ES2882810T3 - Aparato de tuberías mejorado - Google Patents

Abstract

Aparato de tuberías (1, 200) que comprende una carcasa (2, 201) que incluye un elevador (2a, 21, 201a) y un conector de tuberías (2b, 201b) y un conjunto de válvulas (210), en el que el conjunto de válvulas comprende una válvula (3, 4, 7, 212a, 212b, 213) configurada para controlar el flujo de fluido a través del conector de tuberías (2b, 201b), un vástago de válvula (12, 220), unos medios de montaje (25, 211) y unos medios de sellado (26) que tienen una sección transversal de sellado, en el que los medios de montaje (25, 211) montan el conjunto de válvula de forma segura (210) dentro del tubo ascendente (2a, 21, 201a) y en el que los medios de sellado (26) están situados dentro del tubo ascendente (2a, 21, 201a) entre una superficie interior del tubo ascendente cuya superficie interior es sustancialmente paralela a un eje longitudinal del tubo ascendente y una superficie exterior de los medios de montaje (25, 211) para sellar contra la salida de fluido del aparato (1, 200), en el que la superficie exterior de los medios de montaje (25, 211) es sustancialmente paralela a la superficie interior del elevador (2a, 21, 201a) y está separada de la misma por una distancia de separación, que es menor que la sección transversal de sellado, y se caracteriza porque el conjunto de válvula (210) está configurado de manera que dicho conjunto de válvula (210) puede introducirse en la carcasa (201) y extraerse de la misma a través del elevador (201a) como un único componente, y en el que el conjunto de válvula (210) y el tubo ascendente (2a, 21, 201a) comprenden cada uno una parte de un medio de bloqueo para bloquear de forma liberable el conjunto de válvula (210) en el tubo ascendente (2a, 21, 201a), siendo el medio de bloqueo accionable por una herramienta (40), y la válvula situada en el conector de la tubería (2b, 201b).

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato de tuberías mejorado

Campo de 1a invención

La presente invención se refiere a aparatos para su uso en una tubería y, en particular, a aparatos cuyos componentes de la válvula pueden extraerse a través del cuerpo del aparato.

Antecedentes de 1a invención

La presente invención se refiere a válvulas, y más particularmente a válvulas de cierre para controlar el flujo de fluidos a través de tuberías, tales como tuberías subterráneas o sobre tierra para el flujo de fluidos, por ejemplo, tuberías de agua y gas.

Hay muchos kilómetros de tuberías de agua y gas situadas bajo tierra en el Reino Unido y, de hecho, en otros lugares del mundo. Las válvulas están situadas en muchos puntos a lo largo de estas tuberías, para permitir el control del flujo de fluido a través de las secciones de tuberías adyacentes a las válvulas. Por ejemplo, muchas tuberías de gran diámetro están situadas a gran profundidad bajo las carreteras, de las que se derivan tuberías de menor diámetro, cada una de las cuales lleva a distintas propiedades industriales, comerciales o residenciales para suministrarles, por ejemplo, agua corriente u otras formas de agua no tratada. Si se produce una fuga de agua en una de estas propiedades, se puede accionar una válvula en la tubería de derivación a esa propiedad para detener el flujo de agua de la tubería principal de gran diámetro a la residencia a lo largo de la tubería de derivación.

Estas válvulas pueden adoptar una de muchas formas, pero esencialmente cada una tiene algún tipo de elemento de barrera interno, como una compuerta, una bola, un tapón o un disco (en el caso de una válvula de mariposa), que se puede mover para permitir contener o detener el flujo de fluido a través de la válvula. Dichos elementos de barrera se suelen mover mediante la rotación de un husillo que se extiende desde el elemento de la barrera hasta el exterior de la válvula, hacia el nivel del suelo por encima de la válvula.

Para accionar una de estas válvulas subterráneas, un operario introduce una herramienta, por ejemplo, una barra en T, una chaveta de válvula por un pozo abierto desde el nivel del suelo, cuyo pozo abierto desciende hasta la válvula. El operario trata de situar el extremo de su llave en un vástago, por ejemplo, cónico o con forma, en el extremo del vástago. Entonces, al girar la llave, se gira el vástago, moviendo así el miembro de barrera de la válvula, para bloquear o desbloquear el canal de la válvula por el que fluye el fluido. Alternativamente, el vástago de la válvula puede extenderse la mayor parte del camino hasta el eje abierto de la válvula a la superficie del suelo, permitiendo al ingeniero de servicio utilizar una llave corta en el extremo del vástago largo para operar la válvula.

En cualquiera de los casos, dicho hueco abierto no puede dejarse a la intemperie, ya que una apertura de este tipo en una vía o calzada supone un peligro importante para los peatones y conductores, etc. Por lo tanto, se coloca una placa protectora en la vía o calzada peatonal por encima de la válvula para cubrir el hueco abierto. Dado que estas placas protectoras suelen tener que soportar el peso del tráfico que pasa por encima, incluidos los vehículos pesados, se prefiere que las placas protectoras sean lo más pequeñas posible. Las placas protectoras pequeñas no necesitan ser tan robustas como las grandes para soportar la misma masa.

Por supuesto, estas válvulas requieren mantenimiento, por ejemplo para sustituir una parte del mecanismo de cierre de la válvula después de que se desgaste o se dañe. En las tuberías conocidas, una vez que la sección de la tubería en la que se encuentra una válvula se aísla del resto de la red de tuberías (quizás cerrando las válvulas de agua hacia arriba y agua hacia abajo de la válvula en cuestión), o la tubería se despresuriza, se puede realizar el mantenimiento de la válvula. Las válvulas convencionales tienen un “bonete” extraíble en su parte superior (el término "superior" se utiliza aquí en referencia a la orientación relativa de la válvula con respecto a la superficie de la carretera por encima) que se sujeta a la carcasa principal de la válvula mediante una serie de pernos para cubrir una cámara de acceso en la válvula. En muchas válvulas, una vez que se ha retirado el bonete, se puede acceder al mecanismo de cierre de la válvula y retirarlo para su mantenimiento. En algunos casos, el mecanismo de cierre es de tipo cerrado, como una válvula de tapón, pero dicha válvula sigue requiriendo la retirada del bonete exterior para acceder al tapón.

Para poder desmontar un bonete de este tipo, un técnico de mantenimiento debe poder acceder a la propia válvula. Dado que las válvulas en cuestión están situadas a gran profundidad bajo tierra, por ejemplo de 2 a 15 pies (0,6 m a 4,5 m) bajo el nivel del suelo, esto no es posible desde la superficie de la carretera. Además, la placa protectora en la superficie de la carretera y el hueco abierto subyacente son demasiado estrechos para que un ingeniero de servicio pueda bajar. Por lo tanto, el mantenimiento de estas válvulas subterráneas sólo puede llevarse a cabo tras la excavación de la tierra, el alquitrán, etc. por encima de la válvula, lo que, por supuesto, lleva mucho tiempo, es caro y resulta muy incómodo para los peatones y los automovilistas que, como resultado de dicha excavación, pueden encontrarse con carreteras cerradas o parcialmente bloqueadas con sistemas temporales de control del tráfico en funcionamiento.

También hay varios tipos de válvulas terrestres (sobre el suelo) que requieren la retirada de un bonete para acceder a una cámara de acceso dentro de la válvula con fines de mantenimiento. Aunque no es necesario excavar, como en el caso de las válvulas subterráneas, la retirada del bonete requiere mucho tiempo y, por tanto, es costosa.

Por lo tanto, existe la necesidad de una válvula que sea adecuada para el uso subterráneo y que tenga un mecanismo de control de flujo que pueda ser atendido desde el nivel del suelo sin la necesidad de excavar el suelo por encima y alrededor de la válvula. También existe la necesidad de una válvula terrestre cuyo mantenimiento sea rápido y barato.

A menudo es necesario realizar operaciones de control en las tuberías que transportan fluidos. La supervisión puede ser necesaria sólo de vez en cuando, y por lo tanto sería deseable proporcionar un dispositivo en el que se pueda instalar un dispositivo de supervisión, pero que se pueda retirar fácilmente.

El documento EP0445020 describe una válvula de compuerta que comprende un cuerpo de válvula con asiento para soportar una tapa de cierre y una tapa de sellado que se apoya en el asiento.

El documento WO00/34703 describe una válvula de compuerta para cerrar o controlar el flujo de medios en tuberías y se refiere particularmente a las tuberías que transportan medios a alta temperatura y presión.

El documento DE3428636 describe una válvula de cierre con una cuña de cierre de goma. Un vástago conectado a la cuña de cierre está montado en una disposición de montaje que se encuentra en la parte superior de un elevador de válvula.

Resumen de 1a invención

De acuerdo con un primer aspecto de la invención se proporciona un aparato de tuberías como se especifica en la reivindicación 1.

Las características preferidas de la invención se exponen en las reivindicaciones dependientes de la reivindicación 1, la descripción y los dibujos.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos, que ilustran realizaciones preferidas de la invención:

La figura 1a es una representación esquemática de un aparato de una realización de la invención;

la figura 1b es una representación esquemática del aparato ilustrado en la figura 1a con el conjunto de compuerta de válvula y bonete parcialmente extraído del cuerpo del aparato;

La figura 1c es una representación esquemática del aparato ilustrado en las figuras 1a y 1b con la compuerta de válvula y el bonete extraídos del cuerpo del aparato; la figura 1d ilustra el aparato mostrado en la figura 1a en uso a diferentes niveles por debajo de una superficie de carretera; la figura 1e ilustra el aparato mostrado en las figuras 1a a 1c con componentes adicionales mostrados;

La figura 1f es una vista en detalle de los asientos de las válvulas del aparato mostrado en las figuras 1a a 1e; la figura 2a es una representación esquemática de una disposición de bloqueo;

La figura 2b es una vista en despiece de la disposición de bloqueo ilustrada en la figura 2a;

la figura 3a es una representación esquemática detallada del mecanismo de bloqueo ilustrado en las figuras 2a y 2b;

La figura 3b es una representación esquemática en sección transversal del mecanismo de bloqueo ilustrado en la figura 3a; la figura 4 es una representación esquemática de un asiento de válvula;

La figura 5a es una representación esquemática de un conjunto de vastago de válvula;

la figura 5b es una representación esquemática de una herramienta para extraer y sustituir el conjunto de vástago de válvula ilustrado en la figura 5a;

La figura 6 es una representación esquemática de un primer tipo de carcasa;

la figura 7 es una representación esquemática de un segundo tipo de carcasa;

La figura 8 es una representación esquemática de un tercer tipo de carcasa;

La figura 9 es una vista en planta de una realización de un mecanismo de bloqueo del asiento de la válvula; la figura 10 es una vista en planta de otra realización de un mecanismo de bloqueo del asiento de la válvula;

La figura 10a es una representación esquemática de un mecanismo de bloqueo del asiento de la válvula del tipo mostrado en la figura 10;

La figura 10b es una representación esquemática de una válvula de compuerta que tiene un mecanismo de bloqueo del asiento de la válvula como el mostrado en la figura 10a;

La figura 11a ilustra una válvula de mariposa en estado cerrado;

la figura 11b ilustra una válvula de mariposa en estado abierto;

La figura 12 ilustra una válvula de tapón; la figura 13a ilustra un aparato con la válvula en él cerrada; la figura 13b ilustra el aparato mostrado en la figura 13a con la válvula en él abierta; la figura 13c ilustra el aparato de la figura 13a con el conjunto de asiento de válvula y la herramienta de tracción mostrados en detalle; la figura 13d ilustra el conjunto de asiento de válvula y la herramienta de tracción; La figura 13e es una representación en sección transversal del aparato mostrado en la figura 13a; la figura 13f es una representación en sección transversal del aparato mostrado en la figura 13b; la figura 14a es una representación esquemática del aparato según la invención con el conjunto de la válvula bloqueado en posición y la válvula cerrada; la figura 14b es una representación esquemática del aparato ilustrado en la figura 14a con la válvula abierta La figura 14c es una representación esquemática en sección transversal del aparato ilustrado en la figura 14b; la figura 14d es una representación esquemática en sección transversal del conjunto de válvula extraído de la carcasa; la figura 14e es una representación esquemática del conjunto de válvula ilustrado en la figura 14d; la figura 15a es una representación esquemática en sección transversal de una disposición alternativa de sellado y bloqueo para el aparato de las figuras 14a a 14e; La figura 15b es una representación esquemática en sección transversal de la disposición de sellado y bloqueo para el aparato mostrado en la figura 15a, en un estado liberado; las figuras 15c y 15d son representaciones esquemáticas correspondientes a las disposiciones mostradas en las figuras 15a y 15b; y las figuras 15e y 15f son vistas laterales correspondientes a las disposiciones mostradas en las figuras 15a a 15d.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

[Refiriéndose ahora a las figuras 1a a Id, se muestra un aparato de control de fluidos 1 que comprende una carcasa 2 que incluye un elevador 2a y un conector de tuberías 2b. En uso, el conector de tuberías 2b forma parte de un sistema de tuberías más grande.

El aparato 1 incluye una válvula de compuerta 3 que comprende asientos de válvula 4, cada uno de los cuales tiene una abertura 4a. Los asientos de válvula incluyen canales 5 a cada lado de los mismos que se acoplan a los raíles 10 formados en la pared de la carcasa 2. Los raíles 10 se extienden a lo largo de las superficies interiores del elevador 2a y del conector de la tubería 2b. Los canales 5 y los raíles 10 aseguran los asientos de válvula 4 en su posición en la dirección axial del conector de tuberías 2b. Para fijar los asientos de válvula 4 en la dirección axial del tubo ascendente 2a, se han previsto unos pasadores de bloqueo 6 en los asientos de válvula 4 que encajan en las muescas de los raíles 10.

Una válvula de compuerta 3 incluye una compuerta 7 situada entre los asientos de la válvula 4. En el ejemplo ilustrado, la compuerta 7 tiene una forma sustancialmente igual a la de los asientos de la válvula 4. Los lados de la compuerta 7 incluyen canales 8 que se acoplan a los raíles 9 que se extienden a lo largo de las superficies interiores del elevador 2a y del conector de la tubería 2b. Los canales 8 y los raíles 9 aseguran la posición de la compuerta 7 en la dirección axial del conector de tuberías 2b. La compuerta 7 está dispuesta de tal manera que se puede subir y bajar para abrir o cerrar una vía de paso de fluido entre las aberturas 4a de los asientos de válvula 4. La compuerta 7 está montada sobre un vástago 12, que puede ser un vástago no ascendente, en el que la válvula de compuerta se eleva con respecto al vástago 12 al girar éste, por ejemplo cuando el vástago 12 está roscado externamente y el orificio de la compuerta en el que se encuentra el vastago está roscado internamente, la rotación del vástago hace que la compuerta 7 se eleve. Alternativamente, el vástago puede ser un vástago ascendente, donde el vástago es giratorio montado en la compuerta 7, pero no es móvil axialmente con ella. En un vástago ascendente, otra parte del vástago está roscada externamente y una parte de otro componente del aparato 1 está roscada internamente. Por lo tanto, cuando el vástago 12 es girado, el vástago 12 y la compuerta 7 que está unida a él sube y baja con la compuerta 7.

Refiriéndose ahora a la figura 1 f, que ilustra la válvula de compuerta 3 con mayor detalle, los asientos de válvula 4 están provistos de juntas 4b en cada cara de los mismos. Cada asiento de válvula 4 tiene una placa de cubierta 15 unida a la superficie superior de la misma. A través de una abertura de la placa de cubierta 15 se extiende un accionamiento 16. El accionamiento 16 está conectado a un mecanismo que está dispuesto para mover los pasadores 6 dentro y fuera de las hendiduras de los carriles 10. El mecanismo se describe con más detalle en las figuras 9 y 10.

Como se apreciará en las figuras 1a a 1 f, los componentes de la válvula de compuerta 3 son lo suficientemente pequeños para pasar a través del alojamiento del elevador 2a. Es deseable que el paso del fluido a través de los asientos de la válvula tenga un área de sección transversal similar al diámetro del conector de la tubería 2b. Esto se consigue disponiendo que los asientos de válvula 4 y las aberturas 4a de los mismos se extiendan más allá del plano de la pared exterior del conector de tuberías 2b. En las figuras 1a a 1 f, el aparato está configurado de tal manera que las aberturas 4a se extienden más allá del plano de la pared exterior del conector de la tubería 2b en la dirección de la carcasa del elevador 2a.

Las figuras 2a y 2b ilustran los componentes de una boquilla de aterrizaje 20. La boquilla de aterrizaje 20 comprende una carcasa 21 unida a la carcasa del elevador 2a por un collarín 22. En el ejemplo ilustrado, la carcasa 21 tiene sustancialmente las mismas dimensiones externas e internas que la carcasa del elevador 2a. La boquilla de aterrizaje 20 también incluye otro cuello 23 al que se puede acoplar un miembro de extensión como se muestra en la figura Id, o una cubierta (no mostrada).

La boquilla de aterrizaje 20 incluye un miembro 25 para asegurar la compuerta 7 y el vástago 12 en posición en el alojamiento 2. El miembro 25 tiene la misma forma que la carcasa 21 y tiene un diámetro exterior ligeramente inferior al diámetro interior de la carcasa 21. Dos juntas tóricas separadas verticalmente están montadas en las ranuras 26' de la superficie exterior del miembro 25. Estas juntas tóricas proporcionan un sello entre la superficie interna de la carcasa 21 y la superficie externa del miembro 25.

El miembro 25 incluye partes de una disposición de bloqueo para bloquear dicho miembro 25 con respecto a la carcasa 21. Las partes de la disposición de bloqueo comprendidas en el miembro 25 incluyen tres canales 27 en forma de J invertida. Los canales en forma de J invertida incluyen una primera porción 27a que proporciona una abertura en el borde inferior del miembro 25, una porción semicircular 27b y una porción que se extiende hacia abajo 27c que tiene un extremo cerrado.

Estos canales están configurados para encajar con una segunda parte de la disposición de bloqueo comprendida en la carcasa 21. Esta segunda parte de la disposición de bloqueo comprende una protuberancia 28 que se extiende desde la superficie interior de la carcasa 21 hacia los canales en forma de J. Dicho saliente puede estar formado integralmente con la carcasa 21, por ejemplo cuando la carcasa 21 es un molde de plástico, o el saliente puede ser un componente separado fijado en la pared de la carcasa 21, por ejemplo un pasador fijado en un agujero. Esto puede lograrse desde cualquier lado de la pared de la carcasa 21.

En la carcasa 21, situada debajo del miembro 25, se encuentra un elemento de presión en forma de muelle helicoidal 24. Refiriéndose también a la figura 1e, puede verse que la carcasa del elevador 2a incluye una pared 11 que se extiende radialmente hacia dentro y que forma una abertura de sección cuadrada. El extremo inferior 24a del muelle 24 se asienta en la pared 11 y esta pared impide el movimiento hacia el interior de la carcasa del elevador 2a.

La boquilla de aterrizaje 20 incluye medios para apoyar el miembro 25 en el muelle 24. Esto puede ser una placa que está configurada para ser recibida en el vástago 12 y pasar por encima de las protuberancias 28, por ejemplo, dicha placa puede estar provista de ranuras adecuadas situadas y formadas a través de las cuales los pasadores 28 pueden pasar, sin embargo, para extenderse bajo el borde inferior del miembro 25 y sobre el extremo superior del resorte 24.

Alternativamente, el miembro 25 puede incluir lengüetas que se extienden hacia adentro para enganchar el extremo superior 24b del resorte 24.

El miembro 25 incluye además elementos diseñados para acoplarse a una herramienta de extracción. El borde superior del miembro 25 incluye ranuras en forma de L 30 que comprenden una abertura orientada verticalmente 31 que se extiende a través del borde superior del miembro 25, la abertura 31 tiene bordes biselados 32. La abertura 31 se extiende a una parte de ranura horizontal 33 de la ranura en forma de L 30. El miembro 25 incluye tres ranuras en forma de L 30 situadas equidistantemente alrededor del miembro 25.

Refiriéndose también a las Figuras 5a y 5b, se muestra una herramienta 40 para enganchar las ranuras en forma de L 30. La herramienta 40 comprende un eje 41 que tiene un extremo cónico cuadrado 42 para acoplarse a un mango (no mostrado). El extremo inferior del eje 41 tiene un miembro cilindrico 43 unido al mismo. Las lengüetas 44 se extienden hacia fuera desde el borde inferior del miembro cilindrico 43. El espaciado de las lengüetas 44 alrededor del cilindro corresponde al espaciado de las aberturas 31 de las ranuras en forma de L 30. Las lengüetas 44 son de una anchura y profundidad tales como para poder pasar verticalmente a la abertura 31 y horizontalmente a la parte de la ranura horizontal 33. El miembro cilindrico 43 tiene unas dimensiones tales que permite recibir el vástago 12 en su interior, mientras que las lengüetas 44 están situadas en las partes de la ranura horizontal 33.

La herramienta 40 se utiliza para retirar el miembro 25 y todos los componentes vinculados fisicamente a él. Las lengüetas 44 se introducen en las aberturas 31 y la herramienta 40 se gira para que las lengüetas 44 encajen en las partes de la ranura horizontal 33. La herramienta 40 se presiona entonces hacia abajo haciendo que el miembro 25 se mueva hacia abajo contra la fuerza del muelle 24, comprimiendo el muelle. Las protuberancias 28 se elevan en relación con la parte 27c de la ranura en forma de J invertida 27. Cuando los salientes encuentran la parte curvada 27b de la ranura en forma de J invertida 27, el miembro 25 se hace girar en sentido contrario a las agujas del reloj con la disposición ilustrada en las figuras 2a y 2b. Cuando la protuberancia 28 alcanza el ápice de la parte curvada 27b, la forma de la ranura 27 hace que el miembro 25 gire aún más en sentido contrario a las agujas del reloj hasta que la protuberancia 28 se alinee con la primera porción 27a de la ranura 27, con lo cual el miembro 25 queda libre para ser sacado de la carcasa 21. La fuerza del muelle 24 empuja el miembro hacia arriba hasta que el muelle alcanza su punto natural de extensión. El miembro 25 está unido a la herramienta 40, por lo que el levantamiento de la herramienta hace que el miembro 25 salga de la carcasa 21.

El miembro 25 incluye una parte 25' que proporciona un alojamiento 25" para un conjunto de paquete de sellado 50. El conjunto del paquete de sellado incluye una tapa 51 que está montada en la parte 25' de manera similar a como el miembro 25 está montado en la carcasa 21. La tapa 51 incluye una pieza 52 de un primer diámetro, que es ligeramente inferior al diámetro interior de la pieza 25', estando la pieza 52 asentada dentro de la pieza 25'. En las ranuras 53' de la superficie exterior de la pieza 52 se encuentran juntas en forma de juntas tóricas 53. Proporcionan un sello entre la pared exterior de la parte 52 y la pared interior de la parte 25' del miembro 25.

La tapa 51 incluye además una segunda parte 54 de un segundo diámetro mayor que el primero. La segunda parte 54 cierra el alojamiento 25".

El eje 12 pasa a través de un orificio 55 que se extiende a través de la tapa 51. Una pluralidad de juntas tóricas 56 está montada en ranuras en la superficie del orificio 55. En la figura 2b se pueden ver dos juntas tóricas 56. Otras dos juntas tóricas 56 están fuera de la vista.

El eje 12 incluye un collarin de empuje 12a de mayor diámetro que el cuerpo principal del eje. La rótula de empuje 12a está dimensionada para ser un ajuste deslizante en el alojamiento 25". El borde de una superficie inferior del collarin de empuje 12a encaja con una pared 25a del alojamiento 25" y limita el movimiento del eje con respecto al miembro 25.

El conjunto del paquete de sellado incluye una arandela de sombrero 60 que tiene una porción que se extiende horizontalmente 61 y una porción que se extiende verticalmente 62. Un muelle helicoidal 63 se asienta en la arandela de tope sobre la porción que se extiende verticalmente 62.

[Refiriéndose de nuevo a la figura 3b, la arandela de tope 60 está montada en el eje 12, la porción que se extiende horizontalmente 61 se asienta sobre la parte 12a del eje. La porción que se extiende verticalmente 62 mantiene el resorte 63 en la posición correcta.

Las disposiciones para bloquear y liberar la tapa 51 de la parte 25' son funcionalmente equivalentes a las disposiciones para bloquear y liberar el miembro 25 de la carcasa 21. En vista de ello, se utilizan los mismos números de referencia para indicar las mismas partes, pero denotando el primo del número de referencia en cuestión. Asi, la ranura en forma de J invertida 27 se convierte en la ranura en forma de J invertida 27' y asi sucesivamente.

Tres ranuras en forma de J invertida 27' están dispuestas equidistantemente alrededor de la parte 52 de la tapa 51. Éstas se acoplan con un saliente 28' de la misma manera que se ha descrito con referencia al acople del saliente 28 en la ranura 27, salvo que las ranuras en forma de J 27' son imágenes especulares de las ranuras 27. Esto significa que cuando la tapa 51 es empujada hacia abajo contra la fuerza del muelle 63, la tapa 51 se mueve en el sentido de las agujas del reloj, en lugar de en sentido contrario, como es el caso del miembro 25. La parte superior 54 de la tapa 51 incluye ranuras en forma de L 30'. Estas ranuras en forma de L 30' son imágenes especulares de las ranuras en forma de L 30. Es importante que el miembro 25 y la tapa 51 estén dispuestos para moverse en direcciones opuestas, de modo que la retirada de la tapa 51 no libere la carcasa 25.

Se apreciará que el conjunto del paquete de sellado 50 puede ser retirado para su mantenimiento sin necesidad de retirar la compuerta 7. Para retirar el paquete de sellado 50, todo lo que se requiere es cerrar la compuerta 7 y enganchar la tapa 51 con una herramienta 40 convenientemente dimensionada para enganchar con las ranuras en forma de L 30'. La herramienta 40 se gira en el sentido contrario a las agujas del reloj para que encaje en las partes horizontales 33' de las ranuras 30'. La herramienta se presiona hacia abajo, lo que libera las protuberancias 28' de las ranuras en J invertidas 27', permitiendo que el tapón 51 que está capturado en la herramienta 40 se levante fuera de la carcasa 25" y del eje 12. A continuación, se pueden sustituir las juntas dañadas y volver a montar los componentes.

La figura 6 muestra una realización alternativa del aparato en la que el conector de tuberías 2b de la carcasa 2 incluye bridas 2b' que tienen una pluralidad de orificios 2b" para su fijación a otra brida. Un miembro de extensión 70 está montado en la parte superior de la boquilla de aterrizaje 20.

Las figuras 7 y 8 ilustran carcasas 2 de forma diferente, cada una de las cuales tiene una porción 2c, 2c' que se extiende desde la parte inferior del conector de la tubería 2c. La válvula de compuerta puede estar parcialmente alojada en la porción 2c, 2c'.

Refiriéndose ahora a la figura 9, los pasadores 6 están montados de forma deslizante en los canales 4c. Cuando los pasadores 6 se introducen en los canales 4c, el asiento de válvula puede deslizarse con respecto a la carcasa 2. Cuando se extienden en las hendiduras de la carcasa 2, rieles de la misma en el presente ejemplo, los asientos de válvula 4 se bloquean en posición en la carcasa 2. El mecanismo ilustrado en la figura 9 incluye cremalleras 6a formadas en los pasadores 6 y una rueda de piñón 17 que tiene dientes 18 para acoplarse con las cremalleras 6a. La rueda de piñón 17 incluye una cavidad 19 para recibir el accionamiento 16, un accionamiento cuadrado en el ejemplo ilustrado. En el uso, cuando se acopla una herramienta adecuada al accionamiento 16 y se hace girar, los pasadores 6 pueden retraerse o extenderse fuera de los canales 4c. La rueda del piñón 17 también incluye un agujero 20. La función del orificio 20 es recibir un pasador frangible, que se extiende a través del orificio y encaja en una hendidura del asiento de la válvula 4.

Para introducir el asiento de la válvula 4 en la carcasa 2, los pasadores 6 se retraen. Con el asiento de la válvula 4 situado en la carcasa, la rueda del piñón 17 se gira con una herramienta adecuada, tal como se ha descrito anteriormente, hasta que los pasadores 6 salgan de las muescas de la carcasa y el orificio 20 se alinee con una muesca del asiento de la válvula 4. A continuación, se inserta un pasador frangible en el orificio 20 y en la muesca alineada, bloqueando así los pasadores 6 en su figura extendida. Para retirar el asiento de la válvula, la rueda del piñón 17 se gira en sentido contrario, rompiendo el pasador frangible. Una vez retirado el asiento de la válvula, se pueden retirar las partes del pasador frangible roto.

La figura 10 ilustra un mecanismo alternativo para extender y retraer los pasadores 6. El mecanismo utiliza palancas 23, 24 en lugar de la cremallera y el piñón del mecanismo ilustrado en la figura 9. Un miembro giratorio 21 que monta palancas 23 a cada lado del miembro 21 está situado en un orificio 22. Cada palanca 23 está conectada pivotantemente a una palanca 24 mediante un pasador 25a. La palanca 24 está conectada de forma pivotante al pasador 6 por 6 mediante un pasador 25b, estando el pasador 6 montado de forma deslizante en un canal 6a. Se ha previsto un espacio adecuado en la compuerta 4 para acomodar el movimiento de las palancas 23, 24. Al girar el miembro 21, los pasadores 6 pueden extenderse o retraerse. En la figura 10 no se muestran los pasadores frangibles ni los orificios para recibir dichos pasadores. Sin embargo, dichos pasadores podrían alojarse en el miembro giratorio 21 y en el asiento de la válvula 4, por ejemplo.

El aparato de la invención no se limita a las válvulas de compuerta. La compuerta 7 puede ser sustituida por una válvula de mariposa 80 como se muestra en las figuras 11a y 11b. La válvula de mariposa 80 incluye un marco 81 y alas de mariposa 82 a cada lado del eje 12. El marco 81 se asienta entre los asientos de la válvula 4. Las alas 82 se abren en las aberturas 4a de los asientos de la válvula 4.

La figura 12 ilustra una válvula de tapón 90 que incluye una pared exterior 91 que rodea una cavidad 92 y un eje 12. En el uso, la parte del eje 12 por debajo de la pared 91 está sujeta a un orificio. Al girar el eje 12, la válvula de tapón 90 puede moverse entre configuraciones abiertas y cerradas.

El aparato no se limita al uso de una válvula. Se pueden montar numerosos componentes en el eje 12. Un medidor de flujo o una cámara, por ejemplo, pueden colocarse dentro de un marco como el marco 81. El aparato puede utilizarse como un tope de línea, con un globo inflable montado en el extremo del eje 12. El eje 12 puede estar configurado de forma que un cable pueda pasar a través de él, o el aparato de control puede comunicarse de forma inalámbrica.

Refiriéndose ahora a las figuras 13a a 13f, se muestra una disposición alternativa del aparato. Esta realización comprende un cuerpo de válvula 100 en el que están montados los asientos de válvula. El cuerpo de la válvula 100 está montado de forma removible en la carcasa 2. En el ejemplo ilustrado, la carcasa de la válvula 2 incluye una porción 2c que se extiende desde la parte inferior del conector de la tubería 2b.

La porción 2c incluye parte de un mecanismo de bloqueo, en forma de una protuberancia 125 que se extiende desde la pared interior de la porción 2c y que se acopla con los canales en forma de J 123 del cuerpo de la válvula 100 para bloquear de forma segura el cuerpo de la válvula 100 en su lugar en el alojamiento de la válvula 2. El extremo inferior del cuerpo de la válvula 100 se asienta sobre un muelle 124, que a su vez está montado sobre una tapa 120 y unido a ella. La tapa 120 se asienta en la cara del extremo 2c" de la porción 2c de la carcasa 2. El capuchón 120 incluye una parte cilindrica 121 que rodea el muelle 124 y un reborde final en el que se apoya la cara final del muelle 124.

Los canales en forma de J permiten el bloqueo y desbloqueo selectivo del cuerpo de la válvula 100 a la carcasa 2 de la misma manera que se ha descrito anteriormente en relación con las realizaciones anteriores.

La carcasa del elevador de la carcasa 2 no se muestra en las figuras 13a a 13f. Sin embargo, esta parte es sustancialmente la misma que la mostrada en las figuras 1a a 1e, y tendría una boquilla de aterrizaje unida a ella de la misma manera, ya que es la boquilla de aterrizaje la que proporciona el sello alrededor del vástago 12.

Mientras que la disposición ilustrada en las figuras 1 a 12 incluye asientos de válvula que se acoplan a la carcasa 2, la disposición ilustrada en las figuras 13a a 13f requiere que el cuerpo de la válvula 100 se acople a la carcasa 2, estando los asientos de válvula montados en el cuerpo de la válvula 100.

La disposición ilustrada en las Figuras 13a a 13f proporciona dos ventajas distintas sobre la disposición mostrada en las Figuras 1 a 12. En primer lugar, el cuerpo de la válvula 100 puede montar componentes de válvulas para diferentes tipos de válvulas. Por lo tanto, la producción de una gama de aparatos de control de fluidos se simplifica, ya que la parte que encaja en la carcasa 2, el cuerpo de la válvula 100 es la misma, incluso cuando se van a utilizar diferentes componentes de la válvula. En segundo lugar, se simplifica el mantenimiento del aparato de control de fluidos. Para retirar el cuerpo de la válvula 100 y los componentes de la válvula montados en el mismo, todo lo que se requiere es que el borde superior del cuerpo de la válvula 100 sea enganchado por la herramienta 140, que es similar a la herramienta 40 ilustrada en las Figuras 5b, salvo que el eje 141 de la misma es hueco para que pueda pasar sobre el vástago de la válvula 12. Las ranuras en forma de L 130 están formadas en la parte superior de la pared interior del cuerpo de la válvula 100. La herramienta 140 comprende un miembro cilindrico 143. Las lengüetas 144 se extienden hacia fuera desde el borde inferior del miembro cilindrico 143. Las lengüetas 144 están configuradas para enganchar las ranuras en forma de L 130. Con las lengüetas 144 así engranadas, todo el cuerpo de la válvula 100 puede ser presionado hacia abajo para liberar el cuerpo de la válvula 100, liberando el cuerpo de la válvula, y por lo tanto también los componentes montados en él, de la carcasa 2.

La disposición mostrada en las figuras 14a a 14e es de nuevo diferente. En esta disposición, la válvula, los asientos de la válvula y el aparato para bloquear la válvula están comprendidos en un conjunto de válvula 210, un único componente, que puede introducirse en la carcasa 201 y extraerse de ella a través del elevador 201a de la misma.

Refiriéndose específicamente a la figura 14d, se muestra el aparato de control de fluidos 200 con el conjunto de válvula 210. El tubo ascendente 201a de la carcasa 201 incluye una parte 201d hacia su extremo superior, que forma parte de una disposición de bloqueo para bloquear el conjunto de válvula 210 de forma segura en la carcasa 201. Un collar 201e se extiende desde la parte 201d. El primero de los tres conjuntos de collarín 202 está unido al collarín 201e. La primera parte 203 comprende una sección inferior 203b, que incluye un extremo roscado internamente, que permite la fijación de la primera parte 203 al collar 201e, que incluye una rosca externa para su acoplamiento a dicho extremo roscado internamente. La fijación de la primera parte 203 al collar 201e se realiza en la región 201f. Como puede verse en la figura 14a en particular, el collar 201e se extiende dentro de la primera parte 203 del conjunto de collar 202. La primera parte 203 incluye una sección superior 203a, que está roscada externamente.

La segunda parte 204 del conjunto de cuello de tres partes 202 incluye una sección inferior 204a y una sección superior 204d de diferentes diámetros internos y externos. La sección inferior 204a se asienta dentro de la primera parte 203. Las secciones superior e inferior 204a, 204d están divididas por un labio que tiene una pared achaflanada 204b que se asienta sobre una pared achaflanada correspondiente 203d de la parte 203, y una pared superior 204c.

La tercera parte 205 del conjunto de cuello de tres partes 202 mantiene la segunda parte 204 en su lugar. Dicha tercera parte 205 incluye una parte roscada interna 204a que se acopla a las roscas externas de la sección superior 203a de la primera parte 203. La tercera parte 205 incluye un labio 205b que se extiende hacia el interior y que se asienta en la pared superior 204c de la segunda parte 204. La tercera parte 205 también incluye un rebaje 205c para recibir una junta, como por ejemplo una junta tórica.

El conjunto de la válvula 210 comprende un mandril 211 que es un ajuste deslizante dentro del elevador 201a y el conjunto de cuello 202. El mandril 211 monta una parte de un cierre emergente 230, que encaja con la parte 20ld del elevador 201a. El mandril 211 incluye una pared inferior 215. La pared inferior 215 incluye un orificio por el que pasa un husillo 220. Montado en el mandril 211 hay un alojamiento 223 en el que está montado el collarín de empuje 221 de un husillo 220. La carcasa 223 está unida a la pared inferior 215 del mandril por medio de elementos de fijación 216.

El mandril 211 incluye un asiento de válvula 212. El asiento de válvula 212 está unido al mandril 211 por medio de placas laterales 218. El asiento de válvula 212 comprende un miembro de asiento de válvula interior 212a y un miembro de asiento de válvula exterior 212b. El miembro de asiento de válvula exterior 212a incluye un rebaje 212a' para enganchar un saliente 218' en las placas laterales 218 y un saliente 212a" para enganchar un rebaje 218" de la placa lateral 218.

La figura 14e ilustra cómo los miembros de asiento de válvula interior y exterior 212a, 212b proporcionan una abertura 213a, que es abierta o cerrada por un miembro de válvula, tal como una compuerta 213 es recibida en el asiento de válvula 212. La compuerta 213 se desliza hacia arriba y hacia abajo en el miembro de asiento de válvula interior 212a. El miembro de asiento de válvula exterior 212b se acopla a las superficies interiores de la carcasa 201 y proporciona un sello entre la carcasa 201 y el asiento de válvula 212. Estas superficies de sellado están fuera de la trayectoria normal del flujo de fluido a través del conector de la tubería 201b de la carcasa 201 y, por lo tanto, están sujetas a un menor desgaste que el que tendrían las juntas en la trayectoria normal del flujo de fluido.

En el caso de una válvula de compuerta como la mostrada, para abrir la válvula, el extremo libre 222 del husillo 220 se engancha con una herramienta (típicamente el extremo libre 222 tiene una cabeza cuadrada para ser enganchado por una herramienta de forma correspondiente). La parte del husillo situada entre el collarín de empuje 221 y la compuerta 213 está roscada externamente y la compuerta 213 está roscada internamente, de modo que, dependiendo del sentido de giro del husillo 220, la compuerta 213 se eleva o se baja. La carcasa 201 incluye un sumidero 201g para recibir un collarín 214 que se extiende desde el miembro de asiento de válvula interior 212a. El sumidero 201g incluye una hendidura 201h, que recibe un saliente 214a. Estos dos componentes actúan para evitar la rotación de la válvula en la carcasa.

La carcasa 223 proporciona un sello de husillo 223a y un sello entre el mandril 211 y el elevador 201a. En la superficie exterior del mandril 211 se forma un rebaje 224 y en el rebaje 224 se montan elementos de sellado, por ejemplo, juntas tóricas, para proporcionar el sellado entre el mandril 211 y la superficie interior del tubo ascendente 201.

El mandril 211 que se muestra está bloqueado en el elevador 201a por medio de un bloqueo de salida, cuyo funcionamiento es conocido por los expertos en la materia. Alternativamente, el mandril puede bloquearse en el elevador 201a utilizando un cierre que tenga la disposición de ranura en forma de J descrita en relación con las realizaciones anteriormente descritas. Esta disposición se ilustra en las figuras 15a a 15f.

El elevador 201a incluye ranuras en forma de J 301. Un mandril 300 incluye un cojinete de empuje 302 que soporta el collarín de empuje 221 del husillo 220. El mandril 300 monta un conjunto de paquete de sellado 302. La pared interior del tubo ascendente 201a está escalonada, proporcionando regiones 303 a 306 de diámetro secuencialmente diferente, siendo el diámetro de la región 303 más pequeño que el de la región 304 y así sucesivamente, proporcionando así un escalón entre cada región. El escalón entre las regiones 303 y 304 proporciona una superficie de apoyo para un extremo de un muelle 307. El otro extremo del muelle se acopla a la parte inferior del mandril 300. La superficie exterior del mandril 300 está provista de pasadores 308 para enganchar las ranuras en forma de J 301.

Como se ve mejor en la figura 15a, un paquete de sellado 309 se apoya en la parte inferior del mandril 300, y tiene un diámetro ligeramente menor que el diámetro del mandril. El diámetro externo del paquete de sellado 309 corresponde al diámetro interno de la región 305 y la altura del paquete de sellado 309 corresponde a la altura de la región 305.

El paquete de sellado proporciona un sello 310 sobre el husillo 220, que pasa a través de él, y un sello 311 entre el mandril 300 entre la superficie interna del elevador 201a.

El mandril 300 puede estar conectado al asiento de la válvula de la misma manera o similar a la mostrada en las figuras 14a a 14e.

Ventajosamente, algunos o todos los componentes están hechos de materiales plásticos. Típicamente, los resortes no serían de plástico.

Ya no es necesario excavar la carretera, lo que ahorra enormes cantidades de tiempo y trabajo. El despliegue del aparato de la invención permitirá reducir significativamente los índices de fugas en las tuberías. Debido a la simplicidad de la reparación del paquete de sellado en el aparato (el fallo en el paquete de sellado es común), no hay la misma necesidad de programar la reparación con otros trabajos en la carretera. Si hay que acceder al aparato desde el centro de una carretera, esto puede hacerse muy rápidamente, reduciendo la interrupción del tráfico a un nivel lo suficientemente bajo como para que el beneficio de la reparación de una fuga supere el coste de la interrupción del tráfico.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Aparato de tuberías (1, 200) que comprende una carcasa (2, 201) que incluye un elevador (2a, 21, 201a) y un conectar de tuberías (2b, 201b) y un conjunto de válvulas (210), en el que el conjunto de válvulas comprende una válvula (3, 4, 7, 212a, 212b, 213) configurada para controlar el flujo de fluido a través del conector de tuberías (2b, 201b), un vástago de válvula (12, 220), unos medios de montaje (25, 211) y unos medios de sellado (26) que tienen una sección transversal de sellado, en el que los medios de montaje (25, 211) montan el conjunto de válvula de forma segura (210) dentro del tubo ascendente (2a, 21,201a) y en el que los medios de sellado (26) están situados dentro del tubo ascendente (2a, 21,201a) entre una superficie interior del tubo ascendente cuya superficie interior es sustancialmente paralela a un eje longitudinal del tubo ascendente y una superficie exterior de los medios de montaje (25, 211) para sellar contra la salida de fluido del aparato (1, 200), en el que la superficie exterior de los medios de montaje (25, 211) es sustancialmente paralela a la superficie interior del elevador (2a, 21, 201a) y está separada de la misma por una distancia de separación, que es menor que la sección transversal de sellado, y se caracteriza porque el conjunto de válvula (210) está configurado de manera que dicho conjunto de válvula (210) puede introducirse en la carcasa (201) y extraerse de la misma a través del elevador (201a) como un único componente, y en el que el conjunto de válvula (210) y el tubo ascendente (2a, 21, 201a) comprenden cada uno una parte de un medio de bloqueo para bloquear de forma liberable el conjunto de válvula (210) en el tubo ascendente (2a, 21, 201a), siendo el medio de bloqueo accionable por una herramienta (40), y la válvula situada en el conector de la tubería (2b, 201b).

2. Aparato de tuberías (1, 200) según la reivindicación 1, en el que los medios de montaje (25, 211) comprenden un mandril, el mandril que monta una parte de los medios de bloqueo, el vástago de la válvula (12, 220) para subir y bajar la válvula (3, 4, 7, 212a, 212b, 213) y unos primeros y segundos medios de sellado, en los que los primeros medios de sellado son un sello del mandril, y los segundos medios de sellado son un sello del vástago de la válvula.

3. Aparato de tuberías (1, 200) según la reivindicación 1 o 2, en el que el conjunto de válvula (210) incluye un asiento de válvula y un miembro de cierre de válvula, el asiento de válvula que recibe el miembro de cierre de válvula, el asiento de válvula que comprende un pasaje de fluido a través de él, la válvula (3, 4, 7, 212a, 212b, 213) que controla la apertura y el cierre del pasaje de fluido, la carcasa configurada para recibir el asiento de válvula.

4. Aparato de tuberías (1,200) según la reivindicación 2 o 3, cuando la reivindicación 3 depende de la reivindicación 2, donde el mandril comprende un cuerpo hueco que tiene un extremo abierto y un extremo cerrado, pasando el vástago de la válvula (12, 220) por el extremo cerrado.

5. Aparato de tuberías (1,200) según la reivindicación 3 o 4 cuando depende de la reivindicación 2, que comprende además miembros de conexión configurados para conectar el asiento de la válvula al mandril.

6. Aparato de tuberías (1, 200) según la reivindicación 3, o la reivindicación 4 o 5 cuando depende de la reivindicación 3, en el que el asiento de la válvula comprende un miembro interior y un miembro exterior, la válvula (3, 4, 7, 212a, 212b, 213) encajando el miembro interior.

7. Aparato de tuberías (1, 200) según la reivindicación 6, cuando depende de la reivindicación 5, en el que los miembros de conexión enganchan el miembro interior del asiento de la válvula.

8. Aparato de tuberías (1,200) según la reivindicación 3 o cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7 cuando depende de la reivindicación 3, en el que la carcasa está configurada para recibir el asiento de la válvula.

9. Aparato de tuberías (1, 200) según la reivindicación 8, en el que la carcasa incluye al menos un rebaje para recibir una parte del asiento de la válvula.

10. Aparato de tuberías (1,200) según cualquier reivindicación anterior, en el que el vástago de la válvula (12, 220) comprende un collarín de empuje.

11. Aparato pde tuberías (1, 200) según la reivindicación 10 cuando depende de las reivindicaciones 2 y 4, en el que el collarín de empuje se apoya en el extremo cerrado del mandril.

12. Aparato de tuberías (1, 200) según cualquier reivindicación anterior, en el que: los medios de sellado comprenden una montura de sellado, montando la montura de sellado una primera junta adaptada para sellar entre el conjunto de la válvula (210) y el elevador (2a, 21, 201a) y una segunda junta adaptada para sellar entre el conjunto de la válvula (210) y el vástago de la válvula (12, 220) del mismo; o los medios de sellado comprenden un montaje de sellado, el montaje de sellado monta un primer sello adaptado para sellar entre el conjunto de válvula (210) y el elevador (2a, 21, 201a) y un segundo sello adaptado para sellar entre el conjunto de válvula (210) y el vastago de la válvula (12, 220) del mismo y el montaje de sellado comprende al menos una parte de un alojamiento de collar de empuje.

13. Aparato de tuberías (1, 200) según la reivindicación 12 cuando depende de la reivindicación 2, en el que el montaje de la junta está montado en el mandril; o el montaje de la junta está montado en el mandril y el alojamiento del collarín de empuje está formado por el montaje de la junta y el extremo cerrado del mandril.

14. Aparato de tuberías (1, 200) según cualquier reivindicación anterior, en el que los medios de bloqueo son un primer elemento montado en el conjunto de válvulas (210) configurado para enganchar un segundo elemento montado en el tubo ascendente (2a, 21, 201a), siendo el primer elemento móvil entre una primera posición en la que el primer elemento está enganchado con el segundo elemento y una segunda posición en la que el primer elemento está desenganchado del segundo elemento.

15. Aparato de tuberías (1, 200) según cualquier reivindicación anterior, en el que: los medios de bloqueo comprenden al menos una leva en forma de J asociada a una de las carcasas y a los medios de montaje (25, 211) del conjunto de válvula (210) y al menos un seguidor de leva asociado a la otra carcasa y a los medios de montaje (25, 211), estando el conjunto de válvula (210) configurado para permitir un movimiento recíproco y de rotación entre los medios de montaje (25, 211) y el elevador (2a, 21, 201a); y/o que comprende además un conjunto de collarín acoplable al extremo del elevador (2a, 21, 201a) alejado del conector de la tubería (2b, 201b); y/o que comprende además al menos un miembro de extensión acoplable al elevador (2a, 21 ,201a) por medio del conjunto de collarín.