MXPA03003254A - Valvula de cuatro vias. - Google Patents

Valvula de cuatro vias.

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MXPA03003254A
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David Bayreuther
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Abstract

Una valvula de cuatro vias la cual es relativamente facil de fabricar y la cual es mas pequena que las valvulas de cuatro vias convencionales para un tamano de nucleo o capacidad de flujo determinados. La valvula puede ser formada utilizando un cierre (18) que tiene un par de nucleos que se cruzan, con un separado (36) proporcionado dentro del cierre (18) para formar dos pasajes o trayectorias de flujo aislados (20, 24; 22, 26).

Description

VÁLVULA DE CUATRO VÍAS Campo de la Invención La presente invención se refiere a válvulas, y particularmente a válvulas de bola de cuatro vías, sin embargo, ciertos aspectos de la invención (por ejemplo, un ensamble de asiento/empaque mejorado) también pueden ser utilizados de manera provechosa en otros tipos de válvulas. Antecedentes de la Invención La figura 6 ilustra esquemáticamente una válvula convencional de cuatro vías. La adaptación puede acomodar dos flujos de entrada y proporciona dos flujos de salida, y puede ser utilizada cuando se desea cambiar o alternar los flujos del fluido para ser alimentados a diferentes partes de un sistema fluido. A modo de ejemplo, un sistema de flujo fluido podría utilizar diferentes fluidos y, periódicamente se desea cambiar o conmutar los fluidos, los cuales van a ser alimentados en diferentes sistemas de trayectorias de flujo. Tal y como se muestra en la figura 6, utilizando una válvula de cuatro vías, una sola válvula puede cambiar un par de entradas y salidas para cambiar las relaciones de las entradas y salidas. La válvula de la figura 6 incluye las entradas 1 , 3 y las salidas 2, 4, determinando el cierre de la bola 6, las relaciones de comunicación de las entradas y salidas. En la posición mostrada en la figura 6, la entrada 1 se comunica con la salida 4, y la entrada 3 se comunica con la salida 2. haciendo girar 90° el cierre de la bola 6, entonces la entrada 3 se comunica con la salida 4, y la entrada 1 se com unica con la salida 2, . de este modo, la entrada 1 puede ser colocada de manera selectiva en com unicación con la salida 2 o la salida 4, mientras que la entrada 3 está en comu nicación con cualquiera de las salidas q ue no esté en comun icación con la entrada 1 . La figura 7 es una vista transversal ampliada del cierre de bola 6 para la válvula de cuatro vías de la figura 6. Tal y como se m uestra , el cierre 6 incluye dos núcleos 6a, 6b para proporcionar dos trayectorias de flujo entre las salidas 1 , 3 y las entradas 2, 4, tal y como se explicó anteriormente con referencia a la fig ura 6. Uno de los problemas con dichas válvulas de la técnica anterior es que, con el objeto de acomodar los núcleos 6a, 6b, el tamaño del cierre de bola es g rande. Además, debido al tamaño del cierre de la bola, la torsión requerida para girar la bola también es grande, y el accionador (el aparato que gira u na válvula) debe , por lo tanto, ser dimensionado para que pueda resistir esta torsión . La válvula de flujo convencional de cuatro vías no es deseable por varios aspectos. Primero, debido al tamaño del cierre de bola, los otros componentes de la válvula, tales como el alojamiento, asientos/empaques , vástagos, y en laces deben de ser más grandes, dando como resultado costos más altos de la materia prima. Además, los costos de man ufactu ra mayores se encuentran al formar los diferentes componentes. El tamaño excesivo para un tamaño de núcleo determinado para la válvula de cuatro vías convencional, no solamente da como resultado costos excesivos, sino también, está limitado al tamaño para el cual la válvula puede ser manufacturada de una manera práctica. Por ejemplo, con la adaptación convencional, no es práctico manufacturar válvulas las cuales sean mayores de un diámetro en el núcleo de 15.24 cm (6 pulgadas) a 20.32 cm (8 pulgadas), ya que el tamaño general de la válvula llega a ser excesivamente grande. Como una alternativa para el uso de una válvula de cuatro vías, se pueden utilizar una serie de válvulas y tubería adicional. Por ejemplo, tal y como se ilustra en la figura 8, (en el cual, los números de entrada y salida corresponden a la figura 6 y están designados de una manera similar, con la adición de una décima) , una entrada 1 1 puede alimentar alternadamente las salidas 12, 14 utilizando un par de válvulas 16a, 16b. En particular, cuando la válvula 16a está "activada", y las válvulas 16b y 16c están "apagadas", el flujo pasa desde la entrada 1 1 a la salida 12. Cuando las válvulas 16a y 16d están "apagadas" y la válvula 16a está "activada", el flujo pasa de la entrada 1 1 a la salida 14. De un modo similar, el flujo proveniente de la entrada 13 puede ser alimentado alternadamente a las salidas 12, 14 con el flujo alimentado de 1 3 a 14 cuando la válvula 16c está "activada" y las válvulas 1 6a y 16d están "apagadas", y con el flujo de las entradas 13 y 14 cuando las válvulas 1 6b y 16c están "apagadas" y la válvula 16d está "activada". Como se podrá apreciar fácilmente, por lo tanto, es más complejo y costoso porque se requieren cuatro válvulas y la tubería adicional. Además, el sistema se complica adicionalmente porque requiere un sistema de control, el cual haga girar las válvulas de una manera coincidente a las posiciones activada y apagada. Una dificultad adicional con las válvulas de cuatro vías convencionales reside en proporcionar una adaptación de asiento de las válvulas confiable y durable. El asiento o empaque es una parte que hace contacto con el cierre de bola, de modo que no existan filtraciones (o al menos filtraciones mínimas) alrededor del cierre de la bola (y el flujo pasa solamente a través de los núcleos del cierre sin desviarse del cierre) . Como el cierre de la bola se mueve sobre el asiento conforme está siendo movido en las diferentes posiciones, el asiento se puede desgastar (causando la filtración entre el asiento y el cierre de bola), y particularmente, si la aplicación de la válvula requiere que la válvula sea cambiada de manera repetida (por ejemplo, un millón de ciclos por año). Para minimizar las filtraciones, se puede sostener un empaque de manera hermética contra el cierre de la bola, sin embargo, particularmente con la válvula convencional de cuatro vías grande, entonces, se requiere una torsión grande para mover la válvula, haciendo más difícil controlar la posición y cambiar rápidamente la posición del cierre de bola. Por consiguiente, se necesita una válvula de cuatro vías mejorada. Sumario de la Invención Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar una válvula de cuatro vías mejorada, la cual es relativamente fácil de fabricar y que sea más pequeña que la válvula convencional para un tamaño de núcleo determinado o una capacidad de flujo de la válvula. De acuerdo con la presente invención , se utiliza un cierre de válvula estándar con un par de núcleos que se cruzan que se extienden a través del cierre de bola. Un separador elíptico se proporciona dentro del cierre de bola de modo que los núcleos cruzados forman dos pasos aislados (o trayectorias de flujo), a través del cierre, y por lo tanto, proporcionan un cierre de válvula de cuatro vías. Con esta adaptación, el tamaño del cierre para un diámetro de núcleo determinado es reducido de una manera importante. A modo de ejemplo, con una válvula de cuatro vías de la técnica anterior, como se muestra en la figura 7, la proporción del diámetro de bola al diámetro de núcleo es de aproximadamente 3 a 1 . En otras palabras, una válvula con un núcleo con un diámetro de 15.24 cm (6 pulgadas) requiere de una bola la cual tenga un diámetro de aproximadamente 45.72 cm (18 pulgadas). En contraste, con la presente invención, la proporción del diámetro de la bola al diámetro del núcleo, puede ser reducida a 2 a 1 o menor. Por lo tanto, se puede lograr una válvula con un núcleo de diámetro de 15.24 cm (6 pulgadas) que tenga una bola con un diámetro esférico de aproximadamente 30.48 cm (12 pulgadas) o menor. Como resultado, se reducen los costos de los materiales, no solamente para el cierre de bola, sino también para otros componentes de la válvula, tales como el alojamiento, los asientos, los vastagos, etc., de la válvula. Además, se reduce la torsión requerida para girar la válvula, y por lo tanto, puede ser posible también utilizar un accionador más pequeño u otros medios para girar la válvula. La invención también proporciona una adaptación de empaque/asiento mejorada, en la cual el empaque o asiento es cargado por resorte contra el elemento de cierre. Como resultado, se puede mantener un sello confiable por un número grande de ciclos, tal y como se describirá con mayor detalle más adelante. Breve Descripción de los Dibujos Una apreciación más completa de la presente invención y muchas de las ventajas de la misma, se podrán apreciar a partir de la siguiente descripción detallada, particularmente, cuando es leída en conjunto con los dibujos que la acompañan en los cuales: La figura 1 , es una vista en perspectiva de un elemento de cierre de cuatro vías de la invención; La figura 2, es una vista lateral transversal del cierre de bola de la figura 1 ; La figura 3, es una vista en perspectiva de una forma actual del alojamiento de válvula (o cuerpo de válvula) de la invención con la parte superior removida; La figura 4, es una vista lateral seccional de la válvula de la invención ensamblada; La figura 5, es una vista en perspectiva en corte de la válvula de la figura 4; La figura 6, es una representación esquemática de una válvula convencional de cuatro vías; La figura 7, es una vista transversal del elemento de cierre de la figura 6; y La figura 8, es una representación esquemática de un sistema de flujo en el cual se utilizan válvulas de encendido-apagado, en vez de una válvula de cuatro vías. Descripción Detallada de la Invención Las figuras 1 y 2 ilustran respectivamente vistas en perspectiva y transversales de una forma preferida del elemento de cierre para una válvula de cuatro vías de acuerdo con la presente invención. Como se muestra, se proporcionan cuatro puertos en el cierre de válvula de bola. Con referencia a la figura 2, los puertos incluyen el puerto izquierdo y derecho 20, 22, y los puertos superior e inferior 24, 26. (Para hacer una referencia más fácil se utilizan en la presente descripción los términos izquierdo, derecho, superior e inferior, con respecto a las orientaciones mostrada en los dibujos. Deberá quedar entendido que, cuando son instaladas, las válvulas pueden ser orientadas de manera diferente a las mostradas en los dibujos.) En la modalidad ilustrada en las figuras 1 y 2, el cierre de bola es una bola del tipo de muñón, con los muñones 28, 30 proporcionados en la parte superior e inferior de la bola. Los muñones proporcionan soportes y superficies de soporte para montar de manera giratoria el cierre de bola. Deberá quedar entendido que la presente invención también podría ser utilizada en cierres montados que no son de muñón, o con solamente un muñón. Por ejemplo, en vez de un montaje de muñón en la parte inferior del cierre de la bola, la parte inferior del cierre puede comunicarse directamente con la abertura inferior del alojamiento de la válvula, con un empaque proporcionado para evitar la filtración del flujo de fluido entre el cierre y el alojamiento. El muñón superior también puede ser eliminado, por ejemplo, montando la flecha de la bola (o vástago) a . una placa perforada o un ensamble similar a un rayo, el cual está conectado a la bola en la localización del puerto superior del cierre de bola (de modo que el fluido puede fluir a través del puerto superior 24). Por consiguiente, aunque la modalidad actualmente preferida incluye muñones superior e inferior, deberá quedar entendido que la invención también es aplicable a adaptaciones, las cuales incluyen un solo muñón o no incluyen muñón. Además, aunque actualmente se prefiere un cierre de bolas, también deberá quedar entendido que pueden ser utilizados también los elementos de cierre de otras formas (por ejemplo, cilindricos). En una adaptación mostradas en las figuras 1 y 2, una flecha 34 (la cual también es denominada un "vástago") es conectada al muñón 28 para girar el cierre de bola. Como también se muestra en los dibujos, el muñón superior 28 incluye una pluralidad de aberturas 29. Las aberturas 29 permiten que pase el flujo del puerto 24, a través del muñón 28, saliendo el fluido del muñón por medio de las aberturas 29. El muñón 30 inferior generalmente es cilindrico e incluye una abertura 31 , de modo que el flujo que pase dentro o fuera del puerto 26, fluye a través de la abertura 31 . Se proporciona un separador o divisor 26 para los puertos 22 y 26 de los puertos 20, 24, de modo que se proporcionan dos trayectorias de flujo. En particular, el flujo que entra del puerto 22 saldrá por el puerto 26 (y viceversa dependiendo de la dirección de flujo, es decir el flujo que entra en el puerto 26 saldrá por el puerto 22), mientras que el flujo que entra por el puerto 20 saldrá por el puerto 24 (y viceversa). Como se podrá apreciar, el cierre de válvula es ventajoso comparado con la adaptación de la técnica anterior, por un número de aspectos. Primero, el tamaño de núcleo para un diámetro de bola determinado es significativamente más grande que el núcleo de la adaptación de la técnica anterior. Tal y como se explicó anteriormente, la proporción del diámetro de la bola al diámetro del núcleo puede ser del orden de 2 a 1 o menor, mientras que con la válvula de cuatro vías anterior, se necesitaba un diámetro de la bola aproximadamente 3 veces más grandes que el tamaño del núcleo. Esto no hace solamente una válvula convencional costosas, sino que restringe el tamaño que podría ser manufacturado de manera práctica. Por consiguiente, donde se requiere un flujo o índice de flujo muy grande, la válvula de cuatro vías convencional no podría ser utilizada y serían necesarias soluciones alternativas, por ejemplo, utilizando válvulas plurales, tal y como se explicó anteriormente, con referencia a la figura 8. Sin embargo, la utilización de una serie de válvulas no es deseable debido a que el costo de las válvulas y la tubería asociada no llega a ser el óptimo, y se requiere un sistema de control para operar las válvulas de una manera concertada, lo cual se vuelve muy complejo. Además , como se explicó anteriormente, con una válvula grande de cuatro vías convencional, se encuentran complicaciones adicionales en térm inos de la torsión requerida para g irar la válvula (y por lo tanto, se requiere u n accionador para girar la válvu la) , y d ichos problemas pueden ser demasiado molestos, particu larmente cuando se req uiere una válvula que tenga relaciones de cambio de flujo rápidas y repetidas. U na ventaja adicional de la válvula de acuerdo con la presente invención es q ue es relativamente simple de fabricar. En particular, el cierre de bola 1 8 puede ser formado simplemente por medio de maquinado de dos núcleos cruzados (o si se desea, uniendo una válvula con dos núcleos cruzados) , extendiéndose un núcleo desde el puerto 20 al puerto 22 y extendiéndose el otro núcleo del puerto 24 al p uerto 26. Entonces puede ser insertado el separador 36 dentro del cierre, de modo que se extiende a lo ancho del cruce de los n úcleos para separar los puertos de cada núcleo y formar dos trayectorias de flujo. En una forma presente, el separador 36 es una placa la cual es fijada dentro del cierre de bola 1 8, por ejemplo, por medio de soldadu ra. En la modalidad mostrada en las figuras 1 y 2, el separador 36 es una placa elíptica . Haciendo referencia ahora a la figura 3, se ilustra un alojamiento para el cierre de las figuras 1 y 2, con la parte superior del alojamiento removida. El alojamiento incluye cuatro abertu ras, 40, 42, 44 y 46 para permitir el paso del flujo para los cuartos puertos del cierre de bola. (Como se explicó anteriormente, la parte superior del alojamiento incluye una quinta abertura, la cual no es un paso de flujo, pero la cual recibe el muñón superior del elemento de cierre). Por ejemplo, el alojamiento puede ser formado de acero al carbón. En la adaptación de la figura 3, el alojamiento es formado de placas de acero soldadas, sin embargo, deberá quedar entendido que el alojamiento puede tener diferentes formas, por ejemplo, siendo fundido al alojamiento y teniendo una forma diferente que la que se muestra en la figura 3. El muñón inferior 30 se asienta dentro de la abertura del fondo 46 de modo que el flujo que pasa a través del puerto 26 y la abertura del muñón 30 también pasa a través de la abertura 46. El flujo que pasa a través del puerto superior 24 del cierre de bola 18 pasa a través de las aberturas 29 y entonces dentro del alojamiento de la válvula misma, (en el espacio entre el elemento de cierre y el alojamiento). Como las otras aberturas están selladas (como se describirá con mayor detalle más adelante) el flujo que sale de las aberturas 29 y dentro del alojamiento sale a través de la abertura 44. La figura 4, es una vista transversal de una válvula ensamblada, mientras que las figuras 5 es una vista en corte de la válvula ensamblada. Como se explicó anteriormente, el alojamiento de la figura 3, tiene removida su parte superior. La parte superior es ilustrada con el número 50 en la figura 4, e incluye una abertura la cual recibe el muñón 28. El muñón (y por lo tanto, el cierre de bola) es montado de este modo, de manera rotatoria con respecto al alojamiento, con las superficies de soporte 28a (ver figuras 1 y 2) en contacto deslizable con la parte superior del alojamiento 50. Dentro del espacio 52 entre la parte superior del alojamiento y las superficies de soporte 28a, se puede colocar un empaque adecuado, tal como un anillo-O, para evitar la filtración a través de la parte superior 50 del alojamiento. Como se muestra en el dibujo, el fluido que entra del lado derecho del alojamiento pasará dentro del puerto 22 del cierre 1 8, y luego saldrá a través del puerto 26 del cierre y a través de la abertura 31 del muñón 30, de modo que el flujo sale del fondo de la válvula (o el flujo puede ser en una dirección opuesta). El flujo que entra desde el lado izquierdo del alojamiento entra en el puerto 20 y luego fluye hacia arriba hasta que sale en el puerto 24 y las aberturas 29 del muñón superior 28. El flujo que pasa fuera de las aberturas 29 fluye entonces dentro del alojamiento en el espacio entre el cierre de bola y el alojamiento, y luego el flujo sale por la abertura 44 (ver figura 3) del alojamiento. Por supuesto, se conecta una tubería adecuada a cada una de las aberturas del alojamiento de la válvula. Como se observó anteriormente, la abertura 44 no está sellada con respecto al elemento del cierre de la válvula, sino en vez de ello, la abertura 44 se comunica con un espacio entre el alojamiento y el elemento de cierre, de modo que el flujo que sale de las aberturas del muñón 29 pasará a través del espacio entre el cierre y el alojamiento y saldrá a través de la abertura 44 (o viceversa, dependiendo de la dirección del flujo). El elemento de cierre 1 8 es sellado con respecto a las aberturas restantes para evitar la filtración del fluido dentro del cuerpo de la válvula o alrededor del elemento de cierre. Como se observó anteriormente, el muñón superior está sellado con respecto a la parte superior del alojamiento 50, por ejemplo, por el empaque de anillo-0 52. De un modo similar, la abertura del fondo 46 (figura 3) del alojamiento está sellada con respecto al muñón 30 por medios adecuados, tales como un empaque de anillo-0 en el espacio mostrado con el número 54. Similar al montaje del muñón superior, el muñón inferior 30 es recibido de manera rotatoria en la abertura del fondo del alojamiento, con las superficies de soporte 30a (figura 1 y 2) en un contacto deslizable con la superficie del fondo del alojamiento en la abertura del alojamiento 46. Los muñones superior e inferior 28, 30 pueden ser conectados al elemento de cierre en los puertos respectivos 24, 26, por ejemplo, por medio de soldadura. Aunque los sellos alrededor de los muñones superior e inferior son relativamente fáciles de lograr, por ejemplo, los empaques de am'llo-O que proporcionan un sello durable al cierre de bola y alrededor de los puertos 20, 22, pueden ser más complicados. En particular, el empaque en el elemento de cierre está provisto sobre una superficie esférica (por ejemplo, en donde el cierre es un cierre de bola), lo cual mueve a lo ancho el cierre repetidamente, y el cual puede estar sujeto a fuerzas asociadas con el flujo del fluido. En ciertas aplicaciones, la válvula podría pasar por un millón de ciclos o más por año (por ejemplo, cambios de posiciones) Por lo tanto, se desea proporcionar una adaptación de empaque la cual sea durable, de modo que las filtraciones sean minimizadas a pesar de los ciclos repetidos de la válvula. En la adaptación mostrada en la figura 4, se proporciona un ¦ ensamble de empaque cargado por resorte en los lados izquierdo y derecho del cierre de bola. Debido a que los ensambles de empaque son los mismos en los lados izquierdo y derecho, se utilizaron por razones de simplicidad, los mismos números de referencia. Los sellos se muestran con el número 60, y están colocados dentro de un cilindro o manguito rebordeado 62. a modo de ejemplo, los empaque pueden ser formados de polietileno de alta densidad, y el cilindro rebordeado 62 puede ser de acero inoxidable. El cilindro rebordeado 62 proporciona una colocación apropiada para el empaque 60, y también proporciona una buena superficie de deslizamiento para un sujetador de resorte 64. El sujetador de resorte 64 es un elemento similar a un disco anular que tiene una pluralidad de aberturas o escalones 66 en el mismo para recibir los resortes, tales como resortes helicoidales. Por ejemplo, se pueden distribuir ocho recesos 66 alrededor de la periferia del sujetador de resorte 64 para acomodar ocho resortes. El sujetador de resorte 64 es deslizable a lo largo del cilindro rebordeado 62, y por lo tanto, también debe de tener una superficie exterior que proporcione una buena superficie de deslizamiento con la superficie interior del cilindro rebordeado 62. Por ejemplo, el sujetador de resorte 64 puede ser formado de acero inoxidable, con un manguito o anillo de polietileno colocado alrededor del sujetador de resorte para el contacto desiizable con el cilindro rebordeado 62. Opcionalmente, se puede proporcionar de manera adicional un anillo-O entre el sujetador de resorte 64 y el empaque 60 (en la periferia exterior del sujetador de resorte) para evitar adicionalmente la filtración. Las bridas 68 se encuentran sujetadas al exterior del alojamiento, el cual proporciona sitios de montaje para las bridas de los tubos de conexión a la válvula. El montaje de las bridas 68 al alojamiento, ocasiona cargas sobre los resortes (los cuales se extienden entre el sujetador de resorte 64 y las bridas 68). Una vez que las bridas 68 son montadas y los resortes cargados, el sujetador de resorte 64 (el cual está en contacto desiizable con el cilindro de rebordeado 62) a su vez, es impulsado contra los empaques 60 de modo que se asegura un sellado hermético contra el cierre de bola 18. Esta adaptación es ventajosa por un número de aspectos..La carga por resorte asegura que se mantenga un sellado hermético contra el cierre de bola. Debido a que ei sujetador de resorte 64 está montado de manera desiizable, aún en el caso de que ocurra el desgaste, se mantiene un sellado hermético, ya que el sujetador de resorte 64 se puede mover hacia el cierre de bola y continuar impulsando el empaque 60 con el cierre de bola. También deberá quedar entendido que se pueden utilizar ensambles de empaque alternativos con las válvulas de cuatro vías de la invención , sin embargo, el uso de un ensamble de empaque cargado por resorte es el preferido actualmente para asegurar un sellado hermético por un número grande de ciclos de la válvula. También deberá quedar entendido que, aunque el ensamble de válvula descrito anteriormente es utilizado de manera provechosa con una válvula de cuatro vías de la invención, también podría ser utilizado con otros tipos de válvulas. En lo que respecta a los otros elementos de las figuras 4 y 5, se muestra con el número 70 un soporte de montaje, y puede ser utilizado para montar cualesquiera medios que sean utilizados para hacer girar la válvula por medio de la flecha 34 (por ejemplo un accionador, motor, etc.) . Se proporcionan los tornillos 72 para sujetar la parte superior al resto del alojamiento, sin embargo, también se podrían utilizar otros medios de sujeción. Como se muestra también en la figura 5, las bridas 68, incluyen dos conjuntos de aberturas 74, 76. Un conjunto de aberturas 74 es utilizado para sujetar las bridas 68 del alojamiento de la válvula (por lo tanto, cargando resortes de los ensambles de empaque) , mientras que el otro conjunto de aberturas 76 es utilizado para montar una brida de tubo a la brida de alojamiento de la válvula 68 y montar la tubería necesaria para la válvula. En la presente adaptación, las aberturas 74 no están roscadas. Los sujetadores son insertados en las aberturas 74 y atornillados en las aberturas roscadas proporcionadas en las paredes del alojamiento. Durante la operación , la válvula tal y como se explicó en esta descripción puede proporcionar el cambio o alternación rápida del flujo del fluido en un sistema determinado. Por ejemplo, en la posición de la figura 4, el puerto 20 del cierre de bola está en comunicación con la abertura del lado izquierdo del alojamiento (la abertura 40 de la figura 3) y el fluido que entra por el lado izquierdo del alojamiento pasará entonces a través del puerto 20 al puerto 24 y luego a través de las aberturas 29 del muñón 28, de modo que el flujo sale a través de la abertura 44 (figura 3). Cuando el cierre de bola es girado 1 80° de la posición de la figura 4, el puerto 22 está entonces en comunicación con la abertura del lado izquierdo del alojamiento, de modo que el fluido que entra por el lado izquierdo del alojamiento sale a través del puerto 26 y luego a través de la abertura inferior del alojamiento (abertura 46 de la figura 3). De un modo similar, en la posición mostrada en la figura 4, el puerto 22 está en comunicación con la abertura del lado derecho del alojamiento de modo que el flujo que entra de la derecha sale a través del puerto 26 y sale a través de la parte inferior del alojamiento. Sin embargo, cuando la válvula es girada 1 80° de la posición mostrada en la figura 4, el puerto 20 está en comunicación con la abertura del lado derecho del alojamiento, de modo que el flujo que entra por el lado derecho del alojamiento pasa desde el puerto 20, a través del puerto 24 y las aberturas 29 y luego pasa a través del espacio entre el cierre de bola y el alojamiento de la válvula para salir por la abertura 44 del alojamiento. Como se podrá apreciar, una válvula de cuatro vías de acuerdo con la presenté invención puede ser utilizada para un amplio número de aplicaciones. Dependiendo del diseño del sistema o las presiones de flujo encontradas, un puerto particular podría ser una entrada para una posición de la válvula, y una salida para otra posición de la válvula. Alternativamente, el fluido podría ser alimentado solamente a una entrada de modo que la válvula sea utilizada esencialmente para cambiar la trayectoria del flujo para ese fluido. Como una alternativa adicional, la válvula de cuatro vías puede ser utilizada para invertir un flujo. Por ejemplo, un fluido puede ser alimentado dentro del puerto 22, de modo que fluya al puerto 26 en la posición mostrada en la figura 4. Se puede conectar una bomba al lado izquierdo de la válvula de modo que cuando la válvula es girada 180° de la posición mostrada en la figura 4, el fluido el cual fluyó del puerto 22 a la salida 26 es bombeado entonces desde el puerto 26 al puerto 22. Todo lo anterior es únicamente a modo de ejemplo, y la válvula de cuatro vías de la presente invención puede ser utilizada en una variedad de aplicaciones. Como se observó anteriormente, aunque ha sido descrita en este documento una forma particular de la presente invención, por ejemplo, con el elemento de cierre como un elemento de cierre de bola que tiene un par de montajes de muñón, la invención no está limitada a la adaptación ilustrada específicamente. Por ejemplo, el cierre podría ser provisto en diferentes formas, por ejemplo, con un elemento de cierre cilindrico. Además, en lugar del uso de un par de montajes de muñón, se podría proporcionar un solo montaje de muñón en cualquiera de la parte superior o inferior del elemento de cierre, o el cierre de bola podría estar montado sin el uso de los muñones.
Obviamente, son posibles numerosas modificaciones y variaciones a la luz de las enseñanzas anteriores. Por lo tanto, deberá quedar entendido que, dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, la presente invención puede ser practicada de otro modo diferente al aquí descrito específicamente.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES 1 . Una válvula que comprende: un elemento de cierre que tiene un primer, segundo, tercer y cuarto puerto; un alojamiento que tiene una primera, segunda, tercera y cuarta aberturas; en donde se proporciona un espacio dentro del alojamiento entre el elemento de cierre y el alojamiento, y en donde la primera abertura del alojamiento y el primer puerto del elemento de cierre están en comunicación con el espacio, de modo que el fluido que fluye a través del primer puerto del elemento de cierre fluya a través del espacio a través de la primera abertura del alojamiento. 2. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 1 , la cual incluye además un muñón montado a dicho elemento de cierre en el primer puerto, incluyendo el muñón al menos una abertura en comunicación con el espacio, de modo que el fluido que fluye a través del primer puerto del elemento de cierre fluya a través de la abertura, dicho espacio, y dicha primera abertura del alojamiento. 3. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 2, en donde el alojamiento incluye una quinta abertura la cual recibe dicho muñón. 4. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 3, en donde la válvula incluye un segundo muñón conectado al elemento de cierre en el segundo puerto, y en donde la segunda abertura del alojamiento recibe el segundo muñón . 5. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 1 , la cual incluye además un muñón montado al elemento de cierre en el segundo puerto y en donde el muñón es recibido en la segunda abertura del alojamiento. 6. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 1 , en donde el elemento de cierre es movible entre una primera y una segunda posiciones, y en donde la primera posición: (a) el primer puerto del elemento de cierre está en comunicación con la primera abertura del alojamiento; (b) el segundo puerto del elemento de cierre está en comunicación con la segunda abertura del alojamiento; (c) el tercer puerto del elemento de cierre está en comunicación con la tercera abertura del alojamiento; y (d) el cuarto puerto del elemento de cierre está en comunicación con la cuarta abertura del alojamiento; en donde en la segunda posición : (e) el segundo puerto del elemento de cierre está en comunicación con la primera abertura del alojamiento; (f) el segundo puerto del elemento de cierre está en comunicación con la segunda abertura del alojamiento; (g) el tercer puerto del elemento de cierre está en comunicación con la cuarta abertura del alojamiento; y (h) el cuarto puerto está en comunicación con la tercera abertura del alojamiento. 7. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 6, en donde el elemento de cierre comprende un elemento de cierre de bola que tiene un primer núcleo que forma un primer y segundo puerto, y un segundo núcleo que forma un segundo y tercer puerto, y en donde el primer núcleo y el segundo núcleo se cruzan en un cruce, el elemento de bola incluye además un separador que se extiende a lo ancho del cruce de modo que el separador aisla el primer puerto del segundo puerto y el separador aisla el tercer puerto del cuarto puerto, en donde una primera trayectoria de flujo a través del elemento de cierre se extiende desde el primer puerto al tercer puerto y una segunda trayectoria de flujo a través del elemento de cierre se extiende del segundo puerto al cuarto puerto. 8. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 1 , la cual incluye además un ensamble de empaque, comprendiendo el ensamble de empaque: (a) un elemento de empaque para proporcionar un empaque entre el elemento de cierre y el alojamiento; (b) un manguito para sujetar el elemento de empaque; (c) al menos un resorte; (d) un sujetador de resorte montado de manera deslizable dentro del magüito para sujetar al menos un resorte; y (e) una brida que se puede montar de manera removible sobre el alojamiento alrededor de la primera abertura, y en donde cuando la brida es montada sobre el alojamiento el resorte y el sujetador de resorte son colocados entre el empaque y la brida y el resorte está bajo compresión de modo que una fuerza del resorte impulsa el empaque contra el elemento de cierre. 9. Una válvula la cual comprende: un elemento de cierre que tiene un primer núcleo que se extiende a través de la misma para formar un primer y segundo puertos, el elemento de cierre incluye además un segundo núcleo que se extiende a través del mismo para formar el tercero y cuarto puertos, y en donde el primer núcleo y el segundo núcleo se cruzan en un cruce; el elemento de cierre incluye además un separador que se extiende a lo ancho del cruce de modo que el primer puerto es aislado del segundo puerto, y el tercer puerto es aislado del cuarto puerto, en donde la primera trayectoria de flujo a través del elemento de cierre se extiende desdé el primer puerto hasta el tercer puerto, y una segunda trayectoria de flujo a través del elemento de cierre se extiende desde el segundo puerto al cuarto puerto; y un alojamiento dentro del cual está colocado el elemento de cierre, incluyendo el elemento una primera, segunda, tercera y cuarta aberturas, para proporcionar los pasos del fluido a través del alojamiento para el primer, segundo, tercero y cuarto puertos. 1 0. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 9, en donde el elemento de cierre es un elemento de cierre de bola, el primer núcleo y el segundo núcleo son cilindricos, y el separador es elíptico. 1 1 . Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 10, en donde el elemento de cierre de bola incluye un primer muñón y un segundo muñón para montarlos de manera rotatoria al elemento de cierre de bola, y en donde el alojamiento incluye además una quinta abertura la cual recibe el primer muñón, y en donde la segunda abertura del alojamiento recibe el segundo muñón. 12. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 1 1 , en donde el primer muñón es montado al elemento de cierre de bola en el primer puerto, incluyendo el primer muñón al menos una abertura la cual está en comunicación en el espacio dentro del alojamiento con espacio entre el cierre de bola y la superficie interior del alojamiento, y en donde además la primera abertura del alojamiento está en comunicación con el espacio de modo que el fluido que fluye a través del primer puerto fluye a través de al menos una abertura, a través del espacio y a través de la primera abertura del alojamiento. 13. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 12, en donde el segundo muñón está montado al elemento de cierre de bola en el segundo puerto y además en donde el segundo muñón incluye una abertura de modo que el fluido que fluye a través del segundo puerto fluye a través de la abertura del segundo muñón y a través de la segunda abertura del alojamiento. 14. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 13, en donde el elemento de cierre de bola es rotatorio entre la primera y segunda posiciones, y en donde en la primera posición el tercer puerto del elemento de cierre de bola está en comunicación con la tercera abertura del alojamiento y el cuarto puerto del elemento de cierre de bola está en comunicación con la cuarta abertura del alojamiento; y en la segunda posición el tercer puerto del elemento de cierre de bola está en comunicación con la cuarta abertura del alojamiento y el cuarto puerto del elemento de cierre de bola está en comunicación con la tercera abertura del alojamiento. 15. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 9, la cual incluye además un ensamble de empaque, comprendiendo el ensamble de empaque: (a) un elemento de empaque para proporcionar un sello entre el elemento de cierre y el alojamiento; (b) un manguito para sujetar el elemento de empaque; (c) al menos un resorte; (d) un sujetador de resorte montado de manera deslizable dentro del manguito para sujetar al menos un resorte; y (e) una brida que se puede montar de manera removible sobre el alojamiento alrededor de dicha al menos una abertura, y en donde cuando la brida está montada sobre el alojamiento, el resorte y el sujetador de resorte están colocados entre el empaque y la brida y el resorte está bajo compresión de modo que una fuerza del resorte impulsa el empaque contra el elemento de cierre. 16. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 9, en donde el elemento de cierre es movible entre una primera y una segunda posiciones, y en donde en la primera posición: (a) el primer puerto del elemento de cierre está en comunicación con la primera abertura del alojamiento; (b) el segundo puerto del elemento de cierre está en comunicación con la segunda abertura del alojamiento; (c) el tercer puerto del elemento de cierre está en comunicación con la tercera abertura del alojamiento; y (d) el cuarto puerto del elemento de cierre está en comunicación con la cuarta abertura del alojamiento; y en donde la segunda posición: (e) el primer puerto del elemento de cierre está en comunicación con la primera abertura del alojamiento; (f) el segundo puerto del elemento de cierre está en comunicación con la segunda abertura del alojamiento; (g) el tercer puerto del elemento de cierre está en comunicación con la cuarta abertura del alojamiento; y (h) el cuarto puerto está en comunicación con la tercera abertura del alojamiento. 1 7. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 16, en donde un vástago está conectado al elemento de cierre para hacer girar el elemento de cierre de la primera posición a la segunda posición , y en donde en la primera posición está a 180° de la segunda posición. 18. Una válvula tal y como se describé en la reivindicación 16, la cual incluye además un muñón para montar de manera rotatoria el elemento de cierre, estando montado el muñón al elemento de cierre en el primer puerto, incluyendo el muñón por lo menos una abertura la cual está colocada dentro del alojamiento, y en donde el primer puerto del elemento de cierre se comunica con la primera abertura del alojamiento por medio de al menos la abertura del muñón en un espacio dentro del alojamiento entre el alojamiento y el elemento de cierre. 1 9. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 18, en donde el alojamiento incluye además una quinta abertura que recibe el muñón. 20. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 19, la cual incluye además un segundo muñón montado al elemento de cierre en el segundo puerto. 21 . Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 20, en donde la segunda abertura del alojamiento recibe el segundo muñón. 22. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 18, en donde el elemento de cierre es un elemento de cierre de bola. 23. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 16, la cual incluye además un par de empaques los cuales hacen contacto con el elemento de cierre alrededor del tercero y cuarto puertos cuando la válvula está en la primera posición y la segunda posición. 24. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 23, la cual incluye además una pluralidad de resortes para impulsar un par de empaques contra el elemento de cierre. 25. Una válvula la cual comprende: un elemento de cierre rotatorio; un alojamiento que tiene por lo menos una abertura; y un ensamble de empaque comprendiendo el ensamble de empaque: (a) un elemento de empaque para proporcionar un sello entre el elemento de cierre y el alojamiento; (b) un manguito para sujetar el elemento de empaque; (c) por lo menos un resorte; (d) un sujetador de resorte montado de manera deslizable dentro del manguito para sujetar dicho al menos un resorte; y (e) una brida que se puede montar de manera removible sobre el alojamiento alrededor de por lo menos una abertura, y en donde cuando la brida está montada sobre el alojamiento el resorte y el sujetador de resorte están colocados entre el sello y la brida, y el resorte está bajo compresión de modo que una fuerza del resorte impulsa el empaque contra el elemento de cierre. 26. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 25, en donde el sujetador de resorte incluye una pluralidad de recesos los cuales sujetan una pluralidad de resortes. 27. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 25, en donde el elemento de cierre es un elemento de cierre de bola que tiene un núcleo que forma dos puertos, y en donde el alojamiento incluye dos aberturas, y además en donde el ensamble de empaque es proporcionado en cada una de las dos aberturas del alojamiento. 28. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 25, en donde el elemento de cierre incluye un primer, segundo, tercero y cuarto puertos, y además en donde el alojamiento incluye un primer, segundo, tercero y cuarto puertos, y además, en donde el elemento de cierre puede girar entre una primera y una segunda posiciones, y en donde la primera posición: (a) el primer puerto del elemento de cierre está en comunicación con la primera abertura del alojamiento; (b) el segundo puerto del elemento de cierre está en comunicación con la segunda abertura del alojamiento; (c) el tercer puerto del elemento de cierre está en comunicación con la tercera abertura del alojamiento; y (d) el cuarto puerto del elemento de cierre está en comunicación con la cuarta abertura del alojamiento; y en donde la segunda posición: (e) el primer puerto del elemento de cierre está en comunicación con la primera abertura del alojamiento; (f) el segundo puerto del elemento de cierre está en comunicación con la segunda abertura del alojamiento; (g) el tercer puerto del elemento de cierre está en comunicación con la cuarta abertura del alojamiento; y (h) el cuarto puerto está en comunicación con la tercera abertura del alojamiento. 29. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 28, en donde el elemento de cierre incluye un muñón para el montaje rotatorio del elemento de cierre, estando conectado el muñón al elemento de cierre en el primer puerto, y en donde el alojamiento incluye además una quinta abertura que recibe el muñón. 30. Una válvula tal y como se describe en la reivindicación 29, la cual incluye además un segundo muñón conectado al elemento de cierre en el segundo puerto, en donde el segundo muñón es recibido en la segunda abertura del alojamiento.
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