MXPA05014026A - Tapon de valvula de multiples materiales para operacion a alta temperatura. - Google Patents

Abstract

Se describe un ensamble de valvula con un tapon de valvula de multiples componentes (21). El uso de multiples materiales en la construccion del tapon de valvula proporciona diferentes velocidades de expansion termica en las direcciones, axial y radial, permitiendo asi que el tapon de valvula tenga caracteristicas de expansion termica que se adaptan cercanamente a aquellas de los componentes en los cuales coopera. Especificamente, la expansion termica radial del extremo aguas abajo (19) del tapon se adapta cercanamente a aquella del componente retenedor (36) que recibe el extremo aguas abajo del tapon. La expansion termica radial del extremo aguas arriba (31) del tapon se adapta cercanamente a aquella de la celda (43) y el anillo de asiento (41) para permitir que el tapon cierre o se asiente de manera apropiada cuando la valvula esta en la posicion termica axial que se adapta cercanamente a aquella del retenedor de celda, celda o cuerpo de valvula dependiendo del diseno de valvula.

Description

- 1 - TAPON DE VÁLVULA DE MÚLTIPLES MATERIALES PARA OPERACIÓN A ALTA TEMPERATURA CAMPO TÉCNICO Se describe un nuevo ensamble de válvula para alta temperatura y, más específicamente, se describe un ensamble de válvula con un obturador de válvula de componentes múltiples, que debido al uso de los materiales múltiples en su construcción, provee diferentes tasas de dilatación térmica en dirección axial y en dirección radial. En una modalidad, las tasas de dilatación térmica axial para el obturador de válvula pueden diferir también en los extremos próximo y distal del obturador de la válvula, además de las diferencias en las tasas de dilatación térmica en direcciones axial y radial.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA RELACIONADA Se usan comúnmente válvulas para controlar las características de flujo de un fluido. Una válvula convencional incluye un cuerpo de válvula que define una entrada, una salida y una trayectoria de flujo de fluido que se extiende entre la entrada y la salida. Un elemento estrangulador, tal como un obturador, está dispuesto en la trayectoria para controlar el flujo de fluido. Un vástago conecta el obturador de válvula con un accionador, que - 2 -mueve el obturador de válvula hacia la trayectoria de flujo y fuera de ella. Una válvula convencional puede incluir una jaula que se extiende a través de la trayectoria de flujo de fluido, y que tiene orificios o aberturas formados en ella. El obturador tiene una superficie exterior con dimensiones que ajusten apretadamente dentro de una pared cilindrica interna de la jaula. Como resultado, el obturador es deslizable dentro de la jaula entre una posición cerrada, en la que el obturador obstruye los orificios, y una posición abierta en la que el obturador está liberando por lo menos una porción de los orificios. También puede estar colocado el obturador entre las posiciones completamente abierta y cerrada, para controlar el caudal de flujo de fluido a través de la jaula. En una posición totalmente abierta, el extremo corriente abajo o próximo del obturador de válvula puede ser recibido en un retenedor, que puede ser parte del ensamble de jaula, la tapa de válvula o el cuerpo de válvula. Para efectuar un sello entre el obturador y la jaula se puede disponer un anillo de asiento en el extremo corriente arriba o de entrada de la jaula. El anillo de asiento provee una superficie de asiento para un asiento dispuesto en un extremo distal o corriente arriba del obturador de válvula. La combinación del asiento en el émbolo de la válvula y ia superficie de asiento en el anillo de asiento, define lo que se conoce como punto de asentamiento para la válvula. De manera similar, para efectuar un sello entre el - 3 -extremo próximo o corriente arriba del obturador de válvula y el retenedor de jaula, el extremo próximo del obturador de válvula, también incluye típicamente cierta clase de asiento o superficie para acoplarse con el retenedor de jaula. Para las válvulas usadas en operaciones a alta temperatura, por ejemplo, la transferencia de vapor sobrecalentado, el asiento del obturador de válvula y el anillo de asiento dispuesto en el extremo corriente arriba de la jaula se pueden fabricar de metal, debido a la imposibilidad de que los sellos poliméricos resistan dichas temperaturas elevadas. Adicionalmente, el cuerpo de válvula, la jaula y el cuerpo de obturador o el tubo separador del obturador también son fabricados típicamente de metal, por ejemplo, aceros de aleación y aceros inoxidables. Un problema asociado con dichas válvulas de alta temperatura está relacionado con la dilatación térmica de las diversas partes cuando las válvulas son usadas a temperaturas de operación elevadas. Típicamente, el material usado para construir el cuerpo de válvula, tal como un acero de aleación, no tendrán la misma tasa de dilatación térmica que las partes de punto de asiento, es decir, el cuerpo de obturador, los anillos de asiento, la jaula y el anillo de asiento, que pueden ser fabricados de diferentes aleaciones de acero o aceros inoxidables. Así pues, como un ensamble de válvula metálica opera a altas temperaturas, las dimensiones críticas de los diversos componentes cambiarán y la válvula puede no abrir ni sellar apropiadamente, o la propiedad de - 4 -estrangulamiento. Como resultado la válvula no funciona bien, y el vástago de válvula puede tener tendencia a romperse prematuramente y/o a otras fallas. Una solución a este problema de dilatación térmica sería fabricar todos los componentes del mismo material. Sin embargo, para válvulas grandes, que operan a más de 537°C (1,000°F), dicha estrategia no es práctica. Para la inhibición de la corrosión, mantenimiento reducido y cuestiones de fabricación, de preferencia la jaula se fabrica de acero inoxidable. Por consideraciones de costo el cuerpo de válvula grande de preferencia es fabricado de un acero de aleación de menor costo. Dependiendo del diseño particular, a temperaturas altas, la expansión axial de un ensamble de válvula es dominado por el cuerpo de válvula y la dilatación radial del ensamble de válvula es dominado por la jaula, el cuerpo de obturador y el retenedor de jaula, si se emplea una estructura retenedora. Por lo tanto, hay necesidad de un ensamble de válvula mejorado, mediante el cual se dilata el obturador de válvula axialmente de la misma manera que el cuerpo de válvula y radialmente de la misma manera que la jaula y el retenedor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Para satisfacer las necesidades mencionadas arriba se describe un obturador de válvula mejorado para la operación a alta - 5 -temperatura. Se fabrica el obturador de válvula de múltiples materiales que permite que el obturador de la válvula tenga un régimen de dilatación térmica axial que es diferente del régimen de dilatación térmica radial del obturador. Adicionalmente, en un refinamiento, el extremo dista! o corriente arriba del obturador de válvula se puede dilatar radialmente a un régimen diferente que la dilatación radial del extremo corriente abajo o extremo próximo del obturador de válvula. En otro refinamiento, también se describen ensambles mejorados de válvula para alta temperatura. En una modalidad se provee un ensamble de jaula de dos piezas, que está conectado al cuerpo de válvula. El componente de jaula corriente abajo o próximo, o retenedor de jaula, está conectado a un componente corriente arriba, conocido como jaula. Se puede fabricar el retenedor de jaula de un acero de aleación, mientras que la jaula se fabrica de preferencia de un acero inoxidable, tal como un acero inoxidable austenítico. El obturador de válvula comprende un tubo separador que tiene un extremo próximo o corriente abajo conectado a un anillo de guía próximo y un extremo distal o corriente arriba, conectado a un anillo de guía distal. El anillo de guía próximo está fabricado de material que tiene un coeficiente de dilatación térmica (CTE, acrónimo por su designación en inglés Coefficient of Thermal Expansión) que se aproxima al del material usado para fabricar el retenedor de jaula. Adicionalmente el anillo de guía distal es fabricado de un material que tiene un CTE que se aproxima al del - 6 -material usado para fabricar la jaula. Finalmente, se fabrica el tubo separador de un material que tiene un CTE que se aproxima al del material usado para fabricar el cuerpo de válvula. En una modalidad, se provee una construcción de jaula de una sola pieza, sin un componente retenedor separado y, por lo tanto, el anillo de guía próximo y el anillo de guía distal son fabricados de un material que tenga un CTE que se aproxime al del material usado para fabricar el componente de jaula de una sola pieza, y se fabrica el tubo separador de un material con un CTE que se aproxime al del cuerpo de válvula. En otra modalidad, la tapa de válvula del ensamble de válvula forma un retenedor de jaula al que está conectada una estructura de jaula. El anillo de guía próximo o corriente abajo, y el tubo separador son fabricados de materiales que tienen un CTE que se aproxima al del material usado para fabricar la tapa de válvula, mientras que el anillo de guía distal o corriente arriba es fabricado de un material que tiene un CTE que se aproxima al del material usado para fabricar la jaula. De manera similar, en otra modalidad, si el retenedor de jaula es parte integral del cuerpo de válvula, el tubo separador y la guía próxima son fabricados de materiales que tienen un CTE que se aproxima al del material usado para fabricar el cuerpo de válvula, mientras que el anillo de guía distal o corriente arriba se fabrica del material que tiene un CTE similar al del material usado para fabricar la jaula. - 7 - De tal manera, se provee un número de ensambles de válvula mejorados y un número de diseños de obturador de válvula, mediante los cuales se igualan la dilatación radial del extremo próximo o corriente abajo del obturador de válvula, la dilatación axial del obturador de válvula y la dilatación radial del extremo distal o corriente arriba del obturador de válvula, a fin de simular la de la jaula, del retenedor de jaula, de la tapa de válvula o de los componentes del cuerpo de válvula con los que interactúan durante la operación. Otros aspectos y ventajas de las válvulas y los obturadores de válvula descritos serán aparentes para quienes tengan experiencia en la materia, a partir de la siguiente descripción detallada y de los dibujos anexos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Se ilustran más o menos diagramáticamente las modalidades descritas de la presente invención, en los siguientes dibujos, en los cuales: La figura 1 es una vista en sección de un ensamble de válvula hecho de acuerdo con esta descripción, que ilustra una jaula de dos piezas así como un obturador de válvula de componentes múltiples. La figura 2 es una vista ampliada, en sección, del obturador de válvula mostrado en la figura 1. - 8 - La figura 2A es una vista ampliada, en sección parcial, del anillo de guía corriente abajo o próximo del obturador de válvula mostrado en la figura 2. La figura 3 es una vista ampliada en sección parcial, del ensamble de válvula mostrado en la figura 1. La figura 4 es un obturador de válvula alternativo, hecho de acuerdo con esta descripción. La figura 5 es otro obturador de válvula alternativo, hecho de conformidad con esta descripción. La figura 6 es una vista en sección del ensamble de jaula de dos piezas, del ensamble de válvula que está mostrado en la figura 1; y La figura 7 es una vista en sección del cuerpo de válvula del ensamble de válvula mostrado en la figura 1. Se debe entender que los dibujos no están necesariamente a escala y que las modalidades están ilustradas mediante símbolos gráficos, líneas interrumpidas, representaciones diagramáticas y vistas fragmentarias. En determinados casos, los detalles que no son necesarios para que se comprendan las válvulas descritas o que hacen que otros detalles sean difíciles de percibir, pueden haber sido omitidos. Por supuesto, se debe entender que esta descripción no está limitada a las modalidades particulares ilustradas aquí.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES - 9 - ACTUALMENTE PREFERIDAS La figura 1 ilustra una válvula 10 que incluye un cuerpo de válvula 11, diseñado para operar a alta temperatura. El cuerpo de válvula 11 define una entrada 12, una salida 13 y una tercera abertura 14, que está cubierta con una tapa de válvula 15, que está conectada al cuerpo de válvula 11 por medio de una pluralidad de sujetadores mostrados en 16. La tapa de válvula 15 incluye un pasaje axial 17 que acomoda deslizablemente un vástago 18 que, a su vez, está conectado a un extremo corriente abajo o extremo próximo 19 de un ensamble 21 de obturador de válvula. El vástago 18 está conectado a un accionador (no mostrado) para abrir y cerrar la válvula 10. Con referencia conjuntamente a las figuras 1 a 3, el ensamble 21 de obturador de válvula comprende un tubo separador 22 que incluye el extremo próximo 19 o corriente abajo, y una porción 23 de cuerpo generalmente cilindrica, que termina en un extremo distal 24 o corriente arriba abierto. El extremo próximo 19 incluye una abertura 25 para conexión al vástago 18 (véase la figura 1) y una pluralidad de aberturas pasantes mostradas en 26, que permite que se iguale la presión a ambos lados del extremo próximo 19 del tubo separador 22. El extremo próximo 19 del tubo separador 22 incluye un rebajo 27 que acomoda un anillo de guía próximo 28. Además, el extremo distal 24 o corriente arriba del tubo separador 22 incluye también un rebajo 29, que acomoda similarmente un anillo - 10 -de guía 31 distal o corriente arriba. Como se puede ver en la figura 2A, el rebajo 27 incluye uno o más canales roscados, mostrados en 32, para acomodar una rosca complementaria 33 del anillo de guía próximo 28, para conectar el anillo de guía 28 al extremo próximo 19 del tubo separador 22. El anillo de guía 28 también puede estar soldado o conectado al tubo separador con sujetadores adecuados. Adicionalmente, el anillo de guía próximo 28 también incluye una pluralidad de rebajos 34 para acomodar anillos mostrados en punteado en 39, que se acoplan friccionalmente con la superficie interior 35 del retenedor 36 de jaula (véase las figuras 1 y 3). Los anillos 31, 28 de preferencia son anillos de carbón, que son conocidos en la técnica. Como lo saben quienes tienen experiencia en la materia, se pueden usar otros materiales, tales como una aleación de níquel N07718, acero inoxidable, etc. El rebajo 40 (no mostrado en las figuras) definido por el anillo de guía 28 y el cuerpo 23 del tubo separador 22, acomoda un anillo "C" de sello, como se muestra en la figura 2A. De regreso a la figura 2, el anillo de guía 31 distal o corriente arriba puede estar conectado al extremo distal 24 del tubo separador 22 mediante cualquier medio convencional, tal como soldadura, como se indica por las soldaduras mostradas en 37. Está provista una ranura periférica 38, en el anillo de guía distal 31, para definir una pestaña anular inferior 39, para ponerse en contacto friccionalmente con el anillo de asiento 41 (véase las figuras 1 y 3), que provee un asiento para el extremo distal 24 del obturador de - 11 -válvula 21. Con referencia ahora a las figuras 1, 3 y 5, como se hizo notar antes, el cuerpo de válvula 11 define una entrada 12 y una salida 13. Se comunica fluido a través de la entrada 12, a través del anillo 41 de asiento, al interior del ensamble de jaula 42 que, como se hizo notar anteriormente, incluye el retenedor de jaula 36, que está conectado a una jaula inferior o simplemente "la jaula" 43. En el ensamble 42 de jaula de dos piezas, mostrado en las figuras 1, 3 y 6, la estructura de jaula inferior 43 comprende un cilindro permeable que tiene un extremo próximo 44 conectado a un extremo distal 45 del retenedor 36 de jaula. La jaula 43 también incluye un extremo distal 46 que está conectado al anillo de asiento como se muestra en las figuras 1 y 3. Adicionalmente, en las figuras 1 y 3, la válvula 10 está en la posición cerrada, con el obturador de válvula 21 bloqueando el flujo desde la entrada 12, a través de la jaula 43, hacia la salida 13. En operación, para abrir la válvula 10, el accionador (no mostrado) mueve el vástago 18 hacia arriba, levantando de esa manera el extremo próximo del tubo separador 22 fuera del anillo de asiento 41, y exponiendo algo de la superficie interna 46 de la jaula 43, o toda la superficie interna 46, para que fluya el flujo entre la entrada 12 y la salida 13 del cuerpo de válvula 10. En contraste con la estructura 43 de jaula permeable, el retenedor 36 de jaula es una estructura sólida, no permeable. El retenedor 36 de jaula mostrado en las figuras 1 y 3 puede ser un - 12 -componente separado que está conectado al ensamble de válvula 10 por medio de la pestaña anular 47, que está emparedada entre la tapa de válvula 15 y la pestaña 48 del cuerpo de válvula 11. En contraste, el retenedor 36 de jaula puede estar conectado integralmente o formar parte de la tapa de válvula 15, o el retenedor de jaula 36 puede estar conectado integralmente a, o formar parte de, el cuerpo de válvula 11. Como otra alternativa, se puede proveer una estructura de jaula de una sola pieza y, por lo tanto, se puede conectar la estructura de jaula permeable 43 al cuerpo de válvula 11 o a la tapa de válvula 15, directamente sin una estructura retenedora, como la que se encuentra mostrada en 36 en las figuras 1 y 3. Como se muestra en la figura 6, la jaula 43 puede estar conectada al retenedor de jaula 36 por medio de una conexión roscada entre el extremo próximo 44 de la jaula 43 y el extremo distal 45 del retenedor de jaula 36. Se pueden emplear otros mecanismos de fijación adecuados, tales como la soldadura o un ajuste friccional. El extremo distal 48 de la jaula 43 recibe de manera acoplable la pestaña 49 del anillo de asiento 41. La conexión entre el extremo distal 46 de la jaula 43 a la pestaña 49 del anillo de asiento 41 de preferencia es un ajusta deslizante para compensar los efectos de la dilatación térmica. Como se muestra en las figuras 3 y 7, el aro de asiento 41 está conectado a la entrada 12 del cuerpo de válvula 11 por medio de la pestaña 51, que es recibida de manera acoplable en la - 13 -abertura de entrada 52. De nuevo la conexión entre la pestaña 51 del anillo de asiento 41 y la abertura 52 del cuerpo de válvula 11 puede ser una conexión roscada o una conexión soldada, tal como se ejemplifica mediante el cordón de soldadura mostrado en 53, u otro método de conexión adecuado. Adicionalmente, se puede proveer una abertura 54 (figuras 1 y 3) en el cuerpo de válvula 11, que tiene como propósito recibir una válvula de alivio de presión 55, como se muestra en la figura 7. Volviendo ahora a las figuras 4 y 5 se muestran variaciones del obturador de válvula 21 en 21a y 21b, respectivamente. En la modalidad mostrada en 21a de la figura 4, el tubo separador 22a es una estructura generalmente cilindrica que consiste esencialmente de la porción de cuerpo 23a cilindrica, que está emparedada entre el anillo 28a de guía próximo y el anillo 31a de guía distal. El anillo de guía 28a puede estar soldado al extremo próximo 19a del tubo separador 22a, y el anillo de guía 31a puede estar soldado al extremo distal 24a del tubo separador 22a, como se muestra. En contraste, el obturador de válvula 21b mostrado en la figura 5 incluye una estructura 22b de tubo separador, con un extremo próximo 19b que tiene un rebajo 27b formado en él, para acomodar el anillo 28b de guía próximo, el cual puede estar conectado al tubo separador 22b por medio de soldadura, tal como se muestra. De manera similar, el extremo distal 24b del tubo separador 22b incluye un rebajo 29b que acomoda el anillo 31b de - 14 -guía del extremo distal, que también puede estar conectado al tubo separador 22b por medio de soldadura, como se muestra. De regreso a la figura 1, cuando se expone la válvula 10 a altas temperaturas, tales como 537°C (1,000°F), varios componentes de la válvula 10 se dilatará tanto radialmente cuanto axialmente. De manera específica, el tubo 22 separador del obturador de válvula 21 se dilatará tanto axialmente, es decir, a lo largo del eje mostrado en 60, cuanto radialmente. La jaula 43 también es susceptible a la dilatación axial, así como a la dilatación radial. A fin de que la válvula 10 alcance una posición cerrada y sellada apropiada, y qué efectúe el funcionamiento estrangulador apropiado que está mostrado en la figura 1, la dilatación radical del obturador 21 debe igualar en general la dilatación radial de la jaula 43. Para cumplir con esta finalidad, el obturador 21 está equipado con el anillo de guía distal 31, que está fabricado de un material que tiene un coeficiente de dilatación térmica (CTE) que se aproxima mucho al CTE del material usado para fabricar la jaula 43. En una modalidad, la jaula 43 es fabricada de acero inoxidable austenítico para impartirle resistencia a la corrosión a temperaturas elevadas, y para otros propósitos de fabricación. De esa manera, el anillo de guía distal 31 debe ser fabricado de un material que tenga un CTE similar al del acero inoxidable austenítico usado para fabricar la jaula 43. En una modalidad preferida, tanto la jaula 43 como el anillo 31 de guía distal son fabricados ambos de acero inoxidable - 15 -austenítico y, muy preferible, son fabricados del mismo acero inoxidable austenítico. Un ejemplo adecuado de un acero inoxidable austenítico para la jaula 43 y el anillo 31 de guía distal, para aplicaciones de alta temperatura (es decir, 537°C (1,000°F)) es S30409 SST. Otro ejemplo adecuado para altas temperaturas es S31609 SST. Los aceros S31603 SST y S30403 SST son aceros inoxidables austeníticos que pueden ser utilizados para aplicaciones a temperaturas menores. Debido a la economía de escalación, el cuerpo de válvula mayor 11 de preferencia es fabricado de un acero de aleación, tal como C12A o un acero de aleación equivalente. Otros aceros de aleación adecuados para alta temperatura (es decir, más de 537°C (1,000°F)) incluyen los aceros de aleación WC9 y WC6, mientras que se puede usar el acero de aleación WCC para aplicaciones de temperaturas menores. Serán aparentes para quienes tengan experiencia en la materia otros aceros de aleación adecuados, adicionales. Estos aceros de aleación también pueden ser usados para fabricar el tubo separador 23 y la guía próxima 28 para ciertos diseños, tal como se discute más adelante. En contraste, para efectuar un sello entre el extremo próximo 19 del obturador de válvula 21 y el retenedor de jaula 36, el extremo próximo 19 del obturador de válvula 21 debe tener una dilatación radial que iguale de manera muy cercana la del retenedor de jaula 36, como se muestra en la figura 1. Si el extremo próximo 19 del obturador de válvula 21 tiene un CTE significativamente más - 16 -alto que el retenedor 36 de jaula, puede ser que la válvula 10 no pueda abrirse apropiadamente. Si el extremo próximo 19 del obturador de válvula 21 tiene un CTE significativamente más bajo que el retenedor de jaula 36, puede ocurrir excesivas cantidades de golpeteo, vibración o la ruptura del vastago 18 de válvula. De tal manera, en la modalidad ilustrada, el anillo de guía próximo 28 debe ser fabricado de un material que tenga un CTE que iguale de manera cercana el del retenedor de jaula 36 u otra estructura del cuerpo de válvula en el que se acomode. En el caso de que se utilice una sola estructura de jaula (no mostrado), la jaula 43 estaría conectada directamente ya sea al cuerpo de válvula 11 o a la tapa de válvula 15. El cuerpo de válvula 11 y la tapa de válvula 15 de preferencia formarían algún tipo de componente retenedor para recibir de manera acoplable el extremo próximo 19 en el tubo separador, a fin de permitir que la mayoría del tubo separador 22 sea llevada forzadamente a través de la jaula 43 para permitir la comunicación entre la entrada 12 y la salida 13 del cuerpo de válvula 11. De tal manera, en esa ituación, los materiales seleccionados para el anillo de guía 31 y la jaula 43 estarían acoplados íntimamente, de manera que la dilatación radial del anillo de guía 31 iguale de manera cercana la dilatación radial de la jaula 43. Sin embargo, el anillo de guía próximo 28 podría ser fabricado del material de aleación menos costoso, usado para fabricar el cuerpo de válvula 11, la tapa de válvula 15 u otra estructura de retenedor, conectada ya sea al cuerpo de válvula 11 o - 17 -bien a la tapa de válvula 15. De manera similar, debido a que la dilatación axial de la válvula 10 es dominada por el cuerpo de válvula 11 o por la estructura retenedora que está formada como parte de la tapa de válvula 15 o del cuerpo de válvula 11, el tubo separador 22 puede ser fabricado de un material de aleación menos costoso, de manera que la dilatación axial del tubo separador 22 iguale de manera cercana la del cuerpo de válvula 11 o la de la estructura de retenedor que forma parte del cuerpo de válvula 11 o de la tapa de válvula 15. Sin embargo, si se provee una estructura de jaula de una sola pieza, de manera que la sección inferior, tal como una sección 43 de jaula perforada, esté conectada integralmente con una sección superior, tal como una sección retenedora impermeable, similar a la mostrada en 36 en la figura 1, la dilatación radial de ambos anillos de guía 28, 31 de preferencia igualaría entonces la dilatación radial de la estructura de jaula (36,43) de una sola pieza. En dicha situación, si la estructura de jaula (36, 43) es fabricada de un acero inoxidable austenítico, los anillos de guía 28, 31 también necesitarán ser fabricados de un acero inoxidable austenítico que tenga un CTE similar. En contraste, si el extremo próximo 19 del tubo separador 22 es recibido en una estructura de retenedor, que esté conectada integralmente a la tapa de válvula 15 o al cuerpo de válvula 11, entonces el anillo de guía próximo 28 debe ser fabricado de un material similar al usado para el cuerpo de válvula 11 o para la tapa de válvula 15. Sin embargo, si el anillo de guía próximo 28 - 18 -es recibido en una sección de una estructura de jaula de acero inoxidable, el anillo de guía 28 debería ser fabricado de un acero inoxidable que tenga un CTE similar. De tal manera, quien tenga experiencia en la materia apreciará que existen numerosas combinaciones y posibilidades; pero es importante saber que las estructuras del obturador de válvula 21 debe ser fabricado con material similar al de los componentes en los que interactúan durante el funcionamiento. Específicamente, el anillo 31 de guía distal debe ser fabricado de un material que tenga un CTE similar al de la jaula 43. El tubo 22 separador debe ser fabricado de un material que tenga un CTE similar al del cuerpo de válvula 11. De manera similar, el anillo de guía próximo 28 debe ser fabricado de un material similar al usado para fabricar la estructura en la que es recibido, tal como el del retenedor 36 de jaula, o una estructura de retenedor similar, formada por la tapa de válvula 15 o por el cuerpo de válvula 11. Adicionalmente se pueden usar más de dos materiales para fabricar el obturador 21 de válvula. Específicamente, si se provee un ensamble 42 de jaula de dos piezas con un retenedor de jaula 36 y una jaula 43, el anillo de guía próximo 28 deberá ser fabricado de un material similar al de la estructura 36 retenedora de jaula; el tubo separador deberá ser fabricado de un material que iguale de manera cercana el del cuerpo de válvula 11, y el anillo de guía distal 31 deberá ser fabricado del material que se parezca de manera cercana al de la jaula 43. Así pues, el obturador de válvula - 19 - 21 estaría fabricado de dos o tres materiales diferentes. Por lo general, el coeficiente de dilatación térmica de los componentes que es necesario igualar, por ejemplo, el anillo 31 de guía distal y la jaula 43, deben estar dentro de aproximadamente 10 por ciento uno del otro; más preferible, dentro de aproximadamente 7 por ciento uno del otro, muy preferible, dentro de aproximadamente 1 por ciento, o ser fabricados del mismo material, lo que proporcionaría un CTE similar y, por lo tanto, dilatación radial o axial similar. Las diferencias entre el coeficiente de dilatación térmica de los aceros de aleación y de los aceros inoxidables son sustanciales, por lo general aproximadamente de 35 por ciento. De tal manera, si se fabrica la jaula 43 de un acero inoxidable austenítico, de preferencia el anillo de guía distal 31 se fabrica de un acero inoxidable y, más preferible, también de un acero inoxidable austenítico. Si el cuerpo de válvula 11 es fabricado de un acero de aleación, también se debe fabricar el tubo separador 22 de un acero de aleación. Si se provee una estructura retenedora que es fabricada de un acero inoxidable austenítico, el anillo de guía próximo 28 debe ser fabricado de un acero inoxidable austenítico o de un acero inoxidable adecuado. Finalmente, si se fabrica una estructura retenedora de un acero de aleación, también se debe fabricar el anillo de guía próximo 28 de un acero de aleación. Sin embargo, en determinados diseños, el anillo de guía próximo puede ser retenido en una estructura de acero inoxidable y, por lo tanto, se debe fabricar también de un acero inoxidable. - 20 - Se ha dado la descripción detallada precedente para permitir claridad en la comprensión únicamente, y no constituye una limitación innecesaria, ya que son obvias modificaciones a ella para quienes tengan experiencia en la materia.

Claims (27)

- 21 - REIVINDICACIONES

1.- Un obturador de válvula, caracterizado porque comprende: un tubo separador que comprende un extremo próximo, un extremo distan y una superficie exterior; estando conectado el extremo próximo del tubo separador a un anillo de guía próximo, y estando conectado el extremo distal del tubo separador a un anillo de guía distal; y el tubo separador está fabricado de un primer material que tiene un primer coeficiente de dilatación térmica (CTE); siendo fabricado el anillo de guía próximo de un segundo material que tiene un segundo CTE, y siendo fabricado el anillo de guía distal de un tercer material que tiene un tercer CTE que es mayor que los CTE primero y tercero.

2.- El obturador de válvula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el segundo CTE está dentro de aproximadamente el 10 por ciento del primer CTE.

3. - El obturador de válvula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque los materiales primero y segundo son aceros de aleación, y el tercer material es un acero inoxidable austenítico.

4. - El obturador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque los materiales primero y segundo son iguales, y son un acero de aleación y el tercer material es un acero inoxidable austenítico. - 22 -

5. - El obturador de válvula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la superficie exterior del tubo separador comprende adicionalmente un rebajo próximo que acomoda el anillo de guía próximo y un rebajo distal que acomoda el anillo de guía distal.

6. - El obturador de válvula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el anillo de guía próximo está soldado al extremo próximo del tubo separador, y el anillo de guía distal está soldado al extremo distal del tubo separador.

7. - Una válvula, caracterizada porque comprende: un cuerpo de válvula; un ensamble de jaula, que define una perforación que se extiende a lo largo de un eje; comprendiendo el ensamble de jaula un retenedor de jaula que comprende un extremo próximo conectado al cuerpo de válvula, y un extremo distal conectado coaxialmente a una jaula; estando fabricados el retenedor de jaula y el cuerpo de válvula de un primer material que tiene un primer coeficiente de dilatación térmica (CTE); estando fabricada la jaula de un segundo material que tiene un segundo CTE; un obturador que comprende un tubo separador que comprende un extremo próximo recibido en el retenedor de jaula; un extremo distal recibido en la jaula y una superficie exterior; estando conectado el extremo próximo del tubo separador a un anillo de guía próximo; estando conectado el extremo distal del tubo separador a - 23 -un anillo de guía distal; estando dimensionada la superficie exterior del obturador y los anillos de guía próximo y distal para ajustar dentro de la perforación definida por el ensamble de jaula y adaptada para moverse deslizablemente a lo largo del eje de la perforación; siendo fabricado el tubo separador de un tercer material que tiene un tercer CTE, dentro del 10 por ciento de dicho primer CTE; siendo fabricado el anillo de guía próximo de un cuarto material que tiene un cuarto CTE dentro del 10 por ciento del primer CTE; siendo fabricado el anillo de guía distal de un quinto material que tiene un quinto CTE dentro del 10 por ciento del segundo CTE.

8.- La válvula de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque los materiales primero, tercero y cuarto son aceros de aleación, y los materiales segundo y quinto son aceros inoxidables austeníticos.

9.- La válvula de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque los materiales primero, tercero y cuarto son el mismo material, y son un acero de aleación; y los materiales segundo y quinto son el mismo material y son un acero inoxidable austenítico.

10.- La válvula de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque la superficie exterior del tubo separador comprende adicionalmente un rebajo próximo que acomoda el anillo de guía próximo y un rebajo distal que acomoda el anillo de guía distal.

11.- La válvula de conformidad con la reivindicación 7, - 24 -caracterizada además porque el anillo de guia próximo está soldado al extremo próximo del tubo separador y el anillo de guía distal está soldado al extremo distal del tubo separador.

12. - El cuerpo de válvula de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el cuerpo de válvula está fabricado de un acero de aleación.

13. - Una válvula, caracterizada porque comprende: un cuerpo de válvula, fabricado de un primer material que tiene un primer coeficiente de dilatación térmica (CTE), una jaula, un anillo de asiento y un obturador; la jaula define un agujero que se extiende a lo largo de un eje; la jaula comprende un extremo próximo conectado al cuerpo de válvula y un extremo distal, recibido de manera acoplable en el anillo de asiento; la jaula está fabricada de un segundo material que tiene un segundo coeficiente de dilatación térmica (CTE); un obturador que comprende un tubo separador que comprende un extremo próximo, un extremo distal y una superficie exterior; estando conectado el extremo próximo del tubo separador con un anillo de guía próximo; estando conectado el extremo distal del tubo separador con un anillo de guía distal; la superficie exterior del obturador y los anillos de guía próximo y distal están dimensionados para ajustar dentro del agujero definido por la jaula y adaptados para moverse deslizablemente a lo largo del eje de la perforación; estando fabricado el tubo separador de un tercer material que tiene un tercer CTE dentro del 10 por ciento del primer CTE; y los anillos - 25 -de guía próximo y distal están fabricados de un cuarto material que tiene un cuarto CTE, dentro del 10 por ciento del segundo CTE.

14. - La válvula de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque los materiales segundo y cuarto son aceros inoxidables austeníticos.

15. - La válvula de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque los materiales primero y tercero son el mismo material y son un acero de aleación.

16. - La válvula de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque la superficie exterior del tubo separador comprende adicionalmente un rebajo próximo, que acomoda el anillo de guía próximo, y un rebajo distal que acomoda el anillo de guía distal.

17. - La válvula de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque el anillo de guía próximo está soldado al extremo próximo del tubo separador y el anillo de guía distal está soldado al extremo distal del tubo separador.

18. - Una válvula, caracterizada porque comprende: un cuerpo de válvula, una tapa de válvula, una jaula, un anillo de asiento y un obturador; el cuerpo de válvula comprende una entrada, una salida y una tercera abertura cubierta por la tapa de válvula; la tapa de válvula está asegurada al cuerpo de válvula en la tercera abertura, y comprende un retenedor cilindrico que tiene un extremo distal abierto conectado a un extremo próximo de la jaula; y - 26 -la tapa de válvula y el cuerpo de válvula están fabricados de un primer material que tiene un primer coeficiente de dilatación térmica (CTE); la jaula y el retenedor cilindrico de la tapa definen un agujero que se extiende a lo largo del eje; la jaula comprende adicionalmente un extremo distal, conectado coaxialmente con el anillo de asiento; el anillo de asiento está conectado a la entrada del cuerpo de válvula; y la jaula está fabricada de un segundo material que tiene un segundo coeficiente de dilatación térmica (CTE): un obturador que comprende un tubo separador que comprende un extremo próximo, un extremo distal y una superficie exterior; el extremo próximo del tubo separador está conectado a un anillo de guía próximo; el extremo distal del tubo separador está conectado a un anillo de guía distal; la superficie exterior del obturador y los anillos de guía próximo y distal están dimensionados para ajustar dentro del agujero definido por la jaula y el retenedor cilindrico de la tapa, y adaptados para moverse deslizablemente a lo largo del eje de la perforación; estando fabricado el tubo separador de un tercer material que tiene un tercer CTE, dentro del 10 por ciento del primer CTE; y el anillo de guía próximo está fabricado de un cuarto material que tiene un cuarto CTE dentro del 10 por ciento del primer CTE, y el anillo de guía distal está fabricado de un quinto material que tiene un quinto CTE dentro del 10 por ciento de segundo CTE.

19.- La válvula de conformidad con la reivindicación 18, - 27 -caracterizada además porque los materiales primero, tercero y cuarto son aceros de aleación y los materiales segundo y quinto son aceros inoxidables austeníticos.

20. - La válvula de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque los materiales primero, tercero y cuarto son el mismo material y son un acero de aleación; y los materiales segundo y quinto son el mismo material y son un acero inoxidable austenítico.

21. - La válvula de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque la superficie exterior del tubo separador comprende adicionalmente un rebajo próximo que acomoda el anillo de guía próximo, y un rebajo distal que acomoda el anillo de guía distal.

22. - La válvula de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada además porque el anillo de guía próximo está soldado al extremo próximo del tubo separador, y el anillo de guía distal está soldado al extremo distal del tubo separador.

23. - Una válvula, caracterizada porque comprende: un cuerpo de válvula, una jaula, un anillo de asiento y un obturador; el cuerpo de válvula comprende una entrada, una salida y un retenedor de jaula cilindrico dispuesto entre ellas; el retenedor de jaula cilindrico tiene un extremo distal abierto y está conectado axialmente a un extremo próximo de la jaula; y el cuerpo de válvula está fabricado de un primer material que tiene un primer coeficiente - 28 -de dilatación térmica (CTE); la jaula y el retenedor cilindrico del cuerpo de válvula definen un agujero que se extiende a lo largo de un eje; comprendiendo adicionalmente la jaula un extremo distal, conectado coaxialmente al anillo de asiento; el anillo de asiento está conectado a la entrada de cuerpo de válvula; la jaula está fabricada de un segundo material que tiene un segundo coeficiente de dilatación térmica (CTE); un obturador que comprende un tubo separador que comprende un extremo próximo, un extremo distal y una superficie exterior; el extremo próximo del tubo separador está conectado a un anillo de guía próximo; el extremo distal del tubo separador está conectado a un anillo de guía distal; la superficie exterior del obturador y los anillos de guía próximo y distal están dimensionados para ajustar dentro del agujero definido por la jaula y el retenedor cilindrico del retenedor cilindrico del cuerpo de válvula, y adaptados para moverse deslizablemente a lo largo del eje de la perforación; estando fabricado el tubo separador de un tercer material que tiene un tercer CTE, dentro del 10 por ciento del primer CTE; y el anillo de guía próximo está fabricado de un cuarto material que tiene un cuarto CTE dentro del 10 por ciento del primer CTE, y el anillo de guía distal está fabricado de un quinto material que tiene un quinto CTE dentro del 10 por ciento de segundo CTE.

24.- La válvula de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada además porque los materiales primero, tercero y cuarto son aceros de aleación, y los materiales segundo y quinto son - 29 -aceros inoxidables austeníticos.

25. - La válvula de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque los materiales primero, tercero y cuarto son el mismo material y son un acero de aleación; y los materiales segundo y quinto son el mismo material y son un acero inoxidable austenítico.

26. - La válvula de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada además porque la superficie exterior del tubo separador comprende adicionalmente un rebajo próximo que acomoda el anillo de guía próximo, y un rebajo distal que acomoda el anillo de guía distal.

27. - La válvula de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada además porque el anillo de guía próximo está soldado al extremo próximo del tubo separador, y el anillo de guía distal está soldado al extremo distal del tubo separador.