Válvula de control hidráulico con accionadores duales integrados.

Válvula de control, que comprende:

a) un cuerpo de válvula (4) que presenta un puerto de entrada (6),

un puerto de salida (8) y un asiento de válvula(10) dispuesto entre dichos puertos de entrada y de salida, definiendo dicho asiento de válvula una abertura deválvula para permitir la comunicación entre dichos puertos de entrada y salida;

b) una caja de accionador de válvula (20) que se extiende desde dicho cuerpo de válvula, definiendo dicha cajade accionador de válvula por lo menos parcialmente una cámara de control (22) que presenta una pluralidad dezonas de control de presión (22a, 22b y 22c) y

c) un tapón de válvula (50) desplazable entre una posición cerrada contra dicho asiento de válvula (10) paracerrar la válvula y una posición abierta separada de dicho asiento de válvula para controlar el flujo de líquido através de la abertura de válvula (12) para mantener un estado de flujo deseado a través de la válvula, incluyendodicho tapón de válvula (50) un vástago de tapón de válvula (54) que se extiende a través de dicha cámara decontrol (22), siendo por lo menos una parte del mismo hueca para formar por lo menos una parte de un paso decontrol de presión (56) configurado para suministrar presión de fluido por lo menos a una de dicha pluralidad dezonas de control de presión, de tal manera que el desplazamiento operativo de dicho tapón de válvula (50) selleve a cabo mediante dicha presión de fluido suministrada a través de dicho paso de control de presión (56);en la que dicha pluralidad de zonas de control de presión (22a, 22b, 22c) están definidas por lo menosparcialmente por un elemento de accionamiento de válvula primario (30, 130) desplegado dentro de dichacámara de control (22) y fijado de forma fija a dicho vástago de tapón de válvula (54),

caracterizada porque comprende además un elemento de accionamiento de válvula secundario (40, 140) queestá desplegado dentro de dicha cámara de control (22) y que circunscribe de manera estanca dicho vástagode tapón de válvula (54), para permitir los movimientos de dicho vástago de tapón de válvula (54), estandoconfigurado dicho elemento de accionamiento de válvula secundario (40, 140) para controlar eldesplazamiento de dicho tapón de válvula (54) tras un fallo de dicho elemento de accionamiento de válvulaprimario (30, 130).

Válvula de control hidráulico con accionadores duales integrados.

Campo y antecedentes de la invención La presente invención se refiere a las válvulas de control de flujo automáticas y, en particular, se refiere a una válvula de control con accionadores duales integrados, en la que los dos accionadores están desplegados en una sola cámara de control común.

Las válvulas de control automáticas conocidas utilizan accionadores de tipo pistón, o de tipo diafragma que comprenden un diafragma plano o flexible y enrollable, como mecanismo de accionamiento para desplazar el tapón de la válvula. Las juntas de pistón deslizante o los diafragmas planos o enrollables utilizados están sujetos a desgaste y un consiguiente fallo debido al movimiento y el envejecimiento. Los fallos provocan pérdida de presión en la cámara de control, lo cual suele determinar que la propia válvula de control falle adoptando la posición abierta, es decir, que el elemento de la válvula principal se desplace hasta la posición completamente elevada y se incremente de ese modo el caudal a través de la válvula, con los consiguientes problemas ocasionados aguas arriba o aguas abajo dependiendo de la aplicación de la válvula. Debido a que las juntas deslizantes o el diafragma están contenidos dentro de la válvula y no son visibles desde el exterior, la inspección de las juntas o el diafragma sin desmontar la válvula resulta imposible habitualmente y, por lo tanto, se tiende a sustituir las juntas o el diafragma prematuramente en lugar de poner en riesgo las condiciones normales de uso. Asimismo, los sistemas de control utilizados para controlar las válvulas pueden fallar, por ejemplo, debido a la obstrucción por suciedad de un conducto o la incapacidad de la válvula de control piloto para llevar un control correcto, con lo cual los gastos de mantenimiento preventivo pueden llegar a ser considerables en áreas muy críticas.

Algunas válvulas están diseñadas para fallar en la posición cerrada y se denominan "válvulas de seguridad". Aunque un fallo en estas válvulas puede prevenir daños en algunas aplicaciones, al producirse el cese completo del flujo a través de la válvula, puede crear otras situaciones de peligro en otras aplicaciones. Hay válvulas que utilizan un sistema paralelo duplicado o redundante, en el que ambos sistemas presentan algunos componentes duplicados que son simultáneamente operativos, y en el que ambos sistemas están sujetos a un desgaste que habitualmente es del mismo grado y, por lo tanto, es probable que fallen en momentos aproximadamente similares.

En un intento por ofrecer una válvula única que pueda mantener el funcionamiento normal tras un fallo del accionador primario, la patente US n.º 5348036, asignada a Singer Valve Inc., da a conocer una válvula que presenta dos cámaras de control separadas, cada una de las cuales contiene un accionador separado configurado para interactuar con un tapón de válvula común. El accionador primario controla el desplazamiento del tapón de la válvula durante el funcionamiento normal, mientras que el accionador secundario se despliega en una posición de espera totalmente abierta. En caso de fallo del accionador primario, el accionador secundario se activa para mantener el funcionamiento normal de la válvula. En esencia, este procedimiento consiste en la integración de dos sistemas de accionamiento completamente separados configurados para actuar sobre un tapón de válvula común (véase, la figura 1) . En realidad, la forma de realización comercializada actualmente por Singer Valve Inc. se asemeja a dos cajas de accionamiento apiladas una sobre la otra (véase, la figura 2) .

Aunque las válvulas Singer son más compactas y económicas que los sistemas paralelos duplicados o redundantes, estas siguen siendo mucho más grandes que las válvulas con un único accionador normales. Además, el mantenimiento de las válvulas Singer requiere acceder a dos cámaras de control separadas.

En el documento EP-0275227-A3, se da a conocer otro ejemplo de válvula que presenta un accionador de dos pistones, cada uno de los cuales se halla en una cámara de presión diferente.

Por consiguiente, se plantea la necesidad de disponer de una válvula de control con accionadores duales integrados, en la cual ambos accionadores se desplieguen en una única cámara de control común. Sería beneficioso que las dimensiones externas de la válvula fueran iguales o similares a las dimensiones de una válvula que presenta un único accionador.

Sumario de la invención La presente invención consiste en una válvula de control con accionadores duales integrados, en la cual ambos accionadores se despliegan en una única cámara de control común.

Según lo expuesto en la presente invención, se da a conocer una válvula de control que presenta las características expuestas en la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos A continuación, se describe la presente invención a título de ejemplo únicamente, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

la figura 1 representa la técnica anterior dada a conocer en la patente US n.º 5348036;

la figura 2 representa la técnica anterior dada a conocer en la página 25 del catálogo de la válvula Singer;

la figura 3 es una sección lateral de una primera forma de realización de una válvula de control con accionadores duales integrados construidos y operativos según lo expuesto en la presente invención, representada con el tapón de válvula sometido al control del accionador de diafragma primario;

la figura 4 es una sección lateral de la forma de realización de la figura 1, representada con el tapón de válvula sometido al control del accionador de diafragma secundario;

la figura 5 es una sección lateral de un ejemplo de válvula de control con accionadores duales integrados, representada con el tapón de válvula sometido al control del accionador de diafragma primario y

la figura 6 es una sección lateral de una segunda forma de realización de una válvula de control con accionadores duales integrados que está construida y es operativa de conformidad con lo expuesto en la presente invención, representada con el tapón de válvula sometido al control del accionador de pistón primario.

Descripción de las formas de realización preferidas La presente invención consiste en una válvula de control con accionadores duales integrados, en la cual ambos accionadores se despliegan en una única cámara de control común.

Los principios y el funcionamiento de la válvula de control según la presente invención pueden comprenderse mejor con referencia a los dibujos y la descripción adjuntos.

A modo de introducción, a diferencia de las válvulas con los accionadores duales de la técnica anterior, en las que cada accionador está desplegado en una cámara de control separada (véanse las figuras 1 y 2) , la válvula con los accionadores duales según la presente invención, ilustrada en las figuras 3 a 6, presenta tanto el elemento de accionamiento primario como el secundario en una única cámara de control común. Por consiguiente, la presente invención ofrece una válvula con unos accionadores duales que presentan unas dimensiones iguales o similares a las dimensiones de una válvula de control con un único accionador. Debe tenerse en cuenta que los elementos de accionamiento pueden ser elementos de accionamiento de tipo diafragma o tipo pistón. En la presente memoria, una válvula con accionadores duales y dimensiones similares a las dimensiones de una válvula de control con un único accionador se refiere a una válvula que presenta una sola cámara de control cuya dimensión axial no supera en más del 50% el alcance de movimiento del accionador primario desplegado dentro de la cámara de control.

Preferentemente, la válvula comprende un sistema de control primario configurado para controlar el elemento de accionamiento primario, y un segundo sistema de control secundario configurado para controlar el elemento de accionamiento secundario. Debe tenerse en cuenta que los propios sistemas de control pueden ser de cualquier tipo conocido dentro del ámbito de la técnica. El elemento de accionamiento primario está mecánicamente conectado con el tapón de la válvula y regula el flujo a través de la válvula, mientras que el elemento de accionamiento secundario permanece en una posición totalmente abierta. En caso de que el elemento de accionamiento primario sea incapaz de accionar la válvula debido, por ejemplo, a la rotura del diafragma, un fallo del sistema de control primario o cualquier otra razón, el sistema de control secundario activa el elemento de accionamiento secundario, con lo cual se recupera el movimiento... [Seguir leyendo]

1. Válvula de control, que comprende:

a) un cuerpo de válvula (4) que presenta un puerto de entrada (6) , un puerto de salida (8) y un asiento de válvula (10) dispuesto entre dichos puertos de entrada y de salida, definiendo dicho asiento de válvula una abertura de válvula para permitir la comunicación entre dichos puertos de entrada y salida;

b) una caja de accionador de válvula (20) que se extiende desde dicho cuerpo de válvula, definiendo dicha caja de accionador de válvula por lo menos parcialmente una cámara de control (22) que presenta una pluralidad de zonas de control de presión (22a, 22b y 22c) y

c) un tapón de válvula (50) desplazable entre una posición cerrada contra dicho asiento de válvula (10) para cerrar la válvula y una posición abierta separada de dicho asiento de válvula para controlar el flujo de líquido a través de la abertura de válvula (12) para mantener un estado de flujo deseado a través de la válvula, incluyendo dicho tapón de válvula (50) un vástago de tapón de válvula (54) que se extiende a través de dicha cámara de control (22) , siendo por lo menos una parte del mismo hueca para formar por lo menos una parte de un paso de control de presión (56) configurado para suministrar presión de fluido por lo menos a una de dicha pluralidad de zonas de control de presión, de tal manera que el desplazamiento operativo de dicho tapón de válvula (50) se lleve a cabo mediante dicha presión de fluido suministrada a través de dicho paso de control de presión (56) ;

en la que dicha pluralidad de zonas de control de presión (22a, 22b, 22c) están definidas por lo menos parcialmente por un elemento de accionamiento de válvula primario (30, 130) desplegado dentro de dicha cámara de control (22) y fijado de forma fija a dicho vástago de tapón de válvula (54) ,

caracterizada porque comprende además un elemento de accionamiento de válvula secundario (40, 140) que está desplegado dentro de dicha cámara de control (22) y que circunscribe de manera estanca dicho vástago de tapón de válvula (54) , para permitir los movimientos de dicho vástago de tapón de válvula (54) , estando configurado dicho elemento de accionamiento de válvula secundario (40, 140) para controlar el desplazamiento de dicho tapón de válvula (54) tras un fallo de dicho elemento de accionamiento de válvula primario (30, 130) .

2. Válvula de control según la reivindicación 1, en la que dicha pluralidad de zonas de control de presión está configurada como una primera (22a) , segunda (22b) y tercera (22c) zonas de control de presión dentro de dicha cámara de control (22) .

3. Válvula de control según la reivindicación 2, en la que:

a) dicho primer elemento de accionamiento de válvula primario (30, 130) está desplegado en dicha cámara de control (22) , para formar una primera separación que separa una primera y segunda zonas de control de presión (22a, 22b) dentro de dicha cámara de control, estando configurado dicho elemento de accionamiento primario (30, 130) para controlar el desplazamiento de dicho tapón de válvula (50) ; y

b) dicho elemento de accionamiento de válvula secundario (40, 140) está desplegado dentro de dicha cámara de control (22) , para formar una segunda separación que separa dicha segunda zona de control de presión (22b) y una tercera zona de control de presión (22c) dentro de dicha cámara de control, estando configurado dicho elemento de accionamiento de válvula secundario (40, 140) para permanecer en una posición completamente abierta en condiciones normales de funcionamiento.

4. Válvula de control según la reivindicación 3, en la que dichos elementos de accionamiento de válvula primario y secundario son unos elementos de accionamiento de tipo diafragma (30, 40) .

5. Válvula de control según la reivindicación 3, en la que dichos elementos de accionamiento de válvula primario y secundario son unos elementos de accionamiento de tipo pistón (130, 140) .

6. Válvula de control según la reivindicación 1, en la que dicho elemento de accionamiento de válvula primario (30) está mecánicamente conectado con dicho tapón de válvula (50) , y dicho elemento de accionamiento de válvula secundario (40) está configurado para llevar a cabo el movimiento de dicho elemento de accionamiento de válvula primario (30) cuando dicho elemento de accionamiento de válvula secundario (40) es activado para controlar el desplazamiento de dicho tapón de válvula (50) .

7. Válvula de control según la reivindicación 6, en la que dicho elemento de accionamiento de válvula secundario

(40) está desplegado en una configuración normalmente abierta hasta que se produce dicho fallo de dicho elemento de accionamiento de válvula primario (30) .

8. Válvula de control según la reivindicación 3, en la que dicho elemento de accionamiento de válvula primario (30) responde a las diferencias de presión entre dicha primera y segunda zonas de control de presión (22a, 22b) que están controladas por un sistema de control de presión primario, y dicho elemento de accionamiento de válvula secundario responde a las diferencias de presión entre dicha segunda y tercera zonas de control de presión que

están controladas por un sistema de control de presión secundario.

9. Válvula de control según la reivindicación 8, en la que dicho sistema de control de presión secundario es activado en caso de fallo de dicho sistema de control de presión primario.

10. Válvula de control según la reivindicación 6, en la que dichos elementos de accionamiento de válvula primario y secundario (30, 40) están fijados a dicha caja de accionamiento de válvula (20) alrededor de una configuración de fijación periférica común (60) .