MONTAJES DE ANILLO DE ASIENTO DE BAJA DISTORSIÓN PARA VÁLVULAS DE FLUIDO
Campo de la Invención La presente invención se refiere generalmente a válvulas de fluido y, más específicamente, a montajes de anillo de asiento de baja distorsión para uso con válvulas para fluido. Antecedente de la Invención Los sistemas de control de proceso utilizan frecuentemente válvulas para fluido, tales como válvulas giratorias (por ejemplo, válvulas de globo, válvulas de mariposa, etc.) y/o válvulas de vastago deslizantes tal como, por ejemplo, válvulas de globo para controlar el flujo de fluidos de proceso. En general, el ajustador usado dentro de las válvulas de vastago deslizantes conocidas incluye un anillo de asiento, una junta para sellar entre el anillo de asiento y el cuerpo de válvula, un miembro de cierre (por ejemplo, un tapón), y una jaula, que puede guiar el movimiento del miembro de cierre, proporciona una característica de flujo deseada, reduce el ruido o turbulencia inducida por el flujo, inhibe la cavitación, etc. Durante la operación, el miembro de cierre puede moverse linealmente vía un vastago de válvula hacia o lejos del anillo de asiento para variar una cantidad de fluido que fluye a través de la válvula. Para cerrar la válvula y prevenir el flujo de fluido a través de la válvula, el miembro de cierre o tapón se impulsa contra el anillo de asiento. Para lograr una obstrucción ajustada, las superficies de sellado del anillo de asiento y el miembro de cierre deben estar sustancialmente libres de distorsión. En muchas válvulas de vastago deslizantes conocidas tales como válvulas de globo, el anillo del asiento se configura para empernarse al cuerpo de válvula. Sin embargo, cuando el anillo de asiento está instalado en el cuerpo de válvula y se aprietan los pernos, el anillo de asiento frecuentemente se distorsiona de una manera que compromete la capacidad del miembro de cierre para sellar contra el anillo de asiento. Por ejemplo, el anillo de asiento se puede distorsionar para tener una abertura no circular o una característica distinta a redonda y/o puede de otra manera alinearse mal o formarse incorrectamente con respecto al miembro de cierre. Para corregir el anillo de asiento, las distorsiones que ocurren cuando el anillo de asiento se emperna al cuerpo de válvula, el anillo de asiento puede mecanizarse después de que se instale dentro del cuerpo de válvula para restaurar su capacidad de sellar contra el miembro de cierre. Sin embargo, una vez que el anillo de asiento se ha mecanizado de este modo, el anillo de asiento y el cuerpo de válvula se vuelven un conjunto igualado, de tal modo que imposibilitan el reemplazo del área subsecuente o el mantenimiento del ajustador de la válvula. Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es una vista de montaje en despiece de un montaje de anillo de asiento conocido. La figura 2 es una vista en sección transversal del montaje de anillo de asiento conocido mostrado en la figura 1 .
La figura 3 es una vista del montaje en despiece de un montaje de anillo de asiento de baja distorsión ejemplar. La figura 4 es una vista de montaje del montaje de anillo de asiento del ejemplo mostrado en la figura 4. La figura 5 es una vista en sección transversal del montaje del anillo de asiento del ejemplo mostrado en las figuras 3 y 4. La figura 6 es una vista en sección transversal de otro montaje de anillo de asiento ejemplar. Las figuras 7-9 son retenedores multi-pieza ejemplar que se pueden utilizar con los montajes de anillo de asiento ejemplar descritos en la presente. La figura 10 es una válvula para fluido ejemplar dentro de la cual los montajes de anillo de asiento ejemplares descritos en la presente se pueden utilizar. Breve Descripción de la Invención En una modalidad ejemplar, un montaje de anillo de asiento para el uso con una válvula para fluido, incluye un anillo de asiento que tiene una superficie circunferencial externa y un reborde que se extiende aproximadamente en por lo menos una porción de la superficie circunferencial externa. El reborde incluye una primera superficie configurada para formar un sello contra un cuerpo de válvula, y una segunda superficie sustancialmente opuesta a la primera superficie. El montaje de anillo de asiento también incluye un retenedor de anillo de asiento configurado para unirse al cuerpo de válvula y para aplicar una fuerza a la segunda superficie para sostener la primera superficie a modo de formar el sello contra el cuerpo de válvula. En otra modalidad ejemplar, un montaje de anillo de asiento incluye a un miembro sustancialmente cilindrico que tiene un primer extremo configurado para sellar contra el miembro de cierre de la válvula, y un segundo extremo configurado para formar un sello con el cuerpo de válvula. El montaje del anillo de asiento también incluye un retenedor configurado para unirse al cuerpo de válvula y para aplicar fuerza a una superficie externa del miembro sustancialmente cilindrico para sostener el primer extremo del miembro sustancialmente cil indrico para formar un acoplamiento sellado con el cuerpo de válvula. En otra modalidad, un montaje de anillo de asiento incluye un anillo de asiento y un retenedor de asiento configurado para sujetar el anillo de asiento al cuerpo de válvula para no impartir sustancialmente ninguna distorsión al anillo de asiento en una condición sujetada. En aún otra modalidad, un método para reducir la distorsión impartido a un anillo de asiento cuando se sujeta el anillo de asiento al cuerpo de válvula, incluye colocar el anillo de asiento dentro del cuerpo de válvula, acoplando un retenedor de anillo de asiento con el anillo de asiento, y empernando el retenedor de anillo de asiento al cuerpo de válvula para sujetar el anillo de asiento al cuerpo de válvula sin impartir distorsión sustancial al anillo de asiento. Descripción Detallada de la Invención Los montajes de anillo de asiento de baja distorsión ejemplares descritos en la presente, utilizan una porción o estructura del anillo de asiento y una porción o estructura del retenedor para sostener la porción o estructura del anillo de asiento en un acoplamiento sellado con el cuerpo de válvula. En contraste a los montajes de anillo de asiento conocidos, los montajes de anillo de asiento ejemplares descritos en la presente se configuran de modo que un retenedor de anillo de asiento aplique una fuerza de sellado a una estructura asociada con una superficie externa del anillo de asiento que está opuesta y sustancialmente alineada con una superficie de sellado, y/o a una junta asociada con el anillo de asiento. Como resultado de la manera en la cual los retenedores de anillo de asiento ejemplares aplican la fuerza compresiva al anillo de asiento, la distorsión del anillo de asiento que sigue a su instalación dentro del cuerpo de válvula, se reduce sustancialmente o se elimina, de tal modo se elimina la necesidad de realizar una operación de mecanizado secundaria en el anillo de asiento y permite el reemplazo subsecuente del área y el mantenimiento del montaje de anillo de asiento. Antes de regresar a una discusión de los montajes de anillo de asiento de baja distorsión ejemplares mencionados anteriormente, una descripción de un montaje de anillo de asiento ejemplar conocido se proporciona posteriormente en relación con las figuras 1 y 2. La figura 1 representa una vista del montaje en despiece de un montaje de anillo de asiento ejemplar 1 00. Según lo mostrado en la figura 1 , el cuerpo de válvula 102 (solamente una porción de la cual se muestra para claridad) incluye una pluralidad de aberturas roscadas 104. Un anillo de asiento 106, que es de construcción unitaria, incluye una pluralidad de pasos 108 que corresponden a las aberturas roscadas 1 04. Los pernos de casquillo 1 1 0 pasan a través de los pasos 1 08 para acoplarse de forma roscada con las aberturas 1 04 para sujetar, fijar o unir el anillo de asiento 1 06 al cuerpo de válvula 1 02. Una junta en espiral 1 1 2 se comprime entre una superficie de sellado 1 14 del cuerpo de válvula 1 02 y el anillo de asiento 106 para formar un sello entre los mismos. Una jaula (no mostrada) se puede ubicar en el anillo de asiento 1 06 de una manera convencional. La figura 2 es una vista en sección transversal del montaje de anillo de asiento ejemplar conocido 100 mostrado en la figura 1 . Como se puede observar en la figura 2, los pernos de casquillo 1 10 pasan a través de una porción del anillo de asiento 1 06 que se separa radialmente de la porción del anillo de asiento 1 06 que entra en contacto con la junta 1 12. Además, para asegurar que la junta 1 12 se comprima entre el anillo de asiento 106 y el cuerpo de válvula 1 02, la superficie de sellado 1 14 se configura (por ejemplo, se empotra) de modo que antes de la instalación del anillo de asiento 106, una superficie superior de la junta 1 12 se extienda sobre una superficie 1 18 del cuerpo de válvula 102 (por ejemplo, antes de su compresión, la junta 1 12 tiene un espesor que excede la profundidad de la superficie empotrada 1 14). Cuando el anillo de asiento 106 se emperna al cuerpo de válvula 102, la junta 1 12 se comprime vía una porción del anillo de asiento 1 06 que se separa de forma radial internamente (es decir, no se alinea sustancialmente con) de los pernos de casquillo 1 1 0, que imparten un momento de flexión al anillo de asiento 106 sobre la junta 1 12. El momento de flexión impartido al anillo de asiento 106 puede dar lugar a una distorsión del anillo de asiento 106, que puede evitar que el anillo de asiento 106 se selle contra un miembro de cierre tal como un tapón (no mostrado) , a menos que una operación de mecanizado secundaria se realice en el anillo de asiento 106. Además, la junta en espiral 1 1 2 se utiliza normalmente con el montaje de anillo de asiento conocido ejemplar 100 de las figuras 1 y 2 para mantener la tensión en los pernos de casquillo 1 1 0 para inhibir o para prevenir que se aflojen los pernos de casquillo 1 1 0 y la pérdida del sello entre la junta 1 12, cuerpo de válvula 1 02, y el anillo de asiento 1 06. Sin embargo, tales juntas en espiral son relativamente costosas y tienen características de compresión impredecibles, que agravan adicionalmente los problemas de distorsión del anillo de asiento observados anteriormente. La figura 3 es una vista en despiece de un montaje de anillo de asiento de baja distorsión ejemplar 300 de acuerdo a una modalidad. El montaje de anillo de asiento ejemplar 300 incluye un cuerpo de válvula 302 (solamente una porción del cual se muestra para claridad) , junta de lámina plana 304, anillo de asiento 306, retenedor de anillo de asiento 308, y sujetadores roscados 31 0. Según lo representado en el montaje ejemplar 300 de la figura 3, el cuerpo de válvula 302 incluye una pluralidad de aberturas separadas circunferencialmente 314, que se pueden roscar para acoplarse con los sujetadores roscados 310, y una superficie de sellado 316 que se puede empotrar en relación a una superficie 318 configurada para formar un sel lo con la j u nta 304 y el anillo de asiento 306. M ientras que la junta 304 representa que es una junta de lámina plana, otros tipos adecuados de juntas se podrían utilizar en su lugar. Según lo mostrado, el anillo de asiento 306 es un miembro sustancialmente cil indrico que tiene un primer extremo 320 configurado para sellarse contra la junta 304 y la superficie de sellado 31 6 del cuerpo de válvula 302. El anillo de asiento 306 tiene un segundo extremo 322 que se configura para sellarse contra un miembro de cierre tal como un tapón (no mostrado). El anillo de asiento 306 también incluye una estructura tal como, por ejemplo, un reborde 324 que se extiende aproximadamente en por lo menos una porción de una superficie circunferencial externa 326 del anillo de asiento 306. El reborde 324 se configura para acoplarse con el retenedor del anillo de asiento 308 para sostener el primer extremo 320 del anillo de asiento 306 para formar un sello o en un acoplamiento sellado con el cuerpo de válvula 302. El retenedor del anillo de asiento 308 está en forma sustancialmente de anillo e incluye una pluralidad a pasos 328 través de los cuales los sujetadores 31 0 se acoplan con las aberturas roscadas 314 para unir el retenedor del anillo de asiento 308 y el anillo de asiento 306 al cuerpo de válvula 302. La figura 4 representa una vista montada del montaje de anillo de asiento ejemplar 300 de la figura 3. La figura 5 es una vista en sección transversal del montaje de anillo de asiento ejemplar 300 de las figuras 3 y 4. Como se puede observar en la figura 5, el reborde 324 del anillo de asiento 306 tiene una primera superficie 330 que acopla la junta 304 (mostrada más claramente en la figura 3) para formar un sello contra el cuerpo de válvula 302. El reborde 324 tiene una segunda superficie 332 sustancialmente opuesta y sustancialmente alineada con la primera superficie 330. Cuando el anillo de asiento 306 y el retenedor de anillo de asiento 308 se fijan, sujetan o unen al cuerpo de válvula 302 apretando los sujetadores roscados 310 en las aberturas 314, una porción circunferencial interna 334 del retenedor de anillo de asiento 308 se impulsa contra la segunda superficie 332 del reborde 324. La capacidad del retenedor de anillo de asiento 308 de moverse en relación al anillo de asiento 306 (por ejemplo, giratoriamente) durante la instalación del anillo de asiento 306 y del retenedor de anillo de asiento 308 resulta sustancialmente en la totalidad de la fuerza aplicada al anillo de asiento 306 vía la superficie 332 para se sustancialmente opuesto o lineal con la superficie 330, junta 304, y superficie 316. El retenedor de anillo de asiento 308 puede también incluir una porción circunferencial biselada 336 que pueda facilitar el movimiento relativo (por ejemplo, giratorio, oscilatorio, girar, etc.) del retenedor 308 hacia el reborde 324 del anillo de asiento 306. Tal movimiento del retenedor 308 en relación al anillo de asiento 306 puede facilitar la fuerza de sellado aplicada por el retenedor 308 al anillo de asiento que se alinea sustancialmente con y es opuesto a la junta 314. En contraste al montaje de anillo de asiento conocido 100 mostrado en la figura 1 , y como un resultado de la manera en la cual el retenedor de anillo de asiento 308 aplica la fuerza a y sostiene el anillo de asiento 306, no se imparte sustancialmente n ingún momento de flexión o d istorsión al an i l lo de asiento 306. La eliminación sustancial del momento de flexión y la distorsión del anillo de asiento mencionados anteriormente, puede eliminar la necesidad de realizar una operación de mecanizado secundaria después de que el ajustador del anillo de asiento ha sido instalado, y permite el reemplazo subsecuente del área o el mantenimiento del anillo de asiento 306. La figura 6 es un montaje de anillo de asiento 600 de acuerdo a otra modalidad. El montaje de anillo de asiento 600 es similar en muchos aspectos al montaje de anillo de asiento 300 e incluye un cuerpo de válvula 602 (mostrado parcialmente), anillo de asiento 604, junta 606 (por ejemplo, una junta de lámina plana), retenedor 608, y una pluralidad de sujetadores roscados 61 0. En contraste al cuerpo de válvula 302 del montaje de anillo de asiento 300, el cuerpo de válvula 602 incluye una estructura tal como un reborde 614 que se configura para recibir y soportar una superficie circunferencial externa del retenedor 608. Cuando el retenedor 608 y el anillo de asiento 604 se empernan o de otro modo se unen al cuerpo de válvula 602 vía los sujetadores roscados 61 0, una porción circunferencial interna 61 6 del retenedor 608 aplica fuerza a una primera superficie 618 de un reborde 620, que se extiende aproximadamente en por lo menos una porción de una superficie circunferencial externa 622 del anillo de asiento 604. La fuerza aplicada a la primera superficie 618 sostiene una segunda superficie 624 contra la junta 606 para formar un sello contra el cuerpo de válvula 602.
La capacidad del retenedor 608 para moverse (por ejemplo, girar sobre el reborde 614) en relación al anillo de asiento 604 durante la instalación del anillo de asiento 604 y del retenedor 608, permite que la fuerza aplicada al reborde 620 del anillo de sellado 604 sea sustancialmente opuesta y alineada con la junta 606. En consecuencia, no se imparte sustancialmente ningún momento de flexión y, así, sustancialmente ninguna distorsión al anillo de asiento 604 cuando el anillo de asiento 604 está instalado dentro del cuerpo de válvula 602. La figuras 7, 8 y 9 representan retenedores de anillo de asiento ejemplares que tienen secciones o segmentos múltiples. En particular, la figura 7 representa un retenedor de dos piezas, la figura 8 representa un retenedor de cuatro piezas, y la figura 9 representa un retenedor de dos piezas, que proporciona una sección o segmento de retenedor para cada sujetador roscado usado. Los retenedores de multi-piezas mostrados en las figuras 7-9 se pueden utilizar para implementar los retenedores 308 y 608 descritos anteriormente. Los retenedores multi-pieza mostrados en las figuras 7-9 se pueden utilizar ventajosamente en aplicaciones donde el diámetro interno de la abertura de la válvula (por ejemplo, la abertura de la porción superior del cuerpo de válvula en el cual una tapa se puede unir) es más pequeño que el diámetro externo del retenedor de anillo de asiento montado. En este caso, las piezas múltiples del retenedor pueden pasar por separado a través de la abertura de la válvula y montarse dentro del cuerpo de válvula. La figura 1 0 es un ejemplo de una válvula de globo 1 000 dentro de la cual se pueden utilizar los montajes de anillo de asiento ejemplares descritos en la presente. La válvula ejemplar 1000 incluye un montaje de anillo de asiento 1 002 que se fija a un cuerpo 1 004 de la válvula 1000 generalmente según lo descrito en la presente. Sin embargo, debe entenderse que los montajes de anillo de asiento ejemplares descritos en la presente pueden aplicarse más generalmente también a otros tipos de válvulas para fluido. Aunque ciertos aparatos se han descrito en la presente, el alcance de la cobertura de esta patente no se limita a la misma. Por el contrario, esta patente cubre todas las modalidades que se encuentran claramente dentro del alcance de las reivindicaciones anexas tanto literalmente como bajo la doctrina de equivalentes.