ES2713167T3

ES2713167T3 - Dispositivo de válvula y acoplamiento de fluido comprendido por el mismo

Info

Publication number: ES2713167T3
Application number: ES13795655T
Authority: ES
Inventors: Matthew Lively; Lamar May; Kenneth Graff
Original assignee: Dresser LLC
Current assignee: Dresser LLC
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2019-05-20
Anticipated expiration: 2033-11-08
Also published as: EP2917624A1; US20160138732A1; US9243733B2; CA2890499A1; EP2917624B1; US9671041B2; US20140130917A1; CA2890499C; WO2014074864A1

Abstract

Un dispositivo (300) de válvula, que comprende: un elemento (306) de asiento con una parte superior (114), un fondo (112) y una abertura (116) que se extiende entre la parte superior y el fondo, formando la abertura una superficie (118) interior de la abertura que define un área de abertura, formando el elemento (306) de asiento una característica de junta estanca bajo la forma de un labio (336) con una superficie exterior curvilínea; y un elemento (308) obturador que contacta con el labio (336) del elemento de asiento en una primera posición, presentando el elemento obturador una protuberancia (122) que se extiende por dentro de la abertura en la primera posición, presentando la protuberancia una superficie (126) exterior que forma un espacio libre (328) con la superficie (118) interior de la abertura, definiendo el espacio libre un área anular próxima a la parte superior del elemento de asiento que es un 2% o inferior al área de la abertura; en el que la protuberancia presenta una superficie (344) exterior con una primera sección (356) y una segunda sección (358), en el que la segunda sección (358) está corriente arriba de la primera sección (356), definiendo la primera sección (356) una porción de la superficie (344) exterior en la que la dimensión radial permanece constante y definiendo la segunda sección (358) una porción de la superficie (344) exterior que se inclina hacia un eje geométrico longitudinal (310); y comprendiendo además un vástago (480) acoplado con el elemento (308) obturador y un miembro (484) de resorte acoplado con el vástago para proporcionar una fuerza de empuje sobre el elemento (308) obturador para mantener el elemento obturador en la primera posición hasta que una presión de un fluido aplicada en un lado (402) corriente arriba del dispositivo (300) de válvula venza la fuerza de empuje para provocar que el dispositivo (300) de válvula se abra, en el que la superficie (344) exterior impide el zumbido cíclico debido al efecto del flujo Venturi en condiciones de flujo bajo de líquido, o de líquido y gas.

Description

DESCRIPCION

Dispositivo de valvula y acoplamiento de fluido comprendido por el mismo

Antecedentes

La materia objeto divulgada en la presente memoria se refiere a dispositivos de regulacion del flujo y, mas concretamente, a valvulas que operan bajo condiciones de flujo bajo.

El documento US 6041 814 A divulga un sistema de control de la presion de vado que comprende un recipiente de vado, una bomba de vado para aspirar gas dentro del recipiente de vado y una valvula de apertura y cierre proporcionales dispuesta sobre una tubena que conecta el recipiente de vado y la bomba de vado.

Muchas valvulas utilizan un elemento obturador y un elemento de asiento para regular el flujo de fluido (por ejemplo gas y Kquido). Cuando este tipo de valvulas se cierran, el elemento obturador descansa contra el elemento de asiento. Esta configuracion impide el flujo de fluido a traves de la valvula. En algunas valvulas, los cambios de presion del fluido corriente abajo de la valvula pueden levantar el elemento obturador apartandolo del elemento de asiento. El desplazamiento del elemento obturador provoca que la valvula se abra ligeramente, lo que forma un pequeno espacio libre entre el fondo del elemento obturador y la parte superior del elemento de asiento. A menudo, el fluido fluye a traves del espacio libre para alimentar la demanda corriente abajo, igualando eficazmente la presion de un lado a otro de la valvula.

Bajo determinadas condiciones del flujo, el espacio libre opera como una tobera que induce un flujo Venturi de la tobera. Este flujo provoca unos cambios localizados de la velocidad y la presion del fluido cuando el fluido sale de la tobera. Por ejemplo, las condiciones de flujo bajo (por ejemplo, un flujo de un 10% o inferior a la capacidad maxima de la valvula) pueden provocar que la presion del fluido en la tobera caiga por debajo de la presion corriente abajo de la valvula. El diferencial de presion provoca que la valvula se cierre rapidamente. Como resultado del rapido descenso, el elemento obturador puede cerrarse violentamente de golpe sobre el elemento de asiento. En muchos casos, sin embargo, el flujo corriente arriba no puede satisfacer la demanda corriente abajo antes de que la valvula se cierre. El diferencial resultante posibilita que la valvula se abra de nuevo porque la presion corriente abajo permanece por debajo de un punto de referencia de la valvula. Inevitablemente, la valvula continuara abriendose y cerrandose en un rapido patron dclico.

Este patron puede generar un sonido intenso, o "zumbido", que emana de la valvula. Para dispositivos de flujo (por ejemplo reguladores del flujo) que incorporan estos tipos de valvulas, el patron puede tambien inducir vibraciones que pueden provocar fallos de la valvula y, en ultimo termino, danos a la valvula, al dispositivo de flujo y / o a los componentes corriente arriba y corriente abajo de la valvula. Estos danos pueden abocar a reparaciones costosas y a paradas del sistema.

Breve descripcion de la invencion

La presente invencion esta definida por las reivindicaciones que se acompanan.

La presente divulgacion presenta formas de realizacion con una geometna que da respuesta el efecto Venturi del flujo. La geometna se basa en la relacion entre el elemento obturador y el elemento de asiento para modificar la tobera que forma debido al movimiento del elemento obturador con respecto al elemento de asiento. Como resultado de ello, el elemento obturador debe desplazarse mas lejos del elemento de asiento con el fin de que la valvula alimente la demanda corriente abajo. El incremento de la instancia entre el elemento de valvula y el elemento de asiento, sin embargo, cambia la direccion del flujo Venturi de la tobera para impedir que el efecto Venturi del flujo perturbe el equilibrio de fuerzas del elemento obturador.

Breve descripcion de los dibujos

A continuacion se hace brevemente referencia a los dibujos que se acompanan, en los que:

La FIG. 1 muestra un diagrama esquematico, de una vista en seccion transversal, lateral, de una forma de realizacion ejemplar de un dispositivo de valvula que no forma parte de la invencion reivindicada y en el que el dispositivo de valvula esta cerrado;

la FIG. 2 muestra un diagrama esquematico de una vista en seccion transversal, lateral, del dispositivo de valvula de la FIG. 1, en el que el dispositivo de valvula esta parcialmente abierto;

la FIG. 3 muestra un diagrama esquematico, de una vista en seccion transversal, lateral, del dispositivo de valvula de la FIG. 1 en el que la valvula esta abierta;

la FIG. 4 muestra una vista desde debajo de una forma de realizacion ejemplar de un dispositivo de valvula; la FIG. 5 muestra una vista en seccion transversal, lateral, de una forma de realizacion ejemplar de un dispositivo de valvula;

la FIG. 6 muestra una vista en perspectiva, desde arriba, de un ejemplo de un elemento obturador para su uso en un dispositivo de valvula, esto es, el dispositivo de valvula ejemplar de las FIGS. 1,2, 3, 4 y 5;

la FIG. 7 muestra una vista lateral del elemento obturador de la FIG. 6;

la FIG. 8 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de un acoplamiento de fluido; y

la FIG. 9 muestra una vista en seccion transversal del acoplamiento de fluido de la FIG. 8.

Cuando sean aplicables, los mismos caracteres de referencia designan componentes y unidades identicos o correspondientes a lo largo de las diferentes vistas, las cuales no estan trazadas a escala a menos que se indique otra cosa.

Descripcion detallada de la invencion

En sentido amplio, el analisis subsecuente se centra en mejoras de las valvulas y de los dispositivos de valvula para reducir el ruido inadvertido o "zumbido" que surge durante las condiciones de flujo bajo. Las mejoras introducen geometnas que persiguen reducir de manera significativa, en algunos aspectos eliminar, determinadas condiciones del flujo que prevalecen en regiones localizadas de la valvula. Gestionando dichas condiciones del flujo, las geometnas propuestas impiden cafdas de la presion en las regiones localizadas que pueden inducir un patron ciclico de apertura y cierre del dispositivo de valvula.

La FIG. 1 muestra un diagrama esquematico de una forma de realizacion ejemplar de un dispositivo 100 de valvula que reduce los efectos Venturi durante condiciones de flujo bajas. El dispositivo 100 de valvula presenta un lado 102 corriente arriba y un lado 104 corriente abajo, cuya orientacion depende de la direccion del flujo F de un fluido de trabajo (por ejemplo, gas y / o lfquido). El dispositivo 100 de valvula incluye un elemento 106 de asiento y un elemento 108 obturador que transita a lo largo de un eje geometrico central 110 en una pluralidad de posiciones. En la FIG. 1, el elemento 108 obturador se muestra en una primera posicion en la que el dispositivo 100 de valvula esta cerrado, esto es, que impide que el flujo F fluya a traves del elemento 106 de asiento desde el lado 102 corriente arriba hasta el lado 104 corriente abajo.

En la orientacion ilustrativa de la FIG. 1, el elemento 106 de asiento presenta un fondo 112 (sobre el lado 102 corriente arriba), una parte superior 114 (sobre el lado 104 corriente abajo), y una apertura 116 con una superficie 118 de apertura interna. El elemento 108 obturador presenta una superficie 120 de contacto y una protuberancia 122 que se extiende dentro de la apertura 116. La protuberancia 122 presenta un fondo 124 y una superficie 126 exterior que esta separada de la superficie 118 de apertura interior para formar un

Elemento 106 de junta estanca, por ejemplo, hasta que la presion del flujo de trabajo sobre el lado 102 corriente arriba sea mayor o igual a la presion sobre el lado 104 corriente abajo y / o sobrepase una cierta fuerza externa (por ejemplo, una fuerza de resorte) que empuje el elemento 108 obturador sobre el elemento 106 de asiento.

En la FIG. 2, el elemento 108 obturador se muestra en una segunda posicion en la que la valvula esta parcialmente abierta para formar un area 130 de tobera entre la superficie 120 de contacto del elemento 108 obturador y la parte superior 114 del elemento 106 de cierre estanco. Esta segunda posicion puede producirse durante unas condiciones de flujo bajo sobre en las que la presion sobre el lado 102 corriente es mayor que la presion sobre el lado 104 corriente abajo, pero no es lo suficientemente acusada para vencer completamente una fuerza de empuje (por ejemplo una fuerza de resorte) interior sobre la valvula. La fuerza de empuje actua para mantener el elemento obturador en su posicion cerrada. Segun lo analizado anteriormente, el diferencial de presion entre el lado 102 corriente arriba y el lado 104 corriente abajo permite que el elemento 108 obturador se desplace a distancia del elemento 106 de junta estanca. El desplazamiento del elemento 108 obturador de esta manera forma un area 130 de tobera. Sin embargo, ejemplos del elemento 106 de asiento y del elemento 108 obturador requieren que el elemento 108 obturador se eleve a mayor altura respecto del elemento 106 de asiento para alimentar la demanda corriente abajo. Esta caractenstica reduce la probabilidad de que se produzca la apertura y cierre (o "zumbido") del elemento 108 obturador, durante condiciones de flujo bajo.

La FIG. 3 muestra el elemento 108 obturador en una tercera posicion, en la que el fondo 124 del elemento 108 obturador esta proxima y, en un ejemplo, al mismo nivel que la parte superior 114 del elemento 106 de asiento. Una porcion de la protuberancia 122 se extiende desde la apertura 116, para permitir que el fluido del flujo de trabajo a traves del elemento 106 de asiento con interferencia del elemento 108 obturador. En algunas realizaciones, el elemento 106 obturador puede desplazarse a mayor distancia, por ejemplo, cuando el flujo F avanza y satisface la demanda corriente abajo. En un ejemplo, y como se expone en las formas de realizacion posteriores, la protuberancia 122 puede incluir caractensticas que proporcionen una superficie de introduccion para realinear adecuadamente el elemento obturador en el caso de que el flujo provoque un desplazamiento radial del elemento 108 obturador. Este desplazamiento puede provocar una desalineacion que posibilite que el fondo 124 de la protuberancia 122 contacte con la parte superior 114 del elemento de asiento. Aunque las caractensticas para impedir este problema pueden incorporarse en la geometna de la protuberancia 122, la presente divulgacion contempla la construccion del elemento 108 obturador que puede incluir componentes que faciliten esta alineacion en el curso del desplazamiento de retorno del elemento 108 obturador.

La FIG. 4 ilustra una vista desde debajo de un dispositivo 200 de valvula para ilustrar aun mas las mejoras anteriormente expuestas. Como se muestra en la FIG. 4, el espacio libre 230 define un area 234 anular que circunscribe el eje geometrico central 310. El area 234 anular posibilita que el flujo F (FIGS. 1, 2 y 3) fluya entre la superficie 218 interior de la abertura y la superficie 224 exterior de la protuberancia. Esta configuracion permite que el flujo se produzca cuando la valvula esta parcialmente abierta, por ejemplo, como se muestra en la FIG. 2. De acuerdo con la invencion, el area 234 anular es aproximadamente un 2% o inferior que el area de abertura de la abertura 216 proxima a la parte superior (por ejemplo, la parte superior 114 de las FIGS. 1 y 2) cuando el elemento 208 obturador esta en la primera posicion.

La geometna de uno o mas elementos de la valvula 200 (por ejemplo, el elemento 206 de asiento y / o el elemento 208 obturador) puede determinar el tamano del area 234 anular. Por ejemplo, como se analiza en conexion con los ejemplos anteriores, la geometna del elemento 208 obturador puede provocar que el area 234 anular aumente y / o disminuya en conexion con la posicion del elemento 208 obturador con respecto al elemento 206 de asiento. En un ejemplo, el area 234 anular cambia en aproximadamente un 1% hasta aproximadamente un 20% desde, respectivamente, la primera posicion hasta la tercera posicion, por ejemplo cuando el elemento 208 obturador se desplaza de la primera posicion a la tercera posicion.

Factores de forma para los elementos del dispositivo 200 de valvula pueden depender de la aplicacion, esto es, del tipo y / o geometna del acoplamiento de flujo. El factor de forma de la FIG. 4 utiliza en general formas circulares y / o cilmdricas. En otras configuraciones, el factor de forma puede utilizar otros perfiles (por ejemplo, rectangular, cubico, hexagonal, triangular, elipsoidal, conico, etc.) para la abertura 216 y la protuberancia 222. La seleccion del factor de forma apropiado puede depender de las caractensticas del fluido de trabajo, de las propiedades deseadas del flujo, de las limitaciones de tamano y espacio del acoplamiento del flujo, etc.

Las FIGS. 5, 6 y 7 muestran una forma de realizacion ejemplar de un dispositivo 300 de valvula para ilustrar caractensticas de un factor de forma ejemplar. En la FIG. 5, el elemento 306 de asiento forma una caractenstica de cierre estanco bajo la forma de un labio 336 con una superficie exterior curvilmea. El elemento 308 obturador incluye uno o mas componentes obturadores (por ejemplo, un medio de retencion 338 de obturador, una junta estanca 340 y un miembro 342 de extension). En una forma de realizacion, el miembro 342 de extension presenta una superficie 344 exterior con un perfil que cambia a lo largo del eje geometrico longitudinal 310. El perfil forma uno o mas angulos predeterminados y / o pendientes curvilmeas con uno o mas radios predeterminados con respecto al eje geometrico central 310.

Aunque se muestra como piezas separadas, la presente divulgacion contempla configuraciones del elemento 308 obturador en las que uno o mas elementos entre el medio de retencion 338 obturador, la junta estanca 340 y el miembro 342 de extension estan construidas tambien de manera monolttica. Por ejemplo, el medio de retencion 338 obturador y el miembro 342 de extension pueden ser aptos para aplicar tecnicas de mecanizacion que permitan que la geometna de estos dos componentes se desarrolle a partir de una unica pieza de material (y / o vaciado, moldeo, etc.). Materiales ejemplares para su uso como el elemento 308 obturador y el medio de retencion 342 obturador son generalmente inertes y / o no correen, erosiona, o muestran una descomposicion significativa como resultado de las propiedades del fluido de trabajo y de la dinamica del fluido que se producen cuando el fluido de trabajo transita por el dispositivo 300 de valvula. Estos materiales incluyen laton y metales similares, pero tambien comprenden plasticos y composites (solos y / o en combinacion con metales) que muestren unas propiedades mecanicas suficientes para su uso en el dispositivo 100 de valvula.

Como se muestra en la FIG. 5, el medio de retencion 338 obturador forma la porcion superior, o corriente abajo, del elemento 308 obturador. Este componente puede incorporar caractensticas para recibir y asegurar los demas componentes, por ejemplo, la junta estanca 340 y / o el miembro 342 de extension. Por ejemplo, el medio de retencion 338 obturador puede incorporar un surco y / o un agujero escariado que pueda recibir y situar en su interior la junta estanca 340. Esta configuracion deja al descubierto al menos parte de la junta estanca 340 (por ejemplo una superficie) en el lado inferior o, corriente debajo del medio de retencion 338 obturador.

Cuando el dispositivo 300 de valvula esta cerrado, la parte al descubierto de la junta estanca 340 puede encajar con el labio 336 del elemento 306 de asiento. El encaje de estos componentes crea una barrera estanca a los fluidos para impedir que el fluido de trabajo se desplace a traves del dispositivo 300 de valvula. Ejemplos de la junta estanca 340 pueden comprender materiales comprimibles, por ejemplo, caucho y polfmeros semejantes, que sean inertes y / o no reaccionen al fluido de trabajo.

En una forma de realizacion, el perfil de la superficie 344 exterior define un espacio libre 328 entre la superficie 344 exterior y la superficie 318 interior de la abertura. Por ejemplo, el perfil puede definir las dimensiones (por ejemplo, el radio y / o el diametro) de la superficie 344 exterior con respecto al eje geometrico central 310. Estas dimensiones pueden variar para incrementar y disminuir el tamano del espacio libre 328 y, en particular, por ejemplo, para adscribir el tamano del area anular proxima al labio 336 (por ejemplo el area 234 anular de la FIG. 4) cuando el elemento 308 obturador se desplace entre la pluralidad de sus posiciones (por ejemplo, la primera posicion, la segunda posicion y la tercera posicion de las FIG^s.1, 2 y 3).

La FIG. 6 muestra una vista en perspectiva desde arriba del elemento 308 obturador en forma de conjunto en despiece ordenado. Como se muestra en la FIG. 6, el medio de retencion 338 obturador presenta una abertura 346 pasante que puede recibir un medio de sujecion y / u otro componente cilmdrico a su traves. El elemento 340 de junta estanca forma un anillo o junta con una abertura 348 interior del anillo y una superficie 350 exterior del anillo. El miembro 342 de extension presenta un miembro 352 de protuberancia que se extiende genericamente hacia arriba desde una superficie 354 de retencion de la junta estanca.

Se proponen caractensticas del medio de retencion 338 obturador y del miembro 342 de extension para el ajuste y posicionamiento de la junta estanca 340 en el dispositivo 300 de valvula. La junta estanca 340 puede acoplarse sobre el miembro 352 de protuberancia. En un ejemplo, la altura del miembro 352 de protuberancia permite que la superficie 354 de retencion de la junta estanca contacte con la junta estanca 340. El medio de retencion 338 obturador puede presentar caractensticas para acomodar una o mas entre la abertura 348 interior del anillo y la superficie 350 exterior del anillo. Por ejemplo, una caractenstica de surco del medio de retencion 338 obturador requerira un diametro interior y un diametro exterior que permitan que la junta estanca 340 se acople dentro de la caractenstica de surco. El uso de una caractenstica de taladro en el medio de retencion 338 obturador solamente necesita tener en cuenta las dimensiones del diametro exterior.

Los ajustes entre la junta estanca 340 y las caractensticas del medio de retencion 338 obturador y el miembro 342 de extension pueden ser holgadas (por ejemplo, cuando las dimensiones de las caractensticas sean mayores que las dimensiones de la junta estanca 340) o pueden formar un ajuste de interferencia, cuando una friccion entre la junta estanca 340 y una o mas superficies del medio de retencion 338 obturador y el miembro 352 de protuberancia contribuyan a asegurar la junta estanca 340 en posicion. El conjunto del dispositivo 300 de valvula puede tambien utilizar un agente de fijacion (por ejemplo, adhesivo) para retener aun mas la junta estanca 340 en posicion.

Centrando ahora el analisis en el miembro 342 de extension, la FIG. 7 ilustra una vista lateral para describir concretamente las mejoras que pueden reducir el zumbido dclico durante condiciones de flujo bajo. En el ejemplo de la FIG. 7, el perfil de la superficie 344 externa presenta una primera seccion 356 y una segunda seccion 358, la cual esta corriente arriba de la primera seccion 356. La segunda seccion 358 puede incluir una o mas secciones de diametro reducido (por ejemplo, una primera seccion 360 de diametro reducido y una segunda seccion 362 de diametro reducido). La dimension 364 radial define la posicion de la superficie 344 exterior con respecto al eje geometrico longitudinal 310 en las diversas secciones.

En una forma de realizacion, la primera seccion 356 define la porcion de la superficie 344 exterior en la que la dimension 364 radial permanece constante (en la que el termino "constante" incluye variaciones de la superficie de solo una pequena cantidad) (por ejemplo dentro de las tolerancias de fabricacion y / o dentro de ± 0,05 mm). Cuando el dispositivo 300 de valvula esta en sus posiciones cerrada y / o parcialmente abierta, los valores para la dimension 364 radial en la primera seccion 356 reducen el espacio libre 328 (FIG. 5) para evitar la formacion del flujo Venturi.

La segunda seccion 358 define la porcion de la superficie 344 exterior en la que la dimension 364 radial puede variar a lo largo del eje geometrico longitudinal 310, por ejemplo desde la primera seccion 356 hacia el fondo 324 del miembro 342 de extension. La segunda seccion 358 se extiende a lo largo del eje geometrico longitudinal 310 hasta una distancia que requiere que el elemento 308 obturador (FIG. 5) se desplace alejandose mas (a distancia del elemento de asiento) antes de que comience a formarse el flujo Venturi. En esta posicion, el elemento 308 obturador (FIG. 5) esta lo suficientemente alejado del elemento 306 de junta estanca (FIG. 5) para que la apertura y cierre dclicos (o "zumbido") sea improbable que se produzcan en condiciones de flujo bajo.

Las reducciones de la dimension 364 radial en la segunda seccion 358 pueden provocar que la superficie 344 exterior se incline y / o se ahuse hacia el eje geometrico longitudinal 310. La pendiente puede definir un cambio gradual en el perfil del miembro 342 de extension, por ejemplo, de forma que la superficie 344 exterior forme una superficie curvilmea desde un primer punto hasta un segundo punto mas proximo al fondo 324 que el primer punto. La primera seccion 360 de diametro reducido materializa un ejemplo del cambio gradual del perfil. Esta seccion contribuye a ralentizar (o reducir la velocidad) del flujo del fluido de trabajo, modificando asf la dinamica del fluido para impedir que se desarrolle el flujo Venturi cuando el elemento 308 obturador (FIG. 5) se desplace de la primera posicion a otra posicion a lo largo del eje geometrico longitudinal 310.

La pendiente puede tambien definir un cambio abrupto del perfil del miembro 342 de extension, por ejemplo, de forma que la superficie 344 exterior forme un chaflan y / o una superficie lineal desde un primer punto hasta un segundo punto mas proximo al fondo 324 del primer punto. La segunda seccion 362 de diametro reducido materializa un ejemplo del cambio abrupto del perfil. Esta seccion proporciona una alineacion y / o puede contribuir a guiar el medio de retencion 308 obturador (FIG. 5) en posicion en el elemento 306 de asiento (FIG. 5) durante el funcionamiento del dispositivo 300 de valvula. Por ejemplo, durante el funcionamiento normal, el medio de retencion 308 obturador (FIG. 5) puede desplazarse hasta una posicion de manera que el miembro 342 de extension quede completamente por fuera del elemento 306 de asiento (FIG. 6). Esta posicion a menudo se produce cuando el dispositivo 300 de valvula esta completamente abierto, por ejemplo, para satisfacer la demanda extensiva corriente abajo.

Reducciones de la demanda corriente abajo permitiran que el elemento 308 obturador (FIG 5) retorne a su posicion cerrada. La segunda seccion 362 de diametro reducido proporciona una superficie de introduccion al elemento 306 de asiento (FIG. 5) en el caso de que el elemento 308 obturador (FIG. 5) resulten desalineado durante el transito hacia atras hasta la posicion cerrada. En una realizacion, el miembro 342 de extension contactara primeramente con el labio 366. La superficie de introduccion permite que el labio 366 se deslice efectivamente contra la superficie 344 exterior, evitando asf situaciones en las que el elemento 308 obturador (FIG. 5) quede pegado sobre el labio 366 y, por tanto, incapaz de alcanzar su posicion cerrada.

La FIG. 8 ilustra un ejemplo de un acoplamiento 466 de fluido que puede incorporar un dispositivo de valvula (por ejemplo, los dispositivos 100, 200, 300 de valvula de las FIGS. 1, 2, 3, 4 y 5). Ejemplos del acoplamiento 466 de fluido encuentran uso en las industrias del petroleo y del gas para el acoplamiento conjunto de tubenas. Sin embargo, los conceptos de la presente divulgacion, esto es, las caractensticas de los dispositivos de valvula expuestos, pueden encontrar uso en un numero indeterminado de industrias que transporten y / o efectuen el transito de fluidos (or ejemplo, gas y lfquido) de un l lugar a otro. En un nivel relativamente alto, el acoplamiento 466 de fluido incluye un alojamiento 468 con una seccion 470 de transporte de fluido y una cubierta 472 que se fijan a la seccion 470 de transporte de fluido por medio de uno o mas elementos de sujecion 474. La seccion 470 de transporte de fluido presenta un par de entradas / salidas (por ejemplo una primera entrada / salida 476 y una segunda entrada / salida 478). Las entradas / salidas 476, 478 pueden fijarse a las tubenas y conductos para posibilitar la entrada y la salida de fluidos hacia la seccion 470 de transporte de fluido.

Como mejor se muestra en la FIG 9, que es una seccion transversal en el acoplamiento 466 de fluido tomada a lo largo de la lmea A - A, el dispositivo 400 de valvula incluye un elemento 406 de asiento (por ejemplo el elemento 306 obturador de las FIGS. 5, 6 y 7) y un elemento 408 obturador (por ejemplo, el elemento 308 obturador de las FIGS.

5, 6, y 7). El dispositivo 400 de valvula incluye tambien un vastago 480 y un tuerca 482. El vastago 480 se extiende a traves del elemento 408 obturador. La tuerca 482 encaja con el vastago 480 sobre el lado corriente abajo del elemento 408 obturador. En un ejemplo, el miembro 442 de extension incluye una cavidad (tambien "agujero escariado") en la que la tuerca 482 se aloja cuando se fija en posicion. En este caso, un resorte helicoidal, que aplica una fuerza sobre el vastago 480. Ejemplos del elemento 484 de fuerza mantienen el dispositivo 400 de valvula en su posicion cerrada hasta que la presion de fluido sobre el lado 402 corriente arriba del dispositivo 300 de valvula vence la fuerza para provocar que el dispositivo de valvula se abra.

A la vista del analisis precedente, el uso del dispositivo 400 de valvula en el acoplamiento 466 de fluido puede reducir el ruido que resulta de la apertura y cierre dclicas de la valvula en condiciones de flujo bajo. Aplicando una o mas de las caractensticas de diseno propuestas, el dispositivo 400 de valvula puede cambiar la dinamica de fluido del fluido de trabajo que transita por el acoplamiento 466 de fluido. Los cambios de la dinamica de fluido impiden los diferenciales de presion debido a los efectos del flujo Venturi que pueden producirse en la interconexion del elemento 406 de asiento y el elemento 408 obturador.

Segun se utiliza en la presente memoria, un elemento o funcion relacionados en la forma singular y precedidos por la palabra "un" o "uno", "una" debe entenderse que no excluyen los elementos o funcionales plurales, a menos que dicha exclusion se exponga de manera explfcita. Asf mismo, las referencias a "una forma de realizacion" de la reivindicacion reivindicada no deben ser interpretadas como excluyentes de la existencia de formas de realizacion adicionales que tambien incorporen las caractensticas relacionadas.

La presente descripcion escrita utiliza ejemplos para divulgar la invencion, incluyendo el mejor modo, y tambien para posibilitar que cualquier persona experta en la materia ponga en practica la invencion, incluyendo la elaboracion y el uso de cualquier dispositivo o sistema y la ejecucion de cualquier procedimiento incorporado. El alcance patentable de la invencion se define por las reivindicaciones y puede incluir otros ejemplos que tengan presentes los expertos en la materia. Dichos otros ejemplos estan destinados a quedar incluidos en el alcance de las reivindicaciones si presentan elementos estructurales que no difieren del lenguaje literal de las reivindicaciones, o si incluyen elementos estructurales equivalentes con diferencias no esenciales desde el punto de vista del lenguaje literal de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. - Un dispositivo (300) de valvula, que comprende:

un elemento (306) de asiento con una parte superior (114), un fondo (112) y una abertura (116) que se extiende entre la parte superior y el fondo, formando la abertura una superficie (118) interior de la abertura que define un area de abertura, formando el elemento (306) de asiento una caractenstica de junta estanca bajo la forma de un labio (336) con una superficie exterior curvilmea; y

un elemento (308) obturador que contacta con el labio (336) del elemento de asiento en una primera posicion, presentando el elemento obturador una protuberancia (122) que se extiende por dentro de la abertura en la primera posicion, presentando la protuberancia una superficie (126) exterior que forma un espacio libre (328) con la superficie (118) interior de la abertura, definiendo el espacio libre un area anular proxima a la parte superior del elemento de asiento que es un 2% o inferior al area de la abertura;

en el que la protuberancia presenta una superficie (344) exterior con una primera seccion (356) y una segunda seccion (358), en el que la segunda seccion (358) esta corriente arriba de la primera seccion (356), definiendo la primera seccion (356) una porcion de la superficie (344) exterior en la que la dimension radial permanece constante y definiendo la segunda seccion (358) una porcion de la superficie (344) exterior que se inclina hacia un eje geometrico longitudinal (310); y

comprendiendo ademas un vastago (480) acoplado con el elemento (308) obturador y un miembro (484) de resorte acoplado con el vastago para proporcionar una fuerza de empuje sobre el elemento (308) obturador para mantener el elemento obturador en la primera posicion hasta que una presion de un fluido aplicada en un lado (402) corriente arriba del dispositivo (300) de valvula venza la fuerza de empuje para provocar que el dispositivo (300) de valvula se abra,

en el que la superficie (344) exterior impide el zumbido dclico debido al efecto del flujo Venturi en condiciones de flujo bajo de lfquido, o de lfquido y gas.

2. - El dispositivo (100) de valvula de la reivindicacion 1, que comprende ademas una junta estanca (120) dispuesta en elemento (308) obturador, en el que la junta estanca contacta con el elemento de asiento en la primera posicion.

3. - El dispositivo (100) de valvula de la reivindicacion 2, en el que el elemento (308) obturador comprende un medio de retencion del obturador para recibir el elemento de junta estanca y un miembro de extension que se acopla con el medio de retencion del obturador para formar la protuberancia.

4. - El dispositivo (100) de valvula de la reivindicacion 1, en el que la superficie (126) exterior presenta una superficie de introduccion en la que la superficie exterior forma una pendiente lineal hacia un eje geometrico central del elemento (108) obturador.

5. - El dispositivo (100) de valvula de la reivindicacion 4, en el que la superficie (126) exterior presenta una pendiente curvilmea hacia el eje geometrico central corriente abajo de la superficie de introduccion.

6. - El dispositivo (100) de valvula de la reivindicacion 1, en el que el elemento (108) obturador presenta una segunda posicion, y en el que el area anular en la segunda posicion es mayor que el area anular en la primera posicion.

7. - El dispositivo (100) de valvula de la reivindicacion 6, en el que el elemento (108) obturador presenta una tercera posicion en la que un fondo de la protuberancia (122) esta situado proximo a la parte superior del elemento (106) de asiento, y en el que el area anular en la tercera posicion es mayor que el area anular en la segunda posicion.

8. - El dispositivo (100) de valvula de la reivindicacion 1, en el que el vastago (480) penetra en el elemento (108) obturador, y en el que el elemento obturador presenta un agujero escariado sobre el lado corriente arriba para recibir una tuerca de retencion que se fija al vastago.

9. - El dispositivo (300) de valvula de cualquier reivindicacion precedente, en el que el elemento (108) obturador presenta un medio de retencion (338) del obturador que presenta un fondo; y la protuberancia presenta una tercera seccion (362) corriente arriba de la segunda seccion (358) en la que la superficie exterior presenta una segunda pendiente hacia el eje geometrico central (310), en el que la primera pendiente es diferente de la segunda pendiente.

10. - El dispositivo (100) de valvula de cualquier reivindicacion precedente, en el que elemento obturador presenta un medio de retencion del obturador con una junta estanca (340) dispuesta sobre el medio de retencion (338) del obturador.

11. - El dispositivo (100) de valvula de la reivindicacion 10, en el que el medio de retencion (338) del obturador comprende un rebajo para recibir en su interior la junta estanca (340), y en el que el rebajo deja al descubierto al menos parte de la junta estanca en el fondo del medio de retencion del obturador.

12. - El dispositivo (100) de valvula de la reivindicacion 10, en el que la protuberancia contacta con el medio de retencion (338) del obturador, y en el que la junta estanca se ajusta alrededor del miembro de protuberancia.

13. - Un acoplamiento de fluido, que comprende:

un alojamiento con una primera entrada / salida y una segunda entrada / salida; y

un dispositivo (100) de valvula de acuerdo con cualquier reivindicacion precedente;

en el que elemento de asiento esta dispuesto en conexion de flujo con las primera entrada / salida y la segunda entrada / salida.