara interna. En una realizacion particularmente preferida, las aperturas de la primera y segunda paredes son unas ranuras alargadas.

40 Un pilar hueco se extiende desde la base y hasta la camara interna. El pilar incluye unas aperturas formadas en el mismo que permiten que el fluido pase a traves del pilar y hasta la camara interna. Tfpicamente, las aperturas del pilar y las aperturas de la segunda pared se disponen de tal forma que el fluido que fluye desde al menos una pluralidad de las aperturas del pilar y las aperturas de la segunda pared, converge dentro de la camara interna. Por lo tanto, al menos una pluralidad de las aperturas del pilar y las aperturas de la segunda pared se alinean 45 generalmente entre si. El pilar puede incluir una abertura adaptada para recibir un vastago del conjunto de vastago de la valvula principal en el mismo.

El asiento incluye un borde periferico en un extremo superior de la primera y segunda paredes que esta configurado para acoplarse al disco del conjunto de vastago, para cerrar el flujo de fluido a traves de la valvula principal.

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Para convertir una valvula principal no anti-cavitacion en una valvula principal anti-cavitacion, se proporciona la valvula principal que tiene una entrada de fluido y una salida de fluido y un asiento no anti-cavitacion dispuesto entre el flujo y la salida de fluido y alineado con un disco de conjunto de vastago no anti-cavitacion. El asiento no anti- cavitacion se retira, y el asiento anti-cavitacion se instala en su lugar. El disco de conjunto de vastago no anti- 55 cavitacion y el asiento anti-cavitacion actuan conjuntamente para abrir y cerrar el flujo de fluido entre la entrada y la salida de la valvula principal.

Otras caracterfsticas y ventajas de la presente invencion se haran evidentes a partir de la siguiente descripcion mas detallada, tomada junto con los dibujos adjuntos, que ilustran, a modo de ejemplo, los principios de la invencion.

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Los dibujos adjuntos ilustran la invencion. En dichos dibujos:

La figura 1 es una vista en seccion transversal de una valvula principal de la tecnica anterior que tiene un asiento no anti-cavitacion y un conjunto de vastago;

la figura 2 es una vista en seccion transversal de una valvula principal similar a la figura 1, pero que tiene un asiento anti-cavitacion situado entre la entrada y la salida de la valvula principal, de acuerdo con la presente invencion;

la figura 3 es una vista en perspectiva parcialmente en seccion del asiento anti-cavitacion de la figura 2; la figura 4 es una vista en seccion transversal tomada generalmente a lo largo de la lfnea 4-4 de la figura 3, que ilustra el flujo de fluido a traves del asiento anti-cavitacion, de acuerdo con la presente invencion; la figura 5 es una vista en perspectiva parcialmente en seccion de otro asiento anti-cavitacion que incorpora la presente invencion;

la figura 6 es una vista en seccion transversal de una valvula principal que tiene el asiento anti-cavitacion de la 5 dispuesto en la misma, y en un estado abierto; y

la figura 7 es una vista en seccion transversal de la valvula principal de la figura 6, en un estado casi cerrado.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS

Como se muestra en los dibujos adjuntos, con fines de ilustracion, la presente invencion reside en un asiento anti- cavitacion, al que se hace referenda en general por los numeros de referencia 100 y 200 en el presente documento, que imparte caracterfsticas anti-cavitacion y de reduccion de ruido a una valvula principal 10.

Con referencia a la figura 2, se ilustra una valvula princpal 10, con frecuencia denominada como una valvula basica, valvula de control de fluido o valvula reductora de presion, que es similar a la valvula principal de la figura 1. Como tal, la valvula principal 10 incluye un cuerpo 12 que tiene una entrada de fluido 14 y una salida de fluido 16. Una cubierta 20 y un diafragma flexible 22 forman conjuntamente una camara de presion 24. Un conjunto de vastago, incluyendo un vastago deslizable 26, una arandela de diafragma 28, un reten de disco 30, un disco 32 y un resorte de desviacion 34 son todos convencionales y estan presentes, como se ilustra y se explica anteriormente con respecto a la figura 1. Ha de apreciarse que los componentes del conjunto de vastago estandar no tienen caracterfsticas anti-cavitacion o de reduccion de ruido. De hecho, utilizando el asiento no anti-cavitacion convencional 18, como se ilustra en la figura 1, la valvula principal 10 es susceptible a grandes cafdas de presion y flujos de fluido, que pueden crear cavitacion y ruido. Estos pueden ser destructivos para los componentes de la valvula 10.

Como se ha indicado anteriormente, la tecnica anterior utiliza placas agujereadas dispuestas aguas arriba y/o aguas abajo de la valvula principal 10, o depositos agujereados cooperantes que se colocan entre la entrada 14 y la salida 16 de la valvula princi pal 10 en el lugar del conjunto de vastago no anti-cavitacion convencional 26-34 y el asiento 18, y que se deslizan entre si para formar una trayectoria de fluido tortuosa para romper el flujo y la fuerza del fluido, estos sistemas son complicados y caros. Ademas, los conjuntos y sistemas de la tecnica anterior no se prestan al reacondicionamiento de las valvulas principales existentes. Ademas, no hacen uso de los componentes que son estandar dentro de la valvula principal 10, tal como los componentes del conjunto de vastago 26-34.

Por lo tanto, como se ilustra en la figura 2, la presente invencion supera estos obstaculos y desventajas reemplazando el asiento no anti-cavitacion estandar 18 por un asiento 100 que tiene caracterfsticas anti-cavitacion y de reduccion de ruido. Este asiento anti-cavitacion 100 se ilustra en el lugar del asiento convencional 18, entre la entrada 14 y la salida 16 de la valvula principal 10. Como se apreciara por los expertos en la tecnica, el asiento anti- cavitacion 100 de la presente invencion permite el facil y rentable reacondicionamiento de los conjuntos de valvula existentes simplemente reemplazando el asiento 18 de la valvula 10, usando al mismo tiempo los componentes del conjunto de vastago existentes 26-34, abriendo y cerrando cooperativamente el asiento anti-cavitacion 100 la valvula principal 10 con conjunto de vastago, y particularmente el disco 32, como se describira mas completamente en el presente documento.

Con referencia ahora a las figuras 3 y 4, el asiento anti-cavitacion 100 se ilustra como un cuerpo generalmente cilfndrico. El asiento 100 induye una base 102 desde la cual se extiende una primera pared 104 que tiene una pluralidad de aperturas de entrada separadas 106 formadas en la misma. La primera pared 104 se extiende hacia

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arriba hasta un borde circunferencial 108, que esta configurado y adaptado para acoplar el conjunto de vastago, y mas tfpicamente, el disco 32 del conjunto de vastago para cerrar la valvula principal 10.

Aunque las aperturas 106 pueden tener diversas configuraciones, en una realizacion particularmente preferida, las aperturas 106 comprenden unas ranuras alargadas que tienen una mayor longitud que anchura. Las ranuras alargadas 106 se extienden preferiblemente a lo largo de una porcion significative de la longitud o altura de la primera pared 104, y tienen tal diametro que son capaces de permitir fluir un volumen bastante grande de fluido a traves de las mismas. Tfpicamente, como se ilustra en las figuras 3 y 4, las aperturas de entrada 106 estan separadas entre si, tal como separadas generalmente de forma equidistante entre si, en torno a toda la periferia de la primera pared 104. Sin embargo, la invencion contempla otras disposiciones segun sea necesario o se desee. Uno de los beneficios de utilizar ranuras alargadas como las aperturas de entrada 106 es que las ranuras alargadas relativamente grandes 106 no son propensas a obstruirse, como sera el caso con aperturas redondas mas pequenas y similares.

Con referenda continuada a las figuras 3 y 4, una segunda pared 110 se extiende hacia arriba desde la base 102 en relacion separada con respecto a la primera pared 104, y generalmente concentrica a la misma, como se ilustra. La segunda pared 110 tambien tiene una pluralidad de aperturas de entrada 112 formadas en la misma. Estas aperturas de entrada 112 son tfpicamente similares a las que se han descrito anteriormente con respecto a las aperturas de la primera pared 106. Como tal, son tfpica y preferiblemente ranuras alargadas en configuradon y se extienden sustancialmente la longitud o altura de la segunda pared 110, como se ilustra. Ademas, las aperturas de entrada 112 estan separadas entre sf en torno a la periferia de la pared 110. Tfpicamente, las aperturas de entrada 112 de la segunda pared 110 son similares a las que se han descrito anteriormente con respecto a las aperturas de la primera pared 106, excepto que se desplazan axialmente con las ranuras exteriores 106 de tal forma que el flujo fluido se desvfa en una trayectoria no directa entre las aperturas externas e internas 106 y 112.

Se crea una camara inicial o externa 114 entre la primera pared 104 y la segunda pared 110. Esta camara externa se define por la primera pared 104 y la segunda pared 110, y sus dimensiones se dictan por la separacion entre la primera y segunda paredes 104 y 110, y la altura de la primera y segunda paredes 104 y 110. Como tal, la camara externa 114 se define en general por la superficie interna de la pared 104 y la superficie externa de la pared 110. Tfpicamente, la camara externa 114 es generalmente cilfndrica, y tiene una seccion transversal anular, como se ilustra en la figura 4.

El asiento 100 y la valvula principal 10 de la presente invencion se utilizan tfpicamente en entornos de alta presion, tal como lfneas de suministro de agua muniapales y similares. Con referencia a la figura 4, cuando el agua u otro fluido entran en contacto con el asiento 100, flujo a traves de las aperturas de entrada 106 de la primera pared 104, como se ilustra por las flechas de direccion en la figura 4. Las aperturas 106 de la primera pared 104 y las aperturas 112 de la segunda pared 110 se desvfan preferiblemente entre sf, como se ilustra en las figuras 3 y 4, de tal forma que el fluido debe fluir hasta la camara externa 114 y despues a traves de las aperturas de entrada 112 de la segunda pared 110. Esto forma una trayectoria tortuosa que ralentiza la velocidad del fluido y elimina la energfa del fluido.

Despues, el fluido fluye desde las aperturas de entrada 112 de la segunda pared 110 hasta una camara interna 116 del asiento 100, que se define por la superficie interna de la segunda pared 110. Dado que las aperturas 112 de la segunda pared 110 estan separadas entre sf y se forman a lo largo de la periferia de la segunda pared 110, el fluido se dirige hacia el centro de la camara interna 116, donde converge consigo mismo y pierde energfa y fuerza adicionales. Esta zona de fluido convergente dentro de la camara interna 116 hace que el fluido se dirija hacia sf mismo, donde cualquier cavitacion potenaal se produce lejos de las superficies de los componentes. La convergencia del flujo de fluido tambien disipa la energfa, lo que permite que se produzca la maxima cafda de presion en la camara interna 116, en lugar de en la salida del asiento o en otras areas dentro de la valvula principal 10. A tener una pequena zona de cafda de presion por el asiento 100, la probabilidad de crear una condicion de cavitacion perjudicial se reduce o se elimina.

Con referenda continuada a las figuras 3 y 4, en una realizacion particularmente preferida, el asiento anti-cavitacion 100 tambien incluye un pilar hueco 118 que se extiende hacia arriba desde la base 102 y hasta la camara interna 116. Tfpicamente, como se ilustra, el pilar hueco 118 esta centrado en general dentro del asiento 100 y, como tal, forma una camara axial central 120. Esta camara 120 es accesible a traves de una apertura 122 formada en la base 102. Tfpicamente, el pilar 118 tambien incluye una apertura 124 formada en un extremo superior del mismo y se configura para permitir que el vastago 26 del conjunto de vastago se inserte de forma deslizable a traves de la misma, como se ilustra en la figura 2.

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Las aperturas de fluido 126 se forman en la pared del pilar 118, como se ilustra en las figuras 3 y 4. Estas aperturas 126 son preferiblemente unas ranuras alargadas, como se ilustra. Las aperturas 126 estan formadas en torno a una periferia de la pared 128 del pilar 118, para comunicar el fluido entre la camara axial central 120 del pilar hueco 118 y la camara interna 116. Por lo tanto, segun el fluido se reune en el asiento 100, el fluido entre en la camara axial central 120 del pilar hueco 118, por medio de la apertura 122 en la base 102, y sale de las aperturas radiales 126 de la pared de vastago 128, para entrar en la camara interna 116.

Como se ilustra en la figura 4, el fluido que sale del pilar hueco 118, a traves de las aperturas 126, converge con el fluido que sale de las aperturas 112 de la segunda pared interna 110, disipando la energfa del fluido, y permitiendo que se produzca una cafda de presion maxima en la camara interna 116, en lugar de en la salida del asiento u otras areas de la valvula principal 10. A menos algunas de las aperturas 126 del pilar 118 pueden estar alineadas en general con algunas de las aperturas 112 de la segunda pared interna 110 para minimizar este efecto. Esto se ilustra por las areas de flujo de fluido de direccion en la figura 4 que se encuentran dentro de la camara interna 116 del asiento 100. Tfpicamente, el pilar 118 se extiende en o por debajo del borde 108, y la apertura superior 124 se cierra generalmente por el vastago 26, para forzar el fluido a traves de las aperturas perifericas 126 del pilar 118. La pluralidad de aperturas 126 formadas en torno al pilar 118 tambien permiten que flujo adicional converja dentro de la camara interna 116, aumentando la capacidad total del fluido a traves de la valvula. Esto permite aumentar la capacidad del flujo sin disminuir las propiedades de anti-cavitacion, que no pueden cumplirse con los disenos anti- cavitacion de la tecnica anterior.

Con referenda de nuevo a la figura 2, con la valvula principal abierta 10, como se ilustra, y el conjunto de vastago, y particularmente el disco 32, desplazado del asiento 100, el fluido que fluye desde la entrada 14 de la valvula 10 se reune en el asiento anti-cavitacion 100, como se ha descrito anteriormente, y por medio de la ruptura del flujo de fluido y forzando al fluido a converger consigo mismo, como se ha descrito anteriormente, la energfa se disipa y las condiaones de cavitacion daninas se reducen o se eliminan, ya que el fluido fluye desde el asiento 100, a traves de la valvula 10 y sale de la salida 16 de la valvula principal 10. Sin embargo, cuando el conjunto de vastago se desciende, de tal forma que el disco 32 se acopla con el borde superior 108 del asiento anti-cavitacion 100, no se deja que el fluido fluya desde la entrada 14 a la salida 16 de la valvula principal 10.

Con referenda ahora a las figuras 5-7, aunque el asiento anti-cavitacion 100 en las figuras 2-4 se ilustra como generalmente cilfndrico, se apreciara por los expertos en la tecnica que son posibles otras configuraciones y aun asf lograr los mismos beneficios y fines de la invencion. Por ejemplo, un asiento anti-cavitacion 200 se ilustra en la figura 5, que tiene una configuracion generalmente troncoconica o con forma de cuenco, pero que, por lo demas, es estructuralmente similar al asiento anti-cavitacion 100 ilustrado en al figura 3. Un beneficio de la configuracion de un perfil conico es permitir un area de flujo de entrada de distribucion mas uniforme en las cavidades de la camara del asiento. Un perfil conico utilizado en los disenos anti-cavitacion de la tecnica anterior, tal como Singer, no puede utilizar una caracterfstica conica sin disminuir el efecto de sus propiedades anti-cavitacion.

El asiento anti-cavitacion 200 incluye una base 202 desde la cual se extienden la primera y segunda paredes separadas 204 y 210, teniendo cada una unas aperturas de fluido separadas 206 y 212 formadas en las mismas, tfpicamente como se ha descrito anteriormente. Las paredes separadas 204 y 210 crean una primera camara externa 214, y la segunda pared interna 210 forma una camara interna 216. Las paredes 204 y 210 se extienden hacia arriba desde una base 202 hasta una borde superior periferico 208, que esta configurado para acoplar el conjunto de vastago, como se ha descrito anteriormente. Un pilar hueco 218 se extiende haaa arriba desde la base 202 hasta la camara interna 216, y tiene una entrada 222 formada en la base 202, que proporciona acceso del fluido a una camara axial central 220, tfpicamente que tiene una apertura superior 224 en la que puede insertarse el vastago 26 del conjunto de vastago. Se forman unas aperturas perifericas separadas 226 en la pared 228 del pilar 218. La disposicion general y funcion de estos componentes y la estructura es similar a como se ha descrito anteriormente con respecto al asiento anti-cavitacion 100 ilustrado y descrito con respecto a las figuras 3 y 4. En este caso, sin embargo, los numeros de referenda se aumentan en 100, por ejemplo, de 100 a 200, con fines de ilustracion y explicacion de la diferente configuracion del asiento anti-cavitacion 200.

Con referencia ahora a la figura 6, se muestra una valvula prinapal 10 que tiene el asiento anti-cavitacion 200 de la figura 5 instalado en la misma. El conjunto de vastago no anti-cavitacion estandar se ha movido hacia arriba y lejos del asiento 200, para abrir la valvula 10 y permitir el flujo de fluido desde la entrada 14 a la salida 16 de la valvula principal 10. La interrupaon en la anti-cavitacion del fluido se produce a traves del asiento 200, como se ha descrito anteriormente.

Sin embargo, cuando la presion del fluido dentro de la camara de presion 24 es propordonalmente menor que la presion de la entrada de valvula 14 y proporcionalmente mayor que la presion de la salida 16 con la ayuda del resorte 34, el conjunto de vastago se desplaza hacia abajo hacia el asiento anti-cavitacion 200, como se ilustra en la figura 7. En la figura 7, la valvula principal 10 se abre unicamente de forma parcial, tal como aproximadamente el 5 diez por ciento. Por lo tanto, el fluido aun se deja fluir a traves del asiento anti-cavitacion, hasta la salida 16. Sin embargo, si la presion del fluido dentro de la camara 24 aumenta, el conjunto de vastago se movera hacia abajo en contacto con el asiento anti-cavitacion 200, de tal forma que el disco 32 entra en contacto con el borde 208, o cualquier otro componente de sellado del conjunto de vastago en contacto con el borde 208 o la porcion de sellado superior de la valvula anti-cavitacion 200, para cerrar la valvula 10 e impedir el flujo de fluido entre la entrada 14 y la 10 salida 16.

Se apreciara que hay beneficios relacionados con la comodidad, facilidad de reacondicionamiento, y una disposicion menos compleja y costosa de los componentes mediante la simple eliminacion del asiento no anti-cavitacion estandar 18 y reemplazandolo por un asiento anti-cavitacion 100 o 200 de la presente invencion, mientras que se 15 conservan los demas componentes de la valvula principal 10, y particularmente los componentes no anti-cavitacion estandares del conjunto de vastago. No solo hay beneficios con el reacondicionamiento de las valvulas existentes, sino que tambien hay ventajas en la incorporacion del asiento anti-cavitacion 100 o 200 de la presente invencion en nuevas valvulas mientras que se mantienen los componentes estandares de la valvula 10.

20 Aunque varias realizaciones se han descrito en detalle con fines de ilustracion, pueden hacerse diversas modificaciones sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por consiguiente, la invencion no se limitara, excepto segun las reivindicaciones adjuntas.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

1. Un asiento anti-cavitacion (100, 200) posicionable entre una entrada (14) y una salida (16) de una valvula principal (10) y con respecto a un disco no anti-cavitacion (32) de un conjunto de vastago (26-34) para cooperar con el disco en la apertura y cierre del flujo de fluido entre la entrada y la salida de la valvula principal, comprendiendo el asiento anti-cavitacion:

una primera pared (104, 204) que tiene una pluralidad de aperturas separadas (106, 206) formadas en la misma;

una segunda pared (110, 210) separada de la primera pared y que define una camara externa (114, 214) entre la primera y segunda paredes, y una camara interna (116, 216), teniendo la segunda pared una pluralidad de aperturas separadas (112, 212) formadas en la misma; y una base (102, 202) a partir de la cual se extienden la primera y segunda paredes;

en el que la camara interna tiene una abertura adaptada para cerrarse de forma reversible por el disco del conjunto de vastago de la valvula principal; caracterizado por

un pilar hueco (118, 218) que se extiende desde la base hasta la camara interna, que comprende una pared (128) que define una camara de eje central (120, 220), y

una apertura (122, 222) en la base que proporciona una abertura en la camara de eje central, en el que el pilar incluye unas aperturas (126, 226) formadas en el mismo que permiten que el fluido pase desde la apertura de la base a traves de la camara de eje central y la pared del pilar hasta la camara interna; y

en el que las aperturas del pilar y las aperturas de la segunda pared se disponen para hacer converger el fluido que fluye desde al menos una pluralidad de las aperturas de pilar y las aperturas de la segunda pared en la camara interna.
2. El asiento anti-cavitacion de la reivindicacion 1, en el que se forma una trayectoria de flujo fluido tortuosa entre las aperturas (106, 206) de la primera pared (104, 204) y las aperturas (112, 212) de la segunda pared (110, 210).
3. El asiento anti-cavitacion de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las aperturas (112, 212) de la segunda pared (110, 210) se disponen para dirigir el fluido hasta la camara interna (116, 216) de tal forma que el flujo fluido procedente de las aperturas de la segunda pared converge en la camara interna.
4. El asiento anti-cavitacion de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos una pluralidad de las aperturas (126, 226) del pilar (118, 218) y las aperturas (112, 212) de la segunda pared (110, 210) se alinean generalmente entre si.
5. El asiento anti-cavitacion de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las aperturas (126, 226) del pilar (118, 218) permiten un aumento de la capacidad de flujo a traves del asiento (100, 200) segun la valvula (10) se abre sin disminuir las propiedades anti-cavitacion del asiento.
6. El asiento anti-cavitacion de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el pilar (118, 218) incluye una abertura (124, 214) adaptada para recibir un vastago (26) de un conjunto de vastago (26-34) de la valvula principal (10) en la misma.
7. El asiento anti-cavitacion de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las aperturas (112, 212) de la segunda pared (110, 210) se desplazan desde las aperturas (106, 206) de la primera pared (104, 204).
8. El asiento anti-cavitacion de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las aperturas de la primera pared (104, 204) son unas ranuras alargadas (106, 206).
9. El asiento anti-cavitacion de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las aperturas de la segunda pared (110, 210) son unas ranuras alargadas (112, 212).
10. El asiento anti-cavitacion de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye un borde periferico (108, 208) en un extremo superior de la primera (104, 204) y segunda (110, 210) paredes configurado para acoplarse al disco (32) del conjunto de vastago (26-34).
11. Una valvula principal (10) con una entrada de fluido (14), una salida de fluido (16), un disco de valvula (32) de un conjunto de vastago (26-34), un asiento de valvula (100, 200) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 dispuesta entre dicha entrada y dicha salida y alineada a dicho disco, actuando el asiento y

5 el disco de forma cooperativa para abrir y cerrar el flujo de fluido entre la entrada y la salida de la valvula principal
12. Un metodo para convertir una valvula principal no anti-cavitacion en una valvula principal anti- cavitacion, que comprende las etapas de:

10 proporcionar una valvula principal (10) que tiene una entrada de fluido (14) y una salida de fluido (16) y un

asiento no anti-cavitacion (18) que se dispone entre la entrada de fluido y la salida de fluido y se alinea con un disco de conjunto de vastago no anti-cavitacion (32), actuando el asiento y el disco de forma cooperativa para abrir y cerrar el flujo de fluido entre la entrada y la salida de la valvula principal; retirar el asiento no anti-cavitacion; e

15 instalar un asiento anti-cavitacion (100, 200) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.