DESCRIPCIÓN
VÁLVULA
La presente invención se refiere a una válvula, preferentemente una válvula de esfera, para interceptar el flujo de fluido en una tubería. En particular, la presente invención se refiere a una válvula de interceptación conformada para garantizar un flujo mínimo de fluido por medio de una condición intermedia entre la posición abierta (en la que se permite el máximo flujo de fluido) y la posición cerrada (en la que se impide el flujo de fluido).
Esta condición es útil, por ejemplo, en los sistemas de suministro de agua, y en particular de agua potable para uso doméstico o industrial. De hecho, en caso de que el usuario no haya pagado lo que debe en relación con el servicio prestado, el gestor de la distribución está autorizado a interrumpir el flujo de agua suministrada al usuario cerrando la válvula de interceptación situada aguas arriba de la instalación del usuario moroso. Sin embargo, los requisitos impuestos por la Organización Mundial de la Salud recomiendan que, en caso de interrupción de la distribución de agua a un usuario moroso, se siga garantizando una cantidad mínima de líquido necesaria para satisfacer al menos las necesidades primarias del usuario, garantizando así el llamado suministro mínimo vital.
Por esta razón, se han desarrollado e introducido en el mercado válvulas de interceptación que permiten el paso de una cantidad mínima de flujo, sin permitir que el usuario moroso vuelva a colocar la válvula en la posición abierta, es decir, la condición que permite el paso de la máxima cantidad de fluido a través de la válvula.
En particular, cuando es necesario imponer el suministro mínimo vital, un operario acciona la válvula de tal manera que la pone en una condición que no puede ser cambiada por el usuario, para la que el usuario no puede actuar sobre la válvula.
Por lo tanto, esta solución permite impedir que el usuario vuelva a poner la válvula en la posición abierta, pero normalmente también impide que el usuario cierre la válvula por completo, lo que puede ser útil para el usuario, por ejemplo, en caso de emergencia, mantenimiento de instalaciones, etc.
Por lo tanto, el propósito de la presente invención es proporcionar una válvula que pueda disponerse de tal manera que pueda garantizar un suministro mínimo vital, pero que también permita a un usuario cerrar la válvula, impidiendo que se abra completamente, es decir, impidiendo que se restablezca la condición de flujo máximo garantizado.
Otro propósito de la presente invención es proporcionar una válvula de interceptación que sea sencilla y económica de fabricar.
Estos y otros propósitos se consiguen mediante una válvula de interceptación de flujo de un fluido, según una o más de las reivindicaciones adjuntas.
Un objeto particular de la presente invención es una válvula según la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se indican aspectos preferidos.
Según un posible aspecto, una válvula de interceptación del flujo de un fluido comprende un cuerpo de válvula principal provisto de al menos un primer conducto y de al menos un segundo conducto, que permiten que el fluido entre y salga de la válvula. La válvula comprende además al menos un obturador provisto de al menos un conducto pasante y alojado de forma giratoria en al menos una cavidad del cuerpo de válvula. Un elemento de accionamiento está unido al cuerpo de válvula de forma desmontable para controlar la rotación del obturador entre una posición de apertura total de la válvula y una posición de cierre de la válvula. La válvula comprende un elemento limitador separado de y vinculado de forma desmontable al cuerpo de válvula o, más preferentemente, del elemento de accionamiento, con el fin de limitar el movimiento del obturador entre dicha posición de cierre y una posición de apertura parcial, dispuesta entre la posición de cierre y la posición de apertura total, con el fin de permitir un flujo de fluido inferior al permitido en la posición de apertura total. La válvula está, en particular, conformada, es decir, dimensionada, para impedir la extracción del elemento limitador cuando dicho elemento de accionamiento está unido a dicho cuerpo de válvula en la posición de funcionamiento.
Gracias a la presente solución, al equipar la válvula con el elemento limitador, es posible permitir una operación limitada por el usuario en el elemento de accionamiento, de modo que pueda alternativamente cerrar la válvula o bien abrir parcialmente la válvula.
Cabe destacar que, en condiciones normales de uso, no se contempla la utilización del citado elemento limitador, ya que sólo en su ausencia la válvula puede alcanzar ambas configuraciones de apertura total y de cierre, girando adecuadamente el elemento de accionamiento y, por tanto, el obturador correspondiente.
El elemento limitador se aplica entonces a la válvula por el operario, por ejemplo, en el caso de que el fluido interceptado por la válvula sea agua y el usuario se encuentre en situación de morosidad, cuando sea necesario imponer una restricción al caudal entregado, permitiendo al usuario disponer, por ejemplo, en el caso del agua, sólo del suministro mínimo vital.
Por lo tanto, una solución preferida ofrece una válvula con dos condiciones de funcionamiento, por lo que en una primera condición de funcionamiento la válvula no tiene elemento limitador y es operable entre las posiciones de cierre y de apertura total, mientras que en una segunda condición de funcionamiento la válvula tiene el elemento limitador y es operable entre las posiciones de cierre y de apertura parcial, impidiendo el elemento limitador que se alcance la posición de apertura total, en la que la eliminación del elemento limitador define la transición de la segunda condición de funcionamiento a la primera condición de funcionamiento.
Normalmente, el usuario no puede eliminar el elemento limitador. Para poder llevar a cabo esta operación, es necesario liberar el elemento de accionamiento del cuerpo de válvula o, en cualquier caso, alejar/mover al menos parcialmente los dos componentes uno con respecto al otro, aun dejándolos unidos entre sí. Preferiblemente, sólo un operario autorizado puede realizar esta operación.
Según un aspecto preferido, el elemento de accionamiento se puede liberar o se puede desplazar de otro modo en una dirección de alejamiento (normalmente paralela o coincidente con el eje de rotación del obturador) del cuerpo de válvula únicamente mediante una herramienta especial, es decir, una herramienta en posesión de un operario autorizado, no disponible en el mercado. En particular, según un aspecto preferido, la herramienta especial se utiliza para retirar un tornillo de seguridad, es decir, un tornillo con una cabeza especial, capaz de cooperar con la herramienta especial mencionada, que une entre sí el elemento de accionamiento y el cuerpo de válvula en la posición de funcionamiento. Al retirar el tornillo, es posible alejar el elemento de accionamiento y el cuerpo de válvula, normalmente desvinculándolos, para poder retirar el elemento limitador de la válvula.
Según un posible aspecto, el elemento de accionamiento es giratorio en relación con el cuerpo de válvula, de manera solidaria con el obturador. El elemento de accionamiento comprende un asiento para un saliente del cuerpo de válvula, o viceversa, de modo que la interacción entre el asiento y dicho saliente define los topes finales para la rotación del obturador. Al menos una parte del elemento limitador puede insertarse en el asiento, de modo que se reduce el tamaño del propio asiento, es decir, se reduce el recorrido disponible para el movimiento relativo del saliente dentro del asiento.
Según un posible aspecto, una parte del elemento limitador está unida al asiento mediante un ajuste de forma.
Según un posible aspecto, el elemento limitador comprende al menos una porción de posicionamiento, que coopera con un alojamiento relativo en el cuerpo de válvula o en el elemento de accionamiento, para permitir un único posicionamiento operativo del elemento limitador.
Estas y otras ventajas serán evidentes a partir de la siguiente descripción y de las figuras adjuntas, mostradas aquí con fines ilustrativos y no limitativos, en las que:
• la figura 1 es una vista en despiece ordenado de una posible válvula según la presente invención;
• la figura 2 es una vista en sección frontal de la válvula de la figura 1, sin elemento limitador, en posición abierta;
• la figura 3 es una vista en sección frontal de la válvula de la figura 1, con elemento limitador, en posición cerrada;
• la figura 4 es una vista en sección en planta de la válvula de la figura 1, con elemento limitador, en posición de apertura parcial;
• la figura 5 es una vista en perspectiva del elemento de accionamiento, al que está unido el elemento limitador, de la válvula de la figura 1;
• la figura 6 es una vista en perspectiva de una herramienta especial para permitir la liberación del elemento de accionamiento del cuerpo de válvula de la válvula de la figura 1.
Una válvula 1 de intercepción del flujo de un fluido según la presente invención comprende un cuerpo de válvula 2 provisto de al menos un primer conducto 5 y al menos un segundo conducto 6, al menos un obturador 3 provisto de al menos un conducto 7 en su interior y alojado de forma giratoria en una cavidad 4 del cuerpo de válvula 2 para su rotación entre al menos una posición de apertura de la válvula y al menos una posición de cierre de la válvula.
Preferiblemente, el primer y segundo conductos 5 y 6 incluyen al menos una porción roscada que permite conectarlos a tuberías, accesorios, collarines o medios similares de transporte de fluidos.
Para simplificar la descripción, se hará referencia a las formas de realización en las que el primer conducto 5 es el conducto de entrada de fluido, y el segundo conducto 6 es el conducto de salida de fluido. De forma evidente para un técnico del sector, como se comentará más adelante, esta descripción también se aplica a los casos en que el flujo de fluido se invierte con respecto a lo mostrado en las figuras y aquí descrito.
Sin embargo, cabe señalar que, en la forma de realización mostrada, la válvula está provista de un dispositivo unidireccional 13, capaz de manera conocida de permitir el flujo de fluido en una dirección, e impedir el flujo en la dirección opuesta, por ejemplo, por medio de medios elásticos que empujan un elemento de bloqueo. La presencia de dicho dispositivo unidireccional es opcional, ya que son posibles formas de realización de la presente invención sin dicho dispositivo, adecuadas, por ejemplo, para permitir el flujo de fluido en ambas direcciones posibles dentro de la válvula.
Como ya se ha mencionado, la válvula 1 según la presente invención puede utilizarse con cualquier tipo de fluido, ya sea líquido o gaseoso, y según una forma de uso preferida se utiliza para interceptar el agua, en redes de distribución de uso doméstico o industrial.
El obturador 3, preferentemente de tipo esférico, es giratorio dentro de la cavidad 4 estando unido a un eje de accionamiento o vástago 8, que lo conecta a un elemento de accionamiento 9, normalmente en forma de pomo o mango.
Tal y como se muestra en las figuras adjuntas, en el interior de la cavidad 4 existen unas juntas, generalmente formadas por dos anillos 17 y 18, que soportan el obturador 3, permitiéndole girar, y garantizando la estanqueidad frente a fluidos del mismo.
Cabe señalar que el obturador 3 esencialmente esférico puede sustituirse por cualquier otro obturador conocido en la técnica capaz de realizar la misma función.
Asimismo, cabe señalar que, según un aspecto preferido, el conducto principal 7 también puede estar conectado por conexión de fluido a un conducto secundario 15, que puede utilizarse, por ejemplo, para descargar la válvula, o para realizar operaciones de mantenimiento o de análisis de la misma, conectando instrumentos especiales al mismo.
En la posición de apertura de la válvula, el conducto 7 del obturador está alineado con los conductos 5, 6, como se muestra en la figura 2, de manera que el flujo de fluido suministrado a la válvula 1 pasa por el conducto 5, pasa por el conducto 7 del obturador 3 hasta llegar al segundo conducto 6 de la misma. En otras palabras, el conducto 7 coloca en comunicación de fluido el primer conducto 5 con el segundo conducto 6 en la posición de apertura de la válvula.
Cuando el conducto 7 del obturador 3 está perfectamente alineado con el primer conducto 5 y el segundo conducto 6, la válvula alcanza una posición de apertura total, en la que el máximo flujo posible de fluido pasa entre el primer conducto 5 y el segundo conducto 6.
En cambio, en la posición de cierre de la válvula, se impide que el flujo de fluido salga del segundo conducto 6 por medio del obturador 3.
En la posición de cierre, el conducto 7 suele estar dispuesto perpendicularmente al eje definido por los conductos 5 de entrada y 6 de salida, de modo que se impide el paso del fluido a través de la válvula.
El elemento de accionamiento 9 y el cuerpo de válvula 2 están provistos de un saliente 10 (normalmente en forma de la llamada "solapa de tope”) y un asiento 11, de modo que al menos una parte del saliente 10 puede insertarse dentro del asiento 11. El contacto entre el saliente 10 y el asiento 11, y en particular entre los extremos 11a, 11b del asiento, limita el movimiento relativo, normalmente la rotación relativa, entre el elemento de accionamiento 9 y el cuerpo de válvula 2.
Esta limitación de la rotación relativa entre el elemento de accionamiento 9 y el cuerpo de válvula 2, debido a las dimensiones del asiento 11, permite que el obturador 3 gire entre las mencionadas posiciones de cierre y de apertura total de la válvula.
Para simplificar, con referencia también a la forma de realización mostrada en las figuras, a continuación, se describirá en detalle una solución en la que el asiento 11 está dispuesto en el elemento de accionamiento 9 y el saliente 10 está dispuesto en el cuerpo de válvula 2. Sin embargo, son posibles formas de realización en las que el saliente 10 está dispuesto en el elemento de accionamiento 9 y el asiento 11 está dispuesto en el cuerpo de válvula 2. La siguiente descripción se aplica, cambiando lo que sea necesario, a las dos soluciones mencionadas anteriormente.
A la válvula 1 aquí descrita se le puede acoplar de forma desmontable, es decir, unido, por ejemplo, al cuerpo de válvula 2 o al elemento de accionamiento 9, un elemento limitador 12 que, por ejemplo, reduciendo la anchura angular del asiento 11 o permitiendo que el obturador alcance sólo una o varias posiciones angulares predefinidas, impide que el obturador 3 alcance al menos la mencionada posición de apertura total de la válvula.
Cabe señalar que el uso reversible de dicho elemento limitador 12 se produce sólo cuando es necesario limitar el flujo de fluido normalmente suministrado por la válvula, por ejemplo, cuando el fluido es agua y el usuario es moroso. En condiciones de uso normal, o cuando se restablecen dichas condiciones, de la válvula, el elemento limitador 12 no está presente o se retira.
La inserción (o la inserción parcial) de un elemento limitador 12 dentro del asiento 11 provoca una reducción del tamaño del mismo, o más concretamente una reducción del espacio disponible para el saliente 10 para el movimiento relativo entre el saliente 10 y el asiento 11.
Así, el movimiento, normalmente de rotación, relativo entre el elemento de accionamiento 9 y el cuerpo de válvula 2, una vez que el elemento limitador 12 está presente, se reduce en comparación con la condición en la que el elemento limitador 12 está ausente.
Esto reduce el movimiento del obturador 3. Más concretamente, el obturador 3 puede colocarse normalmente en la posición de cierre, de modo que se impide el flujo de fluido a través de la válvula 1.
Sin embargo, cuando la válvula 1 está equipada con el elemento limitador 12, actuando en el elemento de accionamiento 9 no es posible colocar el obturador 3 en posición de apertura (es decir de apertura total) de la válvula. En efecto, el recorrido posible del elemento de accionamiento 9 se reduce por la presencia del elemento limitador 12, en una posición dispuesta entre la posición de cierre y la posición de apertura total. De este modo, el elemento de accionamiento 9, partiendo de la posición de cierre, puede desplazarse sólo para alcanzar una posición de apertura parcial. En esta posición, se permite el flujo de fluido a través de la válvula 1, pero la cantidad de fluido que puede pasar a través de la válvula por unidad de tiempo es significativamente menor que la que podría pasar a través de la misma en la posición de apertura total.
Esta reducción del flujo puede realizarse de varias maneras. Por ejemplo, como se muestra en la figura 4, en la posición de apertura parcial, el conducto 7 puede estar sólo parcialmente alineado con los conductos 5, 6, para realizar un cuello de botella en correspondencia con el obturador 3. Alternativamente, el obturador 3 puede estar provisto de un conducto secundario adicional, con dimensiones más pequeñas que el conducto "principal” 7. Este conducto secundario puede estar dispuesto en correspondencia con los conductos 5, 6 del cuerpo de válvula en la posición de apertura parcial. Este conducto secundario puede ser independiente del conducto 7 principal, o una rama del mismo.
En general, en la posición de apertura parcial de la válvula 1, el obturador 3 se encuentra en una posición que permite un flujo de fluido a través de la válvula 1 menor que en la condición de apertura, es decir, permitiendo el suministro mínimo vital antes mencionado.
El usuario puede entonces elegir si colocar la válvula en posición cerrada o parcialmente abierta.
El elemento limitador 12 puede estar unido al respectivo asiento 11 de varias maneras. Preferiblemente, el elemento limitador 12 y el asiento 11 realizan un ajuste de forma.
Por lo tanto, al menos una parte del elemento limitador 12 tiene una forma complementaria al asiento 11. Obsérvese cómo, preferentemente, el elemento limitador 12 tiene porciones de posicionamiento 12a, que pueden acoplarse de forma única al alojamiento relativo 19 del elemento de accionamiento 9 o del cuerpo de válvula 2. Así, es posible acoplar operativamente el elemento limitador 12 al elemento de accionamiento 9 o al cuerpo de válvula 2 en una única orientación.
Según un aspecto preferido, es posible disponer el elemento de accionamiento 9 y el cuerpo de válvula 2 de manera que el saliente 10 está acoplado al alojamiento 19, de modo que el saliente 10 queda sustancialmente retenido por el alojamiento 19, impidiendo el movimiento operativo del elemento de accionamiento 9, es decir, impidiendo el movimiento del obturador 3.
En tal caso, el elemento limitador 12 está ausente, y la válvula puede bloquearse en una posición, que puede ser la posición de apertura o cierre, de manera no modificable por el usuario. Normalmente, esto implica la retirada del elemento limitador 12 por parte de un operario y, a continuación, la disposición del elemento accionador 9 para acoplar operativamente el saliente 10 con el relativo alojamiento 19.
En general, el elemento de accionamiento 9 y el cuerpo de válvula 2 pueden estar configurados de manera que, además del asiento 11 que permite el movimiento relativo entre el elemento de accionamiento 9 y el cuerpo de válvula 2, hay al menos otro asiento o alojamiento (en la forma de realización mostrada en el alojamiento 19) capaz de cooperar con el saliente 10 para impedir el movimiento relativo (normalmente la rotación relativa) entre el elemento de accionamiento 9 y el cuerpo de válvula, para evitar el movimiento del obturador 3. Como se ha comentado, preferiblemente la válvula 1 está configurada de forma que el acoplamiento entre el saliente 10 y el asiento adicional corresponde a una posición de apertura (es decir, de apertura total) o de cierre de la válvula.
Obsérvese que esta solución también puede utilizarse de forma inventiva en válvulas que no están equipadas con un elemento limitador 12.
Por lo tanto, la extracción del elemento limitador 12 del asiento 11 puede realizarse preferentemente aplicando una fuerza a estos elementos suficiente para vencer la resistencia de este ajuste de forma.
Sin embargo, dicha retirada no es posible cuando el elemento de accionamiento 9 está unido al cuerpo de válvula 2.
En particular, los distintos componentes de la válvula están dimensionados de tal manera que impiden que el elemento limitador 12 se desprenda del resto de la válvula 1.
Preferiblemente, el elemento de accionamiento 9 forma una tapa de cobertura del vástago 8, que cubre al menos parcialmente el propio vástago. En la posición de funcionamiento, el espacio formado entre dicha tapa de cobertura y el cuerpo de válvula no es suficiente para permitir la extracción del elemento limitador, cuyas dimensiones exceden dicho espacio.
En general, la retirada del elemento limitador 12 de la válvula suele implicar un movimiento/alejamiento al menos parcial del mismo con respecto al componente al que está unido. En una condición de funcionamiento, la presencia del elemento de accionamiento y/o del cuerpo de válvula impide o al menos limita la posibilidad de dicho movimiento, impidiendo así la extracción del elemento limitador 12 de la válvula 1.
Por lo tanto, la extracción del elemento limitador 12 sólo es posible, preferentemente, mediante el uso de una herramienta especial 16, en posesión únicamente de operarios autorizados por el proveedor, capaz de permitir el alejamiento del elemento de accionamiento 9 del cuerpo de válvula 2. Normalmente, el elemento de accionamiento 9 y el cuerpo de válvula 2 están constreñidos por medio de un elemento roscado 14, generalmente en forma de tomillo, que tiene una cabeza o, en cualquier caso, una porción de accionamiento con una forma especial, que no se acopla con las herramientas disponibles en el mercado.
Un elemento de cobertura 20, normalmente en forma de tapa o elemento similar, se une preferentemente al elemento de accionamiento 9, para cubrir el elemento roscado 14.
Actuando sobre el tornillo por medio de dicha herramienta especial 16, es por tanto posible liberar el elemento de accionamiento 9 del cuerpo de válvula 2, o en todo caso desplazar los dos elementos uno con respecto al otro, de manera que posteriormente también se puede proceder a la extracción del elemento limitador 12. De hecho, en estas condiciones generalmente es posible alejar el elemento de accionamiento 9 del cuerpo de válvula 2, de modo que se puede disponer del espacio necesario para desplazar el elemento limitador 12 con el fin de liberarlo de su asiento 11 relativo o, en cualquier caso, del elemento al que está unido.
En el uso normal, sin elemento limitador 12, la válvula 1 puede colocarse en la posición de apertura, por lo que el fluido puede fluir a través del obturador 3 y llegar al segundo conducto 6 a través del conducto 7 pasante del obturador 3.
Para cerrar el obturador 3, el conducto 7 del obturador suele disponerse ortogonalmente a los conductos 5, 6. En este caso, el fluido no puede entrar en el obturador 3 y, por tanto, no puede salir de la válvula 1.
A continuación, es posible volver a mover el obturador 3 actuando sobre el elemento de accionamiento 9, para volver a abrir completamente la válvula 1.
Si, por el contrario, el elemento limitador 12 se coloca en la válvula en condición de cierre, sólo es posible un movimiento parcial del elemento de accionamiento 9 y, por consiguiente, del obturador 3. En este caso, un usuario sólo puede colocar la válvula en una posición de apertura parcial y, en general, puede mover el obturador 3, accionando el elemento de accionamiento 9, alternativamente sólo entre la posición de cierre y esta posición de apertura parcial.
Para poder volver a abrir completamente la válvula, hay que retirar el elemento limitador 12 de la válvula 1. Esto no es posible cuando el elemento de accionamiento 9 y el cuerpo de válvula 2 están unidos entre sí y en posición de funcionamiento.
Al retirar el elemento de accionamiento 9, o en todo caso el movimiento relativo entre el elemento de accionamiento 9 y el cuerpo de válvula, es posible retirar el elemento limitador 12, para restablecer el funcionamiento normal de la válvula.