MX2014011689A - Anillo de asiento enderezador de flujo y valvula de control que tiene un anillo de asiento enderezador de flujo. - Google Patents

Abstract

Un asiento de anillo para una válvula de control tiene un cuerpo de válvula que define una entrada, una salida y una galería. El anillo de asiento incluye un cuerpo anular y un separador de flujo. El cuerpo anular está adaptado para colocarse en la galería del cuerpo de la válvula e incluye una pared lateral interior que define un puerto para acomodar un flujo de fluidos a través de la galería. El separador de flujo se coloca dentro del puerto e incluye una parte enderezadora de flujo que define múltiples corredores separados. Cada uno de los múltiples corredores separados tiene un diámetro hidráulico y una longitud que es mayor que el diámetro hidráulico. Como tal, los corredores separan el flujo de fluidos a través del puerto en múltiples vías de flujo separadas para interrumpir la turbulencia adyacente al puerto.

Description

ANILLO DE ASIENTO ENDEREZADOR DE FLUJO Y VÁLVULA DE CONTROL QUE TIENE UN ANILLO DE ASIENTO ENDEREZADOR DE FLUJO Campo de la Invención La presente descripción se refiere a dispositivos de control de flujo de fluidos y, más particularmente, a anillos de asiento para dispositivos de control de flujo de fluidos.

Antecedentes de la Invención Los dispositivos de control de flujo de fluidos, tales como válvulas de control, se usan comúnmente para controlar características de un fluido que fluye a través de un tubo. Un dispositivo típico incluye un cuerpo de válvula que define una entrada, una salida y una vía de flujo de fluidos que se extiende entre la entrada y la salida. Un anillo de asiento de válvula está acoplado al cuerpo de la válvula y define un orificio a través del cual pasa la vía de flujo. Un elemento de obturación, tal como un tapón, se puede mover con respecto al anillo del asiento de válvula para controlar el flujo de fluidos a través del orificio.

Al seleccionar una válvula de control para un proceso particular, un ingeniero de válvula de control puede enfrentarse a muchos requisitos de diseño y restricciones de diseño. Por ejemplo, algunas aplicaciones de tubería requieren que las conexiones de tubería estén alineadas axialmente mientras que otras aplicaciones pueden permitir que las conexiones de tubería estén en ángulos rectos con respecto a la entrada y salida de la válvula. Aun otras aplicaciones pueden tener restricciones en las dimensiones cara a cara (es decir, la distancia entre la entrada y la salida de la válvula de control).

Un estilo común de válvula de control es una válvula de esfera. Más particularmente, una válvula de esfera de entrada superior se puede usar comúnmente debido a su facilidad de mantenimiento y versatilidad de aplicación. Estos tipos de válvulas se pueden usar en aplicaciones críticas, tales como aplicaciones de servicio riguroso, donde el ruido radiado y el flujo turbulento pueden ser un problema. Tal acceso de entrada superior a los componentes de compensado interior proporciona rápidos cambios y mantenimiento que eliminan costosos tiempos muertos en la planta de proceso. Las válvulas de esfera de entrada superior incluyen vías de flujo no axiales, también conocidas como vías de flujo tortuosas. Tales vías de flujo no axiales pueden crear turbulencia en la vía de flujo de la válvula de control, lo que puede afectar negativamente el rendimiento del sistema y llevar a ineficacias en el funcionamiento y mayores costos de funcionamiento y tiempo muerto.

Breve Descripción de la Invención Un aspecto de la presente descripción proporciona un anillo de asiento para una válvula de control que tiene un cuerpo de válvula que define una entrada, una salida, una galería y un pasaje de flujo que se extiende desde la entrada hasta la salida mediante la galería. El anillo de asiento incluye un cuerpo anular y un separador de flujo. El cuerpo anular está adaptado para colocarse en la galería del cuerpo de la válvula e incluye una parte de retención y una pared lateral interior. La parte de retención es para fijarse al cuerpo de la válvula. La pared lateral interior define un puerto para acomodar el flujo de fluidos a través de la galería mediante el anillo de asiento. El separador de flujo se coloca dentro de al menos una parte del puerto del cuerpo anular e incluye una parte enderezadora de flujo que define diversos corredores separados. Cada uno de los diversos corredores separados tiene una longitud y un diámetro hidráulico donde la longitud es mayor que el diámetro hidráulico para formar corredores separados que segregan el flujo de fluido a través del puerto hacia diversas vías de flujo separadas para interrumpir la turbulencia en la galería.

Otro aspecto de la presente descripción proporciona un dispositivo de control de flujo de fluidos que incluye un cuerpo de válvula, un elemento de control y un anillo de asiento. El cuerpo de la válvula define un orificio de entrada, un orificio de salida y una galería colocada entre el orificio de entrada y el orificio de salida. Los orificios de entrada y salida se extienden a lo largo de un primer eje común, mientras que la galería se extiende a lo largo de un segundo eje que es transversal al primer eje. El miembro de control está colocado dentro de la galería del cuerpo de la válvula y se puede desplazar a lo largo del segundo eje para controlar el flujo de fluidos a través del cuerpo de la válvula. El anillo de asiento está colocado de forma fija dentro de la galería del cuerpo de la válvula e incluye un cuerpo anular y un separador de flujo. El cuerpo anular incluye una parte de retención y una pared lateral interior. La parte de retención está unida de forma fija al cuerpo de la válvula y la pared lateral interior define un puerto para acomodar el flujo de fluidos a través de la galería. El separador de flujo se coloca dentro de al menos una parte del puerto del cuerpo anular e incluye una parte enderezadora de flujo que define diversos corredores separados. Cada uno de los diversos corredores separados tiene una longitud y un diámetro hidráulico donde la longitud es mayor que el diámetro hidráulico para formar corredores separados que segregan el flujo de fluido a través del puerto hacia diversas vías de flujo separadas para interrumpir la turbulencia en la galería.

Otro aspecto de la presente descripción proporciona un dispositivo de control de flujo de fluidos que incluye un cuerpo de válvula, un miembro de control y un anillo de asiento. El cuerpo de la válvula define un orificio de entrada, un orificio de salida y una galería colocada entre el orificio de entrada y el orificio de salida. Los orificios de entrada y salida se extienden a lo largo de un primer eje común, mientras que la galería se extiende a lo largo de un segundo eje que es transversal al primer eje. El miembro de control está colocado dentro de la galería del cuerpo de la válvula y se puede desplazar a lo largo del segundo eje para controlar el flujo de fluido a través del cuerpo de la válvula. El anillo de asiento está colocado de forma fija dentro de la galería del cuerpo de la válvula e incluye un cuerpo anular y un medio para reducir las fluctuaciones en la presión. El cuerpo anular incluye una parte de retención y una pared lateral interior. La parte de retención está unida de forma fija al cuerpo de la válvula y la pared lateral interior define un puerto para acomodar el flujo de fluidos a través de la galería. El medio para reducir las fluctuaciones en la presión está fijado dentro del puerto del cuerpo anular para reducir las fluctuaciones en una presión de entrada en el orificio de entrada del cuerpo de la válvula y una presión de salida en el orificio de salida y posteriormente la presión diferencial o ??, del cuerpo de la válvula.

Otro aspecto de la presente descripción proporciona un dispositivo de control de flujo de fluidos que incluye un cuerpo de válvula, un elemento de control y un anillo de asiento. El cuerpo de la válvula define un orificio de entrada, un orificio de salida y una galería colocada entre el orificio de entrada y el orificio de salida. Los orificios de entrada y salida se extienden a lo largo de un primer eje común, mientras que la galería se extiende a lo largo de un segundo eje que es transversal al primer eje. El miembro de control está colocado dentro de la galería del cuerpo de la válvula y se puede desplazar a lo largo del segundo eje para controlar el flujo de fluido a través del cuerpo de la válvula. El anillo de asiento está colocado de forma fija dentro de la galería del cuerpo de la válvula e incluye un cuerpo anular y un medio para reducir las fluctuaciones en la fuerza. El cuerpo anular incluye una parte de retención y una pared lateral interior. La parte de retención está unida de forma fija al cuerpo de la válvula y la pared lateral interior define un puerto para acomodar el flujo de fluidos a través de la galería. El medio para reducir las fluctuaciones en la fuerza está fijado dentro del puerto del cuerpo anular para reducir fluctuaciones en una fuerza fluida aplicada sobre el elemento de control.

Otro aspecto de la presente descripción proporciona un método para fabricar un anillo de asiento incluyendo un cuerpo anular y un separador de flujo. El método incluye cortar una primera variedad de piezas planas de un material en una primera variedad de listones alargados que tienen una primera variedad de rendijas que se extienden hacia abajo desde un borde superior de esta. El método incluye además cortar una segunda variedad de piezas planas de un material en una segunda variedad de listones alargados que tienen una segunda variedad de rendijas que se extienden hacia arriba desde un borde inferior de esta. El método incluye además interconectar la primera variedad de listones alargados con la segunda variedad de listones alargados alineando de cada uno de la primera variedad de rendijas con uno correspondiente de la segunda variedad de rendijas y deslizando los listones juntos de forma tal que partes de la primera variedad de listones sean recibidas dentro de la segunda variedad de rendijas de la segunda variedad de listones alargados y partes de la segunda variedad de listones sean recibidas dentro de la primera variedad de rendijas de la primera variedad de listones alargados. Aun adicionalmente, el método incluye fijar la primera y segunda variedad de listones entre sí en ubicaciones adyacentes a al menos algunas de la primera y segunda variedad de rendijas para crear un separador de flujo intermedio. Aun adicionalmente, el método incluye moldear el separador de flujo intermedio en una forma deseada para que se corresponda con una forma transversal de un puerto de un cuerpo anular correspondiente de un anillo de asiento para crear un separador de flujo final. El método incluye además insertar el separador de flujo final en el puerto del cuerpo anular y fijar el separador de flujo final al cuerpo anular.

Aun otro aspecto de la presente descripción proporciona un método para colocar un dispositivo de control de flujo de fluidos con un separador de flujo, donde el dispositivo de control de flujo de fluidos incluye un cuerpo de válvula, un elemento de control y un anillo de asiento; el cuerpo de la válvula define una entrada, una salida y una galería dispuesta entre la entrada y la salida, el elemento de control dispuesto de forma móvil en la galería entre una posición cerrada y al menos una posición abierta y el anillo de asiento fijado en la galería para ser engranado de forma hermética por el elemento de control cuando el elemento de control está en posición cerrada. El método incluye retirar el elemento de control de la galería del cuerpo de la válvula, exponiendo así una abertura de galería en el cuerpo de la válvula. El método incluye además retirar el anillo de asiento del cuerpo de la válvula, el anillo de asiento comprende un cuerpo anular incluyendo una pared lateral interior que define un puerto para acomodar un flujo de fluidos a través de la galería. El método incluye además posicionar un separador de flujo en el puerto del anillo de asiento; el separador de flujo incluye una parte enderezadora de flujo y al menos una parte base, la parte enderezadora de flujo define múltiples corredores separados, dicha al menos una parte base se extiende radialmente hacia afuera desde la parte enderezadora de flujo. Aun adicionalmente, el método incluye fijar dicha al menos una parte base a una superficie de extremo axial del cuerpo anular, fijando así el separador de flujo al cuerpo anular. Aun adicionalmente, el método incluye insertar y asegurar el anillo de asiento, incluyendo el cuerpo anular y el separador de flujo, en la galería del cuerpo de la válvula de forma tal que los múltiples corredores separados se adapten para separar el flujo de fluidos a través del puerto en múltiples vías de flujo separadas.

Breve Descripción de las Figuras Figura 1 es una vista lateral transversal de un dispositivo de control de flujo de fluidos construido de acuerdo con los principios de la presente descripción; Figura 2 es una vista en perspectiva desde la parte superior de un ejemplo de un anillo de asiento construido de acuerdo con los principios de la presente descripción; Figura 3 es una vista en perspectiva de una parte de múltiples listones que se combinan para hacer el anillo de asiento de Figura 2: Figura 4 es una vista en perspectiva de otro ejemplo de un anillo de asiento construido de acuerdo con los principios de la presente descripción; Figura 5 es una vista en perspectiva desde la parte superior de aun otro ejemplo de un anillo de asiento construido de acuerdo con los principios de la presente descripción; Figura 6 es una vista en perspectiva desde la parte de abajo del anillo de asiento de Figura 5: Figura 7 es una vista en perspectiva de un separador de flujo del anillo de asiento de las Figuras 5 y 6; Figura 8 es una vista en planta desde abajo de aun otro ejemplo de un anillo de asiento construido de acuerdo con los principios de la presente descripción; Las Figuras 9A y 9B son gráficos que ilustran fluctuaciones en las presiones de entrada y salida, respectivamente, de un dispositivo de control de flujo de fluidos convencional; Las Figuras 10A y 10B son gráficos que ilustran fluctuaciones en las presiones de entrada y salida, respectivamente, de un dispositivo de control de flujo de fluidos construido de acuerdo con los principios de la presente descripción; Figura 11 es un gráfico que ilustra las fluctuaciones en la fuerza aplicada a un elemento de control de un dispositivo de control de flujo de fluidos convencional y Figura 12 es un gráfico que ilustra fluctuaciones en la fuerza aplicada a un elemento de control de un dispositivo de control de flujo de fluidos construido de acuerdo con los principios de la presente descripción; Descripción Detallada de las Figuras Tal como se describirá en detalle, la presente descripción se refiere a un anillo de asiento enderezador de flujo y una válvula de control que tiene un anillo de asiento enderezador de flujo, así como métodos para fabricar e instalar tal anillo de asiento en una válvula de control. El anillo de asiento generalmente incluye un cuerpo anular y un separador de flujo colocado en la abertura del cuerpo anular (es decir, puerto). El separador de flujo incluye múltiples corredores separados para separar (es decir, dividir) el flujo de fluidos a través del anillo de asiento en múltiples vías de flujo que no se comunican que pueden ser aproximadamente 3-6 veces mayores, en un ejemplo, que el diámetro hidráulico de los corredores de flujo separados. Las vías de flujo separadas interrumpen así la turbulencia a esa altura en el cuerpo de la válvula y promueven un flujo uniforme para aumentar la eficacia operativa del sistema, que es particularmente ventajosa para cuerpos de válvula que están en una configuración de "fluir hacia arriba".

Figura 1 ilustra un dispositivo de control de flujo de fluidos (es decir, una válvula de control) 10 construida de acuerdo con los principios de la presente descripción. En el presente ejemplo, el dispositivo de control 10 incluye una válvula tipo esfera que incluye un cuerpo de válvula 12, una tapa 14, un miembro de control 16, una jaula 18 y un anillo de asiento 20.

El cuerpo de la válvula 12 incluye un pasaje de flujo formado por una entrada 22 que incluye un orificio 24 de entrada, una salida 26 que incluye un orificio 28 de salida y una galería 30 colocada entre los orificios 24, 28 de entrada y salida. La galería 30 comprende un diámetro interior generalmente cilindrico que se extiende generalmente de forma vertical dentro del cuerpo de válvula 12 a lo largo del eje de la galería At y que define una abertura de galería 36 en el cuerpo de la válvula 12. Además del orificio 24 de entrada, la entrada 22 incluye un pasaje 32 de entrada que se extiende entre el orificio 24 de entrada y la galería 30. De manera similar, además del orificio 28 de salida, la salida 26 incluye un pasaje 34 de salida que se extiende entre el orificio 28 de salida y la galería 30.

En el ejemplo ilustrado, el orificio 24 de entrada y el orificio 28 de salida del cuerpo de la válvula 12 están centrados a lo largo de un eje de flujo común Af. El eje de flujo común Af es transversal con respecto al eje de pasaje de entrada Atr y, en el ejemplo ilustrado, el eje de flujo Af es aproximadamente perpendicular al eje de galería At. Aun adicionalmente, el orificio 24 de entrada ocupa un plano de entrada generalmente vertical Pi y el orificio de salida ocupa un plano de salida generalmente vertical Po que es paralelo y está desviado del plano de entrada Pi por una dimensión cara a cara Dff. En la configuración descrita anteriormente e ilustrada en Figura 1, la válvula de control 10 está dispuesta en una configuración de "fluir hacia arriba". Es decir, a medida que el fluido fluye en la entrada 22, pasa a través del pasaje 32 de entrada y debe "fluir hacia arriba" hacia la galería 30. Cuando el miembro de control 16 se coloca fuera del anillo de asiento 20, el fluido fluye desde el pasaje 32 de entrada y debe girar bruscamente para fluir a través del anillo de asiento 20 y hacia la galería 30. En el ejemplo descrito, al menos una parte del pasaje 32 de entrada que se posiciona inmediatamente adyacente a la galería 30 se extiende a lo largo de un eje de transición Atr que está dispuesto en un ángulo a con respecto el eje de galería At. En algunos ejemplos, el ángulo a puede estar en un intervalo de aproximadamente 30 grados a aproximadamente 90 grados, en un intervalo de aproximadamente 45 grados a aproximadamente 90 grados, o en algún otro intervalo. En el ejemplo ilustrado en Figura 1, el ángulo a tiene aproximadamente 45 grados. Al estar configurado así, el fluido que fluye hacia el interior de la galería 30 desde el pasaje 32 de entrada del cuerpo de válvula 12 debe girar en un ángulo ß que es igual al complemento del ángulo a o 135 grados. En otros ejemplos, el fluido podría girar en un ángulo ß que está en el intervalo de aproximadamente 90 grados a aproximadamente 150 grados, por ejemplo, o algún otro ángulo.

Aun con referencia a Figura 1, el anillo de asiento 20 de la presente modalidad del dispositivo de control 10 incluye un miembro con forma de anillo fijado dentro de una parte palmeada interior 40 de la galería 30 del cuerpo de la válvula 12. En algunos ejemplos, el anillo de asiento 20 puede estar enroscado en la parte palmeada 40, puede ser retenido por una soldadura o, tal como se ilustra en Figura 1, el anillo de asiento 20 puede ser retenido por uno o más sujetadores roscados 42 además de estar posicionados entre la jaula 18 y la parte palmeada 40. Sin importar el medio por el cual el anillo de asiento 20 es retenido dentro del cuerpo de válvula 12, el ejemplo descrito del anillo de asiento 20 incluye un cuerpo anular 44 y un separador de flujo 46. El cuerpo anular 44 incluye un miembro con forma de anillo generalmente sólido que incluye una parte de retención 48 y una parte base 50. La parte de retención 48 incluye un hombro 52 que se extiende radialmente hacia afuera desde la parte base 50 y, en la modalidad descrita, recibe los sujetadores roscados 42 para asegurar el anillo de asiento 20 en la galería 30. La parte base 50 del ejemplo descrito incluye una pared lateral interior 54. En el ejemplo representado en Figura 1, la pared lateral interior 54 está contorneada convexamente hacia adentro para definir una superficie base superior 58 y define un puerto circular 56 en el anillo de asiento 20. El puerto 56 incluye un diámetro de puerto Dp.

Aun con referencia a Figura 1, la jaula 18 del dispositivo de control 10 del presente ejemplo incluye un miembro cilindrico hueco con un extremo inferior 60, un extremo superior 62 y múltiples ventanas 64. La jaula 18 está colocada en la galería 30 del cuerpo de la válvula 12 de forma tal que el extremo inferior 60 colindante engrane el hombro 52 de la parte de retención 48 del anillo de asiento 20 para ayudar a mantener el anillo de asiento 20 en conexión con la parte palmeada 40 de la galería 30. El extremo superior 62 incluye una brida 66 que se extiende radialmente hacia afuera intercalada entre la tapa 14 y el cuerpo de la válvula 12 adyacente a la abertura de galería 36. Las ventanas 64 proporcionan una ruta para que el fluido fluya entre la entrada 22 y la galería 30 cuando el miembro de control 16 ocupa una posición para permitir tal flujo.

El miembro de control 16, tal como se muestra, incluye un vástago 68 y un tapón de válvula 70 fijado a un extremo del vástago 68. El tapón de válvula 70 incluye un cuerpo cilindrico con una pared de extremo 72 fijada al vástago 68. La pared de extremo 72 incluye además múltiples aberturas 74 para permitir la comunicación de fluido desde el pasaje 32 de entrada a una cámara de tapa 75 que permite el funcionamiento equilibrado del dispositivo de control 10. Al estar configurado así, el miembro de control 16 se puede mover dentro de la galería 30 entre una posición cerrada, donde un extremo base 76 del tapón de válvula 70 acopla de forma hermética la superficie base 58 de la pared lateral interior 54 del anillo de asiento 20 (que se muestra en Figura 1) para evitar el flujo de fluidos a través de la galería 30 y una posición abierta, donde el extremo base 76 del tapón de válvula 70 se eleva de (por ej., está separado de) el anillo de asiento 20 para permitir el flujo de fluidos a través de la galería 30.

Finalmente, tal como se mencionó, el dispositivo de control 10 del presente ejemplo incluye la tapa 14, que puede ser una estructura tipo casquete fijada al cuerpo de la válvula 12 adyacente a la abertura de galería 36. Además de fijar la brida 66 de la jaula 18 para retener la jaula 18 en la galería 30, la tapa 14 incluye un diámetro interior de paso 38 que aloja el vástago 68 del miembro de control 16 de forma tal que el vástago 68 se pueda extender hacia un accionador (no se muestra) para controlar la posición del miembro de control 16 y el funcionamiento del dispositivo 10.

Tal como se mencionó anteriormente, el anillo de asiento 20 de la presente descripción incluye el cuerpo anular 44 y el separador de flujo 46. El cuerpo anular 44 sirve principalmente para establecer una región de control de flujo dentro del cuerpo de la válvula 12 proporcionando una superficie base 58 contra la cual se apoya el tapón de válvula 70 cuando ocupa la posición cerrada. El separador de flujo 46 sirve para interrumpir la turbulencia o el flujo de recirculación que se puede formar en una zona de recirculación 33 adyacente al anillo de asiento 20 y promover un flujo de fluidos uniforme en la galería 30 del cuerpo de la válvula 12 durante un flujo de fluidos de alta velocidad.

Con referencia ahora a Figura 2, el anillo de asiento 20 de Figura 1 se ilustra en más detalle incluyendo el cuerpo anular 44 y un ejemplo del separador de flujo 46. El cuerpo anular 44 se describió anteriormente y por lo tanto sus detalles no se repetirán. El separador de flujo 46 incluye una estructura destinada a separar el flujo de fluidos a través del anillo de asiento 20 en múltiples vías de flujo 78 paralelas, solo una de las cuales se identifica por el numeral de referencia a efectos de claridad. Esta separación del flujo de fluidos en múltiples vías de flujo 78 altera un flujo de recirculación y otra turbulencia en la zona de recirculación 33 del pasaje 32 de entrada del cuerpo de la válvula 12 que está ocupada por el anillo de asiento 20. En algunos ejemplos, el anillo de asiento 20 se puede construir de un material metálico tal como una aleación de acero inoxidable que incluye, por ejemplo, S31600 o S17400. Otros ejemplos pueden incluir aleaciones más resistentes a la corrosión tales como, por ejemplo, N06625 o N10276. Por supuesto que también se podrían usar otros materiales dependiendo de la aplicación particular implicada.

En Figura 2, las múltiples vías de flujo 78 se definen por una parte enderezadora de flujo 80 del separador de flujo 46, que incluye una primera y segunda variedad de listones alargados 82, 84 que corren de forma perpendicular entre sí y que están interconectados para formar, de manera transversal, un patrón tipo rejilla de forma tal que las vías de flujo 78 ocupen una configuración de matriz tridimensional. La primera variedad de listones 82 se extiende unos paralelos a los otros y de derecha a izquierda con respecto a la orientación de Figura 2 y la segunda variedad de listones 84 se extiende unos paralelos a los otros y de arriba a abajo con respecto a la orientación de Figura 2. Al estar configurados de esta manera, los listones alargados 82, 84 definen múltiples corredores 86 paralelos y rectos, cuyos volúmenes interiores corresponden a múltiples vías de flujo de fluidos 78. En este ejemplo, los múltiples corredores 86 y, como tal, las múltiples vías de flujo 78 tienen dimensiones transversales comunes y se distribuyen uniformemente a través de la totalidad de la parte enderezadora de flujo 80 y el puerto 56 definido por el cuerpo anular 44. En otros ejemplos, sin embargo, los múltiples corredores 86 y las múltiples vías de flujo 78 se pueden distribuir en una forma no uniforme y/o pueden tener dimensiones transversales variadas. Además, en el ejemplo descrito, cada una de la primera y segunda variedad de listones 82, 84 incluye once (11) listones 82, 84. Esto es solamente un ejemplo, sin embargo, y tal como se discutirá a continuación, la cantidad de listones 82, 84 se puede determinar como función de la cantidad deseada de corredores 86 y vías de flujo 78, que se pude determinar como una función del desempeño deseado del separador de flujo 46.

Con referencia ahora a Figura 3, que ilustra solo una cantidad selecta de variedades de listones 82, 84 de Figura 2, se puede ver que cada listón 82, 84 se puede construir a partir de una pieza plana de material cortada en la forma deseada. En el presente ejemplo, la forma deseada es rectangular. A efectos de descripción, cada listón 82 de la primera variedad de listones 82 se puede denominar "listón inferior 82" e incluye una primera variedad de rendijas 86 (por ej., ranuras, cortes, canales, etc.) que se extienden hacia adentro (es decir, hacia abajo) desde un borde superior 88 del listón 82. A efectos de descripción, cada listón 84 de la segunda variedad de listones 84 se puede denominar "listón superior 84" e incluye una segunda variedad de rendijas 90 (por ej., ranuras, cortes, canales, etc.) que se extienden hacia adentro (es decir, hacia arriba) desde un borde inferior 92 del listón 84. Al estar diseñado de esta forma, una rendija 90 de cada uno de los listones superiores 84 se alinea con una rendija 86 de un listón inferior 82 correspondiente y luego los dos listones 82, 84 se deslizan juntos y se interconectan. El proceso se repite hasta que todos los listones 82, 84 se interconectan entre sí. A esa altura, para lograr la integridad estructural, la primera y segunda variedad de listones 82, 84 se pueden fijar entre sí soldando o cobresoldando, por ejemplo, para crear un separador de flujo 46 intermedio. Tal soldadura o cobresoldadura preferentemente crea juntas adyacentes a cada una de las rendijas 86, 90 y puede hacer que los listones 82, 84 se calienten. Tras enfriar, el separador de flujo 46 intermedio puede encogerse levemente, dependiendo del material específico usado. Por lo tanto, en un método preferido de fabricación del separador de flujo 46, el separador de flujo 46 intermedio, que es el resultado del proceso de fabricación descrito anteriormente, se corta adicionalmente en la forma circular deseada del puerto 56 del cuerpo anular 44 solo luego de soldar y enfriar. Esto da como resultado un separador de flujo 46 final, tal como se ilustra en Figura 2, que se ajusta bien dentro del puerto 56 del anillo de asiento 20. Una vez posicionado dentro del puerto 56, el separador de flujo 46 final se puede fijar al cuerpo anular 44 ya sea soldando o cobresoldando los extremos de cualquier cantidad de los listones 82, 84 a la pared lateral interior 54 para así formar juntas 61.

Volviendo a Figura 1, un ejemplo del dispositivo de control de flujo de fluidos 10 de la presente invención puede incluir una válvula de Clase 300, de 12 pulgadas, tal como la válvula de diseño de Fisher EU, que está comercialmente disponible en Fisher Controls International LLC de Marshalltown, lowa. Los orificios de entrada y salida 24, 26 de tal válvula pueden tener diámetros nominales de 12 pulgadas para conectarse en una tubería de 12 pulgadas, por ejemplo. Además, el dispositivo de control 10 de Figura 1 puede incluir una dimensión cara a cara Dff de aproximadamente 30 pulgadas y un diámetro de puerto Dp de aproximadamente 11 pulgadas. Estas dimensiones dan como resultado una relación de dimensión cara a cara Dff a un diámetro de puerto Dp (relación L/D) de aproximadamente 2.72. Además, en un ejemplo del dispositivo de control 10 que incluye el anillo de asiento 20 y el separador de flujo 46 ilustrado en Figura 2, cada uno de los corredores de flujo 86 del separador de flujo 46 puede tener un diámetro hidráulico Dh (FIG. 2) y una longitud L (Fl<3. 1) que es mayor que el diámetro hidráulico Dh. En un ejemplo, el diámetro hidráulico Dh puede ser de aproximadamente 1 pulgada y la longitud L puede ser de aproximadamente 4.75 pulgadas. Por lo tanto, una relación L/D de los corredores de flujo 86 del presente ejemplo pueden ser de aproximadamente 4.75.

Las dimensiones que anteceden para el dispositivo de control 10 son simplemente ejemplos y se pueden construir otros dispositivos de control 10 de acuerdo con los principios de la presente descripción con dimensiones diferentes y dentro de relaciones diferentes de dimensiones. Por ejemplo, en un ejemplo, una relación entre la longitud L de los corredores 86 y los diámetros hidráulicos Dh de los corredores 86 pueden estar en el intervalo de aproximadamente 1.16 a aproximadamente 10. En otros ejemplos, una relación entre la longitud L de los corredores 86 y los diámetros hidráulicos Dh de los corredores 86 en el separador de flujo 46 puede estar en el intervalo de aproximadamente 3 a aproximadamente 6. Además, en algunos ejemplos, el diámetro hidráulico Dh de los corredores 86 en el separador de flujo 46 puede estar en un intervalo de aproximadamente ½ pulgada a aproximadamente 2 pulgadas y la longitud L de cada uno de los corredores 86 separados en el separador de flujo 46 puede estar en un intervalo de aproximadamente 3 pulgadas a aproximadamente 6 pulgadas. Aun adicionalmente, en algunos ejemplos, una relación de la dimensión cara a cara Dff al diámetro de puerto Dp del anillo de asiento 20 del cuerpo de la válvula 12 puede estar en un intervalo de aproximadamente 1.43 a aproximadamente 10. En algunos ejemplos, una relación de la dimensión cara a cara Dff al diámetro de puerto Dp del anillo de asiento 20 del cuerpo de la válvula 12 puede estar en un intervalo de aproximadamente 2.5 a aproximadamente 3. Por lo tanto, a partir de lo que antecede, se debería comprender que cualquier combinación de parámetros (por ej., diámetro de puerto Dp, dimensión cara a cara Dff, ángulo a, etc.) descritos en la presente se pueden combinar dentro de un dispositivo de control 10 que incluye un separador de flujo 46 de acuerdo con los principios de la presente descripción. Además, la descripción no se limita a incorporar un separador de flujo 46 en los dispositivos de control 10 específicos descritos, sino que por el contrario, se incluye cualquier dispositivo de control capaz de beneficiarse de la incorporación de tal separador de flujo. Además, si bien las dimensiones que anteceden se proporcionan con respecto a los rasgos descritos específicamente en las Figuras 1 y 2, las mismas dimensiones y relaciones dimensionales pueden aplicar igualmente a todos los ejemplos y rasgos alternativos posteriores.

Mientras el separador de flujo 46 ilustrado en Figura 2 se describió como que incluye la primera y segunda variedad de listones 82, 84 interconectados entre sí para definir los corredores separados 86 y vías de flujo 78, esto es simplemente un ejemplo, y se pueden construir separadores de flujo alternativos de manera diferente. Por ejemplo, Figura 4 ilustra un anillo de asiento 100 alternativo que incluye un cuerpo anular 144 y un separador de flujo 146 construido de acuerdo con los principios de la presente descripción. Los detalles del cuerpo anular 144 en Figura 4 pueden ser idénticos al cuerpo anular 44 descrito anteriormente y por lo tanto no se repetirán. El separador de flujo 146 de Figura 4 incluye una parte enderezadora de flujo 180 que incluye múltiples tubos paralelos 148 fijados en un montón mediante soldadura, cobresoldadura o algún otro medio. Los múltiples tubos 148 incluyen un anillo exterior de tubos 148a, un anillo interior de tubos 148b y un tubo central 148c. La soldadura o cobresoldadura preferentemente forma juntas 155 entre paredes laterales 156 exteriores adyacente de los tubos 148a, 148b, 148c, tal como se muestra. Además, de manera similar al separador de flujo 46 descrito anteriormente, el separador de flujo 146 de Figura 4 se puede fijar a una pared lateral 154 interior del cuerpo anular 144 del anillo de asiento 100 por múltiples juntas 161 formadas soldando, cobresoldando o por otro medio para asegurar que la totalidad del anillo de asiento 100 que incluye el separador de flujo 146 sea estructuralmente estable.

Cada uno de los tubos 148a, 148b, 148c en Figura 4 comprende uno de múltiples corredores separados 150a, 150b, 150c que definen un volumen interior que actúa como una vía de flujo de fluidos 152 principal. En el ejemplo ilustrado, los tubos 148a, 148b, 148c son tubos cilindricos huecos que tienen cortes transversales circulares. Como tal, debido a la geometría de los tubos particulares 148a, 148b, 148c, el separador de flujo 146 del presente ejemplo también define múltiples vías de flujo 158 de fluidos secundarias. Las vías de flujo 158a, 158b secundarias se ubican entre las paredes laterales 157 exteriores de tubos adyacentes 148a, 148b, 148c así como entre las paredes laterales 157 exteriores del anillo exterior de los tubos 148a y la pared lateral 154 interior del cuerpo anular 144. En este ejemplo, las vías de flujo 158 secundarias incluyen vías de perímetro 158a y vías interiores 158b; se muestra una de cada una con líneas gruesas en Figura 4. Las vías de perímetro 158a se colocan entre el anillo exterior de los tubos 148a y el cuerpo anular 144 y son triangulares en sección transversal, tienen dos lados curvados hacia adentro y un lado curvado hacia afuera definido por la pared lateral 54 interior del cuerpo anular 44. Por el contrario, las vías interiores 158b son triangulares en sección transversal con tres paredes laterales curvadas hacia adentro.

Además, los tubos 148a, 148b, 148c del ejemplo de Figura 4 varía en diámetro. Es decir, cada uno del anillo exterior de los tubos 148a tiene un primer diámetro d1, cada uno del anillo interior de los tubos 148b tiene un segundo diámetro d2 y el tubo central 148c tiene un tercer diámetro d3. En el ejemplo ilustrado, d1 es mayor que d2 y d3, mientras que d3 es mayor que d2. Como tal, el separador de flujo 146 en Figura 4 incluye una distribución no uniforme de tubos 148, corredores 150 y vías de flujo 152 a través de la totalidad del puerto 156 del cuerpo anular 144. Con esta configuración, el separador de flujo 146 puede proporcionar un flujo de mayor capacidad a través del anillo exterior de los tubos 148a y a través del tubo central 148c y un flujo de menor capacidad a través del anillo interior de los tubos 148b. Esto puede ser ventajoso, por ejemplo, para funcionar en vías de flujo que tienen un patrón de distorsión o turbulencia que es mayor en la región ocupada por el anillo interior de tubos 148b, con respecto a las regiones ocupadas por el anillo exterior de los tubos 148a y el tubo central 148c. Este es un ejemplo de una distribución no uniforme y los diámetros de las diversas vías y corredores de flujo pueden variar, según se desee. Como tal, se debería comprender que la distribución no uniforme de los corredores y vías de flujo de este ejemplo ilustran que la materia de la presente solicitud se puede personalizar (por ej., ajustar) para adaptarse mejor a un perfil de turbulencia particular, si se desea.

Cada uno de los anillos de asiento 20, 100 hasta ahora divulgados se ha descrito como incluyendo un separador de flujo 46, 146 que se fija a la pared lateral 54, 154 interior del cuerpo anular 44, 144. Esto es práctico para operaciones de fabricación y montaje que ocurren en la fábrica. Sin embargo, puede desearse instalar un separador de flujo en un anillo de asiento de una válvula de control que funciona en el campo.

Las Figuras 5 y 6 ilustran un ejemplo de un anillo de asiento 200 que incluye un cuerpo anular 244 que define un puerto de fluido 256 y un separador de flujo 246 (también mostrados por separado en Figura 7) para facilitar tal instalación de campo. El separador de flujo 246 se puede construir generalmente de forma similar al separador de flujo 46 descrito anteriormente con referencia a las Figuras 2 y 3, por ejemplo, con pocas excepciones que se discutirán a continuación. Es decir, el separador de flujo 246 puede incluir una estructura destinada a separar el flujo de fluidos a través del anillo de asiento 200 en múltiples vías de flujo 278 paralelas, solo una de las cuales se identifica por el numeral de referencia a efectos de claridad. Esta separación del flujo de fluidos en una variedad de vías de flujo 278 interrumpe la distorsión y otra turbulencia en el cuerpo de la válvula.

En las Figuras 5-7, las múltiples vías de flujo 278 están definidas por una parte enderezadora de flujo 280 del separador de flujo 246, que incluye una primera y segunda variedad de listones alargados 282, 284 que corre perpendicular una con respecto a la otra y que están interconectadas para formar un patrón tipo rejilla en una forma generalmente idéntica a la que se describe anteriormente con referencia a las Figuras 2 y 3. Al estar configurados de esta manera, los listones alargados 282, 284 definen múltiples corredores 286 separados, cuyos volúmenes interiores corresponden a múltiples vías de flujo de fluidos 278 dispuestos en una configuración de matriz tridimensional. En este ejemplo, los múltiples corredores 286 y, como tal, las múltiples vías de flujo 278 tienen dimensiones transversales comunes y se distribuyen generalmente de forma uniforme a través de la totalidad de la parte enderezadora de flujo 280 del separador de flujo 246. En otros ejemplos, sin embargo, los múltiples corredores 286 y las múltiples vías de flujo 278 pueden tener diversas dimensiones transversales y/o se pueden distribuir en una forma no uniforme y pueden tener dimensiones transversales variadas.

Una distinción relativa al separador de flujo 46 descrito anteriormente en las Figuras 2-3, es que la parte enderezadora de flujo 280 del separador de flujo 246 ilustrado en las Figuras 5-7 incluye una sección transversal generalmente cuadrada, cuando se ve desde abajo, por ejemplo, tal como se puede ver en Figura 7. El separador de flujo 46 descrito anteriormente en las Figuras 2-3 tiene una sección transversal generalmente circular, cuando se ve desde arriba. La sección transversal cuadrada se puede desear para la instalación de campo debido a una separación generosa proporcionada entre una pared lateral 254 interior del cuerpo anular 244 y las dimensiones externas del separador de flujo 246. Debido a la sección transversal cuadrada, los múltiples corredores 286 y vías de flujo 278 del separador de flujo 246 en las Figuras 5-7, no llenan completamente el puerto 256 del anillo de asiento 200. Es decir, tal como se ilustra en Figura 5, por ejemplo, el anillo de asiento 200 puede incluir cuatro áreas circulares parciales 292 que no tienen listones. En cierta medida, la capacidad del anillo de asiento 200 en estas áreas 292 puede ser mayor que en el centro del separador de flujo 246, dependiendo de las características de flujo de la aplicación particular. En otros ejemplos, los listones 282, 284 se pueden diseñar para extenderse lo más posible hacia la pared lateral 254 interior del cuerpo anular 244 para cerrar esas áreas 292 y definir una distribución completamente uniforme de corredores 286 y vías de flujo 278 a través de la totalidad del puerto 256, además de a través de la totalidad de la parte enderezadora de flujo 280.

Una distinción adicional relativa al separador de flujo 46 descrita con referencia a las Figuras 2 y 3 es que el separador de flujo 246 ilustrado en las Figuras 5-7 incluye múltiples partes de base 290 que se extienden radialmente hacia afuera desde la parte enderezadora de flujo 280, tal como se puede ver fácilmente en Figura 7. En este ejemplo, cada parte base 290 incluye una variedad de bridas 294 que se extienden desde extremos opuestos de cada uno de los múltiples listones 282, 284. Es decir, en este ejemplo, los extremos opuestos de cada una de los listones 282, 284 se cortan para que tengan un perfil en forma de L donde la pata inferior de la L define la brida 294 colocada próxima a un extremo inferior 296 del separador de flujo 246, que está opuesto a un extremo superior 298 del separador de flujo 246. Tras el montaje, cada una de las partes base 290 y opcionalmente cada una de las bridas 294 de las partes base 290, están unidas de forma fija a una superficie de extremo axial 295 (FIG. 6) del cuerpo anular 244 del anillo de asiento 200 por soldadura, cobresoldadura o algún medio similar. Opcionalmente, si se desea, los extremos de los listones 282, 294 también se pueden fijar, por soldadura, cobresoldadura o de otro modo, a la pared lateral 254 interior del cuerpo anular 244 del anillo de asiento 200 en una forma similar a la descrita anteriormente con el anillo de asiento 20 ilustrado en las Figuras 2 y 3 para proporcionar integridad estructural agregada.

Para instalar el separador de flujo 246 ilustrado en Figura 5-7 en un anillo de asiento que reside en un dispositivo de control de flujo de fluidos que funciona en el campo tal como un dispositivo de control 10 ilustrado en Figura 1, la tapa 14 y el elemento de control 16 se retiran primero de la galería 30 del cuerpo de la válvula 12. Esto expone la abertura de la galería 36 en el cuerpo de la válvula 12. Luego, la jaula 18 y el anillo de asiento 200 se pueden retirar del cuerpo de la válvula 12 a través de la abertura de la galería 36. Opcionalmente, el anillo de asiento 200 se puede retirar de la jaula 18, pero puede que no sea necesario. Cuando se retira el anillo de asiento 200, la parte enderezadora de flujo 280 del separador de flujo 246 ilustrado en las Figuras 5-7 se puede colocar mediante inserción en el puerto 256 definido por el cuerpo anular 244. Cuando está posicionado de manera apropiada, las partes base 290 entran en contacto con la superficie de extremo axial 295 del cuerpo anular 244. Al menos una de las bridas 294 de las partes base 290, y opcionalmente cada una de las bridas 294 de cada una de las partes base 290, se pueden fijar luego a la superficie de extremo axial 295 mediante soldadura, cobresoldadura o algún otro medio, fijando así el separador de flujo 246 al cuerpo anular 244. El anillo de asiento 200, incluyendo el cuerpo anular 244 con el separador de flujo 246 instalado, se puede insertar luego a través de la galería 30 del cuerpo de la válvula 12, con la jaula 18 o separado de esta y aseguradas nuevamente en su posición. Finalmente, el elemento de control 18 y la tapa 14 se pueden volver a unir al cuerpo de la válvula 12 y el proceso está completo. En algunos ejemplos, antes de insertar la parte enderezadora de flujo 280 del separador de flujo 246 en el puerto 256, la forma transversal de la parte enderezadora de flujo 280 se puede adaptar (por ej., cortar, moler, maquinar, rellenar, etc.) a una forma transversal que se encaja más deseablemente dentro del puerto 256.

Tal como se mencionó, el separador de flujo 246 ilustrado en las Figuras 5-7 se pueden construir en una forma similar a la descrita con referencia al separador de flujo 46 de las Figuras 2 y 3, es decir, incluyendo listones 282, 284 interconectados. Figura 8 ilustra otro ejemplo de un anillo de asiento 300 que incluye un separador de flujo 346 adaptado para la instalación en el campo similar al separador de flujo 246 ilustrado en las Figuras 5-7. El separador de flujo 346 es similar al separador de flujo 246 porque incluye una parte enderezadora de flujo 380 y múltiples partes base 390 para facilitar la instalación en el campo, si se desea, pero es diferente porque está construido de múltiples tubos cuadrados paralelos 348. Las partes base 390 se pueden fijar a una superficie de extremo axial 395 de un cuerpo anular 344 del asiento de anillo 300, de manera similar a las partes base 290 de los ejemplos que se ilustran en las Figuras 5-7, por soldadura, cobresoldadura o algún otro medio. Los tubos 348 se fijan entre sí en un conjunto mediante soldadura, cobresoldadura o algún otro medio, similar a los múltiples tubos 148 descritos anteriormente con referencia a Figura 4.

En Figura 8, los tubos 348 tienen un área común y generalmente uniforme y definen corredores separados 386 y vías de flujo 378 correspondientes que se distribuyen de forma generalmente uniforme a través de la totalidad del separador de flujo 346. De manera similar al separador de flujo 246 descrito con referencia a las Figuras 5-7, la parte enderezadora de flujo 380 del separador 346 incluye una forma generalmente cuadrada cuando se ve desde arriba. Por lo tanto, el asiento de anillo 300 ilustrado en Figura 8 puede incluir cuatro áreas circulares parciales 392 que no tienen tubos 348. En cierta medida, la capacidad del anillo de asiento 300 en estas áreas 392 puede ser mayor que en el centro del separador de flujo 346, dependiendo de las características de flujo de la aplicación particular. En otros ejemplos, las dimensiones transversales de los tubos 348, sin embargo, pueden ser lo suficientemente pequeñas como para permitir que el separador de flujo 346 ocupe una forma transversal que corresponde más cercanamente a la forma transversal real del cuerpo anular 344 del anillo de asiento 300. Al estar así configurados, en algunos ejemplos, los tubos 348 podrían definir una distribución completamente uniforme de corredores 386 y vías de flujo 378 a través de la totalidad del puerto 356, además de a través de la totalidad de la parte enderezadora de flujo 380.

Tal como se mencionó anteriormente, los anillos de asiento 20, 100, 200, 300 y los separadores de flujo 46, 146, 246, 346 de la presente descripción sirven para interrumpir la turbulencia y promover un flujo de fluidos uniforme en la galería 30 de un cuerpo de válvula 12. Los separadores de flujo 46, 146, 246, 346 se colocan exactamente donde el perfil de fluido en el cuerpo de la válvula 12 está distorsionado, es turbulento o de otro modo no uniforme. Esto da como resultado variaciones reducidas en la presión en la entrada 22 y salida 26 del cuerpo de la válvula 12 y un ?? más estable.

Las Figuras 9A y 9B ilustran un perfil de variación de presión típica en la entrada y salida, respectivamente, para el dispositivo de control 10 ilustrado en Figura 1 usando un anillo de asiento que incluye solo el cuerpo anular 44, sin el separador de flujo 46 instalado. Tal como se puede ver, durante el funcionamiento, las presiones en la entrada pueden fluctuar tanto como 10 psi y más, mientras que la presión en la salida puede fluctuar tanto como 20 psi. En contraste a las Figuras 9A y 9B, las Figuras 10A y 10B ilustran un perfil de variación de presión en la entrada y salida, respectivamente, para el dispositivo de control 10 ilustrado en Figura 1 donde el asiento de anillo 300 ilustrado en Figura 8, incluye el separador de flujo 346. Tal como se puede ver, las fluctuaciones en la presión en la entrada y salida usando el anillo de asiento 300 se reducen en gran medida en las Figuras 10A y 10B con respecto a las Figuras 9A y 9B. En las Figuras 10A y 10B, las fluctuaciones en la presión están cerca de solo 2-3 psi.

Además de reducir las fluctuaciones en la presión de entrada y salida, los anillos de asiento de la presente descripción reducen de manera eficaz las fluctuaciones en la fuerza aplicada al elemento de control 16. Figura 11 ilustra un perfil de variación de fuerza típica en el elemento de control 16 para el dispositivo de control 10 ilustrado en Figura 1 usando un anillo de asiento que incluye solo el cuerpo anular 44, sin el separador de flujo 46 instalado. Tal como se puede ver, la fuerza sobre el elemento de control 16 puede variar en un máximo de aproximadamente 200 Ibf. Por el contrario, Figura 12 ilustra un perfil de variación de fuerza en el elemento de control 16 del dispositivo de control 10 ilustrado en Figura 1 equipado con el asiento de anillo 300 de Figura 8. Tal como se puede ver, las fluctuaciones en la fuerza en el elemento de control 16 usando el anillo de asiento 300 se reducen en gran medida en Figura 12 con respecto a Figura 11. En Figura 12, la fuerza sobre el elemento de control 16 solo varía en aproximadamente 20 Ibf.

De lo que antecede, se puede ver que los anillos de asiento y los separadores de flujo de la presente descripción reducen de manera ventajosa las fluctuaciones en ?? y las fluctuaciones en la fuerza aplicada al elemento de control 16 de la válvula de control 10. Como tal, cualquiera de los separadores de flujo 46, 146, 246, 346 descritos en la presente también se pueden considerar medios para reducir las fluctuaciones en la presión y/o medios para reducir las fluctuaciones en la fuerza. La reducción de las fluctuaciones en la presión promueve de manera ventajosa un flujo de fluidos uniforme, que puede ser más eficaz y deseable que el flujo de fluidos no uniforme. La reducción de la magnitud de las fluctuaciones en la fuerza aplicadas al elemento de control permite de manera ventajosa el uso de accionadores más pequeños, que son menos costosos y más livianos. Es decir, para combatir grandes fluctuaciones en la fuerza aplicada al elemento de control con un accionador neumático, por ejemplo, el accionador se debe hacer muy rígido, lo que requiere un accionador muy grande. La presente descripción, al reducir las fluctuaciones en la fuerza, permite así el uso de un accionador neumático más pequeño, que ahorra dinero y trabajo.

Mientras que la descripción que antecede proporciona diversos ejemplos de dispositivos de control de flujo de fluidos, anillos de asiento y/o separadores de flujo, donde cada uno tiene rasgos levemente diferentes, la descripción no se limita a esos ejemplos específicos descritos. Por el contrario, una cualquiera o más características de uno cualquiera o más de los ejemplos se pueden mezclar, intercambiar o de otro modo combinar para llegar a aun otro ejemplo no descrito expresamente. La descripción de una característica en un ejemplo no excluye la incorporación de esa característica en otros ejemplos sino que, por el contrario, proporciona expresamente que tal característica se puede implementar en cualquier otro ejemplo.

Claims (44)

REIVINDICACIONES

1. Un anillo de asiento para una válvula de control que tiene un cuerpo de válvula que define una entrada, una salida, una galería y una vía de flujo que se extiende desde la entrada hasta la salida mediante la galería; el anillo de asiento comprende: un cuerpo anular adaptado para colocarse en la galería del cuerpo de la válvula, el cuerpo anular incluye una parte de retención y una pared lateral interior, la parte de retención es para fijarse al cuerpo de la válvula, la pared lateral interior define un puerto para acomodar el flujo de fluidos a través de la galería y un separador de flujo colocado dentro de al menos una parte del puerto del cuerpo anular, el separador de flujo incluye una parte enderezadora de flujo que define múltiples corredores separados, cada uno de los múltiples corredores separados tienen un diámetro hidráulico y una longitud que es mayor que el diámetro hidráulico, separando así el flujo de fluidos a través del puerto en múltiples vías de flujo separadas para interrumpir la turbulencia en el puerto.

2. El anillo de asiento de la reivindicación 1, donde los múltiples corredores separados son paralelos entre sí.

3. El anillo de asiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, donde cada uno de los corredores separados es un corredor derecho.

4. El anillo de asiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde los múltiples corredores separados comparten un diámetro hidráulico común.

5. El anillo de asiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde cada uno de los corredores separados incluye una sección transversal cuadrada o una sección transversal circular.

6. El anillo de asiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde una relación de la longitud de cada corredor separado al diámetro hidráulico está en el intervalo de aproximadamente 1.16 a aproximadamente 10.

7. El anillo de asiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde una relación de la longitud de cada corredor separado al diámetro hidráulico está en el intervalo de aproximadamente 3 a aproximadamente 6.

8. El anillo de asiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde una relación de la longitud de cada corredor separado al diámetro hidráulico es de aproximadamente 4.75.

9. El anillo de asiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde el diámetro hidráulico de cada uno de los corredores separados está en un intervalo de aproximadamente ½ pulgada a 2 pulgadas y la longitud de cada uno de los corredores separados está en el intervalo de aproximadamente 3 pulgadas a aproximadamente 6 pulgadas.

10. El anillo de asiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde la parte enderezadora de flujo del separador de flujo comprende una primera variedad de listones paralelos y una segunda variedad de listones paralelos que se extienden transversales a la primera variedad de listones paralelos, y se interconectan con ellos, para definir la variedad de corredores separados.

11. El anillo de asiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde la parte enderezadora de flujo del separador de flujo incluye múltiples tubos paralelos fijados en un montón.

12. El anillo de asiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, donde los múltiples corredores separados están distribuidos de manera uniforme a través de la totalidad de la parte enderezadora de flujo.

13. El anillo de asiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, donde el separador de flujo también comprende múltiples partes base que se extienden radialmente hacia afuera desde la parte enderezadora de flujo, cada una de las partes base está fijada a una superficie de extremo axial del cuerpo anular.

14. El anillo de asiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, donde la parte enderezadora de flujo tiene una forma transversal que se corresponde con una forma transversal del puerto.

15. Un dispositivo de control de flujo de fluidos que comprende: un cuerpo de válvula que define un orificio de entrada, un orificio de salida y una galería colocada entre el orificio de entrada y el orificio de salida, los orificios de entrada y salida se extienden a lo largo de un primer eje común, la galería se extiende a lo largo de un segundo eje que es transversal al primer eje y un miembro de control colocado dentro de la galería del cuerpo de la válvula y que se puede desplazar a lo largo del segundo eje para controlar el flujo de fluido a través del cuerpo de la válvula. un anillo de asiento colocado de forma fija dentro de la galería del cuerpo de la válvula, el anillo de asiento comprende un cuerpo anular y un separador de flujo. el cuerpo anular incluye una parte de retención y una pared lateral interior, la parte de retención está unida de forma fija al cuerpo de la válvula y la pared lateral interior define un puerto para acomodar el flujo de fluidos a través de la galería, el separador de flujo colocado dentro de al menos una parte del puerto del cuerpo anular, el separador de flujo incluye una parte enderezadora de flujo que define múltiples corredores separados, cada uno de los múltiples corredores separados tiene un diámetro hidráulico y una longitud que es mayor que el diámetro hidráulico, separando así el flujo de fluidos a través del puerto en múltiples vías de flujo separadas para interrumpir la turbulencia en el puerto y la galería.

16. El dispositivo de control de flujo de fluidos de la reivindicación 15, donde el cuerpo de la válvula también comprende un corredor de entrada que se extiende entre el orificio de entrada y la galería, un corredor de salida que se extiende entre el corredor de salida y la galería, donde una parte del corredor de entrada que se coloca adyacente a la galería se extiende a lo largo de un eje de transición colocado a un ángulo relativo al segundo eje de la galería, donde el eje está en el intervalo de aproximadamente 30 grados a aproximadamente 90 grados.

17. El dispositivo de control de flujo de fluidos de la reivindicación 16, donde el ángulo está en el intervalo de aproximadamente 45 grados a aproximadamente 90 grados.

18. El dispositivo de control de flujo de fluidos de cualquiera de las reivindicaciones 16 a 17, donde el ángulo es de aproximadamente 45 grados.

19. El dispositivo de control de flujo de fluidos de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, donde el cuerpo de la válvula comprende una dimensión cara a cara y el anillo de asiento incluye un diámetro de puerto, la dimensión cara a cara del cuerpo de la válvula se define como una distancia entre un plano de entrada que está ocupado por el orificio de entrada y un plano de salida que está ocupado por el orificio de salida, el diámetro de puerto del anillo de asiento se define como un diámetro del puerto en el anillo de asiento, donde una relación de la dimensión cara a cara al diámetro de puerto está en el intervalo de aproximadamente 1.43 a aproximadamente 10.

20. El dispositivo de control de flujo de fluidos de la reivindicación 19, donde una relación de la dimensión cara a cara al diámetro de puerto está en el intervalo de aproximadamente 2.5 a aproximadamente 3.

21. El dispositivo de control de flujo de fluidos de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20, donde los múltiples corredores separados en el separador de flujo son paralelos entre sí.

22. El dispositivo de control de flujo de fluidos de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 21, donde cada uno de los corredores separados en el separador de flujo es un corredor derecho.

23. El dispositivo de control de flujo de fluidos de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 22, donde los múltiples corredores separados en el separador de flujo comparten un diámetro hidráulico común.

24. El dispositivo de control de flujo de fluidos de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 23, donde cada uno de los corredores separados en el separador de flujo incluye una sección transversal cuadrada o una sección transversal circular.

25. El dispositivo de control de flujo de fluidos de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 24, donde una relación de la longitud de cada corredor separado al diámetro hidráulico está en el intervalo de aproximadamente 1.16 a aproximadamente 10.

26. El dispositivo de control de flujo de fluidos de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 25, donde una relación de la longitud de cada corredor separado al diámetro hidráulico está en el intervalo de aproximadamente 3 a aproximadamente 6.

27. El dispositivo de control de flujo de fluidos de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 26, donde una relación de la longitud de cada corredor separado al diámetro hidráulico es de aproximadamente 4.75.

28. El dispositivo de control de flujo de fluidos de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 27, donde el diámetro hidráulico de cada uno de los corredores separados en el separador de flujo está en un intervalo de aproximadamente ½ pulgada a 2 pulgadas y la longitud de cada uno de los corredores separados en el separador de flujo está en un intervalo de aproximadamente 3 pulgadas a aproximadamente 6 pulgadas.

29. El dispositivo de control de flujo de fluidos de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 28, donde la parte enderezadora de flujo del separador de flujo comprende una primera variedad de listones paralelos y una segunda variedad de listones paralelos que se extienden transversales a la primera variedad de listones paralelos, y se interconectan con ellos, para definir múltiples corredores separados.

30. El dispositivo de control de flujo de fluidos de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 29, donde la parte enderezadora de flujo del separador de flujo incluye múltiples tubos paralelos fijados en un montón.

31. El dispositivo de control de flujo de fluidos de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 30, donde los múltiples corredores separados en el separador de flujo están distribuidos de manera uniforme a través de toda la parte enderezadora de flujo.

32. El dispositivo de control de flujo de fluidos de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 31, donde el separador de flujo también comprende múltiples partes base que se extienden radialmente hacia afuera desde la parte enderezadora de flujo, cada una de las partes base está fijada a una superficie de extremo axial del cuerpo anular.

33. El dispositivo de control de flujo de fluidos de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 32, donde la parte enderezadora de flujo del separador de flujo del anillo de asiento tiene una forma transversal que corresponde con una forma transversal del puerto del anillo de asiento.

34. Un dispositivo de control de flujo de fluidos que comprende: un cuerpo de válvula que define un orificio de entrada, un orificio de salida y una galería colocada entre el orificio de entrada y el orificio de salida, los orificios de entrada y salida se extienden a lo largo de un primer eje común, la galería se extiende a lo largo de un segundo eje que es transversal al primer eje y un miembro de control colocado dentro de la galería del cuerpo de la válvula y se puede desplazar a lo largo del segundo eje para controlar el flujo de fluido a través del cuerpo de la válvula. un anillo de asiento colocado de forma fija dentro de la galería del cuerpo de la válvula, el anillo de asiento comprende un cuerpo anular y un medio para reducir las fluctuaciones en la presión, el cuerpo anular incluye una parte de retención y una pared lateral interior, la parte de retención está unida de forma fija al cuerpo de la válvula y la pared lateral interior define un puerto para acomodar el flujo de fluidos a través de la galería, el medio para reducir las fluctuaciones en la presión está fijado dentro del puerto del cuerpo anular para reducir las fluctuaciones en una presión de entrada en el orificio de entrada del cuerpo de la válvula y una presión de salida en el orificio de salida del cuerpo de la válvula.

35. Un dispositivo de control de flujo de fluidos que comprende: un cuerpo de válvula que define un orificio de entrada, un orificio de salida y una galería colocada entre el orificio de entrada y el orificio de salida, los orificios de entrada y salida se extienden a lo largo de un primer eje común, la galería se extiende a lo largo de un segundo eje que es transversal al primer eje y un miembro de control colocado dentro de la galería del cuerpo de la válvula y que se puede desplazar a lo largo del segundo eje para controlar el flujo de fluidos a través del cuerpo de la válvula; un anillo de asiento colocado de forma fija dentro de la galería del cuerpo de la válvula, el anillo de asiento comprende un cuerpo anular y un medio para reducir las fluctuaciones en la fuerza, el cuerpo anular incluye una parte de retención y una pared lateral interior, la parte de retención está unida de forma fija al cuerpo de la válvula y la pared lateral interior define un puerto para acomodar el flujo de fluidos a través de la galería, el medio para reducir las fluctuaciones en la fuerza fijas dentro del puerto del cuerpo anular para reducir las fluctuaciones en una fuerza aplicada sobre el elemento de control.

36. Un método para fabricar un anillo de asiento que incluye un cuerpo anular y un separador de flujo, el método comprende: cortar una primera variedad de piezas planas de un material en una primera variedad de listones alargados que tienen una primera variedad de rendijas que se extienden hacia abajo desde un borde superior de esta; cortar una segunda variedad de piezas planas de un material en una segunda variedad de listones alargados que tienen una segunda variedad de rendijas que se extienden hacia arriba desde un borde inferior de esta; interconectar la primera variedad de listones alargados con la segunda variedad de listones alargados alineando cada una de la primera variedad de rendijas con uno correspondiente de la segunda variedad de rendijas y deslizando los listones juntos de forma tal que las partes de la primera variedad de listones sean recibidas dentro de la segunda variedad de rendijas de la segunda variedad de listones alargados y partes de la segunda variedad de listones sean recibidas dentro de la primera variedad de rendijas de la primera variedad de listones alargados; fijar la primera y segunda variedad de listones juntas en ubicaciones adyacentes a al menos algunas de la primera y segunda variedad de rendijas para crear un separador de flujo intermedio; moldear el separador de flujo intermedio en una forma deseada para que se corresponda con una forma transversal de un puerto de un cuerpo anular correspondiente de un anillo de asiento para crear un separador de flujo final; insertar el separador de flujo final en el puerto del cuerpo anular y fijar el separador de flujo final al cuerpo anular.

37. El método de la reivindicación 36, donde fijar la primera y segunda variedad de listones entre sí comprende al menos uno de soldar o cobresoldar.

38. El método de cualquiera de las reivindicaciones 36 a 37, donde fijar el separador de flujo final al cuerpo anular comprende al menos uno de soldar o cobresoldar.

39. El método de cualquiera de las reivindicaciones 36 a 38, donde fijar el separador de flujo final al cuerpo anular comprende fijar el separador de flujo final a una pared lateral interior del cuerpo anular.

40. El método de cualquiera de las reivindicaciones 36 a 39, donde cortar la primera y segunda variedades de piezas planas en la primera o segunda variedad de listones alargados comprende cortar al menos algunas de las piezas planas para que incluyan bridas base que se extienden desde extremos opuestos del mismo.

41. El método de la reivindicación 40, donde fijar el separador de flujo final al cuerpo anular comprende fijar las bridas base de la primera y segunda variedad de listones alargados a una superficie de extremo axial del cuerpo anular.

42. El método de la reivindicación 41, donde fijar las bridas base de la primera y segunda variedad de listones alargados a una superficie de extremo axial del cuerpo anular comprende al menos uno de soldar o cobresoldar.

43. Un método para colocar un dispositivo de control de flujo de fluidos con un separador de flujo, el dispositivo de control de flujo de fluidos comprende un cuerpo de válvula, un elemento de control y un anillo de asiento; el cuerpo de la válvula define una entrada, una salida y una galería colocada entre la entrada y la salida, el elemento de control está colocado forma móvil en la galería entre una posición cerrada y al menos una posición abierta y el anillo de asiento está fijado en la galería para engranarse de forma hermética por el elemento de control cuando el elemento de control está en posición cerrada, donde el método comprende: retirar el elemento de control de la galería del cuerpo de la válvula, exponiendo así una abertura de galería en el cuerpo de la válvula; retirar el anillo de asiento del cuerpo de la válvula, el anillo de asiento comprende un cuerpo anular que incluye una pared lateral interior que define un puerto para acomodar un flujo de fluidos a través de la galería; posicionar un separador de flujo en el puerto del anillo de asiento; el separador de flujo incluye una parte enderezadora de flujo y al menos una parte base, la parte enderezadora de flujo define múltiples corredores separados, dicha al menos una parte base se extiende radialmente hacía afuera desde la parte enderezadora de flujo; fijar dicha al menos una parte base a una superficie de extremo axial del cuerpo anular, fijando así el separador de flujo al cuerpo anular e insertar y asegurar el anillo de asiento, incluyendo el cuerpo anular y el separador de flujo, en la galería del cuerpo de la válvula de forma tal que los múltiples corredores separados se adapten para separar el flujo de fluidos a través del puerto en una variedad de vías de flujo separadas.

44. El método de la reivindicación 43, donde fijar dicha al menos una parte base del separador de flujo al cuerpo anular del anillo de asiento comprende soldar o cobresoldar dicha al menos una parte base al cuerpo anular.