MX2013013103A - Aparato de control de flujo de multiples piezas para su uso con valvulas de fluidos. - Google Patents

Abstract

Se describen aparatos de control de flujo de múltiples piezas para uso con válvulas de fluido. Un ejemplo de aparato de control de flujo descripto en la presente incluye una camisa con un primer y un segundo extremo y el primero incluye una parte saliente. Una punta de obturador de válvula está dispuesta en la camisa y tiene un hombro unido a la superficie interna de la parte saliente. Hay un inserto dispuesto en el segundo extremo de la camisa que está unido a la punta del obturador de válvula para impulsar al hombro de la punta del obturador de válvula contra la superficie interior de la parte saliente. El inserto tiene una apertura para recibir al vástago de la válvula.

Description

APARATO DE CONTROL DE FLUJO DE MÚLTIPLES PIEZAS PARA SU USO CON VÁLVULAS DE FLUIDOS Campo de la Invención Esta invención se refiere, en general, a válvulas de control, y más específicamente a aparatos de control de flujo de múltiples piezas para uso con válvulas de fluidos.

Antecedentes de la Invención Las válvulas de fluidos se usan generalmente en plantas o en sistemas de control de proceso para controlar el flujo de los fluidos de proceso. En general, las válvulas de fluido típicamente incluyen un montaje o aparato de guarnición que incluye un obturador (por ejemplo, un obturador de metal) y un asiento de la válvula (por ejemplo, un anillo de asiento metálico) que se disponen en un paso de fluido para controlar el flujo de fluido a través de un pasaje entre una entrada y una salida. Un vástago de la válvula o eje de válvula une al obturador con un actuador, como por ejemplo un actuador neumático, un actuador manual, y así sucesivamente. El actuador mueve al obturador entre una posición de "abierto", en la que existe un espacio entre el obturador y el asiento que permite que el fluido fluya a través del pasaje, y una posición "cerrado" en la cual el obturador sella el asiento para restringir o evitar que el fluido fluya por el pasaje.

En aplicaciones duras, como por ejemplo en la industria petroquímica, las válvulas de control pueden estar sometidas a condiciones de fluidos muy erosivos que pueden gastar rápidamente o reducir la vida útil del montaje de guarnición (por ejemplo, el obturador, y así sucesivamente.). Por ejemplo, la guarnición puede estar expuesta al flujo de fluidos de proceso que contienen partículas en suspensión (por ejemplo, partículas finas de catalizadores cerámicos). Para reducir los daños y/o el desgaste causados por fluidos de proceso muy erosivos en aplicaciones de servicio duras, generalmente se usan obturadores con punta de carburo de tungsteno. De esta forma aumenta la vida útil del obturador, ya que de otra forma los obturadores metálicos se dañarían.

Breve Descripción de la Invención En un ejemplo, un aparato de control de flujo de múltiples piezas incluye una camisa con un primer y un segundo extremo, y el primero de ellos contiene una parte saliente. El obturador se ubica en la camisa y tiene un hombro engarzado con la superficie interna de la parte saliente. Se dispone un inserto en el segundo extremo de la camisa que se engarza con la punta del obturador de la válvula para impulsar al hombro de la punta del obturador contra la superficie interna de la parte saliente. El inserto tiene una abertura para recibir al eje de la válvula.

En otro ejemplo, el aparato de control de flujo incluye una caja cilindrica y una punta de obturador de válvula dispuesta en la caja cilindrica. Se dispone un inserto en la caja cilindrica para capturar el obturador entre la superficie interna de la caja cilindrica y el inserto.

Descripción Breve de los Dibujos Figura 1 ilustra una válvula de fluidos conocida implementada con un aparato obturador de válvula conocido.

Figura 2 es una vista agrandada del aparato obturador de válvula conocido de la Figura 1.

Figura 3 ilustra una vista de corte longitudinal parcial de un ejemplo de aparato de control de flujos descripto en la presente que se puede usar con una válvula de fluidos.

Figura 4 ilustra una vista de corte longitudinal parcial de otro ejemplo de aparato de control de flujo descripto en la presente que se puede usar con una válvula de fluidos.

Figura 5 ilustra otro ejemplo del aparato de control de flujo descripto en la presente que se puede usar con una válvula de fluidos rotativa.

Figura 6 es una vista agrandada del ejemplo de aparato de control de flujo de la Figura 5.

Descripción Detallada de la Invención En general, el aparato de control de flujo del ejemplo que se describe en la presente se puede usar con fluidos de proceso muy erosivos y/o de relativamente alta viscosidad como por ejemplo (como por ejemplo fluidos arenosos, gases, y así sucesivamente.), con partículas en suspensión (como por ejemplo catalizadores cerámicos, arena, detritos, y así sucesivamente.), y otros por el estilo que pueden provocar daños o erosionar los aparatos obturadores de válvula convencionales. En particular, el ejemplo de aparato de control de flujo que se describe aquí tiene una vida útil significativamente mayor en comparación con los obturadores de válvula convencionales. Más específicamente, el ejemplo de aparato de control de flujo que se describe aquí tiene una conexión significativamente más fuerte entre, por ejemplo, el cuerpo de control de flujo y la punta del obturador de la válvula (por ejemplo, una punta de carburo de tungsteno). Además, el ejemplo de aparato de control de flujo que se describe aquí facilita la fabricación o el armado de los aparatos de control de flujo de múltiples piezas compuestas de distintos materiales.

Un ejemplo de aparato de control de flujo que se describe aquí incluye un miembro de control de flujo de múltiples piezas que tiene una primera porción o una punta de obturador de válvula removible que se puede conectar a un inserto o base a través de un retén, camisa o abrazadera. Las trampas del retén o la camisa, capturan, aseguran o retienen de alguna otra manera la punta del obturador de válvula relativo al inserto. La punta del obturador de la válvula puede estar compuesta de un primer material y el inserto de un segundo material distinto del primero. El retén o la camisa proporcionan una conexión o articulación relativamente más fuerte entre la punta del obturador de la válvula y el inserto en comparación con, por ejemplo, los obturadores de válvula convencionales que usan técnicas o procesos de fabricación como la sinterización, la soldadura fuerte u otras similares para establecer una conexión entre la punta del obturador convencional de la válvula y el inserto o cuerpo del obturador convencional. De esta forma, el aparato de control de flujo del ejemplo que se describe aquí elimina los procesos de soldadura fuerte o sinterización y proporciona un inserto de caída que queda atrapado o capturado entre un inserto o cuerpo de obturador de la válvula y un retén o camisa.

La punta del obturador de la válvula del aparato de control de flujo del ejemplo descripto en la presente puede estar compuesta de un material para uso con fluidos muy erosivos como por ejemplo, fluidos de viscosidad relativamente alta y/o fluidos que contienen partículas (por ejemplo, partículas finas de catalizadores cerámicos). Además, la camisa o retén proporciona una articulación o conexión que reduce de manera significativa o evita que la conexión entre la punta del obturador de la válvula y el inserto se fracturen, se agrieten o se dañen de otra manera durante la operación, el montaje, la fabricación, el embarque, y así sucesivamente. Más específicamente, la conexión captura la punta del obturador de la válvula y el inserto de modo que el retén o camisa proporciona una fuerza compresiva a la punta del obturador de la válvula y al inserto a la vez que reduce significativamente o proporciona un estrés de tensión insignificante a la conexión entre la punta del obturador de la válvula y el inserto. Además, el aparato de control de flujo del ejemplo descripto en la presente se puede instalar de fábrica en las válvulas actuales o éstas se pueden remodelar.

Figura 1 ilustra una válvula de fluido conocida 100 que tiene un aparato obturador de válvula 102 conocido que se puede usar en aplicaciones de servicio duras (por ejemplo, fluidos muy erosivos, fluidos de proceso, aplicaciones a alta presión, y así sucesivamente ). En referencia a la Figura 1, la válvula de fluido 100 del ejemplo incluye un cuerpo de válvula 104 que define un pasaje de flujo de fluido 106 entre una entrada 108 y una salida 110. Una cubierta 112 se acopla (por ejemplo acoplamiento por rosca) al cuerpo de la válvula 104 y acopla el cuerpo de la válvula 104 a un actuador (no se muestra). La cubierta 112 también alberga un sistema de empaquetadura 114 para evitar fugas del fluido de proceso en el ambiente.

Un asiento de válvula o anillo de asiento 116 se dispone dentro del pasaje 106 para definir un orificio 118. El aparato de obturador de válvula 102 se dispone dentro del pasaje de flujo de fluido 106 y se acopla de manera operativa con un actuador a través del eje de la válvula 120.

Durante la operación, un actuador (por ejemplo, un actuador neumático, eléctrico, hidráulico, manual, y así sucesivamente.) mueve el aparato obturador de la válvula 102 a través del eje de válvula 120 en relación con el anillo del asiento 116 para controlar el flujo de fluido a través del pasaje 106 entre la entrada 108 y la salida 110. En particular, el aparato obturador de válvula 102 se mueve entre una posición cerrada, en la cual éste se conecta al anillo del asiento 116 sellándolo para evitar o restringir el flujo de fluido a través del pasaje 106 entre la entrada 108 y la salida 110, y una posición totalmente abierta o de máximo flujo en la cual el aparato obturador de válvula 102 deja un espacio entre el anillo del asiento 116 para dejar que fluya el fluido a través del pasaje 106 entre la entrada 108 y la salida 110.

En aplicaciones de servicio duras (como por ejemplo aplicaciones petroquímicas), el aparato obturador de válvula 102 puede estar expuesto a condiciones de fluidos muy erosivos y/o corrosivos, u otros por el estilo que pueden desgastar rápidamente o provocar pérdidas de material que reduzcan significativamente la vida útil del aparato obturador de válvula 102. Por ejemplo, el aparato obturador de válvula 102 puede estar expuesto a fluidos de proceso con partículas en suspensión (por ejemplo, partículas finas de catalizadores cerámicos) o fluidos de viscosidad relativamente alta que pueden desgastar o degradar la superficie o la punta 122 del aparato obturador de válvula 102. Por esta razón, en condiciones de fluidos muy erosivos, generalmente se utilizan obturadores de válvula hechos de materiales de carburo de tungsteno, materiales cerámicos, y así sucesivamente, porque esos materiales tienen una resistencia relativamente alta a condiciones de fluidos erosivos o corrosivos. De esta forma aumenta la vida útil de los aparatos obturadores de válvula 102.

Figura 2 ilustra el aparato obturador de válvula 102 de la Figura 1. En relación con el ejemplo de la Figura 2, el aparato obturador de válvula 102 incluye un cuerpo obturador de válvula o inserto 202 con una punta de carburo de tungsteno 204 para proteger un extremo o superficie 206 del cuerpo del obturador de válvula 202 que está en contacto directo con el fluido de proceso que provoca efectos adversos como por ejemplo abrasión, erosión, corrosión, y así sucesivamente.

Las propiedades materiales del carburo de tungsteno hacen que éste no sea adecuado para articulaciones soldadas o roscadas. Como resultado de ello, la punta de carburo de tungsteno 204 generalmente se acopla al cuerpo del obturador de válvula 202 a través de, por ejemplo, procesos de fabricación mediante sinterización o soldaduras fuertes. Cuando se lo sinteriza o suelda, el cuerpo de la válvula 202 y la punta de carburo de tungsteno 204 forman una conexión 208. Sin embargo, usar técnicas de fabricación mediante sinterización o soldadura, generalmente provoca que la conexión 208 sea frágil y/o exista un cantidad significativa de estrés de tensión. Esa fragilidad en la conexión y/o el estrés de tensión en la conexión 208 puede provocar que la punta de carburo de tungsteno 204 se rompa, se fracture, se agriete o se dañe de alguna otra manera y que la punta 204 se desenganche o se separe del cuerpo del obturador de la válvula 202. El aparato obturador de la válvula 102 expuesto a partículas y/o a fluidos altamente viscosos de esta manera se vuelve inefectivo para controlar el flujo de fluido a través de la válvula de fluido 100. Como consecuencia, la sinterización o la soldadura del cuerpo del obturador de la válvula 202 y la punta de carburo de tungsteno 204 hacen que la vida útil del aparato obturador de válvula 102 se reduzca significativamente. Además, la complejidad de los procesos de fabricación mediante sinterización y soldadura generalmente hacen que se produzcan productos de baja calidad y bajo rendimiento porque la conexión 208 generalmente es débil o frágil, y entonces susceptible de agrietarse, fracturarse, y así sucesivamente. Por ejemplo, la punta de carburo de tungsteno 204 se puede romper o desprender en la conexión 208 durante un proceso de enfriado del aparato obturador de la válvula 102 cuando la punta de carburo de tungsteno 204 se acopla al cuerpo del obturador de la válvula 202, durante el embarque del producto, durante la operación, y asi sucesivamente.

Figura 3 ilustra un ejemplo de obturador de válvula o aparato de control de flujo 300 de múltiples piezas descripto en la presente que se puede usar con una válvula de fluido como por ejemplo la válvula de fluido 100 de la Figura 1. En particular, el aparato de control de flujo 300 descripto en la presente se puede usar en aplicaciones muy erosivas o corrosivas como por ejemplo aplicaciones que utilizan fluidos con una viscosidad relativamente alta y/o fluidos de proceso con partículas en suspensión (por ejemplo, partículas finas de catalizadores cerámicos) u otros contaminantes.

En referencia a la Figura 3, el aparato de control de flujo 300 incluye una punta de obturador de válvula 302 acoplada a un inserto o base 304 a través de un retén o camisa 306 (por ejemplo, un montaje de obturador de válvula de múltiples piezas). En este ejemplo, el inserto 304 está compuesto de un primer material (por ejemplo, acero inoxidable) y la punta del obturador de válvula 302 está compuesta de un segundo material diferente del primero (por ejemplo, carburo de tungsteno).

El inserto 304 de la Figura 3 incluye un cuerpo de forma cilindrica 308 que tiene una porción roscada 310 a lo largo de la superficie exterior 312 del cuerpo 308 que se extiende en una dirección a lo largo de un eje 314 del inserto 304. El inserto 304 del ejemplo ilustrado también incluye una apertura 316 (por ejemplo, una apertura roscada) para recibir un eje de válvula 318 que acopla al aparato de control de flujo 300 a, por ejemplo un actuador (que no se muestra). En otros ejemplos, el inserto 304 y el eje de la válvula 318 pueden ser una única pieza o estructura. En otros ejemplos, el eje de la válvula 318 puede acoplarse al inserto 304 a través de una soldadura por puntos, una clavija, una abrazadera o cualquier otro mecanismo de sujeción adecuado. Como se describe más abajo, el inserto 304 de la Figura 3 puede incluir una o más aperturas, recovecos o características 320 adyacentes al eje de la válvula 318 y la superficie exterior 312 del inserto 304. En el ejemplo de la Figura 3, el inserto 304 está compuesto de acero inoxidable. No obstante, en otros ejemplos, el inserto 304 puede estar compuesto de una aleación, un metal, o cualquier otro material adecuado.

La punta del obturador de válvula 302 tiene una superficie de sellado 322 para unirse a la superficie del asiento de la válvula (por ejemplo, el asiento de válvula 116 de la Figura 1) cuando el aparato de control de flujo 300 se acopla a la válvula de fluido (por ejemplo, la válvula de fluido 100 de la Figura 1). La punta del obturador de válvula 302 incluye una superficie de contacto 324 adyacente a la superficie de asiento 322 que se describe como reborde 326 (por ejemplo, un reborde anular) en el ejemplo ilustrado en la Figura 3. En particular, la punta del obturador de válvula 302 del ejemplo ilustrado es un cuerpo cilindrico 328 que tiene un reborde 326a. La superficie de sellado 322 se extiende fuera del cuerpo 328 y el reborde anular 326a, y se estrecha hacia el eje longitudinal 314 del inserto 304. En este ejemplo, la punta del obturador de válvula 302 está compuesta de material de carburo de tungsteno. Sin embargo, en otros ejemplos, la punta del obturador de válvula 302 puede estar compuesta de un material metálico o aleación, un material cerámico y/o cualquier otro material adecuado con una resistencia relativamente alta a condiciones de fluidos erosivos o corrosivos.

Como se indica más arriba, el retén 306 acopla, atrapa, asegura o retiene de manera removible la punta del obturador de válvula 302 y el inserto 304. De esta manera, la punta del obturador de válvula 302 se puede intercambiar o remplazar por otra que sea sustancialmente similar a la punta del obturador de válvula 302 de la Figura 3. Además, o de manera alternativa, la punta del obturador de válvula 302 de la Figura 3 se puede remplazar o intercambiar por otra diferente a la punta del obturador de válvula 302. Por ejemplo, una punta de obturador de válvula acoplada al inserto 304 puede estar compuesta de un material cerámico y se puede remplazar o intercambiar por otra punta de obturador de válvula compuesta de, por ejemplo, material de carburo de tungsteno o cualquier otro material para uso en condiciones de fluidos altamente erosivos. Además, la punta de obturador de válvula 302 de la Figura 3 facilita la fabricación y reduce de manera significativa los costos, ya que se eliminan las soldaduras y la sinterización en los procesos de fabricación, facilitando el montaje del aparato de control de flujo 300.

En el ejemplo ilustrado en la Figura 3, el retén 306 es una abrazadera roscada o una tuerca. Como se observa en la Figura 3, la camisa o retén 306 tiene un cuerpo de retén 330 (por ejemplo, un cuerpo cilindrico) que define una cavidad 332 calibrada como para recibir al menos una parte del inserto 304. El retén 306 incluye una parte roscada 334 a lo largo de una superficie interna o pared 336 de la cavidad 332 del cuerpo del retén 330 para unirse a la rosca del inserto 304. El retén 306 también incluye una apertura 338 alineada de manera coaxial con la cavidad 332 para recibir la superficie de asiento 322 de la punta del obturador de válvula 302. En otras palabras, el diámetro de la apertura 338 es mayor al diámetro de la superficie del asiento 322 pero inferior al diámetro externo del reborde 326.

Además, el retén 306 incluye una parte saliente, hombro o superficie de soporte 340 adyacente al borde 342 del cuerpo del retén 330. En este ejemplo, la parte saliente 340 forma un hombro 344 definido por el diámetro de la cavidad 332, que es superior al diámetro de la apertura 338. La parte saliente 340, como se observa en la Figura 3, tiene forma de anillo y está íntegramente formada por el cuerpo del retén 330 como pieza o estructura unitaria. En otros ejemplos, la parte saliente 340 puede ser una pluralidad de partes protuberantes ubicadas de forma radial alrededor del eje 314 y con protuberancias hacia adentro desde el cuerpo del retén 330 hacia el eje 314.

Durante el montaje, la punta del obturador de la válvula 302 está al menos parcialmente dispuesta dentro de la cavidad 332 del retén 306 de modo que la superficie de asiento 322 de la punta del obturador de la válvula 302 se extiende al menos parcialmente a través de la apertura 338 del retén 306. La parte saliente 340 del retén 306 soporta la superficie de contacto 324 de la punta del obturador de válvula 302 cuando ésta se acopla al retén 306 (por ejemplo, dispuesta dentro de la cavidad 322). El retén 306 y la punta del obturador de la válvula 302 luego se acoplan al inserto 304. Por ejemplo, el retén 306 y la punta del obturador de la válvula 302 se acoplan al inserto 304 luego de que el inserto 304 se ha acoplado al eje de la válvula 318. En otros ejemplos, el retén 306 y la punta del obturador de la válvula 302 se pueden acoplar al inserto 304 antes de que el inserto 304 se conecte o se acople al eje de la válvula 318. En el ejemplo de la ilustración, el retén 306 está asegurado o enroscado al cuerpo 308 del inserto 304.

Cuando la punta del obturador de la válvula 302 se acopla al inserto 304 a través del retén 306, la superficie interior 348 de la parte saliente 340 (por ejemplo, de manera sustancialmente perpendicular a la superficie 336) se une al primer lado 349a de la superficie de contacto 324 de la punta del obturador de la válvula 302 y la superficie 346 del inserto 304 se une al segundo lado 349b de la superficie de contacto 324 para retener o capturar la superficie de contacto 324 entre el inserto 304 y el retén 306. En particular, la parte saliente 340 del retén 306 y/o el inserto 304 aplican una fuerza (por ejemplo, una fuerza compresiva) contra la superficie de contacto 324 en una dirección (por ejemplo vertical) a lo largo del eje 314 cuando el retén 306 se asegura al inserto 304 para evitar que la punta del obturador de la válvula 302 se mueva en relación con el inserto 304 y/o el retén 306.

Además, en el ejemplo ilustrado, cuando se acopla al miembro de control de flujo 300, la superficie interna 336 del retén 306 se une a un tercer lado 349c de la superficie de contacto 324 de la punta del obturador de válvula 302 con un encaje o tolerancia relativamente ajustado para evitar o reducir significativamente el movimiento o el juego de la punta del obturador de la válvula 302 relativo al inserto 304 y/o el retén 306. Además, la superficie 348 de la parte saliente 340 (por ejemplo, paralela a la superficie 336) se une al cuerpo 328 de la punta del obturador de la válvula 302. Como resultado, el retén 306 aplica una fuerza compresiva contra la punta del obturador de la válvula 302 en una dirección sustancialmente perpendicular al eje 314. No obstante, en otros ejemplos, el lado 349c puede dejar un espacio entre la superficie interior 336.

De esta forma, cuando se acopla al inserto 304, la superficie de contacto 324 se une a la parte saliente 340, a la superficie interior 336 del retén 306, y a la superficie 346 del inserto 304 con un encaje relativamente ajustado para evitar el movimiento de la punta del obturador de la válvula 302 en relación con el retén 306 y/o el inserto 304. Como resultado, en este ejemplo, el retén 306 aplica tanto una fuerza radial compresiva relativa al eje 314 como una fuerza comprensiva axial relativa al eje 314 cuando el retén 306 se acopla al inserto 304.

En otros ejemplos, el retén 306 se acopla a la punta del obturador de la válvula 302 a través de un ajuste en caliente, un ajuste forzado y/o cualquier otro proceso de fabricación. Por ejemplo, el retén 306 se puede calentar para que se expanda, la punta de la válvula 302 se puede disponer dentro de la cavidad 332 del retén 306 de modo que al menos una parte de la superficie del asiento 322 se extienda a través de la apertura 338, y el retén 306 se puede enfriar. Cuando el retén 306 se enfría, se contrae para capturar, rodear o retener (por ejemplo, el reborde 326 de) la punta del obturador de la válvula 302 con una unión relativamente ajustada. En otros ejemplos, la punta del obturador de válvula 302 se puede ajustar por presión dentro de la cavidad del retén 306 de modo que éste se una o retenga a la punta del obturador de la válvula 302 en una unión relativamente ajustada. Cuando el retén 306 se ajusta en caliente o por presión con la punta del obturador de válvula 302, el retén 306 captura a ésta para proporcionarle o aplicarle una fuerza compresiva en una dirección sustancialmente perpendicular al eje 314. De esta forma, en este ejemplo, el retén 306 proporciona una fuerza compresiva sobre una superficie exterior (por ejemplo, la superficie 349c, el cuerpo 328) de la punta del obturador de válvula 302 en dirección radial hacia el eje 314. Además, o alternativamente, el inserto 304 se puede ajustar por presión y/o en caliente con el retén 306 y con el montaje de la punta del obturador de válvula 302 para acoplarse o asegurar el inserto 304 y el retén 306.

De esta forma, a diferencia de la conexión 208 de lá Figura 2, el retén 306 y el inserto 304 forman una conexión 350 que proporciona estrés o fuerzas compresivas. Además, la conexión 350 proporciona un estrés o fuerza insignificante entre la punta del obturador de válvula 302 y el inserto 304. Como resultado de eso, la conexión 350 es significativamente más fuerte o más robusta que, por ejemplo, la conexión 208 de la Figura 2 y evita o reduce significativamente la probabilidad de que la punta del obturador de válvula 302 se desenganche del inserto 304 durante la operación, la fabricación, el embarque, y así sucesivamente. Además, durante el montaje, cuando el retén 306 se acopla al inserto 304, se puede disponer una herramienta, como por ejemplo una llave inglesa, dentro de las aberturas 320 para ajustar rotativamente el inserto 304 relativo al retén 306 cuando se enrosca el retén 306 con el inserto 304 para facilitar, por ejemplo, la aplicación del par de rotación deseado al retén 306 cuando se fija el retén 306 al inserto 304.

Además, se puede usar un perno 352, o cualquier otro método de fijación, como por ejemplo soldadura de puntos, para evitar que el eje de la válvula 318 rote y retroceda o se introduzca más en el inserto 304. Como se observa en la Figura 3, el perno 352 se dispone dentro de una apertura o pasaje 354 del eje de la válvula 318 que está alineado de manera coaxial con las respectivas aperturas o pasajes 356 y 358 del inserto 304 y el retén 306. En este ejemplo, las respectivas aperturas 356 y 358 del inserto 304 y del retén 306 están alineadas de manera coaxial con la apertura 354 del eje de la válvula 318 y sustancialmente perpendicular al eje 314. En otros ejemplos, el perno 352 no es necesario.

Además, se puede disponer un sellado con soldadura 360 alrededor de la periferia del inserto / interfaz del retén 362 entre las respectivas superficies 364 y 366 del inserto 304 y el retén 306 para evitar que este último rote o se desenrosque del inserto 304 debido a, por ejemplo, vibraciones durante la operación. El sellado por soldadura 360 puede ser una soldadura anular o soldaduras en uno o más puntos dispuestos radialmente en relación con el eje 314 alrededor de la periferia de la interfaz 362.

Para quitar la punta del obturador de la válvula 302 del inserto 304, por ejemplo, en el campo, se quita el perno 352 de las aperturas 354, 356, 358 y se quita la soldadura de sellado 360 de la interfaz inserto/ retén 362. El retén 306 se desenrosca del inserto 304 rotando a éste en relación con el inserto 304 alrededor del eje 314. Para facilitar la rotación del retén 306 en relación con el inserto 304 cuando se quita el retén 306, se puede disponer una herramienta (por ejemplo una llave inglesa) dentro las aperturas 320 adyacentes a la interfaz inserto/retén 362. Con la herramienta (por ejemplo, una llave inglesa) insertada en las aperturas 320, el operador puede sostener para evitar la rotación del inserto 304 cuando el retén 306 se está desenroscando o rotando en relación con el inserto 304. Al quitar el retén 306 también se está quitando la punta del obturador de válvula 302 del inserto 304. Una vez que el retén 306 se ha quitado, la punta del obturador de la válvula 302 se puede quitar o desprender del retén 306.

En algunos ejemplos, la punta del obturador de válvula 302 se puede remplazar o intercambiar por otra que sea sustancialmente similar a la punta del obturador de válvula 302 de la Figura 3 (por ejemplo, una punta de obturador de válvula de material de carburo de tungsteno). No obstante, en otros ejemplos, la punta del obturador de válvula 302 se puede remplazar o intercambiar por otra que sea sustancialmente diferente de la punta de obturador de válvula 302 de la Figura 3 (por ejemplo una punta de obturador de válvula compuesta de material cerámico). En otros ejemplos, el montaje de la punta del obturador de válvula 302 y el retén 306 se puede remplazar por otro montaje punta de obturador de válvula/ retén.

Durante la operación, el aparato de control de flujo 300 se dispone dentro del pasaje del cuerpo de la válvula para controlar el flujo de fluido entre una entrada y una salida. Se puede acoplar operativamente un actuador al aparato de control de flujo 300 a través del eje de la válvula 318. A través del pasaje fluyen partículas y/o fluidos viscosos que impactan la punta del obturador de válvula 302. La punta del obturador de la válvula 302, que puede estar compuesta de carburo de tungsteno, resiste la erosión y la corrosión como así también las partículas suspendidas en flujos de fluidos de proceso a través de la superficie de asiento 322 de la punta del obturador de válvula 302. De esta forma, la punta del obturador de válvula 302 resiste condiciones de procesos altamente erosivos y la conexión inserto/ retén 350 evita que la punta del obturador de la válvula 302 se desprenda, se rompa o se desacople del inserto 304.

Figura 4 ilustra otro ejemplo de obturador de válvula o aparato de control de flujo 400 descripto en la presente que se puede usar con una válvula de fluido como por ejemplo la válvula de fluido 100 de la Figura 1. Los componentes del aparato de control de flujo 400 del ejemplo que tienen estructuras o funciones que son similares o idénticas a las estructuras o las funciones de los componentes del aparato de control del flujo 300 de la Figura 3 tienen los mismos números de referencia. La descripción de los componentes del ejemplo de aparato de control de flujo 400 que sea similares o idéntica a la de la Figura 3 no se repiten y el lector interesado puede releer la descripción de la Figura 3 para conocer los detalles de esos componentes.

El aparato de control de flujo 400 de la Figura 4 incluye una punta de obturador de válvula 402 que está acoplada de manera removible a un inserto 404 a través de un retén o camisa 406. En particular, el retén 406 es una cobertura o cuerpo 408 (por ejemplo, un cuerpo cilindrico) que tiene una cavidad 410 para recibir al menos una parte del inserto 404 y una apertura 412 para recibir la punta del obturador de válvula 402. A diferencia del retén 306 de la Figura 3, una soldadura de sellado 414 (por ejemplo una soldadura anular de sellado) acopla o fija el retén 406 y el inserto 404. En otras palabras, el retén 406 de la Figura 4 es un cuerpo cilindrico sin rosca que se acopla al inserto 404 a través de, por ejemplo, una soldadura. El retén 406 incluye una parte saliente 416 (por ejemplo, una parte saliente anular) que se une a una superficie de contacto o reborde 418 de la punta del obturador de válvula 402 para retener a esta última en contacto con el inserto 404. El retén 406 tiene un tamaño tal que permite un calce de tolerancia ajustada cuando se lo acopla al inserto 404 de modo que el retén 406 y/o el inserto 404 proporcionan una fuerza compresiva a la punta del obturador de válvula 402 cuando el retén 406 se acopla al inserto 404 a través de la soldadura 414. De esta forma, de manera similar el retén 306 de la Figura 3, el retén 406 captura la superficie de contacto 418 entre la parte saliente 416 y el inserto 404 con una unión ajustada para aplicar una fuerza compresiva a la superficie de contacto 420 en dirección al eje 414 para retener la punta del obturador de válvula 402 acoplada al inserto 404. Como resultado de ello, el retén 406 y la punta del obturador de válvula 402 forman una conexión 420 que no produce estrés de tensión, y que por lo tanto es sustancialmente más fuerte que, por ejemplo, la articulación 208 de la Figura 2.

Aunque el aparato de control de flujo de las Figuras 3 y 4 se describe como aparatos de control de flujo 300, 400 para su uso con ejes de válvula que se deslizan, el aparato de control de flujo que se describe en la presente no se limita a su uso con válvulas cuyos ejes se deslizan. En otros ejemplos, se pueden emplear por ejemplo válvulas de globo, válvulas rotativas, válvulas lineales, y así sucesivamente.

Figura 5 ilustra otro ejemplo de aparato o montaje de control de flujo 500 para su uso con una válvula de fluidos rotativa 502. La válvula de fluidos rotativa 502 incluye un cuerpo 504 que define un pasaje de flujo de fluido 506 entre una entrada 508 y una salida 510. El aparato de control de flujo 500 está dispuesto dentro del pasaje de flujo de fluido 506 y rota o se mueve en relación con un anillo de asiento o asiento de válvula 512 para controlar o modular el flujo de fluido entre la entrada 508 y la salida 510. En particular, la superficie de asiento 514 del aparato de control de flujo 500 se une al asiento 512 para restringir o evitar el flujo de fluido a través del pasaje 506 (por ejemplo, en posición cerrada) y rota o se aleja del anillo de asiento 512 para permitir el flujo de fluido a través del pasaje 506 (por ejemplo, en la posición abierta). El vástago de la válvula 516 acopla operativamente al aparato de control de flujo 500 con un actuador (que no se muestra), el cual rota o mueve el aparato de control de flujo 500 en relación al anillo del asiento 512.

Figura 6 ilustra el aparato de control de flujo del ejemplo 500 de la Figura 5. El aparato de control de flujo 500 de la Figura 6 incluye una punta de obturador de válvula 602 acoplada a un inserto o cuerpo del obturador de válvula 604 a través de un retén o camisa 606. El inserto 604 y el retén 606 se pueden componer, por ejemplo, de acero inoxidable, metal, y así sucesivamente y la punta del obturador de válvula 602 puede estar compuesta, por ejemplo de carburo de tungsteno, cerámica, y así sucesivamente.

El inserto 604 incluye un cuerpo o porción 608 (por ejemplo, un cuerpo cilindrico) que tiene una apertura 610 para recibir el vástago 516 y está acoplado o fijado (por ejemplo de manera axial rotativa) al vástago 516 a través de un perno, abrazadera o cualquier otra fijación mecánica adecuada. El retén 606 es una cobertura con forma de anillo o abrazadera que tiene una cavidad que define una superficie o pared interior 612. El retén 606 también incluye una apertura 614 adyacente al extremo del retén 606 y alineado de manera coaxial con la cavidad para definir un parte saliente u hombro 616. En particular, la parte saliente 616 sobresale de la superficie interior 612 del retén 606 (por ejemplo, de manera perpendicular o en ángulo) hacia un eje longitudinal o central 618 del retén 606.

La punta del obturador de válvula 602 define una superficie de asiento 514 (por ejemplo, una superficie curva) y tiene una superficie de apoyo o reborde 620 adyacente a la superficie de asiento 514. Cuando se la acopla al retén 606, la punta del obturador de válvula 602 se dispone dentro de la cavidad del retén 606 de modo que la superficie de asiento 514 se extiende o sobresale de la apertura 614 y lejos de la parte saliente 616, y la parte saliente 616 se une o soporta al reborde 620 de la punta del obturador de válvula 602. Como se puede observar, la superficie de sellado 514 de la punta del obturador 602 tiene un tamaño que hace que encaje en la apertura 614 de manera o con una tolerancia relativamente ajustada. En algunos ejemplos, la punta del obturador de válvula 602 se ajusta en caliente, por presión, o se acopla al retén 606 a través de un proceso de fabricación adecuado.

En el ejemplo de la ilustración, la superficie 624 de la apertura 614 se une a una superficie o porción 626 de la punta del obturador de la válvula 602 adyacente al reborde 620 y la superficie interna 612 del retén 606 se une a una superficie 628 del reborde 620 en un enganche relativamente ajustado. Como resultado de ello, el retén 606 aplica una fuerza compresiva (por ejemplo, una fuerza compresiva radial) a la punta del obturador de la válvula 602 en una dirección (por ejemplo, en dirección perpendicular) hacia el eje 618 cuando la punta del obturador de la válvula 602 se acopla al retén 606. Además, cuando el retén 606 se acopla a la punta del obturador 602 se captura entre el inserto 604 y el retén 606 en una unión o con una tolerancia relativamente ajustada de modo que el retén 606 y/o el inserto 604 aplican una fuerza compresiva (por ejemplo una fuerza compresiva axial) a la punta del obturador 602 en una dirección sustancialmente paralela al eje 618.

El retén 606 se puede acoplar al inserto 604 a través de roscas, soldadura, o cualquier otro proceso de fabricación adecuado como los ejemplos descriptos arriba en relación las Figuras 3 y 4. Por ejemplo, la superficie interna 612 del retén 606 y la superficie 622 del inserto 604 puede incluir roscas para acoplar al retén 606 y a la punta del obturador de la válvula 602 del inserto 604 de manera que se pueda remover.

Aunque en la presente se describieron varios aparatos, el alcance de la cobertura de esta patente no se limita a ellos. Por el contrario, esta patente cubre todos los aparatos que caen dentro de las reivindicaciones adjuntas, ya sea literalmente o bajo la doctrina de los equivalentes.

Claims (20)

REIVINDICACIÓN

1. Un miembro de control de flujo para una válvula que comprende: una camisa con un primer y segundo extremo y el primer extremo incluye una parte saliente; una punta de obturador de válvula dispuesta en la camisa que tiene un hombro unido a la superficie interna de la parte saliente; y un inserto dispuesto en el segundo extremo de la camisa y unido a la punta del obturador de manera que impulsa al hombro de la punta del obturador de válvula contra la superficie interna de la parte saliente. El inserto incluye una abertura para recibir el vástago de la válvula.

2. El miembro de control de flujo de la reivindicación 0, caracterizado porque la punta del obturador de la válvula comprende un reborde que define el hombro.

3. El miembro de control de flujo de la reivindicación 0, caracterizado porque la punta del obturador de la válvula comprende un material de tungsteno o cerámico.

4. El miembro de control de la reivindicación 0, caracterizado porque la superficie interna de la camisa tiene una rosca para recibir una superficie exterior roscada del inserto.

5. El miembro de control de flujo de la reivindicación 0, caracterizado porque el inserto incluye un pasaje para recibir un perno para fijar de manera rotativa el inserto relativo al vástago.

6. El miembro de control de fluido de la reivindicación 0, caracterizado porque el pasaje es sustancialmente perpendicular a la apertura del inserto.

7. El miembro de control de flujo de la reivindicación 0, caracterizado porque el inserto está fijado en relación con la camisa por medio de una soldadura adyacente al segundo extremo de la camisa.

8. El miembro de control de la reivindicación 0, caracterizado porque el inserto incluye una apertura para recibir una herramienta para impulsar el inserto contra la punta del obturador de válvula dentro de la camisa.

9. Un aparato de control de flujo que comprende: una caja cilindrica; una punta de obturador de válvula dispuesta en la caja cilindrica; y un inserto dispuesto en la caja cilindrica para capturar la punta del obturador de la válvula entre una superficie interna de la caja cilindrica y el inserto.

10. El aparato de control de flujo de la reivindicación 9, caracterizado porque el inserto está compuesto de un primer material y la punta del obturador de la válvula está compuesto de un segundo material distinto del primero.

11. El aparato de control de flujo de la reivindicación 10, caracterizado porque el primer material comprende acero inoxidable y el segundo material comprende carburo de tungsteno.

12. El aparato de control de flujo de la reivindicación 9, caracterizado porque la punta del obturador de la válvula comprende un cuerpo cilindrico que tiene un reborde.

13. El aparato de control de flujo de la reivindicación 12, caracterizado porque la caja cilindrica incluye una parte saliente anular que se debe unir con el reborde de la punta del obturador de válvula.

14. El aparato de control de flujo de la reivindicación 13, caracterizado porque el reborde de la punta del obturador de válvula queda capturado entre la parte saliente de la caja cilindrica y el inserto.

15. El aparato de control de flujo de la reivindicación 9, caracterizado porque la caja cilindrica está compuesta de acero inoxidable.

16. El aparato de control de flujo de la reivindicación 9, que además comprende una soldadura de sellado entre el inserto y la caja cilindrica para evitar la rotación del inserto en relación con la caja cilindrica durante la operación.

17. Un aparato de control de fluido como se lo define en la reivindicación 9, caracterizado porque la punta del obturador de la válvula es intercambiable por otra.

18. El aparato de control de flujo de la reivindicación 17, caracterizado porque la otra punta del obturador de la válvula es sustancialmente similar a la primera.

19. Un aparato de control de flujo que comprende: medios para controlar el flujo de fluido a través de una válvula, caracterizados porque el medio para controlar el flujo de fluido incluye una punta de obturador de válvula que se acopla de manera removible a un inserto, caracterizado porque la punta del obturador de la válvula está compuesta de un primer material y el inserto está compuesto de un segundo material distinto del primero; y medios para retener la punta del obturador de válvula y el inserto, caracterizado porque el medio para retener se debe acoplar de manera removible al inserto.

20. El aparato de control de flujo de la reivindicación 19, que además comprende medios para impulsar a la punta del obturador de válvula contra el inserto cuando el medio para retener está acoplado al inserto.