Válvula elevadora, especialmente para la técnica de procesos.

Válvula de elevación (1; 1.1; 1.2; 1.3), especialmente para la técnica de procesos,

con una caja deválvula (2; 2.1; 2.2; 2.3) compuesta por al menos una pieza de caja de válvula (2a), con al menos una primera y unasegunda tubuladura de conexión (2b, 2c) que están conectadas a la pieza de caja de válvula (2a) y que establecenuna unión con el espacio interior de la misma, con una abertura de unión (2d) dispuesta dentro de la caja de válvula(2; 2.1; 2.2; 2.3) entre las tubuladuras de conexión (2b, 2c), dentro de la cual o en la cual está realizada unasuperficie de asiento (2e), con una pieza de cierre (4; 4.1) unitaria que puede trasladarse por deslizamiento y queactúa en conjunto con la superficie de asiento (2e) y que controla la abertura de unión (2d), con una única barra deaccionamiento (4a/4b) fijada a la pieza de cierre (4; 4.1), que a través de una abertura de caja (2h) de la caja deválvula (2; 2.1; 2.2, 2.3), opuesta a la abertura de unión (2d), sale de la misma de forma estanca estando unida conun émbolo de accionamiento (5; 5*) de un actuador (3; 3*), con una carcasa de linterna (3.1) que une la caja deválvula (2; 2.1; 2.2; 2.3) con el actuador (3; 3*), con el actuador (3; 3*) que dentro de una carcasa de actuador (3a)presenta el émbolo de accionamiento (5; 5*) deslizable contra la fuerza de un muelle de accionamiento (7; 7.1; 7.2)mediante la aplicación de un medio de presión (D), y con la barra de accionamiento (4a/4b), cuya sección transversalestá ensanchada al menos en su zona de paso con la caja de válvula (2; 2.1; 2.2; 2.3) de tal forma que allí aloja enuna cavidad (4c) en forma de cuenco una parte del muelle de accionamiento (7; 7.1, 7.2) situada en el lado de lapieza de cierre, caracterizada porque la pieza de cierre (4; 4.1) abre hacia el actuador (3; 3*) y porque el muelle deaccionamiento (7; 7.1, 7.2) se apoya, respectivamente por su extremo, directa o indirectamente, por una parte en labarra de accionamiento (4a/4b) y, por otra parte, en una pieza de tapa (3b) que limita la carcasa de actuador (3a) ene lado del émbolo de accionamiento (5; 5*) opuesto a la pieza de cierre (4; 4.1).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/001019.

Solicitante: GEA TUCHENHAGEN GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: AM INDUSTRIEPARK 2-10 21514 BÜCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: BURMESTER,JENS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F16K27/02 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16K VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO; DISPOSITIVOS PARA VENTILAR O AIREAR.F16K 27/00 Estructuras de alojamiento (procedimientos para soldar carcasas B23K ); Utilización de materiales con este fin. › de las válvulas de cierre vertical (para reducir la resistencia a la corriente en las válvulas de cierre vertical de husillo roscado F16K 1/06).
  • F16K31/122 F16K […] › F16K 31/00 Medios de accionamiento; Dispositivos de retorno a la posición de reposo. › el fluido actuando sobre un pistón (F16K 31/143, F16K 31/163, F16K 31/363, F16K 31/383 tienen prioridad).

PDF original: ES-2392317_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Válvula elevadora, especialmente para la técnica de procesos

Campo técnico

La invención se refiere a una válvula de elevación, especialmente para la técnica de procesos, con una caja de válvula compuesta por al menos una pieza de caja de válvula, con al menos una primera y una segunda tubuladura de conexión que están conectadas a la pieza de caja de válvula y que establecen una unión con el espacio interior de la misma, con una abertura de unión dispuesta dentro de la caja de válvula entre las tubuladuras de conexión, dentro de la cual o en la cual está realizada una superficie de asiento, con una pieza de cierre unitaria que puede trasladarse por deslizamiento y que actúa en conjunto con la superficie de asiento y que controla la abertura de unión, con una única barra de accionamiento fijada a la pieza de cierre, que a través de una abertura de la caja de válvula, opuesta a la abertura de unión, sale de la misma de forma estanca estando unida con un émbolo de accionamiento de un actuador, con una carcasa de linterna que une la caja de válvula con el actuador, con el actuador que dentro de una carcasa de actuador presenta el émbolo de accionamiento deslizable contra la fuerza de un muelle de accionamiento mediante la aplicación de un medio de presión, y con la barra de accionamiento, cuya sección transversal está ensanchada al menos en su zona de paso con la caja de válvula, de tal forma que allí aloja en una cavidad en forma de cuenco una parte del muelle de accionamiento situada en el lado de la pieza de cierre.

Estado de la técnica

La válvula de elevación del tipo caracterizado al principio presenta las características necesarias de una válvula de cierre en la que al menos una componente del movimiento traslatorio de apertura y de cierre de su pieza de cierre configurada como plato de asiento está orientada perpendicularmente con respecto a una superficie de asiento. No obstante, en el marco de la forma de realización descrita anteriormente, la válvula de elevación también puede estar realizada como válvula de corredera en la que la pieza de cierre configurada como émbolo de corredera se desliza a lo largo de una superficie de asiento cilíndrica durante su movimiento traslatorio de apertura y de cierre. Una junta de la pieza de cierre, dispuesta en el plato de asiento, coopera axialmente y/o axial/radialmente con la superficie de asiento asignada (junta en engrane por presión) , mientras que una junta de pieza de cierre dispuesta en el émbolo de corredera coopera radialmente con la superficie de asiento cilíndrica asignada (junta en engrane por deslizamiento) . El movimiento traslatorio de apertura y de cierre de la pieza de cierre correspondiente se genera a través de un accionamiento de émbolo sometido a un medio de presión, preferentemente neumático, efectuándose el movimiento de retorno de un émbolo de accionamiento generalmente mediante un muelle, preferentemente un muelle helicoidal. El accionamiento de émbolo puede trabajar cerrando y abriendo un muelle, con respecto a la pieza de cierre y la superficie de asiento asignada. Para reducir las fuerzas de apertura de la válvula de cierre, la barra de accionamiento de la pieza de cierre puede estar configurada, en la zona de su paso por la caja de válvula, en forma de un llamado émbolo de compensación de presión, de modo que las fuerzas de presión que actúan en la pieza de cierre en el sentido de elevación, generadas por el fluido (por ejemplo, producto) presente en la caja de válvula, experimentan en la superficie frontal proyectada del émbolo de compensación de presión una compensación entre parcial y completa.

Las válvulas de proceso del tipo mencionado anteriormente existen en diversas variantes, estando dispuesta entre la caja de válvula y el actuador una llamada carcasa de linterna para una separación segura entre un fluido situado dentro de la caja de válvula y el medio de presión al que está sometido el émbolo de accionamiento dentro del actuador. El movimiento de apertura de las válvulas de proceso se realiza o bien hacia arriba o bien hacia abajo, con respecto a la posición normal vertical de la válvula, por lo que se habla de una válvula que abre hacia arriba o hacia abajo. Dado que, generalmente, se aspira a una construcción con la menor altura posible hacia abajo, el actuador generalmente se dispone por encima de la caja de válvula.

Un criterio de selección decisivo para las válvulas de proceso del tipo en cuestión no sólo es su altura hacia abajo, sino también la altura hacia arriba. Esta última está determinada sustancialmente por la configuración de la carcasa de linterna y del actuador, ocupando este último al menos una altura para el/los muelle (s) y para la carrera de la válvula en forma de la carrera del émbolo de accionamiento (por ejemplo, según el documento DE3006409A1) .

Además, se conocen actuadores para válvulas de elevación que presentan dos piezas de cierre o elementos de cierre móviles uno respecto a otro (en lo sucesivo se usan como sinónimos los términos "pieza de cierre" y "elemento de cierre") y que se denominan válvulas de doble asiento en las que la extensión axial de la carcasa de linterna, las longitudes de los muelles necesarios en el estado montado y, dado el caso, la carrera de la válvula de accionamiento o de las válvulas de accionamiento se suman respectivamente arrojando el total. Una válvula de doble asiento correspondiente que abre hacia arriba hacia el actuador se describe en el documento DE2623039A1. Dicha válvula de doble asiento requiere, para generar en la posición de apertura una fuerza de presión entre los dos elementos de cierre, un segundo muelle, cuya longitud se suma al muelle principal. Una válvula de doble asiento correspondiente que abre hacia abajo, en sentido contrario al actuador, se conoce por el documento DE3106578A1. En este caso, el segundo muelle se aloja en el espacio de construcción del muelle principal para ahorrar en altura.

En las válvulas de doble asiento mencionadas anteriormente, las barras de accionamiento de los elementos de cierre, especialmente si estos últimos están realizados como émbolos de corredera, generalmente, se configuran en forma de émbolos de compensación de presión. Para garantizar una compensación suficiente de las fuerzas sobre el respectivo elemento de cierre por fuerzas antagonistas correspondientes sobre el émbolo de compensación de presión asignado, estos émbolos de compensación de presión generalmente se ensanchan aproximadamente hasta la sección transversal efectiva proyectada del elemento de cierre asignado. Las consiguientes secciones transversales de paso grandes por la caja de válvula dificultan por una parte la estanqueización de dichos émbolos de compensación de presión, pero por otra parte, el émbolo de compensación de presión ofrece en su interior espacio para el alojamiento de los muelles del actuador ahorrando en altura.

Una solución al respecto se conoce, por ejemplo, por el documento EP0834689A1. En éste, un paquete de muelles que forma el muelle principal y que está compuesto por dos muelles helicoidales dispuestos concéntricamente uno dentro de otro está dispuesto dentro de una jaula de muelles que engrana en un émbolo de compensación de presión realizado en el elemento de cierre superior y que en su extremo inferior finaliza con su contrasoporte fijo de muelle en el espacio interior de la caja de válvula contigua. En la posición de apertura de la válvula de doble asiento que abre hacia abajo se puede ver que el extremo inferior de la jaula de muelles, que sirve de contrasoporte fijo de muelle, no puede deslizarse con respecto a la caja de válvula, y que en la posición de apertura de la válvula de doble asiento sólo el extremo superior del paquete de muelles experimenta un deslizamiento axial correspondiente a la carrera de válvula. Por lo tanto, se puede ver que la altura de construcción del actuador está determinada al menos por la medida de la extensión axial del paquete de muelles pretensado en la posición de cierre de la válvula.

En una válvula de doble asiento descrita en el documento EP0039319B2, dos muelles, cuya longitud se suma en el estado montado en el émbolo de compensación de presión, están dispuestos en el elemento de cierre superior y se extienden hasta la zona de asiento, mientras que el émbolo de compensación de presión en el elemento de cierre inferior actúa como émbolo de accionamiento del actuador y, por tanto, no es necesaria ninguna altura de construcción adicional para la carrera del émbolo de accionamiento. Mediante este modo de construcción del émbolo de compensación de presión... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Válvula de elevación (1; 1.1; 1.2; 1.3) , especialmente para la técnica de procesos, con una caja de válvula (2; 2.1; 2.2; 2.3) compuesta por al menos una pieza de caja de válvula (2a) , con al menos una primera y una segunda tubuladura de conexión (2b, 2c) que están conectadas a la pieza de caja de válvula (2a) y que establecen una unión con el espacio interior de la misma, con una abertura de unión (2d) dispuesta dentro de la caja de válvula (2; 2.1; 2.2; 2.3) entre las tubuladuras de conexión (2b, 2c) , dentro de la cual o en la cual está realizada una superficie de asiento (2e) , con una pieza de cierre (4; 4.1) unitaria que puede trasladarse por deslizamiento y que actúa en conjunto con la superficie de asiento (2e) y que controla la abertura de unión (2d) , con una única barra de accionamiento (4a/4b) fijada a la pieza de cierre (4; 4.1) , que a través de una abertura de caja (2h) de la caja de válvula (2; 2.1; 2.2, 2.3) , opuesta a la abertura de unión (2d) , sale de la misma de forma estanca estando unida con un émbolo de accionamiento (5; 5*) de un actuador (3; 3*) , con una carcasa de linterna (3.1) que une la caja de válvula (2; 2.1; 2.2; 2.3) con el actuador (3; 3*) , con el actuador (3; 3*) que dentro de una carcasa de actuador (3a) presenta el émbolo de accionamiento (5; 5*) deslizable contra la fuerza de un muelle de accionamiento (7; 7.1; 7.2) mediante la aplicación de un medio de presión (D) , y con la barra de accionamiento (4a/4b) , cuya sección transversal está ensanchada al menos en su zona de paso con la caja de válvula (2; 2.1; 2.2; 2.3) de tal forma que allí aloja en una cavidad (4c) en forma de cuenco una parte del muelle de accionamiento (7; 7.1, 7.2) situada en el lado de la pieza de cierre, caracterizada porque la pieza de cierre (4; 4.1) abre hacia el actuador (3; 3*) y porque el muelle de accionamiento (7; 7.1, 7.2) se apoya, respectivamente por su extremo, directa o indirectamente, por una parte en la barra de accionamiento (4a/4b) y, por otra parte, en una pieza de tapa (3b) que limita la carcasa de actuador (3a) en e lado del émbolo de accionamiento (5; 5*) opuesto a la pieza de cierre (4; 4.1) .

2. Válvula de elevación según la reivindicación 1, caracterizada porque la barra de accionamiento (4a/4b) está configurada de tal forma que una barra de accionamiento (4a) de sección transversal ensanchada está unida con la pieza de cierre (4) a través de una barra de accionamiento (4b) de sección transversal reducida, más pequeña.

3. Válvula de elevación según la reivindicación 2, caracterizada porque, para la compensación de golpes de presión en el espacio interior de la caja de válvula (2; 2.1; 2.2; 2.3) , a la pieza de cierre (4) está asignada una superficie de contrapresión (4g) en la barra de accionamiento (4a) de sección transversal ensanchada en la zona de transición hacia la barra de accionamiento (4b) de sección transversal reducida.

4. Válvula de elevación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la barra de accionamiento (4a) de sección transversal ensanchada se extiende al interior de la caja de válvula (2; 2.1; 2.2; 2.3) al menos en la medida de la carrera de válvula (H) completa.

5. Válvula de elevación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la cavidad (4c) en forma de cuenco continua sin estrechamiento hasta el émbolo de accionamiento (5; 5*) , visto en sección transversal.

6. Válvula de elevación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque un fondo de cuenco (4f; 4f*) de la cavidad (4c) en forma de cuenco forma un contrasoporte (4d) , situado en el lado de la pieza de cierre, del muelle de accionamiento (7; 7.1, 7.2) .

7. Válvula de elevación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque para el fin de desmontar el actuador (3; 3*) de la caja de válvula (2; 2.1; 2.2; 2.3) , la barra de accionamiento (4a/4b) está unida pudiendo dividirse.

8. Válvula de elevación según la reivindicación 7, caracterizada porque está prevista la división de la barra de accionamiento (4a) de sección transversal ensanchada obteniendo una pieza de barra de accionamiento (4a*) , situada en el lado de la pieza de cierre, y una pieza de barra de accionamiento (4a**) , situada en el lado del actuador, y porque se realiza una unión positiva y no positiva de dichas piezas (4a*, 4a**) a través de una rosca hembra (4a.1*) en la pieza (4a*) situada en el lado de cierre y de una rosca macho (4a.1**) en la pieza (4a**) situada en el lado del actuador.

9. Válvula de elevación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la carcasa de linterna (3.1) presenta un vástago tubular de linterna (3.1b) con una brida de linterna (3.1a) , situada en el lado del actuador, en un extremo, y con medios (3.1d, 3.1e) para la unión de la carcasa de linterna (3.1) con la caja de válvula (2; 2.1; 2.2; 2.3) en el otro extremo, así como al menos una abertura de linterna (3.1c) dispuesta como calada dentro del vástago de linterna (3.1b) .

10. Válvula de elevación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el muelle de accionamiento (7; 7.1, 7.2) se apoya, por su extremo opuesto a la pieza de cierre (4; 4.1) , en una primera placa de soporte (18b) que a través de una barra de unión (18a) que se extiende por el interior del muelle de accionamiento (7; 7.1, 7.2) está unida fijamente con la pieza de tapa (3b) , y porque el muelle de accionamiento (7; 7.1, 7.2) se apoya, por su otro extremo, en una segunda placa de apoyo (19) sujeta fijamente entre el émbolo de accionamiento

(5*) y el extremo de la barra de accionamiento (4a/4b) situado en el lado del actuador.

11. Válvula de elevación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque la carcasa de linterna (3.1) va fijada a la caja de válvula (2; 2.1; 2.2; 2.3) con una unión de bayoneta (2f, 2g/3.1d, 3.1e) u otra unión similar a una unión de bayoneta.

12. Válvula de elevación según la reivindicación 11, caracterizada porque el vástago tubular de linterna (3.1b) presenta en su extremo situado en el lado de la caja de válvula al menos dos collares de bayoneta (3.1d) situados en el lado de la linterna, que sobresalen radialmente hacia dentro visto en el sentido radial y que están delimitados bilateralmente por cavidades de bayoneta (3.1e) situadas en el lado de la linterna, realizadas entre los mismos, porque en la parte exterior y en la zona circunferencial de la abertura de caja (2h) , la caja de válvula (2; 2.1; 2.2; 2.3) presenta collares de bayoneta (2f) situados en el lado de la caja de válvula que sobresalen radialmente hacia fuera, visto en el sentido radial, y que están limitados bilateralmente respectivamente por cavidades de bayoneta (2g) situadas en el lado de la caja de válvula, realizadas entre los mismos, y en una posición abierta de la unión de bayoneta, los collares de bayoneta (3.1d) situados en el lado de la linterna engranan en las cavidades de bayoneta (2g) situadas en el lado de la caja de válvula, y en una posición de cierre de la unión de bayoneta, engranan de forma casi congruente detrás de los collares de bayoneta (2f) situados en el lado de la caja de válvula.

13. Válvula de elevación según la reivindicación 12, caracterizada porque están previstos dos collares de bayoneta (3.1d) situados en el lado de la linterna, diametralmente opuestos.

14. Válvula de elevación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque la barra de accionamiento (4a/4b) está guiada dentro de un casquillo-cojinete (6) tubular que está dispuesto y fijado dentro de la carcasa de linterna (3.1) y que aprovecha al máximo la longitud axial de ésta.

15. Válvula de elevación según la reivindicación 14, caracterizada porque una brida de casquillo (6b) del casquillo-cojinete (6) , situada en el lado de la caja de válvula, se apoya en la caja de válvula (2; 2.1; 2.2; 2.3) que encierra la abertura de caja (2h) por la parte exterior, pretensando de esta forma axialmente una junta de barra (10) dispuesta entre la abertura de caja (2h) y la barra de accionamiento (4a) de sección transversal ensanchada.

16. Válvula de elevación según la reivindicación 14 o 15, caracterizada porque en el lado frontal del casquillo-cojinete (6) , situado en el lado de la caja de válvula, engranan varias ranuras dispuestas de forma distribuida por el contorno, que atraviesan el casquillo-cojinete (6) de forma continua en dichos puntos.

17. Válvula de elevación según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizada porque la unión de bayoneta (2f, 2g/3.1d, 3.1e) o la unión similar a una unión de bayoneta queda enclavada automáticamente en su posición de cierre por unión positiva.

18. Válvula de elevación según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizada porque, en la zona de extensión, referida al contorno, de al menos un collar de bayoneta (3.1d) situado en el lado de la linterna, el vástago tubular de linterna (3.1b) presenta una hendidura (3.1g) que se extiende partiendo del extremo del vástago de linterna (3.1b) , situado en el lado de la caja de válvula, entrando con un tramo axialmente en el interior del mismo, extendiéndose de forma continua del interior al exterior, visto en el sentido radial.

19. Válvula de elevación según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 18, caracterizada porque cada collar de bayoneta (2f) situado en el lado de la caja de válvula presenta en la parte radialmente exterior una cavidad (2k) en forma de ranura, limitada en su profundidad radial y su extensión circunferencial, y en la posición de cierre de la unión de bayoneta, visto en el sentido circunferencial, la cavidad (3.1g) queda posicionada en congruencia con la hendidura (3.1g) asignada.

20. Válvula de elevación según la reivindicación 18 o 19, caracterizada porque en la zona del extremo del casquillo-cojinete (6) , situado en el lado de la caja de válvula, en éste está dispuesto al menos un talón (6d) que por una parte, visto en el sentido radial, sobresale del borde exterior del casquillo-cojinete (6) y que, por otra parte, visto en el sentido axial, se extiende más allá del lado frontal del casquillo-cojinete (6) , situado en el lado de la caja de válvula, y porque, visto en el sentido radial, el talón (6d) está configurado de forma elástica y engrana en la hendidura (3.1g) asignada.

21. Válvula de elevación según la reivindicación 20, caracterizada porque en la posición de cierre de la unión de bayoneta, el extremo del talón (6d) engrana en la cavidad (2k) asignada.

22. Válvula de elevación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizada porque las características correspondientes se aplican en una válvula de cierre (1.1) y porque la caja de válvula (2; 2.1) está configurada en forma de una primera caja de válvula (2.1) que sirve de caja de válvula de cierre.

23. Válvula de elevación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizada porque las características correspondientes se aplican en una válvula de fondo de depósito (1.2) en la que la segunda

tubuladura de conexión (2c) desemboca desde abajo en un fondo (2l) de un depósito o recipiente y la caja de válvula (2; 2.2) está configurada en forma de una segunda caja de válvula (2.2) que sirve de caja de válvula de fondo de depósito.


 

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