MX2011002588A - Valvula de control de flujo compensada en presion externamente ajustable. - Google Patents

Abstract

Una válvula de control de flujo de fluido en línea incluye un alojamiento que define una cámara de entrada y una cámara de salida alineadas a lo largo de un eje de salida. El alojamiento define además una perforación con un dispositivo de control de flujo y un mecanismo de ajuste dispuesto en el mismo para regular un régimen de flujo de fluido. El dispositivo de control de flujo define un pasaje de fluido que interconecta la cámara de entrada y la cámara de salida. El plano y el eje de salida definen un ángulo agudo entre los mismos. La posición angulada de la perforación con relación al eje de salida permite el acceso a y ajuste del dispositivo de control de flujo, así como la reposición del dispositivo de control de flujo, sin desconectar ningunos accesorios fijados a la entrada y la salida de la válvula de control.

Description

VÁLVULA DE CONTROL DE FLUJO COMPENSADA EN PRESIÓN EXTERNAMENTE AJUSTABLE ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1.- Campo de la Invención La presente invención se relaciona con una válvula de control de flujo de fluido, y más específicamente con una válvula de control de flujo de fluido en línea ajustable para controlar un régimen de flujo de un fluido a través de la misma . 2.- Descripción del Ramo anterior En sistemas de fabricación existentes, un elemento importante es la regulación de un flujo de un material, tal como un fluido, a través del mismo. Las válvulas de control de flujo de fluido en línea son ajustables para permitir a los operarios regular efectivamente el flujo de fluido a través del sistema de fabricación existente. Ajusfando un dispositivo de control de flujo dentro de la válvula de control ajusta un régimen de flujo de fluido a través de la válvula de control.

El régimen de flujo de fluido es importante para regular una relación de mezclado en los sistemas de fabricación que utilizan múltiples fluidos. Una relación de mezcla resultante se genera basada en el régimen de flujo de fluido ajustado para cada uno de los múltiples fluidos. Cuando una nueva relación de mezcla se requiere, las válvulas de control en linea típicas requieren de modificaciones significativas. Las válvulas de control en línea típicas requieren remoción de la válvula de control desde una línea de tubería del sistema de fabricación para ajusfar el dispositivo de control de flujo dentro de la válvula de control. Como la válvula de control está en línea, la línea de tubería que conecta la válvula de control se incapacita y la válvula de control está completamente desconectada de la línea de tubería. La válvula de control luego se ajusta manualmente y luego se reconecta en la línea de tubería. En una técnica común, una válvula de régimen de flujo fijo incluye un tornillo de ajuste interno, en donde el tornillo de ajuste interno permite el aumento o disminución de un régimen de flujo, dentro de una escala de flujo predeterminada de la válvula de control. La escala de flujo predeterminada de la válvula de control se determina mediante el dispositivo de control de flujo.

Durante la reconexión, la línea de tubería es capacitada y luego el régimen de flujo de fluido a través de la válvula de control se mide. Si el régimen de flujo de fluido es incorrecto, el proceso deber repetirse hasta que sea el correcto. Por lo tanto, la linea de tubería se incapacita, la válvula de control se remueve, ajusta, reconecta y la línea de tubería se capacita nuevamente hasta que el régimen de flujo de fluido es correcto.

La Patente de EUA No. 7, 156, 120 a Cherfane y col. describe una válvula de control de fluido en línea. La válvula de control comprende un alojamiento que define una entrada y una salida. La salida está espaciada de la entrada a lo largo de un eje de salida. El alojamiento define además un pasaje de fluido que interconecta la entrada y la salida. Un dispositivo de control de flujo controla un régimen de flujo de fluido a través del pasaje de fluido. Un mecanismo de ajuste se acopla al dispositivo de control de flujo para ajusfar el régimen de flujo de fluido. La válvula de control es ajustable sin desconectar completamente la válvula de control de la línea de tubería. Sin embargo, la escala predeterminada del régimen de flujo de fluido, como se controla por un dispositivo de control de flujo interno, no se puede cambiar sin desensamblar la válvula de control.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Y VENTAJAS La presente invención proporcionar una válvula de control de flujo de fluido. La válvula de control comprende un alojamiento. El alojamiento define una cámara de entrada y una cámara de salida. La cámara de salida está dispuesta a lo largo de un eje de salida y está espaciada de la cámara de entrada. Un dispositivo de control de flujo define un pasaje de fluido. El pasaje de fluido interconecta la cámara de entrada y la cámara de salida. El dispositivo de control de flujo controla un régimen de flujo de fluido de un fluido entre la cámara de entrada y la cámara de salida. Un mecanismos de ajuste está acoplado al dispositivo de control de flujo. El mecanismo de ajuste ajusta el régimen de flujo de fluido. El alojamiento además define una abertura y una perforación gue se extiende desde la abertura a lo largo de un plano. El plano intercepta el eje de salida. El dispositivo de control de flujo y el mecanismo de ajuste están dispuestos dentro de la perforación, con el mecanismo de ajuste siendo operable a través de la abertura.

Consecuentemente, la válvula de control de la presente invención no solamente permite el ajuste del dispositivo de control de flujo sin necesidad de desconectar la válvula de control de cualquier linea de tubería de conexión, sino también permite el acceso al dispositivo de control de flujo a través de la abertura de la perforación. Como tal, un dispositivo de control de flujo que tiene una escala de flujo predeterminada se puede cambiar con otro dispositivo de control de flujo que tiene una escala de flujo predeterminada diferente para cambiar el régimen de flujo de fluido de la válvula de control más allá de aquel permisible mediante ajuste de la válvula de control de flujo, sin desconectar la válvula de control de la linea de tubería.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Otras ventajas de la presente invención se apreciarán fácilmente, a medida que la misma quede mejor entendida haciendo referencia a la siguiente descripción detallada cuando se considere en conexión con los dibujos que se acompañan, en donde: La Figura 1 es una vista en perspectiva de un despachador de espuma de dos componentes; La Figura 2 es una vista en perspectiva detallada de una válvula de control de flujo de fluido; La Figura 3 es una vista en sección transversal longitudinal de la válvula de control de flujo de fluido, y La Figura 4 es una vista en perspectiva cortada, parcial de un dispositivo de control de flujo de la válvula de control de flujo de fluido, y La Figura 5 es una vista en sección transversal longitudinal de una modalidad alternativa de la válvula de control de flujo de fluido.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Haciendo referencia a las Figuras, en donde los mismos números indican partes correspondientes a través de las diversas vistas, una válvula de control de flujo de fluido se muestra generalmente en 20. La válvula 20 de control regula un régimen de flujo de fluido de un fluido a través de la válvula 20 de control.

Haciendo referencia a la Figura 1, un par de válvulas 20 de control se muestra incorporado en un aparato 22 surtidor de espuma expansible de dos componentes. El aparato 22 surtidor de espuma surte una mezcla del primer componente y el segundo componente, es decir, un primer fluido y un segundo fluido. En el caso de una espuma de poliuretano, el primer fluido (primer componente) incluye un componente de resina, y el segundo fluido (segundo componente) incluye un componente de isocianato. Se debe apreciar que el componente de resina y el componente de isocianato pueden incluir agentes de espumación, agentes de curado, catalizadores, aceleradores, asi como otros agentes de modificación. El componente de resina y el componente de isocianato reaccionan juntos para formar la espuma de poliuretano. Se debe apreciar que en otras aplicaciones, el primer fluido y el segundo fluido pueden comprender otros materiales .

El componente de isocianato puede incluir, pero no está limitado a, isocianatos, diisocianatos, poliisocianatos, biurets de isocianatos y poliisocianatos, isocianuratos de isocianatos y poliisocianatos, y combinaciones de los mismos. En una modalidad, el componente de isocianato incluye un isocianato n-funcional, en donde 2n" puede ser un número de 2 a 5, de 2 a 4 , o de 3 a . Se debe entender que "n" puede ser un entero o puede tener valores intermedios de 2 a 5. El componente de isocianato puede incluir un isocianato seleccionado del grupo que isocianatos aromáticos, isocianatos alifáticos, y combinaciones de los mismos. En otra modalidad, el componente de isocianato incluye un isocianato alifático tal como diisocianato de hexametileno, H12MDI, y combinaciones de los mismos. Si el componente de isocianato incluye un isocianato alifático, el componente de isocianato también puede incluir un isocianato alifático multivalente modificado, es decir, un producto que se obtiene a través de reacciones químicas de diisocianatos alifáticos y/o poliisocianatos alifáticos. Los ejemplos incluyen, pro no están limitados a, ureas, biurets, alofanatos, carbodiimidas , uretniminas, isocianuratos, grupos uretano, dímeros, trímeros, y combinaciones de los mismos. El componente de isocianato también puede incluir, pero no está limitado a, diisocianatos modificados empleados individualmente o en productos de reacción con polioxialquilenglicoles, dietilenglicoles , dipropilenglicoles , polioxietilenglicoles , polioxipropilenglicoles , polioxipropilenpolioxietilenglicoles , poliesteroles, policaprolactonas, y combinaciones de los mismos.

Alternativamente, el componente de isocianato puede incluir un isocianato aromático. Si el componente de isocianato incluye un isocinato aromático, el isocianato aromático puede corresponder a la fórmula R' (NCO) z en donde R' es aromático y z es un entero que corresponde a la valencia de R' . De preferencia, z es cuando menos dos. Ejemplos apropiados de isocianatos aromáticos incluyen, pero no están limitados a, diisocianato de tetrametilxilileno (TMXDI), 1, 4-diisocianatobenceno, 1 , 3-diisocianato-o-xileno, 1, 3-diisocianato-p-xileno, 1, 3-diisocianato-m-xileno, 2, 4-diisocianato-I-clorobenceno, 2, 4-diisocianato-l-nitro-benceno, 2 , 5-diisocianato-l-nitrobenceno, diisocianato de m-fenileno, diisocianato de p-fenileno, diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno, mezclas de diisocianato de 2,4- y 2,6-tolueno, diisocianato de 1 , 5-naftaleno , diisocianato de lñmetoxi-2 , 4-fenileno, diisocianato de 4,4'-difenilmetanol , diisocianato de 2 , 4 ' -difenilmetano, diisocianato de 4 , 4 ' -bifenileno, diisocianato de 3,3'-dimetil-4 , 4 ' -difenilmetanol , 3,3' -dimetildifenilmetano- , 4 ' -diisocianato, triisocinatos tales como triisocianato de 4, 4' , 4"-trifenilmetano, polimetileno polifenileno poliisocianato y triisocianato de 2 , 4 , 6-tolueno, tetraisocianatos tales como tetraisocianato de 4 , 4 ' -dimetil-ñ2, 2' -5, 5' -difenilmetano, diisocianato de toluejno, diisocianato de 2 , 2 ' -difenilmetano, diisocianato de 2,4'-difenilmetano, diisocianato de 4 , 4 '-{ difenilmetanol , poliisocianato de polmetileno polifenileno, mezclas isoméricoas correspcndientes de los mismos y combinaciones de los mismos. Alternativamente, el isocianato aromático puede incluir un producto de triisocianato de m-TMXDI y 1,1,1-ñtrimetilolpropano, un producto de reacción de diisocianato de tolueno y 1, 1, 1-trimetilolpropano, y combinaciones de los mismos. En una modalidad, el componente de isocianato incluye un diisocianato seleccionado del grupo de diisocianatos de metileno difenilo, diisocianatos de tolueno, diisocianatos de hexametileno, H12MDIs, y combinaciones de los mismos.

Elñ componente de isocianato puede tener un % de contenido de NCO y cualquier viscosidad. El componente de isocianato también puede reaccionar con el poliol y/o extendedor de cadena en cualquier cantidad, como se determina por uno experimentado en el ramo. De preferencia, el componente de isocianato y el poliol y/o extendedor de cadena se hacen reaccionar a un índice de isocianato d 15 a 900, más preferentemente de 95 a 130, y alternativamente d 105 a 130.

El componente de resina de la presente invención puede incluir un componente de poliol. Más específicamente, el componente de poliol puede incluir uno o más de un poliol de poliéter, un poliol de poliéster, y combinaciones de los mismos. Como es sabido en el ramo, los polioles de poliéter se forman típicamente de una reacción de un iniciador y un óxido de alquileno. De preferencia, el iniciador se selecciona a partir del grupo de iniciadores alifáticos, iniciadores aromáticos, y combinaciones de los mismos. En una modalidad, el iniciador se selecciona del grupo de etilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol , butilenglicol , t imet ilenglicol , 1 , 2-butandiol , 1 , 3butandiol , 1, -butandiol, 1 , 2-pentandiol , 1 , -pentandiol, 1,5-pentandiol, 1 , 6-hexandiol , 1 , 7-heptandiol , butendiol, butindiol, xililenglicoles , amilenglicoles , éter etílico de 1, 4-fenilen{bis-beta-hidroxi, éter etílico de 1,3-fenilen{bis-beta-hidroxi, bis- (hidroxi-metil-ciclohexano) , tiodiglicoll , glicerol, 1 , 1 , 1-trimetilolpropano, 1,1,1-trimetiloletano, 1,2, 6-hexantriol, glucósido de a-metilo, pentaeritritol , sorbitol, anilina, o-cloroanilina, p-aminoanilina , 1 , 5-diaminonaftaleno, dianilina de metileno, los productos de condensación de anilina y formaldehido, 2,3-, 2,6-, 3,4-, 2,5-, y 2 , -diaminotolueno y mezclas isoméricas, metilamina, triisopropanolamina , etilendiamina, 1 , 3-diaminopropano, 1 , 3-diaminobutano, 1 , -diaminobutano, propilendiamina, butilendiamina, hexametilendiamina, diclohexalendiamina, fenilendiamina, tolilendiamina, xililendiamina, 3, 3' diclorobencidina, 3,3'- y dinitrobenzidina , alcanolaminas , incluyendo etanolamina, alcohol de aminopropilo, propanolamina de 2 , 2-dimetilo, alcohol de 3-aminociclohexilo, y alcohol de p-aminobencilo, y combinaciones de los mismos. Se contempla que cualquier iniciador apropiado conocido en el ramo se puede usar en la presente invención.

De preferencia, el óxido de alquileno que reacciona con el iniciador para formar el poliol de poliéter se selecciona a partir del grupo de óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno, óxido de amileno, tetrahidrofurano, mezclas de óxido de alquileno-tetrahidrofurano, epihalohidrinas , óxidos de aralquileno, y combinaciones de los mismos. Más preferentemente, el óxido de alquileno se selecciona del grupo de óxido de etileno, óxido de propileno y combinaciones de los mismos. Más preferentemente, el óxido de alquileno incluye óxido de etileno. Sin embargo, también se contempla que cualquier óxido de alquileno apropiado que es conocido en el ramo se puede usar en la presente invención.

El poliol de poliéter puede incluir una tapa de óxido de etileno de 5 a 20% en peso basado en el peso total del poliol de poliéster. Se debe entender que la terminología "tapa" se refiere a una porción terminal del poliol de poliéter. Sin pretender estar ligados por ninguna teoría particular, se cree que la tapa de óxido de etileno promueve un aumento en un régimen de la reacción del poliol de poliéter y el isocianato.

El poliol de poliéter puede también tener un peso molecular promedio en número de 18 a 10,000 g/mol. Además, el poliol de poliéter puede tener un número hidroxilo de 15 a 6,250 mg KOH/g. El poliol de poliéter también puede tener una funcionalidad nominal de 2 a 8. Además, el poliol de poliéter también puede incluir un grupo funcional orgánico seleccionado del grupo de un grupo carboxilo, un grupo amina, un grupo carbamato, un grupo amida y un grupo epoxi.

Haciendo referencia a los polioles de poliéster arriba introducidos, los polioles de poliéster se pueden producir de una reacción de un ácido dicarboxilico y un glicol que tiene cuando menos un grupo hidroxilo primario. Los ácidos dicarboxilicos apropiados se pueden seleccionar del grupo de, pero no están limitados a, ácido adipico, ácido metil adipico, ácido usccinico, ácido subérico, ácido sebácico, ácido oxálico, ácido glutaricol ácido pimélico, ácido azelaico, ácido ftálico, ácieo tereftálico, ácido isoftálico, y combinaciones de los mismos. Los glicoles apropiados incluyen, pero no están limitados a aquellos arriba descritos.

El poliol de poliéster puede tener también un peso molecular promedio en número de 80 a 1,500 g/mol . Además, el poliol de poliéster puede tener un número de hidroxilo de 40 a 600 mg KOH/g. El poliol de poliéster también puede tener una funcionalidad nominal de 2 a 8. Además, el poliol de poliéster también puede incluir un grupo funcional orgánico seleccionado del grupo de un grupo carboxilo, un grupo amina, un grupo carbamato, un grupo amida, y un grupo epoxi.

En uso, los dos componentes de la composición de espuma se mezclan rápidamente juntos. Una reacción de reticulación rápida y la expansión de espuma comienza, que finalmente proporciona una espuma rígida de uretano de baja densidad pero que lleva carga relativamente elevada. El mezclado del componente de resina y el componente de isocianato debe ocurrir en un régimen de flujo apropiado y mezclas bajo condiciones de incidencia rápida y suficiente para obtener un producto aceptable. Consecuentemente, una de las válvulas 20 de control regula el régimen de flujo de fluido del componente de resina y la otra válvula 20 de control regula el régimen de flujo de fluido del componente de isocianato. Se debe apreciar que la válvula 20 de control de la presente invención se puede incorporar en otros sistemas de producción que requieren la descarga de un fluido a un régimen de flujo preciso. Por lo tanto, se debe apreciar que la válvula 20 de control de la presente invención no está limitada al uso en el aparato 22 surtidor de espuma mostrado en la Figura 1 y descrito arriba, y se puede utilizar en otros tipos de sistemas de producción.

Haciendo referencia a las figuras 2 y 3, la válvula 20 de control comprende un alojamiento 24. De preferencia, el alojamiento 24 se fabrica de aluminio. Sin embargo, se debe apreciar que el alojamiento 24 se puede fabricar de algún otro material capaz de conducir el fluido a través del mismo bajo presión. El material utilizado para el alojamiento 24 también debe ser químicamente resistente al fluido específico que fluye a través del mismo.

El alojamiento 24 define una cámara 26 de entrada y una cámara 28 de salida. La cámara 28 de salida está dispuesta a lo larqo de un eje 30 de salida. La cámara 28 de salida está espaciada de la cámara 26 de entrada. De preferencia, la cámara 26 de entrada está dispuesta a lo larqo del eje 30 de salida en línea con la cámara 28 de salida. Sin embargo, se debe apreciar que la cámara 26 de entrada puede estar des viada, es decir, no alineada con la cámara 28 de salida ni alineada a lo largo del eje 30 de salida .

La cámara 26 de entrada y la cámara 28 de salida están configuradas para aceptar un accesorio de tubería de conexión. De preferencia, la cámara 26 de entrada y la cámara 28 de salida están configuradas para incluir una sección transversal que tiene una forma circular que define un diámetro. El diámetro puede incluir un diámetro de 12.7 mm (1/2") o un diámetro de 2.54 cm (1"). Se debe apreciar que el tamaño de la cámara 26 de entrada y la cámara 28 de salida pueden variar de los 12.7 mm (1/2") a los 2.54 cm (1") arriba descritas. De preferencia, la cámara 26 de entrada y la cámara 28 de salida están configuradas para aceptar el accesorio NPT de 12.7 mm (1/2") = o un accesorio NPT de 2.54 cm (1") . Se debe apreciar que el tipo de conexión de la cámara 26 de entrada y la cámara 28 de salida puede variar de las roscas NPT arriba descritas y puede incluir, entre otros, SAE, JIC, ISOI-G, estilo pestaña y accesorios de compresión asi como opciones de distribuidor. Consecuentemente, y como se muestra en la Figura 1, se debe apreciar que la válvula 20 de control es parte de un sistema de tubería o distribuidor, en el que el fluido fluye a través, con los accesorios de tubería fijados a la cámara 26 de entrada para proporcionar el fluido a la válvula 20 de control y otros accesorios de tubería fijados a la cámara 28 de salida para recibir el fluido de la válvula 20 de control al régimen de flujo predeterminado .

El alojamiento 24 define además una abertura 34. Una perforación 36 se extiende desde la abertura 34 hacia el alojamiento 24, y generalmente hacia la cámara 26 de entrada. La perforación 36 se extiende a lo largo de un plano 38, que intercepta el eje 30 de salida, es decir, el plano 38 está angulado con relación al eje 30 de salida. Se debe apreciar que la perforación 36 se extiende a lo largo de un eje que se define mediante y coplanar con el plano 38. Por claridad, el plano 38 se muestra en los dibujos como una línea. Sin embargo, se debe apreciar que el plano 38 es bidimensional , y como tal, se extiende hacia y fuera de los dibujos. Por lo tanto, se debe apreciar que mientras que el eje a lo largo del cual se extiende la perforación 36 puede no interceptar el eje 30 de salid, el plano 38 a lo largo del cual se extiende la perforación intercepta el eje 30 de salida, es decir, la perforación 36 puede estar lateralmente desviada del eje 30 de salida mientras que el plano 38 a lo largo del que se extiende la perforación 36 todavía intercepta el eje 30 de salida. Consecuentemente, el plano 38 y el eje 30 de salida definen un ángulo entre los mismos, con la abertura 34 del alojamiento 24 lateralmente desviada del eje 30 de salida .

Como se muestra, el plano 38 y el eje 30 de salida se interceptan dentro del alojamiento 24. Sin embargo, se debe apreciar que el plano 38 y el eje 30 de salida puede interceptar en un punto ubicado fuera del alojamiento 24. De preferencia, el plano 38 y el eje 30 de salida definen un ángulo agudo entre los mismos. Sin embargo, se debe apreciar que el plano 38 y el eje 30 de salida también pueden interceptarse en un ángulo perpendicular entre los mismos.

Un dispositivo 40 de control de flujo está dispuesto dentro de la perforación 36. El dispositivo 40 de control de flujo define un pasaje 42 de fluido. El pasaje 42 de fluido interconecta la cámara 26 de entrada y la cámara 28 de salida. El dispositivo 40 de control de flujo controla el régimen de flujo de fluido del fluido entre la cámara 26 de entrada y la cámara 28 de salida.

Haciendo también referencia a la figura 4, el dispositivo 40 de control de flujo incluye un pistón 44. El pistón 44 es movible dentro de la perforación 36 a lo largo del plano 38. El pistón 44 incluye un primer extremo 46 y un segundo extremo 48. El primer extremo 46 esté dispuesto adyacente a la cámara 26 de entrada y define cuando menos una abertura 50, pero puede definir una pluralidad de aberturas 50. El segundo extremo 48 está dispuesto opuesto al primer extremo 46 a lo largo del plano 38 y define cuando menos un orificio 52. Como se muestra, el segundo extremo 48 define una pluralidad de orificios 52 y una tr4ayectoria 51 de flujo anular. La cámara 26 de entrada está en comunicación de fluido con la abertura 50, la abertura 50 está en comunicación de fluido con el cuando menos un orificio 52, el cuando menos un orificio 52 está en comunicación de fluido con la trayectoria 51 de flujo anular, y la trayectoria 51 de flujo anular está en comunicación de fluido con la cámara 28 de salida. Consecuentemente, el fluido fluye desde la cámara 26 de entrada, a través de la abertura 50, el orifico 52 y la trayectoria 51 de flujo anular del pistón 44, hacia la' cámara 28 de salida.

La abertura 50 incluye un área de sección transversal predeterminada para regular el régimen de flujo de fluido del fluido. De preferencia, la abertura 50 incluye una sección transversal circular que tiene un diámetro predeterminado. Sin embargo, se debe apreciar que la forma de sección transversal de la abertura 50 puede variar, y que es el área de sección transversal y la profundidad y contorno de los bordes delantero y trasero que determina el régimen de flujo de fluido a través del pistón 44. Se debe apreciar que el pistón 44 también podría estar comprendido de dos (2) 9 más componentes separados, el cuerpo de pistón común y un módulo de orificio con las diversas aberturas 50, ensamblados juntos en un conjunto.

Haciendo referencia a la figura 3, la cámara 28 de salida incluye cuando menos un portillo 54 de entrada, pero puede definir una pluralidad de portillos 54 de entrada. El portillo 54 de entrada está en comunicación de fluido con la trayectoria 51 de flujo anular y la trayectoria 51 de flujo anular está en comunicación de fluido con el cuando menos un orifico 52. La interfaz entre la trayectoria 51 de flujo anular con relación al portillo 54 de entrada define un orificio 53 de válvula variable. El orificio 53 de válvula variable creado por la posición de la trayectoria 51 de flujo anular con relación al portillo 54 de entrada en la válvula 20 de control se pude definir por un anillo completo no interrumpido mientras que otros dispositivos típicamente utilizan cuando menos un orificio parcialmente bloqueado usualmente colocado radialmente alrededor de la circunferencia. Utilizando el orificio 53 variable de forma de anillo completo lleva al máximo el área de flujo para una carrera dada, disminuye el recorrido requerido para ajusfar el orificio 53 de válvula variable y por lo tanto aumenta la sensibilidad de la válvula 20 de control. El trayectoria 51 de flujo anular y el portillo 54 de entrada se extienden transversales al plano 38 y el eje 30 de salida para interceptar la cámara 28 de salida. Consecuentemente, el fluido fluye desde el orificio 52, a través de la trayectoria 51 de flujo anular, a través del orificio 53 de válvula variable, a través del portillo 54 de entrada y hacia la cámara 28 de salida.

Un mecanismo 56 de ajuste está acoplado al dispositivo 40 de control de flujo. El mecanismo 56 de ajuste ajusta la fuerza contra el pistón 44 y proporcionalmente la caída de presión a través de la abertura 50 para ajustar el régimen de flujo de fluido entre el cuando menos un orificio 52 y el portillo 54 de entrada de la cámara 28 de salida. Como tal, la abertura 50 del pistón 44 define el régimen de flujo de fluido a través del pistón 44, y el mecanismo 56 de ajuste ajusta o altera el régimen de flujo de fluido a sintonización fina o hacer especialmente el flujo del fluido hacia la cámara 28 de salida.

El mecanismo 56 de ajuste incluye una cabeza 58 en acoplamiento roscad con la perforación 36, y un resorte 60 dispuesto a lo largo del plano 38 entre la cabeza 598 y el pistón 44. El resorte 60 está dispuesto dentro de la perforación 36, y topa con el pistón 44. La cabeza 38 incluye una herramienta que acopla el rebajo 62 adyacente a la abertura 34. El rebajo 62 de acoplamiento de herramienta proporciona una interfaz entre la cabeza 58 y una herramienta (no mostrada) para permitir a un usuario girar la cabeza 58 alrededor del plano 38. Se debe apreciar que la cabeza 58 se moverá a lo largo del plano 38 en respuesta a la rotación roscada alrededor del plano 38. De preferencia, el rebajo 62 de acoplamiento de herramienta incluye una forma hexagonal para acoplamiento con una llave alien. Sin embargo, se debe apreciar que el rebajo 62 de acoplamiento de herramienta puede estar configurado de manera diferente a la mostrad ay descrita en la presente para acoplamiento con alguna otra herramienta .

El resorte 60 está dispuesto entre la cabeza 58 y el pistón 44 para impulsar el pistón 44 a lo largo del plano 38. En operación, el resorte 60 está comprimido entre la cabeza 58 y el pistón 44 en respuesta a la presión de fluido ejercida por el fluido hacia el pistón 44. Consecuentemente, se debe apreciar que a una presión de fluido dada, el resorte 60 se comprime una cierta distancia a lo largo del plano 38. La distancia en que el resorte 60 se comprime depende de la constante de resorte 60 del resorte 60. Por lo tanto, variando la constante de resorte 60 del resorte 60 lateral el régimen de flujo a través de la válvula 20 de control.

El avance o retracción de la cabeza 58 dentro de la perforación 36 comprime el resorte 60 a lo largo del plano 38 y de esta manera ajusta la fuerza contra el pistón 44 a lo largo del plano 38. Consecuentemente, el ajuste del resorte 60 ajusta la fuerza contra el pistón 44 y por lo tanto a través de la abertura 50 y el orifico 53 de válvula variable creando de esta manera una caída de presión controlada a través de la abertura 50. Moviendo, es decir alineando nuevamente, la trayectoria 51 de flujo anular con relación al portillo 54 de entrada se altera el área de sección transversal del orificio53 de válvula variable entre la trayectoria 51 de flujo anular y el portillo 54 de entrada a través del cual puede fluir el fluido. Alterando el área de sección transversal entre la trayectoria 51 de flujo anular y el portillo 54 de entrada se ajusta de esta manera la caída de presión del fluido a través del orificio 53 de válvula variable. A medida que el régimen de flujo de fluido trata der aumentar, la caída de presión a través de la abertura 50 aumenta, creando de esta manera una fuerza contra el pistón 44. La fuerza aumentada comprime el resorte 60 y cierra el orifico 53 de válvula variable mediante movimiento diminuto del pistón 44, creando de esta manera restricción adicional y manteniendo un régimen de flujo constante.

La cabeza 58 incluye cuando menos un sello 64 para sellar la perforación 36. Como se muestra, el sello 64 está dispuesto circunferencialmente alrededor de la cabeza 58 en acoplamiento de sello con la perforación 36. Consecuentemente, el sello64 impide que el fluido se fugue a través de la perforación 36. Se debe apreciar que el cuando menos un sello 64 puede incluir múltiples sellos 64 y o soportes de respaldo como se muestra. De preferencia, el cuando menos un sello 64 incluye un empaque de junta tórica anular. Sin embargo, se debe apreciar que el sello 64 puede incluir algún otro tipo de sello64 no mostrado o descrito en la presente y se puede colocar en algún otro lugar dentro de la perforación 36 para sellar 64 la perforación 36.

El dispositivo 40 de control de flujo y el mecanismo 56 de ajuste están dispuestos dentro de la perforación 36, con el mecanismo 56 de ajuste operable a través de la abertura 34 de la perforación 326. Como se describe arriba, la abertura 34 está lateralmente desviada del eje 30 de salida. Consecuentemente, el dispositivo 04 de control de flujo y el mecanismo 56 de ajuste son removibles desde dentro de la perforación 36 del alojamiento 24 a través de la abertura 34. Debido a que el dispositivo 40 de cont5rol de flujo y el mecanismo 56 de ajuste son removibles a través de la perforación 36, la válvula 20 de control no necesita ser removida, ni aflojada, de cualesquiera accesorios de tubería de conexión conectados a la cámara 26 de entrada y la cámara 28 de salida.

De preferencia, el pistón 44 incluye una pluralidad de pistones 44 intercambiables. Cada una de las aberturas 50 de cada uno de la pluralidad de pistones 44 intercambiables incluye un área de sección transversal predeterminada diferente. Consecuentemente, debido a que el régimen de flujOo di fluido depende del área de sección transversal de la abertura 50 como se describe arriba, la pluralidad de pistones 44 diferentes proporciona una pluralidad de diferentes regímenes de flujo de fluido. Un vez más de nuevo, debido a que el dispositivo 40 de control de flujo y el mecanismo 56 de ajuste son fácilmente removibles a través de la abertura 34 de la perforación 36, la pluralidad de diferentes pistones 44 son fácilmente intercambiables sin tener que remover ningunos accesorios de tubería de conexión conectados a la cámara 26 de entrada y la cámara 28 de salida .

Haciendo referencia a la Figura 5, una modalidad alternativa de la válvula de control de flujo se muestra generalmente en 120. La modalidad alternativa de la válvula 120 de control de flujo muestra el eje 30 de salida dispuesto en un ángulo perpendicular con relación al plano 38. Se debe apreciar que la operación de la modalidad alternativa de la válvula 120 de control de flujo es idéntica a la modalidad preferida arriba descrita.

La invención se ha descrito de una manera ilustrativa, y se debe entender que la terminología que se ha usado se pretende que sea en la naturaleza de palabras de descripción más bien que de limitación. Como es ahora evidente a aquellos expertos en el ramo, muchas modificaciones y variaciones de la presente invención son posibles en la luz de las enseñanzas anteriores. Por lo tanto, se debe entender que dentro del alcance de las reivindicaciones anexas, en donde los números de referencia son meramente para conveniencia y no deben ser en forma alguna limitativos, la invención se puede practicar de otra manera a al específicamente descritas.

Claims (31)

REIVINDICACIONES

1.- Una válvula de control de flujo de fluido que comprende : un alojamiento que define una cámara de entrada y una cámara de salida espaciada de la cámara de entrada con la cámara de salida dispuesta a lo largo de un eje de salida; un dispositivo de control de flujo que define un pasaje de fluido que interconecta la cámara de entrada y la cámara de salida para controlar un régimen de flujo de fluido de un fluido entre la cámara de entrada y la cámara de salida; y un mecanismo de ajuste acoplado al dispositivo de control de flujo para ajusfar el régimen de flujo de fluido; el alojamiento definiendo además una abertura y una perforación que se extiende desde la abertura a lo largo de un plano que intercept6a el eje de salida con el dispositivo de control de flujo y el mecanismo de ajuste dispuestos dentro de la perforación y el mecanismo de ajuste operable a través de la abertura.

2.- Una válvula de conformidad con la reivindicación 1, en donde la abertura está lateralmente desviada del eje de salida y lateralmente espaciada de la cámara de entrada y la cámara de salida.

3. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 1, en donde el plano y el eje de salida definen un ángulo agudo entre los mismos.

4. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 3, en donde la cámara de entrada está dispuesta a lo largo del eje de salida.

5. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 1, en donde el plano y el eje de salida están perpendiculares .

6.- Una válvula de conformidad con la reivindicación 1, en donde el dispositivo de control de flujo y el mecanismo de ajuste son removióles desde dentro de la perforación del alojamiento a través de la abertura.

7. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 1, en donde el dispositivo de control de flujo incluye un pistón movible dentro de la perforación a lo largo del plano y que tiene un primer extremo que define una abertura y un segundo extremo que define cuando menos un orificio en comunicación de fluido con la abertura.

8. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 7, en donde la abertura está en comunicación de fluido con la cámara de entrada y el cuando menos un orificio está en comunicación de fluido con la cámara de salida y en donde el fluido fluye desde la cámara de entrada a través de la abertura y el cuando menos un orificio del pistón hacia la cámara de salida.

9. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 1, en donde la abertura incluye un área de sección transversal predeterminada para regular el régimen de flujo de fluido del fluido.

10. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 9, en donde el pistón incluye una pluralidad de pistones intercambiables con cada una de las aberturas de cada uno de la pluralidad de pistones intercambiables teniendo un área de sección transversal predeterminada diferente parta proporcionar una pluralidad de di8ferentes regímenes de flujo de fluido.

11.- Una válvula de conformidad con la reivindicación 7, en donde la cámara de salida incluye un portillo de entrada en comunicación de fluido con el cuando menos un orificio.

12. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 11, en donde el cuando menos un orificio y el portillo de entrada se extienden transversales al plano para interceptar la cámara de salida.

13. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 12, en donde el pasaje de fluido se extiende paralelo al plano.

14. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 11, en donde el mecanismo de ajuste incluye un resorte dispuesto dentro de la perforación y que topa con el pistón para comprimir el pistón a lo largo del plano para ajustar el régimen de flujo de fluido del fluido entre el cuando menos un orificio y el portillo de entrada.

15. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 14, en donde el mecanismo de ajuste incluye una cabeza en acoplamiento roscado con la perforación para comprimir el resorte en respuesta al movimiento roscado de la cabeza dentro de la perforación.

16. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 15, en donde el resorte está dispuesto a lo largo del plano entre la cabeza y el pistón.

17. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 15, en donde la cabeza incluye una herramienta que acopla el rebajo adyacente a la abertura.

18.- Una válvula de conformidad con la reivindicación 15, en donde la cabeza incluye cuando menos un sello para sellar la perforación.

19.- Una válvula de conformidad con la Reivindicación 1, en donde la entrada y la salida incluyen una sección transversal que tiene una forma circular que define un accesorio de NPT de 12.7 mm (media pulgada (l/2"==.

20. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 1, en donde la entrada y la salida incluyen una sección transversal que tiene una forma circular que define un accesorio NPT de 2.54 cm (una pulgada (1")).

21. - Un válvula de control de flujo de fluido que comprende : un alojamiento que define una cámara de entrada dispuesta a lo largo de un eje y una cámara de salida espaciada de la cámara de entrada; un dispositivo de control de flujo que define un pasaje de fluido que interconecta la cámara de entrada y la cámara de salida para controlar un régimen de flujo de fluido de un fluido entre la cámara de entrada y la cámara de salida; un mecanismo de ajuste acoplado al dispositivo de control de flujo para ajusfar el régimen de flujo de fluido; el alojamiento definiendo además una abertura y una perforación que se extiende desde la abertura a lo largo de un plano con el dispositivo de control de flujo y el mecanismo de ajuste dispuestos dentro de la perforación y el mecanismo de ajuste operable a través de la abertura.

22. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 21, en donde el dispositivo de control de flujo y el mecanismo de ajuste son removibles desde dentro de la perforación del alojamiento a través de la abertura.

23. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 21, en donde el dispositivo de control de flujo incluye un pistón movible dentro de la perforación a lo largo del plano y que tiene un primer extremo que define una abertura y un segundo extremo que define cuando menos un orificio en comunicación de fluido con la abertura.

24. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 22, en donde la abertura está en comunicación de fluido con la cámara de entrada y el cuando menos un orificio está en comunicación de fluido con la cámara de salida y en donde el fluido fluye desde la cámara de entrada a través de la abertura y el cuando menos un orificio del pistón hacia la cámara de salida.

25. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 22, en donde la abertura incluye un área de sección transversal predeterminada parta regular el régimen de flujo de fluido del fluido.

26. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 24, en donde el pistón incluye una pluralidad de pistones intercambiables con cada una de las aberturas de cada uno de la pluralidad de pistones intercambiables teniendo un área de sección transversal predeterminada diferente para proporcionar una pluralidad de diferentes regímenes de flujo de fluido.

27. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 22, en donde la cámara de salida incluye un portillo de entrada en. comunicación de fluido con el cuando menos un orificio.

28. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 26, en donde el mecanismo de ajuste incluye un resorte dispuesto dentro de la perforación y que topa con el pistón para comprimir el pistón a lo largo del plano para ajusfar el régimen de flujo de fluido del fluido entre el cuando menos un orificio y el portillo de entrada.

29. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 27, en donde el mecanismo de ajuste incluye una cabeza en acoplamiento roscado con la perforación para comprimir el resorte en respuesta al movimiento roscado de la cabeza dentro de la perforación.

30. - Una válvula de conformidad con la reivindicación 28, en donde el resorte está dispuesto a lo largo del plano entre la cabeza y el pistón.

31.- Una válvula de conformidad con la reivindicación 22, en donde la cámara de salida está dispuesta a lo largo del eje en linea con la cámara de entrada . RESUMEN DE LA INVENCIÓN Una válvula de control de flujo de fluido en linea incluye un alojamiento que define una cámara de entrada y una cámara de salida alineadas a lo largo de un eje de salida. El alojamiento define además una perforación con un dispositivo de control de flujo y un mecanismo de ajuste dispuesto en el mismo para regular un régimen de flujo de fluido. El dispositivo de control de flujo define un pasaje de fluido que interconecta la cámara de entrada y la cámara de salida. El plano y el eje de salida definen un ángulo agudo entre los mismos. La posición angulada de la perforación con relación al eje de salida permite el acceso a y ajuste del dispositivo de control de flujo, asi como la reposición del dispositivo de control de flujo, sin desconectar ningunos accesorios fijados a la entrada y la salida de la válvula de control.