ES2786775A1 - Válvula para regulación u obturación del paso de fluidos en conducciones - Google Patents

Abstract

Válvula para regulación u obturación del paso de fluidos en conducciones, que consta de sendas tapas exteriores (T1), (T2) provistas cada una de una pluralidad de alojamientos (11) un disco móvil (2) susceptible de girar y provisto de una ranura radial abierta (20) y de varias ranuras radiales cerradas (22); varias láminas (3) provistas cada una de un pivote fijo (31) que se articula en correspondiente alojamiento (11) y un pivote móvil (32) guiado en correspondiente ranura radial cerrada (22). Al girar el disco móvil (2) accionado por un accionamiento exterior, las láminas (3) basculan respecto al disco móvil (2) en torno a su pivote móvil (32) y respecto a la correspondiente tapa (T1) ó (T2) en torno a su pivote fijo (31), manteniendo un área de paso circular en el centro de la válvula; cuyo diámetro es regulable de forma continua entre el cierre total y la apertura máxima.

Description

DESCRIPCIÓN

Válvula para regulación u obturación del paso de fluidos en conducciones

Objeto de la invención

El objeto del invento se refiere a una válvula, empleada para la regulación u obturación del paso de fluidos en conducciones y en la que el diámetro del área de paso es totalmente regulable, existiendo continuidad en esta regulación desde la obturación total hasta la apertura máxima.

La válvula objeto del invento, resulta de aplicación preferente (no limitativa) para regulación del paso de fluidos gaseosos en conducciones donde los fluidos pueden alcanzar en primera instancia temperaturas de hasta 200°C; y donde la presión máxima determinará en cada caso el dimensionamiento de la válvula.

Antecedentes de la invención

En el actual estado de la técnica ya se conocen válvulas que tienen por finalidad la regulación del paso de fluidos en conducciones (con o sin obturación total). Estas válvulas, que pueden funcionar llegando a alcanzar o no la obturación total, son de diferentes tipos variando sus características/prestaciones bien en función de sus objetivos (regulación/obturación), bien en función de los fluidos (líquidos/gases) que circulan por las conducciones, o bien en función de las características de las propias conducciones donde vayan montadas.

Entre los antecedentes conocidos pueden citarse, por ejemplo y entre otros tipos:

• las válvulas de membrana (por ejemplo la descrita en el documento EP0475979) también conocidas como válvulas de diafragma, que incluyen una membrana elástica para la regulación del paso de un fluido pudiéndose utilizar para la obturación parcial o total de dicho paso;

• las válvulas de guillotina (por ejemplo la descrita en el documento EP0240443) que incluyen un elemento de cierre plano (conocido como tajadera) que al desplazarse linealmente obstruye total o parcialmente el conducto por donde circula el fluido. Una variante de estas válvulas son las que presentan el borde de la tajadera de configuración poligonal con el fin de mejorar la función de regulación.

Problema técnico a resolver

Problemas no resueltos en las válvulas conocidas radican en la dificultad de lograr una regulación uniforme del caudal del fluido; y en la dificultad de evitar tanto las turbulencias (la presión y la velocidad del fluido fluctúan muy irregularmente en este punto, con la consiguiente formación de remolinos), como las pérdidas de carga localizadas y la cavitación (en el caso de fluidos líquidos).

Con el fin de mejorar la función de regulación, en las válvulas de guillotina conocidas habitualmente se opta por la instalación de un diafragma en la entrada del orificio por donde circula el fluido (en este sentido, se entiende por "diafragma" una chapa de acero inoxidable soldada al área circular del cuerpo, cuyas opciones principales son el diafragma pentagonal y el diafragma triangular, denominadas así por la forma del hueco proyectada en la apertura total de la válvula) y cuya función principal consiste en acotar el área de entrada, dirigiendo el fluido de manera que se mejora el flujo aunque al reducir el área de paso con la instalación del diafragma aumentan las pérdidas de carga, por lo que no siempre es la mejor opción para la regulación para el sistema en la que van instaladas.

Descripción de la invención

La válvula para regulación u obturación del paso de fluidos en conducciones, de acuerdo con el invento, mantiene en todo momento un área de paso para el fluido que se ubica en el centro de la válvula; siendo esta área de paso siempre un círculo cuyo diámetro es regulable de forma continua entre sus posiciones de cierre total y apertura máxima. Se caracteriza porque consta de sendas tapas exteriores provistas cada una de una pluralidad de alojamientos y solidarizadas a las respectivas bridas que forman parte de la conducción; un disco móvil, susceptible de girar y provisto tanto de una ranura radial abierta como de una pluralidad de ranuras radiales cerradas; y una pluralidad de láminas, provistas cada una de un pivote fijo y un pivote móvil; donde los pivotes fijos se articulan en correspondientes alojamientos de las tapas exteriores; y los pivotes móviles se guían en las correspondientes ranuras radiales cerradas del disco móvil.

Para una mejor disposición constructiva, se requiere que:

• en al menos una de las láminas, el pivote fijo y el pivote móvil emerjan hacia un mismo lado/cara de la lámina;

• en al menos una de las láminas, el pivote fijo y el pivote móvil emerjan hacia lados/caras opuestos de la lámina;

• al menos una de las láminas, particularmente la lámina central, se constituya en apoyo para evitar la colisión entre láminas adyacentes (agrupadas en dos sectores asociados, respectivamente, uno a la tapa frontal y otro a la tapa posterior).

El disco móvil es actuado por un accionamiento exterior que le transmite su movimiento. Dicho accionamiento exterior es indistinto (puede ser cualquiera) y no es objeto del invento.

Con esta estructuración, componentes, particularidades y disposición de elementos, se consigue que el fluido circule siempre por el centro de la conducción de forma ordenada, uniforme, sin turbulencias ni pérdidas de carga, y sin cavitación (en el caso de fluidos líquidos).

Una de las mayores ventajas que suponen la utilización de la válvula objeto del invento es que, al mantener constantemente un área de paso circular, se evita que el fluido adopte un flujo turbulento tras su paso por la válvula. Además, al centrar el caudal en el centro de la tubería, se obtiene un perfil de velocidades más homogéneo, lo que facilita el funcionamiento de instrumentos de medición como caudalímetros.

La nueva válvula objeto del invento está diseñada para utilización preferente en conducciones de fluidos gaseosos. En el caso de utilizarla en conducciones de fluidos líquidos, al centrar el paso del fluido en el centro de la válvula también se consigue evitar los efectos de la cavitación en las paredes de la tubería.

Otras configuraciones y ventajas de la invención se pueden deducir a partir de la descripción siguiente, y de las reivindicaciones dependientes.

Descripción de los dibujos

Para comprender mejor el objeto de la invención, se representa en las figuras adjuntas una forma preferente de realización, susceptible de cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento. En este caso:

Las figuras 1a, 1b, 1c, 1d y 1e representan sendas idénticas vistas frontales de una válvula de acuerdo con el invento, en diferentes fases de apertura:

• figura 1a, apertura mínima;

• - figura 1b, apertura al 25%;

• figura 1c, apertura al 50%;

• figura 1d, apertura al 75%; y

• figura 1e, apertura máxima.

La figura 2 representa una vista general esquemática en perspectiva de una válvula de acuerdo con el invento, con sus componentes montados.

La figura 3 representa una vista general esquemática frontal de la válvula de la figura anterior, con sus componentes montados y desprovista del accionamiento (A).

La figura 4 representa una vista general esquemática de la válvula de la figura anterior, con sus componentes en disposición de montaje.

Descripción detallada de una realización preferente

Se describe a continuación un ejemplo de realización práctica, no limitativa, del presente invento. No se descartan en absoluto otros modos de realización en los que se introduzcan cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento.

El objeto del invento es una válvula, para regulación u obturación del paso de fluidos en conducciones que, como mínimo, consta de:

• sendas tapas exteriores (T1), (T2);

• un disco móvil (2); y

• una pluralidad de láminas (3).

Las tapas exteriores (T1), (T2) van solidarizadas a las respectivas bridas -no representadasque forman parte de la conducción, por lo que pueden considerarse fijas ya que se comportan como fijas. Cada una de estas tapas exteriores (T1), (T2) van provistas de una pluralidad de alojamientos (11) distribuidos según una teórica corona circular, tal y como se observa, por ejemplo en la figura 3.

El disco móvil (2) es susceptible de girar al ser actuado por un accionamiento exterior (A) que le transmite su movimiento. Es indistinto, y no es objeto del invento, el accionamiento exterior (A) empleado.

El disco móvil (2) va provisto de una ranura radial abierta (20) y de una pluralidad de ranuras radiales cerradas (22).

Las láminas (3) van provistas cada una de un pivote fijo (31) y un pivote móvil (32).

Los pivotes fijos (31) de las láminas (3) se articulan en correspondientes alojamientos (11) de las tapas exteriores (T1), (T2): un pivote fijo (31) de una lámina (3) en un alojamiento (11) de una tapa (T1), (T2). Para ello, dichas láminas (3) se agrupan en dos sectores:

• uno frontal en el que el grupo de láminas (3) que lo integra dispone el pivote fijo (31) y el pivote móvil (32) emergiendo hacia un mismo lado/cara de la lámina (3);

• otro posterior en el que el grupo de láminas (3) que lo integra dispone el pivote fijo (31) y el pivote móvil (32) emergen hacia lados/caras opuestos de la lámina (3)

• una de las láminas, particularmente la lámina central (3'), dispuesta en uno de los sectores (particularmente en el sector frontal), presenta una geometría diferente, y se constituye en apoyo para evitar la colisión entre dos láminas (3) adyacentes asociadas, respectivamente, una a la tapa frontal (T1) y otra a la tapa posterior (T2). Ver figura 4.

Los pivotes móviles (32) se guían en correspondientes ranuras radiales cerradas (22) del disco móvil (2): un pivote móvil (32) de una lámina (3) en una ranura radial cerrada (22) del disco móvil (2).

Las láminas (3) quedan adosadas entre sí y, al girar el disco móvil (2) al ser actuado por un accionamiento exterior (A) que le transmite su movimiento:

• giran sin desplazamiento respecto a la correspondiente tapa (T1), (T2) a la que se articulan mediante el correspondiente juego de pivote fijo (31)/alojamiento (11); y • giran con desplazamiento respecto al disco móvil (2) al que se articulan mediante el correspondiente juego de pivote móvil (32)/ranura radial cerrada (22).

El movimiento combinado de este conjunto de láminas (3) proyecta constantemente un área de paso circular (APC) en el centro de la válvula, creando efecto apertura/cierre similar al de una óptica fotográfica. El diámetro de este área circular para el paso de fluido es regulable de forma continua entre sus posiciones de cierre total y apertura máxima.

En la figura 2 se ha representado un ejemplo (no limitativo) de realización en el que el accionamiento exterior (A) transmite el giro al husillo (A1) mediante una solución conocida (tal como una chaveta o un pasador). Este husillo (A1), en su mayoría roscado, atraviesa transversalmente la válvula y tiene montada una tuerca (A2) con caras planas. Esta tuerca (A2) giraría a la par del husillo (A1) si no fuese porque una de sus aristas, redondeada con este fin, hace contacto con la pared interior de la tapa posterior (T2). De esta manera se bloquea el giro de la tuerca (A2), por lo que ésta se desplaza linealmente a través del husillo (A1). La tuerca (A2) va asociada, a su vez, a un transmisor (A3), que es una pieza de acero inoxidable formada por chapas plegadas y un bulón saliente (A31) soldado a ellas. Este bulón saliente (A31) va guiado en la ranura radial abierta (20) del disco móvil (2), lo que convierte el movimiento lineal de la tuerca (A2) en movimiento circular del disco móvil (2).

Podrán ser variables los materiales, dimensiones, proporciones y, en general, aquellos otros detalles accesorios o secundarios que no alteren, cambien o modifiquen la esencialidad propuesta.

Los términos en que queda redactada esta memoria son ciertos y fiel reflejo del objeto descrito, debiéndose tomar en su sentido más amplio y nunca en forma limitativa.

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. - Válvula para regulación u obturación del paso de fluidos en conducciones; caracterizada porque consta de:

a) sendas tapas exteriores (T1), (T2) provistas cada una de una pluralidad de alojamientos (11) y solidarizadas a las respectivas bridas que forman parte de la conducción;

b) un disco móvil (2), susceptible de girar y provisto tanto de una ranura radial abierta (20) como de una pluralidad de ranuras radiales cerradas (22);

c) una pluralidad de láminas (3), provistas cada una de un pivote fijo (31) y un pivote móvil (32); donde:

◦ los pivotes fijos (31) se articulan en correspondientes alojamientos (11) de las tapas exteriores (T1), (T2); y

◦ los pivotes móviles (32) se guían en correspondientes ranuras radiales cerradas (22) del disco móvil (2).

de modo que, al girar el disco móvil (2) al ser actuado por un accionamiento exterior (A) que le transmite su movimiento, las láminas (3) adosadas entre sí basculan con desplazamiento respecto al disco móvil (2) en torno a su pivote móvil (32) y basculan sin desplazamiento respecto a la correspondiente tapa (T1) ó (T2) en torno a su pivote fijo (31), manteniendo en todo momento un área de paso circular (APC) en el centro de la válvula; cuyo diámetro para el paso de fluido es regulable de forma continua entre sus posiciones de cierre total y apertura máxima.

2. - Válvula, según reivindicación 1; caracterizada porque en al menos una de las láminas (3), el pivote fijo (31) y el pivote móvil (32) emergen hacia un mismo lado/cara de la lámina (3).

3. - Válvula, según reivindicación 1; caracterizada porque en al menos una de las láminas (3), el pivote fijo (31) y el pivote móvil (32) emergen hacia lados/caras opuestos de la lámina (3).

4. - Válvula, según una de las reivindicaciones anteriores; caracterizada porque al menos una de las láminas, particularmente la lámina central (3'), se constituye en apoyo para evitar la colisión entre láminas (3) adyacentes asociadas, respectivamente, una a la tapa frontal (T1) y otra a la tapa posterior (T2).