Válvula de compuerta de doble disco.

Una válvula de compuerta de doble disco que incluye una carcasa (1) que forma un canal (2) de paso de fluido,

asientos (3, 4) de entrada y de salida, y una pieza de cierre móvil con respecto al canal de paso a lo largo de unplano (5) central en una dirección hacia adentro para obtener una configuración cerrada de la válvula y en unadirección opuesta hacia afuera para obtener una configuración abierta de la válvula, donde la pieza de cierre incluyedos discos (8, 9) de válvula y una estructura de manipulación de disco con un portador (10) de disco interno y unportador (11) de disco externo, donde la estructura de manipulación de disco se adapta para cambiar la orientaciónde al menos uno de los discos (8, 9) de válvula alejándolo de una orientación inicial mediante el movimiento relativodel portador (11) de disco externo respecto al portador (10) del disco interno, en la que el movimiento relativo entrelos portadores (10, 11) de disco se inicia como una parte integrada de un procedimiento de cierre y de aperturadurante el movimiento de la pieza de cierre en las direcciones hacia adentro y hacia afuera, caracterizado por queambos portadores (10, 11) de disco están conectados a ambos discos (8, 9) de válvula mediante una estructuraarticulada que incluye un enlace externo y un enlace interno, donde el enlace externo incluye un primer elemento(12) externo y un segundo elemento (13) externo, donde el primer elemento (12) externo está fijado de maneragiratoria al portador (11) de disco externo y a uno de los discos (9) de válvula, y el segundo elemento (13) externoestá fijado de manera giratoria al portador (11) de disco externo y al otro disco (8) de válvula, y donde el enlaceinterno incluye un primero elemento (14) interno y un segundo elemento (15) interno, donde el primer elemento (14)interno está fijado de manera giratoria a uno de los discos (8) de válvula y al portador (10) de disco interno y elsegundo elemento (15) interno está fijado de manera giratoria al otro disco (9) de válvula y al portador (10) de discointerno.

Válvula de compuerta de doble disco.

Introducción La presente invención se refiere a una válvula que incluye una carcasa con un canal de paso de entrada de fluido, asientos de entrada y de salida, y una pieza de cierre móvil con respecto al canal de paso a lo largo de un plano central en una dirección hacia adentro para obtener una configuración cerrada de la válvula y en una dirección opuesta hacia afuera para obtener una configuración abierta de la válvula. A veces se hace referencia a tales válvulas como "válvulas de compuerta".

En tales válvulas, la pieza de cierre puede incluir dos discos de válvula que forman una así denominada válvula de compuerta de doble disco.

Antecedentes de la invención Las válvulas de compuerta se utilizan típicamente para controlar un flujo de fluido en sistemas de tuberías, tales como sistemas de suministro de agua o sistemas de alcantarillado. Una válvula de compuerta de doble disco incluye típicamente una carcasa que forma un canal de paso de fluido entre dos aberturas de la válvula y dos discos de válvula paralelos móviles en una dirección hacia adentro del canal de paso y en una dirección hacia afuera del canal de paso, como puede verse, por ejemplo, en el documento US-A-2895709.

Un conducto de fluido, por ejemplo una tubería de agua, está conectado a cada abertura de la válvula. Típicamente, las aberturas de la válvula están dispuestas de manera que las dos tuberías están alineadas axialmente. Cada abertura de la válvula está rodeada por un asiento de válvula dentro de la carcasa.

En una configuración cerrada de la válvula, cada disco de válvula a lo largo de su periferia se apoya en un disco respectivo de los asientos de válvula, por lo que separa a efectos de fluido la correspondiente tubería del interior de la carcasa de la válvula y bloquea así el flujo de fluido. Para adoptar una configuración de válvula abierta, los discos de válvula se mueven hacia afuera. En la práctica, los discos se retraen sustancialmente de manera radial con respecto al canal de paso y por lo tanto de manera perpendicular a la dirección de flujo. En este proceso, los discos se mueven hacia adentro de un compartimento de reposo de la carcasa que está dispuesto de manera radial fuera del canal de paso. Para volver a adoptar la configuración de válvula cerrada, los discos de válvula se mueven en la dirección opuesta, hacia adentro desde el compartimento de reposo entrando en el canal de paso.

En los sistemas de fluidos, las válvulas de compuerta están típicamente orientadas de tal manera que los discos de válvula se mueven hacia afuera del canal de paso cuando se mueven verticalmente hacia arriba durante la apertura y de tal manera que se mueven hacia adentro del canal de paso cuando se mueven hacia abajo durante el cierre de la válvula. Para facilitar la lectura, “hacia afuera” significa “saliendo del canal de paso” en el texto que sigue; es decir, típicamente verticalmente hacia arriba, y “hacia adentro” significa “entrando en el canal de paso” en el texto que sigue; es decir, típicamente verticalmente hacia abajo, a menos que se indique específicamente lo contrario.

Para asegurar la separación completa a efectos de fluido entre la boca de entrada y la boca de salida de la válvula, incluso en presencia de presiones de fluido grandes, la válvula incluye típicamente un medio para presionar y separar los discos de válvula durante la última parte del movimiento de cierre, lo que fuerza a la periferia de los discos de válvula contra los asientos de válvula. Además, la carcasa está provista típicamente de vías o muescas paralelas y verticales que se acoplan a una parte de la periferia de los discos de válvula o los extremos externos lateralmente de un portador de disco, que sujeta los discos de válvula. De esta forma, los discos de válvula son guiados durante el movimiento vertical hacia adentro o hacia afuera del canal de paso. El movimiento vertical de los discos de válvula se lleva a cabo típicamente mediante un vástago o husillo roscado, que puede estar conectado a un mango o a un volante de mano para un funcionamiento manual o a un actuador para un funcionamiento hidráulico o eléctrico, por ejemplo.

Una ventaja importante de las válvulas de compuerta de doble disco consiste en que pueden ser fácilmente diseñadas para proporcionar - en la configuración abierta - un canal a través de la válvula, que permite que cualquier objeto lo suficientemente pequeño pase a través de la tuberías para pasar también a través de la válvula sin restricción. Así, por ejemplo, la inspección, el mantenimiento o la limpieza del sistema de tuberías puede realizarse utilizando vehículos de control remoto (ROV, remotely operated vehicles) .

Se han inventado diversos dispositivos para forzar la separación de los discos de válvula durante la última parte del movimiento de cierre. La Patente de EE. UU. Nº 2.502.689 describe una válvula de compuerta de doble disco como la que se describió anteriormente. Un vástago roscado con un volante de mano se utiliza para mover los discos de válvula verticalmente. El vástago se acopla con una rosca interior en la parte superior de la carcasa de la válvula. Dentro de la carcasa de la válvula, el vástago está fijado de manera giratoria a un portador de disco una de cuyas partes tiene forma de cuña, que está conectado por medio de pernos transversales a orejetas en la parte trasera de cada disco de válvula; es decir, en el lado que mira hacia el otro disco de válvula. Los agujeros de los pernos en las orejetas son más grandes que el diámetro de los pernos, que de esta manera pueden moverse en el seno de los orificios de los pernos. Durante el cierre de la válvula, los discos de válvula cuelgan de las orejetas de los pernos hasta que los discos de válvula se apoyan en la parte inferior de la carcasa de la válvula o por el contrario se les impide moverse más hacia abajo. Durante un movimiento adicional hacia abajo del portador de disco, la parte con forma de cuña del mismo se desliza a lo largo de superficies inclinadas en la parte trasera de cada disco de válvula, forzando de este modo su separación. Durante la primera parte del movimiento de apertura, los pernos se deslizarán a lo largo de las superficies inclinadas en el interior de los orificios de los pernos, tirando así de los discos de válvula uno hacia el otro para facilitar su movimiento subsiguiente hacia afuera entrando en el compartimento de reposo.

Los documentos FR 2.180.655, JP 63-225768 y JP 5-99348, respectivamente, describen válvulas de compuerta de doble disco, donde los discos de válvula están conectados a un portador de disco por medio de un número de enlaces, cada uno de los cuales está conectado de forma giratoria en un extremo a una orejeta en el lado posterior de un disco de válvula y en el otro extremo al portador de disco. Los enlaces están dispuestos de manera que mantienen los discos de válvula paralelos en todo momento. Durante el cierre de la válvula, los discos de válvula cuelgan de los enlaces en el portador de disco hasta que los discos de válvula no pueden moverse más hacia abajo, por ejemplo por la parte inferior de la carcasa. Durante un movimiento adicional hacia abajo del portador de disco, los enlaces giran y fuerzan a los discos de válvula a separarse uno de otro. Durante una primera parte del movimiento de apertura, los enlaces tiran de los discos de válvula acercándolos entre sí de manera correspondiente, mientras que los discos permanecen paralelos.

Todas las válvulas de compuerta descritas anteriormente tienen la desventaja de que se requiere una fuerza relativamente grande para mover los discos de válvula durante la última parte del movimiento de cierre y durante la primera parte del movimiento de apertura cuando los discos se mueven alejándose uno de otro o acercándose uno hacia el otro. Con válvulas de compuerta de accionamiento manual esto hace que sea difícil para el operador cerrar y abrir las válvulas. Con válvulas de compuerta de accionamiento automático, los actuadores deben dimensionarse para esta parte del movimiento, aunque la parte restante del movimiento requiere una fuerza sustancialmente menor. Por lo tanto, el peso, el tamaño y el coste de los actuadores son relativamente altos.

Descripción de la invención Es un propósito de la presente invención superar los inconvenientes antes mencionados mediante la creación de una válvula que es más fácil de abrir y cerrar. Es un propósito adicional crear una válvula con una estructura simple y fiable y crear una válvula que es fácil de mantener en buenas condiciones mecánicas, de limpiar, de inspeccionar, y de reparar.

La válvula... [Seguir leyendo]

1. Una válvula de compuerta de doble disco que incluye una carcasa (1) que forma un canal (2) de paso de fluido, asientos (3, 4) de entrada y de salida, y una pieza de cierre móvil con respecto al canal de paso a lo largo de un plano (5) central en una dirección hacia adentro para obtener una configuración cerrada de la válvula y en una dirección opuesta hacia afuera para obtener una configuración abierta de la válvula, donde la pieza de cierre incluye dos discos (8, 9) de válvula y una estructura de manipulación de disco con un portador (10) de disco interno y un portador (11) de disco externo, donde la estructura de manipulación de disco se adapta para cambiar la orientación de al menos uno de los discos (8, 9) de válvula alejándolo de una orientación inicial mediante el movimiento relativo del portador (11) de disco externo respecto al portador (10) del disco interno, en la que el movimiento relativo entre los portadores (10, 11) de disco se inicia como una parte integrada de un procedimiento de cierre y de apertura durante el movimiento de la pieza de cierre en las direcciones hacia adentro y hacia afuera, caracterizado por que ambos portadores (10, 11) de disco están conectados a ambos discos (8, 9) de válvula mediante una estructura articulada que incluye un enlace externo y un enlace interno, donde el enlace externo incluye un primer elemento (12) externo y un segundo elemento (13) externo, donde el primer elemento (12) externo está fijado de manera giratoria al portador (11) de disco externo y a uno de los discos (9) de válvula, y el segundo elemento (13) externo está fijado de manera giratoria al portador (11) de disco externo y al otro disco (8) de válvula, y donde el enlace interno incluye un primero elemento (14) interno y un segundo elemento (15) interno, donde el primer elemento (14) interno está fijado de manera giratoria a uno de los discos (8) de válvula y al portador (10) de disco interno y el segundo elemento (15) interno está fijado de manera giratoria al otro disco (9) de válvula y al portador (10) de disco interno.

2. Una válvula según la reivindicación 1, en la que los discos (8, 9) de válvula están dispuestos de forma sustancialmente simétrica alrededor del plano (5) central durante los procedimientos de apertura y cierre.

3. Una válvula según las reivindicaciones 1 ó 2, en la que cada disco (8, 9) de válvula tiene una parte de borde periférico que coincide con el asiento de entrada (3) o el asiento de salida (4) correspondientes para permitir el contacto entre la parte de borde periférico y el asiento en la configuración cerrada de la válvula.

4. Una válvula según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que se impide a los discos (8, 9) de válvula cambiar la orientación alejándose más de la orientación inicial cuando se alcanza una orientación prestablecida.

5. Una válvula según la reivindicación 4, en la que la estructura de manipulación de disco se adapta para cambiar la orientación del disco (8, 9) de válvula volviendo de nuevo hacia la orientación inicial del disco de válvula mediante el movimiento adicional del portador (11) de disco externo con respecto al portador (10) de disco interno después de que el disco (8, 9) de válvula haya alcanzado la orientación prestablecida.

6. Una válvula según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la estructura de manipulación de disco se adapta para cambiar la orientación de los dos discos (8, 9) de válvula alejándolos de una orientación inicial de los dos discos (8, 9) de válvula y volviendo de nuevo hacia la orientación inicial de los discos (8, 9) de válvula mediante el movimiento del portador (11) de disco externo con respecto al portador (10) de disco interno.

7. Una válvula según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la estructura de manipulación de disco está ubicada entre los discos (8, 9) de válvula.

8. Una válvula según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que los elementos (12, 13) externos primero y segundo se extienden desde una parte orientada hacia afuera de un disco de válvula correspondiente y en una dirección tanto hacia afuera como hacia el plano (5) central donde están fijados de manera giratoria al portador

(11) de disco externo.

9. Una válvula según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que los elementos (14, 15) internos primero y segundo se extienden desde una parte orientada hacia adentro de un disco de válvula correspondiente y en una dirección tanto hacia adentro como hacia el plano (5) central donde están fijados de manera giratoria al portador (10) de disco interno.

10. Una válvula según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la pieza de cierre se puede mover en las direcciones hacia afuera o hacia adentro mediante un medio (17) de movimiento que está fijado al portador

(11) de disco externo.

11. Una válvula según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la válvula incluye un obstáculo

(16) dispuesto para iniciar el movimiento relativo entre los portadores (10, 11) de disco al dificultar el movimiento de uno de los portadores (10) de disco durante el movimiento de la pieza de cierre en la dirección hacia adentro.

12. Una válvula según la reivindicación 11, en la que el obstáculo (16) está constituido por una pared del canal (2) de paso.

13. Una válvula según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la carcasa (2) forma una vía (25) para guiar los portadores (10, 11) de disco en las direcciones hacia adentro y hacia afuera durante el cierre y la apertura de la válvula.

14. Una válvula según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que incluye adicionalmente una estructura de resorte que fuerza a la pieza de cierre en la dirección hacia adentro.

15. Una válvula según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que los asientos (3, 4) de entrada y salida incluyen cada uno de ellos una parte interior de la superficie de sellado y una parte exterior de la superficie de sellado, donde las partes de la superficie de sellado miran hacia los discos (8, 9) de válvula en la configuración cerrada, donde las partes interiores de la superficie de sellado son sustancialmente perpendiculares al plano central, y donde las partes externas de la superficie de sellado forman un ángulo menor de 90 grados con respecto al plano (5) central.

16. Un sistema de fluido que incorpora una válvula de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, donde la válvula está ubicada de tal manera que la gravedad presiona la pieza de cierre en la dirección hacia adentro.

17. Un método para facilitar una apertura y un cierre más sencillos de una válvula de compuerta, donde el método incluye:

-proporcionar una carcasa con un conducto de paso de fluido, asientos de entrada y de salida, y una pieza de cierre móvil con respecto al canal de paso a lo largo de un plano central en una dirección hacia adentro para adoptar una configuración cerrada de la válvula, y en una dirección hacia afuera opuesta a la anterior para adoptar una configuración abierta de la válvula,

-proporcionar la pieza de cierre con dos discos de válvula y una estructura de manipulación de disco,

-disponer los discos de válvula de manera sustancialmente simétrica alrededor del plano central,

-proporcionar a cada disco de válvula una parte de borde periférico que coincide con el asiento de entrada o el asiento de salida correspondientes para permitir el contacto entre la parte de borde periférico y el asiento en la configuración cerrada de la válvula,

-proporcionar la estructura de manipulación con un portador de disco externo y un portador de disco interno, donde ambos portadores de disco están conectados a ambos discos de válvula mediante una estructura articulada, en el que la estructura articulada incluye un enlace externo y una enlace interno, donde el enlace externo incluye un primer elemento externo y un segundo elemento externo, donde el primer elemento externo está fijado de manera giratoria al portador de disco externo y a uno de los discos de válvula, y donde el segundo elemento externo está fijado de manera giratoria al portador de disco externo y al otro disco de válvula, y donde el enlace interno incluye un primer elemento interno y un segundo elemento interno, donde el primer elemento interno está fijado de manera giratoria a uno de los discos de válvula y al portador de disco interno y el segundo elemento interno está fijado de manera giratoria al otro disco de válvula y al portador de disco interno de tal manera que la estructura de manipulación de disco queda adaptada para cambiar una orientación de al menos uno de los discos de válvula con relación al plano central alejándolo de una orientación inicial mediante el movimiento del portador de disco externo con relación al portador de disco interno, y

-proporcionar un obstáculo dispuesto para iniciar dicho movimiento relativo entre los portadores de disco durante el movimiento de la pieza de cierre en la dirección hacia adentro.