VALVULA DE BOMBA DE ALTA PRESION CON ASIENTOS DE VALVULA QUE SE PUEDEN SUSTITUIR.

Válvula de alta presión (1) para una bomba de alta presión con un cuerpo de válvula (1) que presenta una entrada (2) y una salida (3),

en el que está conectado el espacio cilíndrico de un vástago de pistón de bomba, de manera que la entrada (2) está conectada con el espacio cilíndrico (5) a través de un taladro, en el que está dispuesto un primer asiento de válvula (7) con una bola de válvula (4) y, además, el espacio cilíndrico (5) está conectado con la salida (3) a través de otro taladro (6), en el que está dispuesto igualmente un asiento de válvula (8) con una bola de válvula (14), de manera que los asientos de válvula (7, 8) con la bola de válvula (14) respectiva están configurados en una unidad de construcción como válvulas de bola de retención y están conectados de forma desprendible así como con efecto de obturación metálica con el cuerpo de la válvula (1), caracterizada por que cada uno de los asientos de válvula (7, 8) presenta una parte cilíndrica y una parte cónica, y cada taladro (4, 6) presenta para el alojamiento de un asiento de válvula en el cuerpo de la válvula igualmente una parte cónica y una parte cilíndrica, de manera que las superficies de las dos partes cónicas forman las superficies de obturación metálicas, que están conectadas entre sí con efecto de obturación metálica en el estado montado de los asientos de válvula (7, 8) en el cuerpo metálico (1) y por que la diferencia de gradiente de los dos conos de obturación metálica es como máximo dos grados angulares e idealmente es igual o menor que un grado angular

Válvula de bomba de alta presión con asientos de válvula que se pueden sustituir.

La invención se refiere a una válvula de alta presión con corrientes pulsátiles de fluido en zonas de presión de 500 hasta más de 1.400 MPa y en la que los asientos de válvula en el cuerpo de la válvula están configurados como válvulas de retención de bola y están conectados de forma desprendible con el cuerpo de la válvula. En este caso, cada asiento de válvula presenta una parte cilíndrica y una parte cónica, de manera que el lado estrechado cónicamente obtura metálicamente con el contra cono en el cuerpo de válvula y la diferencia de gradiente de los conos es máximo 2 grados angulares, sin que se inserte otro elemento de obturación.

Las válvulas de bola de alta presión para el empleo en zonas de presión de 500 MPa hasta más de 1400 MPa están sometidas, en presencia de una circulación se pulsación, a un desgaste interior grande. La bola dispuesta en el recorrido del conducto oscila a alta velocidad entre el asiento de la válvula, en el que se cierra el recorrido del conducto, y una limitación exterior, que se forma, por ejemplo, por un empujador que actúa sobre la bola o un amarre. Además, en la zona de presión mencionada, el fluido transportado propiamente dicho tiene un efecto destructivo del material. A este respecto, pertenece al estado de la técnica construir aquellos componentes, que están sometidos a desgaste en una medida especial, de tal forma que se puedan sustituir fácilmente.

Se conoce a partir del documento DE 197 47 636 A1 que el cuerpo de la válvula, que comprende al menos dos válvulas de bola de retención dispuestas en el interior, está alojado, por una parte, en el extremo libre del cilindro de una bomba de alta presión y, por otra parte, en un yugo para el alojamiento de la válvula. Este yugo es tensado con la bomba de alta presión por medio de tornillos tensores colocados en el exterior, de manera que es posible una sustitución sencilla y rápida del cuerpo de válvula. En la invención publicada en el documento DE 197 47 636 A1 es un inconveniente el hecho de que la zona, en la que se produce el desgaste máximo, no se puede separar, de manera que siempre deben sustituirse el cuerpo completo de la válvula y no sólo las válvulas de bola de retención desgastadas colocadas en el interior.

Se conoce a partir del documento DE 37 21 390 C1 una válvula de alta presión, en la que la carrera de la bola está limitada sobre uno de los lados por medio de un casquillo que comprende un taladro central y en el otro extremo por medio de un empujador. En la invención publicada allí, la parte más sometida al desgaste, a saber, la pared a lo largo del recorrido de la carrera de la bola, está formada por un anillo de material resistente al desgaste, que recibe la bola de la válvula. La bola cierra el recorrido de la carrera, apoyándose sobre el canto del taladro central del casquillo. El fluido circula axialmente a través de este taladro hasta la válvula y abandona raídamente la carcasa de la válvula a través de un canal anular y un taladro.

En esta construcción es un inconveniente la estructura de varias partes formada por casquillo, anillo, carcasa de la válvula y cuerpo de la válvula. En la fabricación, el taladro axial de la carcasa de la válvula con la superficie anular exterior y su taladro axial así como la superficie exterior del casquillo y su taladro axial deben realizarse con alta precisión, para que la bola pulsátil se apoye exactamente y libre de juego sobre el taladro del casquillo. Esto requiere un gasto de fabricación alto. Además, en la invención publicada en el documento DE 37 21 390 es crítica la desviación múltiple del fluido en el cuerpo de la válvula. En caso de presiones por encima de 500 MPa existe el peligro de que el material de base se dañe a través de corrientes de fluido de rebote.

Se conocen cuerpos de válvulas enroscados, por ejemplo, a partir de los documentos DE 2 259 549 C1, DE 296 04 196 U1 o EP 0 408 177 A1. Todos estos cuerpos de válvulas están constituidos de tal forma que el medio en circulación, además de la circulación alrededor de la bola, que es inevitable, circula por delante de varios cantos en virtud de modificaciones de la sección transversal o de taladros. Este tipo de construcción es desfavorable para aplicaciones de alta presión, en virtud del peligro de erosión o destrucción del material.

Además, para aplicaciones de alta presión es desfavorable el sistema de obturación publicado en el estado de la técnica de las publicaciones mencionadas anteriormente, que está realizado en la forma de construcción habitual como superficie paralela al plano con elemento de obturación integrado. Aquí existe el peligro de que incluso irregularidades pequeñas conduzcan a la configuración de circulaciones de derivación que provocan erosión del material en zonas con nivel de presión más reducido y afectan a paredes interiores.

Por lo tanto, el problema de la invención es configurar la estructura de la válvula de alta presión de tal forma que los componentes con alto desgaste se pueden extraer individualmente y con gasto de trabajo reducido, debiendo estar constituidas estas piezas de desgaste de tal forma que ofrezcan una superficie de ataque muy reducida para la destrucción interna de material.

Este problema se soluciona de acuerdo con la invención por medio de una válvula de alta presión con las características de la reivindicación principal. Los desarrollos ventajosos del dispositivo se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes.

La presente invención soluciona el cometido mencionado anteriormente porque la válvula de alta presión está constituida por un cuerpo de válvula que presenta una entrada y una salida, en el que está conectado el espacio cilíndrico de un vástago de pistón de bomba, de manera que la entrada está conectada con el espacio cilíndrico a través de un taladro, en el que está dispuesto un primer asiento de válvula con una bola de válvula y, además, el espacio cilíndrico está conectado con la salida a través de otro taladro, en el que está dispuesto igualmente un asiento de válvula con una bola de válvula, de manera que los asientos de válvula con la bola de válvula respectiva están configurados en una unidad de construcción como válvula de bola de retención y están conectados de forma desprendible así como con efecto de obturación metálica con el cuerpo de la válvula.

En este caso, cada uno de los asientos de válvula presenta una parte cilíndrica y una parte cónica, y cada taladro presenta para el alojamiento de un asiento de válvula en el cuerpo de la válvula igualmente una parte cónica y una parte cilíndrica. Las superficies de las dos partes cónicas representan las superficies de obturación metálicas, que están conectadas entre sí con efecto de obturación metálica en el estado montado de los asientos de válvula en el cuerpo metálico. Además, el gradiente del ángulo total de apertura de los dos conos está seleccionado para que exista diferencia de gradiente de los conos y esta diferencia es como máximo dos grados angulares e idealmente es igual o menor que un grado angular. De esta manera, se genera una superficie de obturación metálica. En una forma de realización ideal, no son necesarios otros elementos de obturación metálicos o no metálicos.

Además, una forma de realización ventajosa consiste en que al menos sobre una superficie parcial de la parte cilíndrica del asiento de válvula está dispuesta una rosca, de manera que es posible un montaje y desmontaje muy fácil y rápido de los asientos de válvula. Por lo tanto, con respecto a la fabricación de la forma exterior de los cuerpos de válvula, no hay que aplicar ningún procedimiento de fabricación especialmente costoso.

La construcción de los asientos de válvula como unidad constructiva autónoma y simétrica rotatoria con una superficie de obturación cónica tiene la gran ventaja de que la fabricación de los taladros axiales interiores coincidentes entre sí muy precisos de la válvula de bola como tal, así como la fabricación de las superficies de obturación exteriores se pueden realizar de forma muy económica, de manera que no es necesaria una adaptación costosa al cuerpo de válvula.

A través de esta compacidad de los asientos de válvula, la supresión de elementos de obturación y el posicionamiento axial con respecto al recorrido del conducto, el medio a transportar fluye también en la zona de la válvula a través de un trayecto con muy poca desviación y sin interferencias. De esta manera,...

1. Válvula de alta presión (1) para una bomba de alta presión con un cuerpo de válvula (1) que presenta una entrada (2) y una salida (3), en el que está conectado el espacio cilíndrico de un vástago de pistón de bomba, de manera que la entrada (2) está conectada con el espacio cilíndrico (5) a través de un taladro, en el que está dispuesto un primer asiento de válvula (7) con una bola de válvula (4) y, además, el espacio cilíndrico (5) está conectado con la salida (3) a través de otro taladro (6), en el que está dispuesto igualmente un asiento de válvula (8) con una bola de válvula (14), de manera que los asientos de válvula (7, 8) con la bola de válvula (14) respectiva están configurados en una unidad de construcción como válvulas de bola de retención y están conectados de forma desprendible así como con efecto de obturación metálica con el cuerpo de la válvula (1), caracterizada por que cada uno de los asientos de válvula (7, 8) presenta una parte cilíndrica y una parte cónica, y cada taladro (4, 6) presenta para el alojamiento de un asiento de válvula en el cuerpo de la válvula igualmente una parte cónica y una parte cilíndrica, de manera que las superficies de las dos partes cónicas forman las superficies de obturación metálicas, que están conectadas entre sí con efecto de obturación metálica en el estado montado de los asientos de válvula (7, 8) en el cuerpo metálico (1) y por que la diferencia de gradiente de los dos conos de obturación metálica es como máximo dos grados angulares e idealmente es igual o menor que un grado angular.

2. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que en la zona de transición entre el extremo cónico del asiento de válvula (7, 8) y el cuerpo de la válvula (1) no está dispuesto ningún elemento de obturación metálica o no metálica.

3. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que al menos sobre una superficie parcial de la parte cilíndrica del asiento de válvula (7, 8) está dispuesta una rosca (9) y el taladro (4, 6) del cuerpo de válvula está configurado en esta zona pieza roscada opuesta (11) correspondiente.