Asiento de cierre para válvulas de mariposa criogénicas, formado por un conjunto accesorio que se dispone en el contorno de la abertura de paso a través del cuerpo (1) de la válvula,

para el apoyo del disco móvil (2) mediante el que se establece el cierre, comprendiendo dicho conjunto accesorio un anillo metálico (5) que determina un pliegue toroidal (5.1) con un muelle (6) en el interior, presentando un frente (10) para apoyo del disco de cierre (2) en contacto de metal con metal, mientras que a un lado del pliegue toroidal (5.1) se dispone un anillo (9) de PTFE (politetrafluoretileno) que presenta un frente (11) de contacto blando para apoyo a su vez del disco de cierre (2)

Asiento de cierre para válvulas de mariposa criogénicas.

Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con las válvulas denominadas de mariposa, y en particular con las válvulas de este tipo que tienen que trabajar con altas presiones y a temperaturas variables, proponiendo un asiento de cierre que permite cumplir con las exigencias de obturación de dichas válvulas tanto a temperatura ambiente como en temperaturas especialmente bajas, manteniendo además unas buenas condiciones de seguridad frente al fuego.

Estado de la técnica

Las válvulas de mariposa que se utilizan en las conducciones de fluidos constan de un disco giratorio sobre un eje diametral, mediante el que se establece el cierre sobre un asiento anular alrededor del conducto de paso que define la válvula.

En las aplicaciones de presiones elevadas dichas válvulas se constituyen con un disco y un cuerpo metálicos, entre los que se determina el asiento de cierre, lo cual da lugar a que las dilataciones y contracciones que ocasionan las variaciones de temperatura provoquen fácilmente fugas en el cierre por alteración del ajuste en el asiento entre el disco de cierre y el cuerpo de la válvula.

Para solucionar ese problema se han desarrollado soluciones de disposición de juntas elásticas en el asiento del cierre de las válvulas, con lo cual el comportamiento es bueno en los márgenes de la temperatura ambiente, pero en las aplicaciones de temperaturas muy bajas (hasta por ejemplo -196ºC), las juntas elásticas sufren un endurecimiento que las hace perder su efectividad en el cierre de las válvulas.

Explicación de la invención

De acuerdo con la invención se propone un asiento de cierre de aplicación para las mencionadas válvulas de mariposa, con el cual se logran unas características funcionales ventajosas tanto en los niveles de la temperatura ambiente como en las temperaturas notablemente bajas.

Este asiento de cierre objeto de la invención consta de un conjunto componente que determina un asiento doble en el contacto de apoyo del disco de cierre, de manera que un asiento establece un apoyo blando que asegura la efectividad del cierre a temperatura ambiente, mientras que el otro asiento establece un apoyo de contacto metal con metal que asegura la efectividad del cierre en las temperaturas muy bajas.

Dicho asiento de cierre se compone de un anillo de chapa metálica de un material blando, como cobre o níquel, que determina en la parte interior un plegado en forma de toroide, dentro del cual se aloja un muelle cubierto por una camisa metálica que reparte la fuerza de dicho muelle sobre la pared del toroide, confiriendo a éste elasticidad de adaptación.

Sobre el toroide se dispone además un anillo de compresión autocentrador, el cual ejerce una acción de retención radial del toroide por el exterior, en tanto que paralelamente al toroide se dispone un anillo de PTFE (politetrafluoretileno), el cual queda a su vez retenido radialmente por el anillo de compresión.

Se obtiene así un asiento de cierre que mediante el anillo de PTFE y mediante el toroide del anillo metálico determina sendos frentes de contacto para el apoyo del disco móvil de la válvula de aplicación, de forma que el anillo de PTFE actúa como una junta que asegura la perfecta estanqueidad del cierre en el rango de la temperatura ambiente, mientras que el toroide del anillo metálico actúa como elemento de estanqueidad a temperaturas muy bajas, proporcionando el muelle del interior del toroide la elasticidad necesaria para compensar las diferencias de presión y las irregularidades del disco de cierre.

Además, el asiento metálico que determina el toroide garantiza la seguridad en caso de fuego o incendio en la conducción de aplicación de la válvula a la que pertenece el cierre.

Por todo ello, este asiento de cierre objeto de la invención resulta de unas características ciertamente ventajosas, adquiriendo vida propia y carácter preferente para las válvulas de mariposa que tienen que trabajar en rangos de temperatura ambiente y en rangos de temperaturas muy bajas.

Descripción de las figuras

La figura 1 muestra una vista frontal de una válvula de mariposa en la que es aplicable el asiento de cierre de la invención.

La figura 2 es una perspectiva con corte parcial de una válvula de mariposa provista con el asiento de cierre de la invención, en posición abierta.

La figura 3 es una perspectiva con corte parcial de la misma válvula anterior, en posición cerrada.

La figura 4 es un detalle ampliado de la zona IV indicada en la figura 3.

La figura 5 es una vista correspondiente a la sección V-V indicada en la figura 1.

La figura 6 es un detalle ampliado de la zona VI indicada en la figura 5.

Descripción detallada de un modo de realización preferente de la invención

El objeto de la invención se refiere a un asiento de cierre para las válvulas de mariposa destinadas a conducciones de fluidos de alta presión y que han de trabajar en condiciones de temperatura ambiente o a temperaturas muy bajas.

Las válvulas de este tipo comprenden un cuerpo (1) metálico que determina una abertura circular de paso y un disco (2) también metálico que es susceptible de ser girado mediante un eje (3) entre sendas posiciones perpendiculares, en una de las cuales queda abierto el paso a través de la abertura definida por el cuerpo (1), mientras que en la otra posición dicho disco (2) hace apoyo en el contorno de la mencionada abertura estableciendo el cierre de la misma.

De acuerdo con la invención, en el contorno de la abertura del cuerpo (1) se dispone un conjunto accesorio (4), mediante el cual se constituye el asiento de apoyo para establecer el cierre de la abertura de paso mediante el disco móvil (2).

Dicho conjunto accesorio (4) determinante del asiento de cierre consta de un anillo (5) de chapa metálica de un material blando, como cobre o níquel, determinado dicho anillo en la parte interior un pliegue (5.1) en forma toroidal, en el cual se aloja un muelle tensado (6) adaptado a la forma interior de dicho pliegue toroidal (5.1), sobre el cual reparte el esfuerzo mediante una camisa metálica (7).

Por la parte exterior del pliegue toroidal (5.1) se dispone un anillo de compresión (8), el cual determina una retención por fuera que mantiene la posición circunferencial del mencionado pliegue toroidal (5.1), impidiendo el aumento radial del mismo hacia fuera.

Al lado del anillo de compresión (8) se dispone además un anillo (9) de PTFE (politetrafluoretileno), el cual determina un borde frontal paralelo a la parte frontal del pliegue toroidal (5.1) hacia el interior del anillo (5), quedando dicho anillo (9) retenido a su vez por la parte posterior por el anillo de compresión (8).

De esta forma, el conjunto accesorio (4) determina un asiento con dos zonas de contacto (10) y (11) para el apoyo del disco móvil (2), como se observa en las figuras 4 y 6, de modo que el pliegue toroidal (5.1) determina una zona de contacto (10) en la que el disco (2) apoya en contacto de metal con metal, permitiendo asegurar un cierre óptimo a temperaturas muy bajas, mientras que el anillo (9) de PTFE determina una zona (11) de contacto blando, sobre la que el disco (2) cierra perfectamente en el rango de la temperatura ambiente. El asiento de la zona (10), establece asimismo una seguridad contra el fuego, en caso de incendio en la conducción de aplicación de la válvula, debido a la naturaleza metálica de las dos partes de contacto en dicha zona (10).

En ambos casos la presión del contacto sobre el disco (2) en las mencionadas zonas (10) y (11) se mantiene con la fuerza necesaria para establecer el cierre, debido a la retención que establece el anillo de compresión (8) por la parte posterior del pliegue toroidal (5.1) y del anillo (9) de PTFE.

Además, debido a la fuerza del muelle (6), el pliegue toroidal (5.1) ofrece la elasticidad necesaria para compensar las diferencias de presión y las irregularidades de forma del disco (2), mientras que la plasticidad del material del anillo (5), permite la perfecta adaptación del pliegue toroidal (5.1) a la superficie de contacto de dicho disco (2).

En la disposición del montaje del anillo (5) sobre el cuerpo (1) de la válvula, se disponen unas juntas de grafito (12), mediante las que se asegura la estanqueidad de dicho montaje.

1. Asiento de cierre para válvulas de mariposa criogénicas, del tipo que comprende un cuerpo metálico (1) determinante de una abertura de paso a través de la válvula y un disco metálico (2) que es susceptible de girar entre una posición perpendicular a la mencionada abertura del cuerpo (1) y una posición de cierre en apoyo sobre el contorno de dicha abertura, yendo en el contorno de la abertura del cuerpo (1) un conjunto accesorio (4) de apoyo del disco móvil (2) para establecer el cierre, comprendiendo dicho conjunto accesorio (4) un anillo (5) de chapa metálica, el cual determina en la parte interior un pliegue toroidal (5.1), en cuyo interior se aloja un muelle tensado (6) que ejerce un esfuerzo radial hacia la parte central, caracterizado porque en la parte exterior de dicho pliegue toroidal (5.1) se dispone un anillo de compresión (8) que establece una retención radial hacia fuera, incorporándose paralelo a dicho anillo de compresión (8) un anillo (9) de PTFE (politetrafluoretileno), el cual queda también retenido hacia fuera por el mencionado anillo de compresión (8).

2. Asiento de cierre para válvulas de mariposa criogénicas, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el anillo (9) de PTFE presenta en la parte interior un borde que determina una zona (11) sobre la que el disco móvil (2) apoya en contacto blando, estableciendo un cierre apto para el rango de la temperatura ambiente.

3. Asiento de cierre para válvulas de mariposa criogénicas, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el anillo (5) es de un material metálico blando, como cobre o níquel, permitiendo la adaptación del pliegue toroidal (5.1) a la superficie de contacto del disco móvil (2).