Válvula de control de medio.

Una válvula de control de medio (10) con un cuerpo de válvula (20) que tiene una entrada demedio (22) y una salida de medio (24) para suministrar un medio de partículas a través de laválvula (10);

un émbolo desplazable (30) situado dentro del cuerpo de válvula (20) para medirel flujo del medio particular; un manguito (32) situado dentro del cuerpo de válvula (20) pararecibir el émbolo (30); una abertura de medio (34) en el manguito (32); un pistón (42) situadodentro del cuerpo de válvula y conectado al émbolo (30), en el que el émbolo (30) estáconstruido y ensamblado para ser desplazable por el pistón (42) con respecto a la salida demedio (24) para proporcionar todas las posiciones de medición desde una posicióncompletamente cerrada hasta una posición completamente abierta, el manguito (32)comprendiendo:

una cubierta exterior (37) situada dentro del cuerpo de válvula (20), la cubierta (37)elaborada de un primer material (37) con un diámetro interior suficiente para contener elémbolo (30) y con una longitud longitudinal que alberga el movimiento completo delpistón, un revestimiento (33) situado dentro de una parte de la cubierta (37) con undiámetro interior suficiente para albergar el émbolo, caracterizado porque el diámetro delémbolo (33) es menor al diámetro interior de la cubierta (37), y en el que la longitudlongitudinal de la cubierta (37) es mayor que la longitud longitudinal del revestimiento(33), y en el que el movimiento completo del émbolo (30) se extiende a lo largo desuperficies internas tanto de la cubierta (37) como del revestimiento (33), por lo que ladiferencia del diámetro interior de la cubierta y el revestimiento crea un espacio (41)entre el émbolo (30) y la cubierta (37) permitiendo que un medio de partículas sepropague y acumule en el espacio (41) a medida que un medio de partículas se envía através de la válvula.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la Invención La presente invención hace referencia a un control de medio y, más específicamente, a válvulas de control de medio utilizadas para controlar el flujo de un medio hacia una corriente de fluido como parte de un aparato para el tratamiento de una superficie, y está particularmente dirigido a una válvula de control de medio remoto del tipo ON/OFF con una medición manual del flujo abrasivo.

Descripción de la Técnica Relacionada. Una válvula de control típica se publica en la Patente Estadounidense Núm. 3.476.440 ("la patente '440") . La válvula de la patente '440 se une a un recipiente de medio y controla el flujo de medio desde el recipiente de medio hacia un conducto que contiene una corriente de fluido. Este conducto acaba en una boquilla. El fluido y el medio pasan a través de la boquilla a una velocidad alta y se utilizan típicamente para tratar superficies.

A lo largo de los años se han propuesto muchas modificaciones a las válvulas de control de medio. Por ejemplo, la Patente Estadounidense Núm. 5.810.045 ("la patente '045") publica una válvula para introducir materiales de partículas en una corriente de aire de alta presión y sugiere varios usos para esta válvula. Por ejemplo, la patente '045 sugiere que la válvula puede utilizarse con el objetivo de introducir partículas catalizadoras de craqueo catalítico fluido hacia las unidades de craqueo catalítico fluido utilizadas para craquear y reformar varios productos derivados del petróleo, introduciendo catalizadores de partículas en otros tipos de procesos químicos y pulverizando ingredientes de partículas sobre sustratos adhesivos como parte de varios procesos de fabricación. La patente Estadounidense Núm. 5.407.379 ("la patente '379") y la Patente Estadounidense Núm.

5.401.205 ("la patente '205") publican una válvula de control de medio con un canal de medio entre la válvula de control de medio y el conducto. El canal de medio converge en una salida con forma de hueco en el conducto para reducir el perímetro de la salida situada perpendicular a la corriente de aire y en consecuencia reduce la turbulencia a medida que el aire pasa a través de la salida. La patente '045 también incluye el uso de múltiples sellos alrededor de un émbolo de la válvula con un escape entre ellos para eliminar cualquier contaminante que atraviese los sellos.

Uno de los problemas más críticos con las válvulas de control de medio es la vida útil de la válvula. El medio abrasivo puede dañar la válvula más allá del uso común en un corto periodo de tiempo, requiriendo su reemplazo o una reparación sustancial. Las válvulas de la técnica anterior, como se muestra particularmente en las patentes '440 y '045, típicamente tienen un manguito que consiste en un revestimiento endurecido (carburo de tungsteno o acero endurecido) recubierto con un material más blando. En estas configuraciones, el revestimiento duro está cubierto y enlazado con acero inoxidable con el diámetro interior de la cubierta al ras del diámetro interior de revestimiento duro. El émbolo de la válvula es del mismo tipo de construcción, excepto porque la cubierta es un material duro y el interior es un material más blando y fácil de manejar. No resulta poco común que cualquiera de estas válvulas falle después de su uso debido al bloqueo del manguito y del émbolo, no permitiendo así que el émbolo corresponda dentro del manguito. Cuando los émbolos se bloquean o detienen, se produce un desgaste acelerado en los componentes adyacentes a la válvula como el cuerpo, el asiento y la base. [0005] La patente '045 pretende evitar que las partículas entren en la cámara de cilindro, y por lo tanto mejoran la vida útil de la válvula. Sin embargo, esta patente no se dirige al modo de fallo más frecuente donde el émbolo se une al manguito. Además, la declaración de que el diseño de la patente '045 en la que el émbolo y el manguito bloquean la migración de las partículas pasando el ensamblaje simplemente no es correcta. Se requiere un espacio para el ensamblaje del émbolo con el manguito. Incluso con un espacio de 0, 001" (0, 00254cm) las partículas migrarán más allá de ese espacio. [0006] El diseño de la técnica anterior podría experimentar un bloqueo o cierre frecuente entre el

diámetro interior de la cubierta del manguito y el émbolo, que se diseña para estar al ras mecánicamente con el diámetro interior del revestimiento duro. Tras años de experimentación exhaustiva y estudio se ha determinado que este cierre puede atribuirse a varios factores. En primer lugar, el revestimiento inoxidable del manguito se desgasta en el diámetro interior con mayor rapidez que en el revestimiento duro principalmente por la diferencia de dureza de los dos materiales. Esto crea una superficie biselada entre el diámetro interior del manguito inoxidable y el diámetro exterior del émbolo donde las partículas podrían provocar unión. Además, la sección del diámetro interior inoxidable es más blanda que algunos de los medios abrasivos utilizados, como las partículas de óxido de aluminio o las partículas de acero endurecido. Estas partículas más duras pueden ahondar en el acero inoxidable relativamente blando pero todavía rígido y provocar una unión entre el émbolo y el manguito. [0007] Existe la necesidad de que el sistema de válvula tenga una vida útil más larga con tal de aumentar la eficacia de todo el sistema.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con la presente invención, se proporciona una válvula de control de medio incluyendo un cuerpo de válvula con una entrada y una salida de medio, y un émbolo y un manguito situados dentro del cuerpo de la válvula. La válvula de control de medio también incluye una abertura de medio en el manguito con una primera parte próxima a la salida de medio y la segunda parte distal a la salida de medio, en el que la segunda parte es más ancha que la primera parte. La válvula de control de medio también incluye una carcasa conectada al cuerpo de válvula, un pistón situado dentro de la carcasa y conectado al émbolo, y una base conectada al cuerpo de válvula en comunicación con la salida de medio. [0009] Una característica importante de la invención es el espacio proporcionado en el cruce entre la cubierta del manguito y el revestimiento. Este espacio o inclinación elimina los problemas de desgaste y de cierre de la técnica anterior. El espacio o inclinación tiene un tamaño diseñado para que cualquier partícula que se propague y acumule en el hueco ruede contra otras partículas o superficies adyacentes en lugar de rozar contra la parte de acero inoxidable del manguito o el émbolo. Este rodaje elimina o minimiza la abrasión sobre el diámetro interior inoxidable del manguito. Además, las partículas más duras no pueden ahondar en el diámetro interior inoxidable del manguito.

Específicamente, este diseño permite que las partículas solo "rocen" las superficies más duras, que deberían aplastar las partículas y minimizar cualquier tendencia de la válvula a pegarse. El espacio proporciona una separación de partículas desde las superficies adyacentes (manguito y émbolo) para extender la vida útil del sello del émbolo adyacente debido a que existen menos factores de desgaste severo. Se ha descubierto que el resultado es un aumento significativo en la vida útil de la válvula.

De acuerdo con la invención, la válvula de control de medio, incluye un cuerpo de válvula con una entrada de medio y una salida de medio para enviar un medio de partículas a través de la válvula con un émbolo situado dentro del cuerpo de la válvula y un manguito situado dentro del cuerpo de la válvula para recibir el émbolo. Existe una abertura de medio en el manguito. Se sitúa un pistón dentro de la carcasa y se conecta al émbolo, en la que el émbolo está construido y ensamblado para desplazarse con el pistón respecto a la abertura de medio para proporcionar todas las posiciones de medición desde la posición completamente cerrada hasta la posición completamente abierta. El manguito comprende una cubierta externa elaborada con un primer material con un diámetro interior suficiente para acomodar el émbolo. Se sitúa un revestimiento dentro de una parte del manguito y tiene un diámetro interior suficiente para acomodar el émbolo, en el que el diámetro interior del

revestimiento es menor al diámetro interior del manguito. Comúnmente, la cubierta externa se elabora con un material más blando que el material del revestimiento. Las diferencias entre los diámetros internos del revestimiento y de la cubierta crean un espacio entre el émbolo y el manguito en la unión del revestimiento y la cubierta, en el que el espacio es mayor que la partícula... [Seguir leyendo]

1. Una válvula de control de medio (10) con un cuerpo de válvula (20) que tiene una entrada de medio (22) y una salida de medio (24) para suministrar un medio de partículas a través de la 5 válvula (10) ; un émbolo desplazable (30) situado dentro del cuerpo de válvula (20) para medir el flujo del medio particular; un manguito (32) situado dentro del cuerpo de válvula (20) para recibir el émbolo (30) ; una abertura de medio (34) en el manguito (32) ; un pistón (42) situado dentro del cuerpo de válvula y conectado al émbolo (30) , en el que el émbolo (30) está construido y ensamblado para ser desplazable por el pistón (42) con respecto a la salida de medio (24) para proporcionar todas las posiciones de medición desde una posición completamente cerrada hasta una posición completamente abierta, el manguito (32) comprendiendo: una cubierta exterior (37) situada dentro del cuerpo de válvula (20) , la cubierta (37) elaborada de un primer material (37) con un diámetro interior suficiente para contener el

émbolo (30) y con una longitud longitudinal que alberga el movimiento completo del pistón, un revestimiento (33) situado dentro de una parte de la cubierta (37) con un diámetro interior suficiente para albergar el émbolo, caracterizado porque el diámetro del émbolo (33) es menor al diámetro interior de la cubierta (37) , y en el que la longitud longitudinal de la cubierta (37) es mayor que la longitud longitudinal del revestimiento (33) , y en el que el movimiento completo del émbolo (30) se extiende a lo largo de superficies internas tanto de la cubierta (37) como del revestimiento (33) , por lo que la diferencia del diámetro interior de la cubierta y el revestimiento crea un espacio (41) entre el émbolo (30) y la cubierta (37) permitiendo que un medio de partículas se propague y acumule en el espacio (41) a medida que un medio de partículas se envía a través de la válvula.

2. La válvula de la reivindicación 1, en la que la cubierta exterior está hecha de un material que es más blando que el material del revestimiento.

3. La válvula de la reivindicación 1, en la que el espacio es mayor que las partículas que son capaces de propagarse y acumularse ahí.

4. La válvula de la reivindicación 3, en la que el espacio es múltiples veces mayor que las partículas para permitir un rodaje de partículas en su interior.

5. La válvula de la reivindicación 1, incluyendo un sello elástico entre la cubierta y el cuerpo de válvula.

CUBIERTA DE ACERO INOXIDABLE MOLDEABLE O MALEABLE

REVESTIMIENTO RESISTENTE A LA ABRASIÓN DURA

(TÉCNICA ANTERIOR) FIG.5 (TÉCNICA ANTERIOR) FIG.6

DISEÑO DE MANGUITO RÍGIDO COMÚN