ES2869952T3 - Válvula de giro para un dispositivo de medición - Google Patents

Abstract

Un alojamiento de válvula (1, 2) para un dispositivo de medición, cuyo alojamiento de válvula comprende un conjunto de válvula (1) y un conjunto de brida de montaje (2), cuyo conjunto de brida de montaje comprende una brida de montaje (23) que puede unirse a una sección de tubería, dicho conjunto de válvula (1) que comprende un cuerpo de válvula (16), en donde el cuerpo de válvula (16) tiene una superficie inferior (161) que se dispone para definir una superficie límite de un proceso, dicha superficie inferior que comprende una abertura (162) hacia dicho proceso, dicho conjunto de válvula (1) que tiene además un segmento central (15) con una cavidad de la sonda (151) a través del mismo para recibir un dispositivo de medición (5), y medios de cierre (4) para abrir y cerrar dicha válvula, en donde una brida de bloqueo de dirección (14) está montada en dicho conjunto de brida de montaje (2), dicho cuerpo de válvula (16) está montado de manera giratoria en dicho conjunto de brida de montaje (2), y la brida de bloqueo de dirección (14) se dispone para bloquear el cuerpo de válvula (16) en su posición en la brida de montaje con la abertura (162) del cuerpo de válvula (16) que se dispone en un ángulo deseado β con respecto a un eje de referencia perpendicular a un eje central (A) que se extiende a través de dicho segmento central y cuyo eje central (A) es normal al plano de la brida de montaje, y dicho segmento central (15) está montado de manera giratoria en dicho cuerpo de válvula (16) y el movimiento para abrir/cerrar dicha válvula es un movimiento giratorio de dicho segmento central (15) alrededor del eje central (A).

Description

DESCRIPCIÓN

Válvula de giro para un dispositivo de medición

Campo técnico

Un alojamiento de válvula para un dispositivo de medición cuyo alojamiento de válvula comprende un conjunto de válvula y un conjunto de brida de montaje, en donde el conjunto de válvula comprende un cuerpo de válvula y en donde el cuerpo de válvula tiene una superficie inferior que define una superficie límite de un proceso, dicha superficie inferior que comprende una abertura hacia dicho proceso, dicho conjunto que tiene además un segmento central con una cavidad de la sonda a través del mismo para recibir un dispositivo de medición, y medios de cierre para abrir y cerrar dicha válvula.

Antecedentes de la técnica

Las mediciones de propiedades físicas a menudo representan una parte crucial de los procesos industriales, y existen varias soluciones de cómo se pueden realizar tales mediciones. Ejemplos de propiedades físicas de interés podrían ser temperatura, presión, régimen de flujo, valor de pH y contenido de oxígeno. En particular, muchos procesos requieren la medición de propiedades físicas de una sustancia fluida en una tubería cerrada o similar, lo que provoca el problema de que un sensor debe ponerse en contacto con la sustancia del proceso, preferentemente sin interrumpir el flujo en la tubería.

Un dispositivo de conexión para mediciones en una tubería se describe en la patente US 4,628,732 en donde se fija un sensor a un miembro selector que, a su vez, se comunica con un proceso dentro de una tubería. El miembro selector tiene una porción de medición y cierre que tiene forma de esfera y comprende un orificio central para insertar el instrumento de medición. El dispositivo de conexión de acuerdo con el documento US 4,628,732 se une a una tubería por medio de soldadura que es laboriosa y, además, la soldadura conduce a que la abertura quede sujetada permanentemente a la tubería y de esta manera sea difícil de reemplazar. De acuerdo con una versión alternativa del dispositivo de conexión en el documento US 4,628,732, dicho miembro selector tiene forma de placa. Esta modalidad da como resultado una válvula que es difícil de sellar y conduce al riesgo de fugas.

Otro sistema de medición se muestra en el documento US 5,134,879 donde se conecta una válvula de acceso a un puerto de proceso en una tubería. Al medir las propiedades físicas del proceso, se introduce una sonda de muestra a través de la válvula de acceso y entra en la corriente del proceso de fluido. Después de la medición, se retira la sonda y se cierra la válvula de acceso. El método descrito tiene la desventaja de que la sonda de muestra introducida interrumpirá el flujo en la tubería. Además, la sonda de muestra estará sujeta a daños por cavitación cuando se coloque dentro de la tubería, lo que, por supuesto, no es deseable ya que aumenta el desgaste del equipo.

Un problema común relacionado con las válvulas de medición tal como la del documento US 5,134,879, así como también con las válvulas en general, es que el reemplazo o el mantenimiento del instrumento de medición podría interrumpir el proceso. Además, parte de la sustancia a medir puede escapar de la tubería durante estas acciones, lo que en particular plantea un problema durante las mediciones en procesos de alta presión. Es de absoluta importancia que no se libere ningún material de la tubería en ningún momento, ya que los materiales pueden ser, por ejemplo, altamente corrosivos, calientes o dañinos de otras formas.

Sería conveniente tener una válvula que permita realizar mediciones con una mínima interferencia del proceso a medir, que se mantenga fácilmente y no corra el riesgo de fugas de la tubería (por ejemplo, durante la limpieza de la válvula) y proteja la sonda de muestra de la exposición al desgaste.

Descripción de la invención

Es un objeto de la presente invención resolver, o al menos minimizar, los problemas mencionados anteriormente. Esto se logra mediante un alojamiento de válvula como se define en la reivindicación 1. Las modalidades preferidas de este alojamiento de válvula se definen en las reivindicaciones dependientes. De acuerdo con la reivindicación 1, un segmento central está montado de manera giratoria en dicho cuerpo de válvula y el movimiento para abrir/cerrar dicha válvula es un movimiento giratorio de dicho segmento central alrededor de un eje central. De esta manera, es posible un cierre suave y controlado de la válvula, lo que minimiza el riesgo de fugas del proceso así como también el riesgo de perturbar el proceso por el movimiento de la válvula.

Se entiende que "superficie límite de un proceso" puede significar cualquier superficie que proteja algún tipo de contenido del entorno, por ejemplo, una tubería o similar, y que "proceso" significa el contenido en, por ejemplo, una tubería, como por ejemplo, pulpa de papel, aceite o licor negro.

De acuerdo con un aspecto de la invención, dicho segmento central y dicho cuerpo de válvula cooperan de tal manera que la abertura de dicha cavidad de la sonda a través del segmento central puede colocarse adyacente a dicha abertura, lo que define de esta manera una posición de medición abierta del conjunto de válvula. De esta manera, al colocar una sonda de medición en dicha cavidad, se puede lograr una posición abierta donde solo una sección de medición de la propia sonda está en contacto con el proceso, lo que hace que el resto de la sonda quede protegida por el alojamiento de válvula, lo que significa que el desgaste en el instrumento debido al uso en entornos industriales hostiles se puede minimizar.

Se entiende que la posición de medición y una posición abierta se refieren al mismo estado, específicamente, cuando la cavidad en el segmento central es coaxial con la abertura en la superficie inferior arqueada, y que una posición cerrada se refiere a una posición donde la abertura de la cavidad (y de esta manera la sonda de medición) está cubierta por la propia superficie inferior arqueada.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, dicho cuerpo de válvula y dicho segmento central cooperan de tal manera que dicha abertura de dicho cuerpo de válvula está cubierta y sellada por una superficie inferior de dicho segmento central, lo que define de esta manera una posición cerrada del conjunto de válvula. De esta manera, el extremo de la sonda estará protegido del proceso y gracias a la superficie inferior del segmento central que cubre la abertura, la sonda en sí puede retirarse del conjunto de la válvula sin riesgo de fugas del proceso.

De acuerdo con aún otro aspecto de la invención, dicha superficie inferior es una superficie arqueada, y dicha superficie inferior del segmento central es una superficie arqueada que se dispone para coincidir con la superficie inferior arqueada. De esta manera, un cuerpo de válvula tendrá una forma y dimensión que se adapten cuidadosamente a la forma del segmento central, y al montar los dos juntos, la superficie inferior y la superficie inferior interactuarán para formar una unidad sellada. De esta manera, se puede reducir sustancialmente el riesgo de una fuga de la tubería al área circundante, y se puede mejorar sustancialmente la cobertura de la abertura mencionada en el párrafo anterior.

De acuerdo con un aspecto adicional de la invención, dicha abertura de dicha superficie inferior se orienta en una dirección entre -55° y 55°, preferentemente entre -20° y 20°, con mayor preferencia entre -5 y 5°, con respecto a una dirección que es perpendicular a la dirección de un flujo del proceso. De esta manera, la superficie de medición de la sonda se puede elegir para que se oriente en diferentes direcciones, desde directamente hacia la dirección del flujo (+20°) a una posición neutra (0°) perpendicular al flujo, y más adelante a una posición alejada del flujo (-20°). La dirección de la sonda también se puede fijar para que se oriente en cualquier dirección entre las descritas en la presente descripción. Dicha orientación del orificio pasante también permite que el movimiento de cierre sea un movimiento de rotación como se describió anteriormente.

De acuerdo con aún otro aspecto de la invención, dicho segmento central comprende al menos dos canales que sobresalen a través de dicho segmento central y con sus respectivas aberturas en dicha superficie inferior. Al acoplar un flujo de un fluido adecuado tal como agua a un primer canal de entrada y una salida de fluido a un segundo canal de salida, se puede crear una corriente de fluido en la intersección entre la superficie inferior del segmento central y la superficie inferior arqueada del cuerpo de la válvula. Para guiar el fluido en esta intersección, dicha superficie inferior comprende ranuras que conectan el canal de entrada con el canal de salida. Cuando se introduce un fluido por el canal de entrada, correrá por el segmento central, correrá por dicha ranura en la intersección entre la superficie inferior y la superficie inferior y finalmente será evacuado de la válvula a través de dicho canal de salida. El fluido se puede transportar a través del sistema de cualquier forma convencional, tal como con una bomba.

Una disposición con canales como se describió anteriormente tendrá una doble función: una función de limpieza y una función de enfriamiento. Al elegir el curso de las ranuras, es posible guiar el agua en un patrón específico a lo largo del área de intersección. Preferentemente, las ranuras se disponen de tal manera que en la posición de medición se suministre fluido para enfriar la válvula y el dispositivo de medición, mientras que en la posición cerrada el fluido se guíe para limpiar la superficie de extremo de la sonda por medio de lavado.

De acuerdo con un aspecto adicional de la invención, dicho segmento central está montado de manera giratoria en dicho cuerpo de válvula mediante una placa de cubierta. De esta manera, el segmento central se mantiene firmemente en su lugar mediante la placa de cubierta, pero al mismo tiempo se puede mover en de manera giratoria con respecto al cuerpo de la válvula, lo que da como resultado un movimiento bien definido y controlado y, al mismo tiempo, asegura los diversos componentes en su lugar. .

De acuerdo con aún otro aspecto de la invención, dicho conjunto de válvula comprende un medio de cierre preferentemente en forma de mango giratorio. Al cambiar entre una posición de medición y una posición cerrada, un operador de la válvula giratoria agarrará el mango giratorio y empujará/tirará del segmento central en un movimiento de rotación hasta que se adquiera la posición deseada. Preferentemente, la distancia entre una posición de medición y una posición cerrada corresponde a girar hacer girar el alojamiento de la válvula al menos 80°, preferentemente al menos 100°, con mayor preferencia al menos 120° alrededor del eje central. Esto asegurará que la apertura/cierre de la válvula se realice de manera suave y controlada lo que a su vez minimiza el riesgo de que cualquier contenido se escape del interior de la tubería.

De acuerdo con aún otro aspecto de la invención, la válvula de giro comprende un medio de bloqueo. Este puede tener la forma de un pasador de seguridad que se fija en la placa de cubierta y se puede proyectar en cualquiera de los dos orificios correspondientes en el segmento central de la carcasa de la válvula. Uno de dichos orificios define una posición cerrada y el otro orificio define una posición de medición. Una vez que el segmento central se hace girar a cualquiera de las dos posiciones (cerrada o de medición, respectivamente), el pasador de seguridad encajará en el orificio de pasador correspondiente que sujeta el conjunto de válvula en su lugar. Antes de poder girar el segmento central, el pasador de seguridad debe retirarse del orificio. En consecuencia, el segmento central no se deslizará accidentalmente fuera de lugar.

De acuerdo con aún otro aspecto de la invención, la válvula de giro tiene un dispositivo de seguridad en forma de una barra de seguridad que evitará el desprendimiento de la sonda cuando la válvula de giro está en una posición de medición. Dicha barra de seguridad se dispone en una curva a lo largo del lado de una sonda unida que, a su vez, comprende un orificio de bucle a juego con la barra de seguridad. Cuando el segmento central y la sonda se mueven de una posición cerrada a una de medición, la barra de seguridad entrará en el orificio de bucle de la sonda evitando que salga de la cavidad de la sonda.

De acuerdo con aún otro aspecto de la invención, se proporciona una brida de bloqueo de dirección para bloquear dicho cuerpo de válvula a dicho conjunto de brida de montaje, dicha brida de bloqueo de dirección que tiene una superficie superior, cuya superficie superior es un arco graduado/transportador. Por lo tanto, cuando se hace girar el cuerpo de válvula, la rotación se puede monitorear al compararla con el arco graduado en la brida de bloqueo de dirección.

De acuerdo con aún otro aspecto de la invención, al menos un dispositivo de sellado se interpone entre dicho cuerpo de válvula y dicho segmento central. De esta manera, se puede minimizar aún más el riesgo de fugas del proceso. De acuerdo con aún otro aspecto de la invención, se interpone al menos un sellado entre dicho dispositivo de medición y dicha cavidad a través del segmento central. De esta manera, el riesgo de fugas a lo largo de la sonda de medición cuando el conjunto de válvula está en una posición abierta y el extremo de la sonda está expuesto al proceso se puede minimizar aún más.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

El proceso se describirá a continuación con más detalle con referencia a los dibujos adjuntos. La siguiente descripción debe considerarse únicamente como forma preferida y no es decisiva en un sentido limitativo.

La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de un conjunto de válvula de acuerdo con una modalidad preferida de la invención en una posición abierta,

La Figura 2 muestra una vista en perspectiva despiezada del conjunto de válvula de la Figura 1,

La Figura 3A-C muestra la superficie inferior del conjunto de válvula en posiciones adecuadas con referencia a una dirección de flujo en la tubería,

La Figura 4A muestra una vista en perspectiva del conjunto de válvula en la dirección de flujo dentro de la tubería, La Figura 4B muestra una vista en sección transversal del conjunto de válvula de la Figura 4A a lo largo de la línea IV-IV,

La Figura 5A muestra una vista en perspectiva del conjunto de válvula sin sonda en una posición cerrada, La Figura 5B muestra una vista en perspectiva del conjunto de válvula con una sonda en una posición cerrada, La Figura 5C muestra una vista en perspectiva del conjunto de válvula con una sonda en una posición intermedia, La Figura 5D muestra una vista en perspectiva del conjunto de válvula con una sonda en una posición abierta, La Figura 6a muestra la superficie inferior de un conjunto de válvula con una sonda en una posición abierta, y La Figura 6B muestra la superficie inferior de un conjunto de válvula con una sonda en posición cerrada.

Descripción detallada de la invención

En la Figura 1 se muestra una vista en perspectiva de una modalidad preferida de un conjunto de válvula 1 de acuerdo con una modalidad preferida de la invención, donde un cuerpo de válvula 16 está montado en un conjunto de brida de montaje 2 que comprende una brida de montaje 23 que se une a una sección de tubería 21. El montaje de dicho cuerpo de válvula 16 se efectúa mediante una serie de medios de sujeción en forma de tornillos 31 que se sujetan a través de una serie de orificios pasantes 11 (véase la Figura 2) en una dirección de bloqueo de la brida 14 y los orificios coincidentes 22 en una brida de montaje 23 del conjunto de brida de montaje 2. Un segmento central 15 está montado en dicho cuerpo de válvula 16. El conjunto de válvula 1 junto con el conjunto de brida de montaje 2 puede denominarse alojamiento de válvula 1,2.

El conjunto de válvula 1 comprende además un medio de cierre 4 para cerrar y abrir el conjunto de válvula, montado en el segmento central 15 que se coloca a través de la brida de bloqueo de dirección 14. Se puede disponer una sonda 5 para que sobresalga a través de una cavidad central de sonda 151 (ver Figura 2) en dicho segmento central 15 y alcance una abertura 162 en la superficie inferior 161 del cuerpo de válvula 16 que se orienta hacia el interior de la tubería 21 de modo que un extremo de la sonda 51 de la sonda 5 en la posición abierta mostrada en la figura está expuesto al interior de dicha tubería 21.

La forma de la cavidad 151 permite la colocación de la sonda 5 de modo que se cree un ángulo a entre un eje B a lo largo de la dirección de la sonda 5 y perpendicular a la abertura 162 de dicha superficie inferior, y un eje central A que se extiende a través del segmento central 15 y que es perpendicular a la dirección de flujo del contenido de la sección de tubería 21 (véase la Figura 4B). Gracias a este ángulo a, un extremo 51 de la sonda 5 puede interactuar con dicho contenido en un ángulo ajustable, como se describirá a continuación. Dicha superficie inferior 161 también protege el extremo de la sonda 51 en un grado conveniente, principalmente al estar curvado para formar una forma arqueada, lo que permite de esta manera que el extremo de la sonda 51 interactúe directamente con el flujo mientras que al mismo tiempo está protegido de los efectos posiblemente perjudiciales del proceso.

El conjunto de válvula 1 comprende además un medio de bloqueo 71 en forma de barra de seguridad que sirve para evitar que la sonda 5 se retire accidentalmente mientras el conjunto de válvula está en su posición abierta. Para acomodar el conjunto de válvula, el segmento de tubería 21 tiene una sección extendida 24 a través de la cual una superficie arqueada 161 de un cuerpo de válvula 16 del conjunto de válvula 1 puede montarse en una abertura central 12 de modo que el extremo de la sonda 51 a través de una abertura 162 pueda exponerse a cualquier sustancia con la que se llene el interior de la tubería 21.

La Figura 2 muestra una vista en perspectiva despiezada del conjunto de válvula de la Figura 1, donde se pueden ver todas las partes individuales del conjunto. Estas partes se describirán ahora con más detalle y el proceso de montaje también se describirá con referencia a esta figura.

El segmento de tubería 21 tiene un interior 27 en el que se puede transportar una sustancia tal como un fluido o un gas. Un primer extremo 28 y un segundo extremo 29 pueden montarse en otros segmentos de tubería (no mostrados) para crear una tubería para su uso en una industria, por ejemplo, y las dimensiones del segmento de tubería 21 pueden modificarse para que este segmento 21 tenga las mismas dimensiones que otros segmentos de tubería para que se pueda lograr una transición suave a lo largo de la tubería.

La sección perpendicular 24 es una parte integrada del segmento de tubería 21 y sirve, junto con la brida de montaje 23 que también está integrada con el segmento de tubería 21 en esta modalidad, para permitir un montaje confiable y conveniente del conjunto de válvula 1 y para proporcionar acceso para una sonda 5 montada en la misma al interior del segmento 21 de tubería. Adyacente a la brida de montaje 23, una junta 61 sirve para crear un sello entre la brida de montaje 23 y el cuerpo de válvula 16.

Un cuerpo de válvula 16 tiene en su extremo inferior la superficie arqueada 161 con la abertura 162 y se puede colocar en un orificio pasante central 12 del conjunto de brida de montaje 2 de modo que esta superficie 161 y la abertura 162 se puedan insertar en el interior 27 del segmento de tubería 21. El cuerpo de válvula 16 comprende además orificios en forma de orificios roscados 163 en los que se puede insertar un medio de bloqueo en forma de tornillos, por ejemplo, para bloquear una placa de cubierta 17 con los correspondientes orificios roscados 171 en el cuerpo 16 para sujetar el segmento central 15 y sellar de esta manera las diferentes partes del conjunto de válvula 1 juntas.

El segmento central 15 del alojamiento de válvula está adaptado para insertarse en una cavidad central 164 del cuerpo de válvula 16 y tiene una cavidad de la sonda 151 que sobresale completamente a través de dicho segmento central 15 en un ángulo con la longitud del segmento central 15 . Para evitar fugas desde el segmento de tubería 21 a través del conjunto de válvula, se coloca un asiento de válvula 184 en la parte inferior del cuerpo de válvula 16 y proporciona un sello entre el cuerpo de válvula 16 y el segmento central 15. Para protección adicional, se proporcionan juntas, por ejemplo, en forma de anillos de sellado 181, 182, para ser insertadas entre las paredes de la cavidad central 164 del cuerpo de válvula 16 y el segmento central 15. También se proporcionan separadores 183 y 62 para permitir una rotación del segmento central 15 con relación al cuerpo de válvula 16, y puede haber dispositivos de sellado adicionales, tales como juntas, para evitar además una fuga.

Por lo tanto, el conjunto de brida de montaje 2 se construye a partir de varios componentes que se pueden montar de la manera descrita en la presente descripción, y gracias a esta construcción el montaje y desmontaje del conjunto de válvula 1 se puede realizar de una manera fácil y conveniente. Gracias a las superficies relativamente grandes del conjunto 1 colocadas juntas, tales como el segmento central 15 y el cuerpo de válvula 16, pueden usarse dispositivos sencillos tal como las juntas en forma de anillos de sellado descritos anteriormente para evitar fugas. No es necesaria la soldadura de los componentes, y cualquier componente específico se puede reparar o reemplazar fácilmente sin necesidad de reemplazar todo el conjunto de válvula 1.

Para bloquear las partes del conjunto 1 en su lugar, la placa de cubierta 17 se monta en el cuerpo de válvula 16 mediante el uso de dispositivos de sellado adecuados, tales como tornillos 32 (no mostrados), como se ha mencionado anteriormente, y para permitir la rotación. del segmento central 15, se coloca un segundo separador 62 entre dicha placa de cubierta 17 y dicho cuerpo de válvula 16, como también se ha mencionado anteriormente.

Un segundo sello se logra al montar la brida de bloqueo de dirección 14 en la brida de montaje 23 del conjunto de brida de montaje 2 con la primera junta 61 colocada entre ellas, como también se ha descrito anteriormente.

Un medio de cierre 4 en forma de varilla se coloca en un orificio roscado 152 en el segmento central y se sujeta, por ejemplo, mediante roscas en la superficie interior de este orificio 152 correspondientes a roscas en el exterior de un extremo interior 41 de dicha varilla 4. La varilla 4 tiene un mango 42 adecuada para que lo agarre un usuario, y funciona como una palanca que es lo suficientemente larga para que el movimiento de apertura y cierre del conjunto de válvula 1 se realice mediante el uso de solo una fuerza moderada, lo que permite al usuario un gran grado de control sobre el funcionamiento del conjunto de válvula 1.

Un medio de bloqueo 71, para evitar que se retire de la sonda 5 mientras el conjunto de la válvula está en una posición abierta, se coloca en un orificio tal como un orificio 172 en la placa de cubierta 17 y se empareja con un bucle 53 en el lado de la sonda 5. De esta manera, se evita que se retire de la sonda 5 porque los medios de bloqueo 71 están dentro del bucle 53 en las posiciones del conjunto de válvula donde un retiro de esta sonda 5 sería inadecuado y proporcionaría un riesgo de fuga de la sección de tubería 21.

Un segundo dispositivo de seguridad en forma de pasador de seguridad 72 también está fijado en la placa de cubierta 17 y puede sobresalir en un orificio 153 en el segmento central 15 correspondiente a una posición cerrada del conjunto de válvula, y otro orificio 154 (no mostrado) correspondiente a una posición abierta. De esta manera, el giro del segmento central 15 y, por lo tanto, la apertura o el cierre del conjunto de válvula, puede evitarse mediante la presencia de este pasador de seguridad 72 y requerirá que un usuario tire primero del pasador 72 antes de que pueda usarse la varilla 4 para hacer girar el segmento central 15 alrededor de un eje que sobresale hacia abajo a través del cuerpo de válvula 16. Esto puede reducir en gran medida el riesgo de que el conjunto de la válvula se abra o se cierre por error.

Ahora se describirá el montaje del conjunto de válvula.

En una primera etapa, el asiento de válvula 184 se monta adyacente a la superficie arqueada 161 del cuerpo de válvula 16, y los anillos de sellado 181, 182 se montan en el segmento central 15 en las ranuras. Los separadores 183, 62 se colocan por encima y por debajo de la brida central 155 del segmento central 15, y el propio segmento central 15 se coloca en el cuerpo de válvula 16. El asiento de válvula 184 se coloca ahora alrededor de la abertura 162 en la superficie arqueada 161 del cuerpo de válvula 16.

Ahora, el medio de bloqueo 71 está montado en el orificio roscado 172, y el pasador de seguridad 72 está montado sobre la placa de cubierta 17, y la placa de cubierta 17 en sí está montada sobre el cuerpo de válvula 16 y el segmento central 15 mediante el uso de tornillos y separadores colocados a través de los orificios roscados 171.

En una segunda etapa, la junta 61 se coloca sobre la brida de montaje 23 que ya está sujetada en un segmento de tubería 21, y el cuerpo de válvula 16 se coloca en la abertura central 12 de tal manera que una parte inferior 160 del cuerpo de válvula 16 se inserta en la abertura central 12, y la junta 61 se sujeta entre la brida de montaje 23 y una parte superior del cuerpo de válvula 16.

La brida de bloqueo de dirección 14 ahora puede montarse sobre el cuerpo de válvula 16 y la brida de montaje 23 y sujetarse con tornillos a través de los orificios roscados 11, y de esta manera sirve para fijar el cuerpo de válvula sobre la brida de montaje 23 de una manera segura y fiable. En esta etapa, el cuerpo de válvula 16 puede hacerse girar alrededor del eje A para elegir un ángulo p adecuado con respecto a un eje de referencia perpendicular al eje A y bloqueado en su posición. Se considera que el ángulo p es 0° cuando la abertura 162 en el cuerpo de válvula 16 se coloca transversal a la tubería 21 (véanse las Figuras 3A-C). La varilla 4 está montada, por el extremo interior 41 de dicha varilla 4 que se monta en el orificio roscado 152 del segmento central 15, por ejemplo al atornillarla.

En una tercera etapa, la sonda 5 se monta en el conjunto de válvula 1 ahora montado, y el conjunto de válvula 1 está listo para su uso.

Las Figuras 3A, 3B y 3C muestran diferentes montajes del conjunto de válvula 1, donde el cuerpo de válvula 16 se ajusta para crear diferentes ángulos p entre el extremo de la sonda 51 en una posición abierta del conjunto y el flujo dentro de la tubería 21. Este ángulo p puede variar de la posición que se muestra en la Figura 3A, donde la abertura se hace girar hacia el flujo, a través de una posición de la Figura 3B con la abertura a un nivel de referencia de 0°, es decir, perpendicular a la dirección de flujo en el segmento de tubería 21, a la posición de la Figura 3C con la abertura apartada del flujo. También se puede elegir cualquier ángulo entre estas posiciones mostradas en las figuras y, si se desea, p puede variar 360°.

Como una ventaja adicional, al dejar el pasador de seguridad 72 en su orificio 153, el segmento central 15 puede hacerse girar fácilmente con respecto al conjunto de brida de montaje 2, después de que se ha aflojado la brida de bloqueo 14. De esta manera se puede ajustar el ángulo p.

Ahora se ha montado el conjunto de válvula, y se puede poner en funcionamiento al insertar una sonda 5 y abrir o cerrar la válvula mediante el uso de la varilla 4 para hacer girar el segmento central 15 en la cavidad del cuerpo de válvula 16.

Debido a que todas las diferentes partes del conjunto de válvula 1 pueden retirarse fácilmente, la reparación y limpieza del conjunto de válvula 1 se simplifica enormemente. Gracias a la presencia de dispositivos de sellado tales como anillos de sellado, cualquier fuga de la tubería aún se puede prevenir o al menos minimizar.

La Figura 4B muestra una vista en sección transversal del conjunto de válvula, tomada a lo largo de la línea B-B en la Figura 4A. En la sección de tubería 21, el conjunto de brida de montaje 2 con la brida de montaje 23 está unido con la brida de bloqueo de dirección 14 mediante los tornillos 31, que presionan la brida de bloqueo de dirección 14 contra la primera junta 61. La brida de bloqueo de dirección 14 tiene un borde 141, que se extiende alrededor de la abertura central de dicha placa de bloqueo 14 e interactúa con otra brida 169 que está colocada circunferencialmente sobre el cuerpo de válvula 16 de tal manera que el primer borde 141 presiona firmemente la segunda brida 169 hacia la brida de montaje 23, con el efecto de que la brida de bloqueo de dirección 14 mantiene el cuerpo de válvula 16 en su lugar. De esta manera, se evitan las fugas entre el cuerpo de válvula 16 y la sección de tubería 21. La placa de bloqueo 14 se puede retirar fácilmente del cuerpo de válvula 16.

De manera similar, la placa de cubierta 17 se une al cuerpo de válvula 16 mediante el uso de tornillos 32 de tal manera que dicha placa de cubierta 17 también cubre una brida central 155 que descansa sobre el separador 183 colocado en una tercera brida 168 del cuerpo de válvula 16 y está cubierto por el segundo separador 62. De esta manera, el segmento central 15 se mantiene efectivamente en su lugar por la placa de cubierta 17 y esto, junto con los anillos de sellado 181, 182 colocados en las ranuras correspondientes 156, 157 en el segmento central 15, evita fugas de la abertura 162 en la superficie arqueada 161 y hacia arriba entre la superficie exterior del segmento central 15 y la superficie interior del cuerpo de válvula 16.

Las Figuras 4B-C representan un conjunto de válvula 1 donde la sonda 5 está en una posición abierta, es decir, cuando la abertura 162 se coloca directamente adyacente a dicha cavidad de la sonda 151, y la sonda 5 se extiende a través de esta cavidad 151 de tal manera que el extremo de la sonda 51 se enfrenta directamente a dicha abertura 162. La cavidad de la sonda 151 se extiende a lo largo del eje B perpendicular a dicha abertura 162 de dicha superficie inferior 161 que junto con el eje central A definen un ángulo a (véase la Figura 4B) correspondiente al ángulo de inclinación de la sonda 5.

Una persona experta en la técnica se da cuenta de que la magnitud del ángulo a se establece durante la fabricación de los componentes del conjunto de válvula, y además que depende de la posición elegida de la abertura 162 en relación con el eje central A. Preferentemente la magnitud máxima del ángulo a es ± 55°, con mayor preferencia ± 20°, aún con mayor preferencia ± 5°.

Con referencia a las descripciones anteriores de los ángulos a y p (Figura 3A-C y Figura 4B), se entiende que la posición de la abertura 162 en la superficie arqueada 161 y la correspondiente cavidad de la sonda 151 y su alineación se pueden describir en términos de ángulos a y/o p. Al conocer las magnitudes de a y p, se puede evaluar la dirección en la que se enfrenta el extremo de la sonda 51 en relación con la dirección del flujo del proceso, lo que puede ser información importante durante la medición mediante el uso del conjunto de válvula 1 de acuerdo con la invención. Una tercera manera de definir la posición del extremo de la sonda 51 es el ángulo y (no mostrado) entre el plano definido por la superficie del extremo de la sonda y la dirección de flujo. El ángulo y depende directamente de los ángulos a y p.

La varilla 4 con un mango 42 que está diseñado para ser adecuado para agarrar con una mano, por ejemplo con una superficie rugosa para evitar deslizamientos, ahora está montada en el segmento central 15 por el extremo interno 41 que se fija en el orificio 152.

En la Figura 4C, las ranuras de limpieza 165, 166, 167 se pueden ver en el lado superior de la superficie arqueada 161. Estas ranuras, junto con el efecto de limpieza y enfriamiento que se puede lograr al usarlas, se describirán en detalle con referencia a Figura 6A-B.

Una sección 52 del eje de la sonda puede tener un ancho adecuado para sellar la cavidad de la sonda 151 de manera efectiva con el fin de evitar fugas del segmento 21 de tubería a través de dicha cavidad de la sonda 151, o alternativamente puede estar presente un dispositivo de sellado separado en cualquier ubicación adecuada a lo largo de la cavidad de la sonda 151 para lograr este efecto de sellado.

Ahora se describirá una manera preferida de operar el conjunto de válvula con referencia a las figuras 5A-5D.

En la Figura 5A se muestra un conjunto de válvula de acuerdo con la invención en una posición cerrada sin una sonda 5. Preferentemente, la superficie superior de la brida de bloqueo de dirección 14 está marcada como un transportador y tendrá un indicador del ángulo p entre la posición actual del conjunto de válvula 1 y la dirección de flujo y/o el ángulo Y entre la superficie del extremo de la sonda y la dirección de flujo. Al montar la válvula en un conjunto de brida de montaje 2 de una tubería 21, la dirección de flujo indicada en la brida de bloqueo de dirección 14 debe corresponder a la dirección de flujo del proceso en la tubería 21. Al estar en una posición cerrada, la válvula de la Figura 5A se fija en su posición mediante dicho pasador de seguridad 72 que sobresale en el orificio 153 del segmento central 15. La cavidad de la sonda 151 a través del segmento 15 central está dirigida de tal manera que su abertura está cubierta herméticamente por la superficie inferior 161 del cuerpo de válvula 16.

En la siguiente etapa, se inserta un dispositivo de medición en forma de una sonda 5 a través de la cavidad 151 en dicho segmento central 15. En la Figura 5B se muestra un conjunto de válvula cerrada con una sonda insertada. Al comenzar a mover la válvula a una posición de medición abierta, el pasador de seguridad 72 se retrae del orificio 153 y el segmento central 15 se hace girar en el sentido de las manecillas del reloj en un movimiento de rotación al tirar de/empujar los medios de cierre 4 en forma de un mango 42. En la Figura 5C se muestra un conjunto de válvula entre una posición cerrada y una de medición. En esta posición, el medio de bloqueo 71 está comenzando a entrar en el bucle 53 de la sonda 5, lo que significa que la sonda no podrá escapar de la válvula. La Figura 5D muestra un conjunto de válvula que se ha convertido en una posición de medición. Aquí, el medio de bloqueo 71 está completamente asegurado dentro del orificio de bucle 53 de la sonda 5, y el pasador de seguridad 72 se ha encajado en un orificio 154 en el cuerpo de la válvula que corresponde a una posición abierta/de medición del conjunto.

La dirección (p y/o y) de la abertura 162 en relación con la dirección del flujo dentro de la tubería 21 se puede controlar haciendo referencia al transportador en la superficie superior de la brida de bloqueo de dirección 14.

Al abrir/cerrar la válvula, la superficie inferior 158 del segmento central 15 también se girará en relación con la superficie inferior fija 161 del cuerpo de válvula 16. Por lo tanto, durante la apertura de la cavidad de la sonda 151 con la sonda unida 5 se moverá desde una posición en la que el extremo de la sonda 51 está protegido por la superficie inferior 161, a una posición en la que la cavidad de la sonda 151 se alineará con la abertura 162 en la superficie inferior 161 que se orienta hacia el interior 27 de la tubería 21. En esta posición de medición, como se representa en la Figura 5D, el extremo de la sonda está completamente expuesto al contenido de la tubería 21 y registrará las propiedades físicas para las que está diseñado para medir.

Un giro completo del segmento central entre una posición cerrada y una de medición corresponde preferentemente a al menos 80°, preferentemente al menos 100°, con mayor preferencia al menos 120°.

Una modalidad preferida de acuerdo con la invención se ve en la Figura 6A-B en donde se muestra un sistema de limpieza/enfriamiento de la válvula de giro. Aquí, se ve una válvula desde el lado inferior con dicha superficie arqueada 161 de un cuerpo de válvula 16 que sobresale a través del conjunto de brida de montaje 2. En las referidas Figuras 6A-B, dicha superficie arqueada 161 se hace transparente con fines ilustrativos.

La Figura 6A muestra el lado inferior de una válvula en una posición de medición y la Figura 6B muestra el lado inferior de una válvula en una posición cerrada. En la Figura 6A, la abertura de la cavidad de la sonda 151 con un extremo 51 de la sonda está alineada con la abertura 162 en la superficie arqueada 161. Tres ranuras 165, 166, 167 están estiradas a lo largo de dicha superficie inferior 161 en la intersección entre la superficie inferior 158 del segmento central 15 y el lado interno de dicha superficie inferior 161. Dos canales 91,92 sobresalen a través de dicho segmento central 15, un primer canal de entrada 91 y un segundo canal de salida 92. Las aberturas extremas de los respectivos canales se orientan a la superficie inferior 161 del cuerpo de válvula 16 y se colocan de tal manera que se encuentran con dichas ranuras. En una posición de medición, como se representa en la Figura 6A, los canales 91, 92 conducen a la ranura 165. Un suministro de agua está acoplado a dicho primer canal de entrada 91 y pasará a través del segmento central 15 y luego será transferido a la ranura 165. Esta ranura conduce directamente al segundo canal de salida 92, sale de la válvula a través del canal en el segmento central 15 y conducirá además a las aguas residuales. Al usar agua fría al purgar la válvula de giro, el conjunto se enfriará fácilmente.

En la Figura 6B se muestra el lado inferior de un conjunto de válvula en una posición cerrada, con la abertura de la cavidad de la sonda 151 que está completamente cubierta por la superficie inferior 161. El orificio 162 de la superficie inferior 161 expondrá una sección herméticamente sellada de la superficie inferior 158 del segmento central 15. Como se ve en la Figura 6B, las aberturas de los canales de entrada 91 y salida 92 están colocadas en conexión con las ranuras 166 y 167 respectivamente. El agua entrará a través del canal de entrada y fluirá dentro y a través de la ranura 166 y pasará además por la abertura de la cavidad de la sonda 151 con el extremo de la sonda expuesto 51, lo que conducirá a una limpieza profunda de la misma. Desde la abertura de la cavidad de la sonda 151 el agua entrará en la ranura 167 que a su vez conduce a dicho canal de salida 92 a través del cual el agua de limpieza sale de la válvula. Simultáneamente a la limpieza del circuito de agua, también se enfriará el conjunto de válvula. Es ventajoso que las ranuras 166, 167 estén colocadas de tal manera que el paso del líquido de limpieza desde el extremo de la sonda 51 al canal de salida 92 sea pequeño, de modo que cualquier resto del proceso pueda quedar expuesto de manera rápida y confiable.

El asiento de válvula 184 también sirve para raspar la superficie inferior del segmento central 15 cuando se abre o se cierra el conjunto de válvula. De este modo, cualquier resto del proceso que se ha adherido a la parte inferior del segmento central puede eliminarse y facilitarse la limpieza con un fluido de limpieza. También podría usarse alternativamente un movimiento de limpieza alternativo, donde el extremo de la sonda 51 se raspa sin que el conjunto de válvula 1 se mueva hacia o desde una posición abierta. La limpieza en sí, así como también todo el funcionamiento del conjunto de válvula 1, se puede automatizar y tener lugar sin la necesidad de la intervención de un operador.

El sistema descrito permitirá una limpieza/refrigeración fácil y rápida del conjunto de válvula y sin ningún riesgo de fugas.

Cabe señalar que el orden de las etapas de montaje sugeridas anteriormente se puede variar dentro del alcance de las reivindicaciones y que el proceso puede diferir ligeramente entre diferentes modalidades de la invención.

Es ventajoso tener la sonda colocada en el cuerpo de válvula 16 en un ángulo junto con el segmento central 15, ya que esto facilita una apertura y un cierre donde el extremo de la sonda está protegido.

La invención no debe verse limitada por las modalidades descritas anteriormente, sino que puede variarse dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, la tubería 21 puede estar separada del conjunto de brida de montaje 2, y dicha superficie inferior 161 del cuerpo de válvula 16, así como también el segmento central 15 de la superficie inferior 158, pueden ser planas o tener cualquier otra forma. La sección de tubería sobre la que se monta el conjunto de la válvula puede ser una longitud completa de tubería, o podría ser un tanque donde se puede contener un proceso. Un segmento de tubería se puede extender o tener bridas en su extremo y se puede entregar junto con el conjunto de la válvula o ser un componente estándar. El cuerpo de válvula del conjunto de válvula se puede sujetar a la tubería sin necesidad de una brida, por ejemplo mediante soldadura. La forma del segmento de tubería puede ser diferente a la descrita anteriormente, por ejemplo, con una sección adicional tal como una tubería que se extiende desde la sección de tubería para facilitar la medición de la presión dentro de la tubería, o los lados del segmento de tubería pueden modificarse para permitir una presión más alta o más baja en el sitio de las mediciones.

Además, el movimiento de apertura podría ser en el sentido de las manecillas del reloj o en el sentido contrario a las manecillas del reloj. También son posibles muchas otras variaciones, como comprenderá fácilmente el experto en la técnica.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un alojamiento de válvula (1, 2) para un dispositivo de medición, cuyo alojamiento de válvula comprende un conjunto de válvula (1) y un conjunto de brida de montaje (2),

cuyo conjunto de brida de montaje comprende una brida de montaje (23) que puede unirse a una sección de tubería, dicho conjunto de válvula (1) que comprende un cuerpo de válvula (16), en donde el cuerpo de válvula (16) tiene una superficie inferior (161) que se dispone para definir una superficie límite de un proceso, dicha superficie inferior que comprende una abertura (162) hacia dicho proceso,

dicho conjunto de válvula (1) que tiene además un segmento central (15) con una cavidad de la sonda (151) a través del mismo para recibir un dispositivo de medición (5), y

medios de cierre (4) para abrir y cerrar dicha válvula,

en donde una brida de bloqueo de dirección (14) está montada en dicho conjunto de brida de montaje (2), dicho cuerpo de válvula (16) está montado de manera giratoria en dicho conjunto de brida de montaje (2), y la brida de bloqueo de dirección (14) se dispone para bloquear el cuerpo de válvula (16) en su posición en la brida de montaje con la abertura (162) del cuerpo de válvula (16) que se dispone en un ángulo deseado p con respecto a un eje de referencia perpendicular a un eje central (A) que se extiende a través de dicho segmento central y cuyo eje central (A) es normal al plano de la brida de montaje, y dicho segmento central (15) está montado de manera giratoria en dicho cuerpo de válvula (16) y el movimiento para abrir/cerrar dicha válvula es un movimiento giratorio de dicho segmento central (15) alrededor del eje central (A).

2. Un alojamiento de válvula para un dispositivo de medición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho segmento central (15) y dicho cuerpo de válvula (16) cooperan por el segmento central (15) que se adapta para insertarse en una cavidad central (164) del cuerpo de válvula (16) de tal manera que una abertura de dicha cavidad de la sonda (151) a través del segmento central (15) puede colocarse adyacente a dicha abertura (162), lo que define por lo tanto una posición de medición abierta del conjunto de válvula.

3. Un alojamiento de válvula para un dispositivo de medición de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque dicho segmento central (15) y dicho cuerpo de válvula (16) cooperan por el segmento central (15) que se adapta para insertarse en una cavidad central (164) del cuerpo de válvula (16) de tal manera que dicha abertura (162) de dicho cuerpo de válvula (16) está cubierto y sellado por una superficie inferior (158) de dicho segmento central (15), lo que define por lo tanto una posición cerrada del conjunto de válvula.

4. Un alojamiento de válvula para un dispositivo de medición de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque dicha superficie inferior (161) del cuerpo de válvula (16) es una superficie arqueada y dicha superficie inferior (158) del segmento central (15) es una superficie arqueada que se dispone para coincidir con dicha superficie inferior arqueada (161).

5. Un alojamiento de válvula para un dispositivo de medición de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque un ángulo a que está entre -55° y 55°, preferentemente entre -20° y 20°, con mayor preferencia entre -5° y 5° se define entre el eje central (A) y un eje (B) perpendicular a dicha abertura (162) de dicha superficie inferior (161).

6. Un alojamiento de válvula para un dispositivo de medición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho segmento central (15) comprende al menos dos canales (91,92), preferentemente un primer canal de entrada (91) y un segundo canal de salida (92), con aberturas en dicha superficie inferior (158).

7. Un alojamiento de válvula para un dispositivo de medición de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque dicha superficie inferior (161) comprende ranuras (165, 166, 167).

8. Un alojamiento de válvula para un dispositivo de medición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho segmento central (15) está montado de manera giratoria en dicho cuerpo de válvula (16) mediante una placa de cubierta (17).

9. Un alojamiento de válvula para un dispositivo de medición de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque dicho conjunto de válvula (1) comprende medios de cierre en forma de un mango giratorio (4).

10. Un alojamiento de válvula para un dispositivo de medición de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque dicha válvula de giro comprende medios de bloqueo (71) para evitar una rotación no deseada del segmento central (15).

11. Un alojamiento de válvula para un dispositivo de medición de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque tiene un dispositivo de seguridad (72) para evitar un retiro de la sonda (5) mientras el conjunto de válvula está en una posición abierta.

12. Un alojamiento de válvula para un dispositivo de medición de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque dicha brida de bloqueo de dirección (14) tiene una superficie superior, cuya superficie superior es un arco graduado/transportador.

13. Un alojamiento de válvula para un dispositivo de medición de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque al menos un dispositivo de sellado (181, 182, 183) se interpone entre dicho segmento central (15) y dicho cuerpo de válvula (16) para evitar fugas del proceso (21).

14. Un alojamiento de válvula para un dispositivo de medición de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque al menos un asiento de válvula (184) se interpone entre dicho segmento central (15) y dicho cuerpo de válvula (16) para evitar fugas del proceso (21).