Válvula de doble asiento apta para autolimpieza de asiento.

Válvula de asiento doble apta para la limpieza de asientos con dos elementos de cierre (3,

4) dispuestos enserie, que pueden desplazarse el uno con respecto al otro, los cuales impiden en la posición de cierre de laválvula de asiento doble (1) que rebosen fluidos desde una parte de la caja de válvula (1a; 1b) a la otra (1a;1b;), delimitando dichos elementos de cierre entre si, tanto en la posición cerrada como en la posición abiertaun espacio hueco de fugas (5) conectado con el entorno de la válvula de asiento doble (1), en la cual el primerelemento de cierre (3) construido como un émbolo deslizable es alojado de forma estanca, en la posición decierre, en una abertura de conexión (2d) que conecta entre sí las partes de la caja de válvula (1a; 1b) y viene aapoyarse de modo estanco durante su movimiento de apertura a nivel del segundo elemento de cierre (4)asociado a una segunda superficie de asiento (4) con una segunda junta de estanqueidad (7) y en la que elsegundo elemento de cierre (4) es llevado también durante el siguiente movimiento de apertura a una posiciónabierta (H) en la que el primer elemento de cierre (3) presenta en su segmento final (3*) una primera junta (6)que asegura la estanqueidad de manera radial con respecto a una superficie de asiento (2a) cilíndrica,conformada en la abertura de conexión (2c), en la que el segundo elemento de cierre (4) tiene, en su extremo,que mira hacia el primer elemento de cierre (3), una entalladura (4b) con una pared (4c) periféricaesencialmente cilíndrica y alineada con la primera superficie cilíndrica de asiento (2a), estando la entalladura(4b) dimensionada de manera que aloje de modo estanco, durante el movimiento de apertura, el segmento final(3') y la primera junta radial (6) del primer elemento de cierre (3), antes de que se abra el segundo elemento decierre (4), con elementos de cierre (3, 4) que, independientemente entre sí, pueden llevarse por una trayectoriaparcial respectivamente de manera espaciada por ranuras, a una posición de limpieza, para lavar sussuperficies de asiento coaxiales (2a, 2b), en la cual el segundo elemento de cierre (4) alcanza su posicióncorrespondiente para la limpieza de asiento mediante una segunda trayectoria parcial (T2) orientada en lamisma dirección que el movimiento de apertura, y el primer elemento de cierre (3) alcanza su posiciónrespectiva de limpieza de asiento gracias a una primera trayectoria parcial (TI) opuesta al movimiento deapertura, en la que el segundo elemento de cierre (4) reposa en su posición cerrada mediante una superficiede tope (4f), la cual realiza con la pared periférica (4c;4h) una segunda arista circunferencial (U2) sobre la cajade válvula (10;1ª, 1b), y ello de manera directamente adyacente a la primera superficie de asiento (2a) en laque la pared periférica (4c) se convierte, a nivel de su extremo opuesto al primer elemento de cierre (3) en unasuperficie de desviación (4d) simétrica en rotación, desembocando dicha superficie de desviación en unasuperficie frontal (4e) del vaciado (4b) orientada esencialmente de manera perpendicular con respecto al ejelongitudinal del segundo elemento de cierre (4), y en la que, visto en corte meridiano, la superficie dedesviación (4d) presenta un contorno (K) con un trazado sin curvas, teniendo en cuenta que un vector dearranque de la superficie de desviación (4d) es dirigido en un alisamiento central de salida(3d;3d*), dispuestoen el primer elemento de cierre (3), formando una presión dinámica en la proximidad de sus zonas quebordean el espacio hueco de fuga (5)

caracterizada porque

la superficie tope (4f) está dispuesta en una superficie de delimitación del segundo elemento de cierre (4)adyacente, radialmente al interior, a la segunda junta (7) y se apoya en la posición de cierre del segundoelemento de cierre (4) sobre la segunda superficie de asiento (2b), porque el segundo elemento de cierre (4)tiene, con relación a su segunda junta de estanqueidad (7) un contorno periférico (4*) cilíndrico radial exterior,y porque el contorno periférico (4*) forma con una entalladura (2d) cilíndrica anular una segunda ranurade estrangulamiento (D2) anular en el orificio de conexión (2c) en el lado del segundo elemento de cierre (4).

Válvula de doble asiento apta para autolimpieza de asiento

CAMPO TÉCNICO

La invención se refiere a una válvula de doble asiento apta para la limpieza de asiento con dos elementos de cierre dispuestos en serie y desplazables uno con respecto al otro, según el preámbulo de la reivindicación 1.

TÉCNICA ACTUAL

En la EP 0 039 319 B1 se da a conocer una válvula de doble asiento que tiene, en cuanto a su configuración de elementos de cierre, las características esenciales de las válvulas de doble asiento del tipo arriba indicado. En esta válvula de doble asiento se ha conformado el segundo elemento de cierre como plato de cierre, cuya junta actúa de modo puramente axial sobre la superficie de asiento correspondiente (junta con contacto por presión) . Sin embargo, la válvula de asiento doble no es capaz de realizar la limpieza de asientos, de modo que de este estado de la técnica no se obtiene ninguna referencia sobre el tratamiento técnico mecánico de los fluidos que se generan durante la limpieza de asientos. Bajo limpieza de asiento se entiende descubrir, por una anchura de intersticio, las dos superficies de asiento de una válvula de doble asiento, separadas e independientes entre sí, mediante una elevación parcial del correspondiente elemento de cierre, debido a lo cual el líquido de limpieza fluye desde la parte de la caja de válvula correspondiente al elemento de cierre, pasando en el trayecto por encima de la superficie de asiento descubierta hasta el espacio hueco para fugas.

En la DE 3835944 C2 se da a conocer una válvula de asiento doble, capaz de realizar la limpieza de asientos, que permite una limpieza de la correspondiente superficie de asiento descubierta mediante abertura por el ancho de un intersticio. Cada una de las tres juntas de esta válvula conocida de doble asiento es una junta sencilla, teniendo cada junta asignada solamente una función. La primera junta en el primer elemento de cierre es una junta de efecto puramente radial que se desliza sobre la superficie de asiento conformada como superficie de envolvente cilíndrica y cierra en este punto como consecuencia de una pretensión prevista (junta con contacto por deslizamiento) . La segunda junta en el segundo elemento de cierre actúa sobre la segunda superficie de asiento cónica de modo que aquí se puede hablar de una junta de efecto axial/radial (junta con contacto por deslizamiento/presión) . La tercera junta, la así llamada junta intermedia, desarrolla entonces su efecto cuando el primer elemento de cierre se apoya en el segundo elemento de cierre durante la elevación de abertura a través de esta junta intermedia y, a medida que sigue el movimiento de apertura, arrastra el segundo elemento de cierre hasta la posición de abertura completa (junta con contacto por presión) . La junta intermedia está dispuesta aquí en el segundo elemento de cierre, accionado de modo dependiente, en una superficie frontal que mira hacia el espacio hueco para fugas.

La válvula de doble asiento capaz de limpieza de asientos según la patente DE 38 35 944 C2 dispone de dos así llamadas posiciones de limpieza de asientos, generándose la primera posición de limpieza de asiento por la primera elevación parcial del primer elemento de cierre, opuesta a la carrera de apertura. Con la posición de limpieza de asientos del primer elemento de cierre (según la posición dibujada en la figura 3 se trata del elemento de cierre inferior) se descubre también al mismo tiempo el paso de un tubo de salida, unido con el primer elemento de cierre y conformado como émbolo compensador, a través de la caja de válvula inferior, con el fin de limpiar la junta correspondiente. La posición de limpieza de asientos del segundo elemento de cierre (superior) ya no es tema de la patente DE 38 35 944 C2; se produce por la segunda elevación parcial en la misma dirección que la carrera de apertura. La limitación de la cantidad correspondiente del producto para la limpieza de asiento se consigue por un ajuste más o menos costoso y, frecuentemente, insuficiente del intersticio abierto entre la junta de turno y la correspondiente superficie de asiento.

La junta en el primer elemento de cierre tiene una función doble en la válvula de asiento doble según la patente EP 0 039 319 B1; por un lado sirve como junta de asiento y asume, además, por otro lado durante el movimiento de apertura y en la posición completamente abierta de la válvula de doble asiento, la función de la junta intermedia en la válvula de asiento doble según la patente DE 38 35 944 C2.

En la publicación empresarial "Betriebsanleitung BAA D620-PMO.32, Doppelsitzventil Typ D 620 PMO" (instrucciones de servicio BAA D620-PMO.32, válvula de asiento doble tipo D 620 PMO) de Südmo Components GmbH, D-73469 Riesbürg se encuentra descrita una válvula de asiento doble que se limita, durante la limpieza de asiento, únicamente a la exposición de la superficie de asiento en la zona del correspondiente elemento de cierre y además, realiza una conexión ampliamente dimensionada del espacio hueco de fuga con el entorno de la válvula de asiento doble, correspondiendo la sección transversal de paso de la conexión aproximadamente a la sección transversal de paso del ancho nominal mayor del tubo conectado. Está válvula de asiento doble es adecuada, en principio, por su amplio dimensionado de la línea de conexión entre el espacio hueco de fugas y el entorno, para impedir un aumento de presión en el espacio hueco de fugas.

Con el fin de limitar la cantidad del producto para la limpieza de asiento se conoce, por ejemplo, el método de prever ranuras de estrangulamiento dispuestas del lado del espacio de fugas, las cuales están conectadas en serie con la correspondiente superficie descubierta. En la patente DE 196 08 792 A1 se ha descrito una válvula de asiento doble de este tipo. En esta válvula de asiento doble se genera la primera posición para limpieza del asiento mediante la primera elevación parcial opuesta a la carrera de apertura. Un talón cilíndrico, dispuesto del lado del espacio de fugas en el primer elemento de cierre, forma con la primera superficie correspondiente de asiento cilíndrica la primera ranura de estrangulamiento a través de la cual se puede limitar la cantidad del producto de limpieza aportado desde la primera parte adyacente de la caja de válvula. La posición para la limpieza de asiento del segundo elemento de cierre se realiza por la segunda elevación parcial que se produce en la misma dirección que la carrera de apertura; un segundo talón cilíndrico, dispuesto del lado del espacio de fugas en el segundo elemento de cierre, forma, en la posición abierta parcial, con la parte correspondiente de la abertura de conexión, una segunda ranura de estrangulamiento, que limita el volumen de la segunda corriente para limpieza de asientos generada en esta posición de limpieza de asientos. Puesto que los dos elementos de cierre y los correspondientes talones cilíndricos tienen diferentes diámetros, también son diferentes los diámetros de los dos segmentos de la abertura de conexión entre las dos partes de la caja de válvula, de manera que entre estos dos diámetros se produce una superficie de transición.

Esta superficie de transición, que forma un ángulo de inversión romo, de preferencia vertical, con el segmento de mayor diámetro, provoca que, en la posición de limpieza de asientos del primer elemento de cierre, la primera corriente de limpieza de asientos no impacte directamente sobre la segunda ranura de estrangulamiento y, por lo tanto, sobre la zona de asiento del segundo elemento de cierre. De la misma manera se impide que con la posición de limpieza de asiento del segundo elemento de cierre la segunda corriente de limpieza de asiento impacte directamente sobre la primera ranura de estrangulamiento y, por lo tanto, sobre la zona del asiento.

Con la configuración de asientos y elementos de cierre de la válvula de asiento doble según la patente EP 0 039 319 B1, en principio, no existe disponibilidad de una superficie de transición de este tipo ni su mecanismo de acción, de forma que esta válvula conocida de asiento doble no cumple el requisito, actualmente exigido en muchos casos, de evitar un impacto directo sobre las zonas de asientos durante la limpieza de asientos.

Los requisitos exigidos por determinados países en cuanto a una válvula de asiento doble con posibilidad de limpieza de asientos sobrepasan las limitaciones arriba mencionadas en cuanto a la cantidad del producto de limpieza y en cuanto a evitar un impacto directo sobre las zonas de asientos, y son más amplias. Así, por ejemplo, en los EE.UU se exige que, en el caso de mayores defectos de estanqueidad o, incluso, de pérdida de una de las dos juntas de asiento del elemento... [Seguir leyendo]

1. Válvula de asiento doble apta para la limpieza de asientos con dos elementos de cierre (3, 4) dispuestos en serie, que pueden desplazarse el uno con respecto al otro, los cuales impiden en la posición de cierre de la válvula de asiento doble (1) que rebosen fluidos desde una parte de la caja de válvula (1a; 1b) a la otra (1a; 1b;) , delimitando dichos elementos de cierre entre si, tanto en la posición cerrada como en la posición abierta un espacio hueco de fugas (5) conectado con el entorno de la válvula de asiento doble (1) , en la cual el primer elemento de cierre (3) construido como un émbolo deslizable es alojado de forma estanca, en la posición de cierre, en una abertura de conexión (2d) que conecta entre sí las partes de la caja de válvula (1a; 1b) y viene a apoyarse de modo estanco durante su movimiento de apertura a nivel del segundo elemento de cierre (4) asociado a una segunda superficie de asiento (4) con una segunda junta de estanqueidad (7) y en la que el segundo elemento de cierre (4) es llevado también durante el siguiente movimiento de apertura a una posición abierta (H) en la que el primer elemento de cierre (3) presenta en su segmento final (3*) una primera junta (6) que asegura la estanqueidad de manera radial con respecto a una superficie de asiento (2a) cilíndrica, conformada en la abertura de conexión (2c) , en la que el segundo elemento de cierre (4) tiene, en su extremo, que mira hacia el primer elemento de cierre (3) , una entalladura (4b) con una pared (4c) periférica esencialmente cilíndrica y alineada con la primera superficie cilíndrica de asiento (2a) , estando la entalladura (4b) dimensionada de manera que aloje de modo estanco, durante el movimiento de apertura, el segmento final (3¨) y la primera junta radial (6) del primer elemento de cierre (3) , antes de que se abra el segundo elemento de cierre (4) , con elementos de cierre (3, 4) que, independientemente entre sí, pueden llevarse por una trayectoria parcial respectivamente de manera espaciada por ranuras, a una posición de limpieza, para lavar sus superficies de asiento coaxiales (2a, 2b) , en la cual el segundo elemento de cierre (4) alcanza su posición correspondiente para la limpieza de asiento mediante una segunda trayectoria parcial (T2) orientada en la misma dirección que el movimiento de apertura, y el primer elemento de cierre (3) alcanza su posición respectiva de limpieza de asiento gracias a una primera trayectoria parcial (TI) opuesta al movimiento de apertura, en la que el segundo elemento de cierre (4) reposa en su posición cerrada mediante una superficie de tope (4f) , la cual realiza con la pared periférica (4c;4h) una segunda arista circunferencial (U2) sobre la caja de válvula (10;1ª, 1b) , y ello de manera directamente adyacente a la primera superficie de asiento (2a) en la que la pared periférica (4c) se convierte, a nivel de su extremo opuesto al primer elemento de cierre (3) en una superficie de desviación (4d) simétrica en rotación, desembocando dicha superficie de desviación en una superficie frontal (4e) del vaciado (4b) orientada esencialmente de manera perpendicular con respecto al eje longitudinal del segundo elemento de cierre (4) , y en la que, visto en corte meridiano, la superficie de desviación (4d) presenta un contorno (K) con un trazado sin curvas, teniendo en cuenta que un vector de arranque de la superficie de desviación (4d) es dirigido en un alisamiento central de salida (3d;3d*) , dispuesto en el primer elemento de cierre (3) , formando una presión dinámica en la proximidad de sus zonas que bordean el espacio hueco de fuga (5)

caracterizada porque la superficie tope (4f) está dispuesta en una superficie de delimitación del segundo elemento de cierre (4) adyacente, radialmente al interior, a la segunda junta (7) y se apoya en la posición de cierre del segundo elemento de cierre (4) sobre la segunda superficie de asiento (2b) , porque el segundo elemento de cierre (4) tiene, con relación a su segunda junta de estanqueidad (7) un contorno periférico (4*) cilíndrico radial exterior, y porque el contorno periférico (4*) forma con una entalladura (2d) cilíndrica anular una segunda ranura de estrangulamiento (D2) anular en el orificio de conexión (2c) en el lado del segundo elemento de cierre (4) .

2. Válvula de asiento doble según la reivindicación 1,

caracterizada porque una delimitación frontal del primer elemento de cierre (3) que mira hacia el espacio hueco de fugas (5) comprende en la primera superficie de asiento (2a) una distancia de seguridad axial (x) con respecto al vector direccional a nivel de un punto de salida de la segunda superficie de asiento (2b) , punto de salida formado como una primera arista circunferencial (U1) , hasta la primera superficie de asiento (2a) .

3. Válvula de asiento doble según la reivindicación 2

caracterizada porque la distancia de seguridad (x) es, por lo menos, igual a la suma de todas las tolerancias de fabricación de los componentes de la válvula de asiento doble (1) , las cuales determinan en la posición de cierre del primer elemento de cierre (3) su distancia axial mínima hacia la segunda superficie de asiento (2b) .

4. Válvula de asiento doble según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque

las esquinas de la primera arista circunferencial (U1) formado por la segunda superficie de asiento (2b) y la primera superficie de asiento (2a) han sido redondeadas (r3) en la mínima medida posible.

5. Válvula de asiento doble según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque

la pared periférica cilíndrica (4c) desemboca en una segunda inclinación de entrada (4h) para conseguir una transición suave de la primera junta radial (6) y porque la segunda inclinación de entrada (4h) forma con la superficie tope (4f) la segunda arista circunferencial (U2) .

6. Válvula de asiento doble según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la segunda arista circunferencial (U2) tiene un primer redondeado de esquina (r1) lo más reducido posible.

7. Válvula de asiento doble según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque

la superficie de desviación (4d) corta la superficie frontal (4e) por detrás con una distancia de corte posterior axial (y) .

8. Válvula de asiento doble según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque

• el contorno (K) se compone de una sucesión de segmentos curvados (K1, K2, K3, ... Kn) que tienen una tangente común en sus correspondientes puntos de transición.

• o porque el contorno (K) se compone de un solo segmento de curvas con un cambio continuo. • o porque el contorno (K) se compone de un solo segmento con curva constante.

9. Válvula de asiento doble según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque

el vector direccional del último segmento (Kn) forma, frente a la superficie frontal (4e) , un segundo ángulo de desviación (ß) de preferencia en el rango de 5 < ß < 20 grados, preferentemente º = 15 grados.

10. Válvula de asiento doble según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque

el taladro de salida (3d) conecta el espacio hueco de fugas (5) con el entorno de la válvula de asiento doble (1) a través de varios taladros (3d*) distribuidos por el perímetro y porque la delimitación frontal del primer elemento de cierre (3) , limitación que mira hacia el espacio hueco de fugas (5) , tiene una inclinación (3f) alrededor de todo el perímetro que desciende hacia el taladro de salida (3d) .

11. Válvula de asiento doble según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque

el taladro de salida (3d) conecta el espacio hueco de fugas (5) con el entorno de la válvula de asiento doble (1) , porque la delimitación frontal del primer elemento de cierre (3) dirigida hacia el espacio hueco de fugas (5) tiene una inclinación (3f) por todo el perímetro que desciende hacia el taladro de salida (3d) , y porque una primera barra de ajuste (3a) , unida con el primer elemento de cierre (3) pasa concéntricamente a través de una segunda barra de ajuste (4a) de ejecución hueca unida con el segundo elemento de cierre (4) , continuando la primera barra de ajuste libremente a través del taladro de salida (3d) y está fijamente unida, en un extremo del primer elemento de cierre (3) , extremo opuesto al segundo elemento de cierre (4) , con el primer elemento de cierre (3) a través de, como mínimo, un travesaño (3e) de orientación esencialmente radial.

12. Válvula de asiento doble según la reivindicación 10 ó 11,

caracterizada porque la inclinación (3f) ha sido realizada como superficie envolvente cónica.

13. Válvula de asiento doble según la reivindicación 12,

caracterizada porque la superficie envolvente cónica (3f) está inclinada frente a la superficie base del cono con un ángulo de inclinación ( ) , de preferencia en el rango de 10< º<20 grados, preferentemente º = 15 grados.

14. Válvula de asiento doble según una de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizada porque

se han previsto tres travesaños (3e) fijamente distribuidos por el perímetro de un segmento de la barra de ajuste (3a*) , travesaños que a su vez están fijamente unidos radialmente por el exterior con un anillo circunferencial (3g) , y porque el segmento de la barra de ajuste (3a*) , los travesaños (3e) y el anillo (3g) forman una pieza íntegra (30) para soldar.

15. Válvula de asiento doble según la reivindicación 14

caracterizada porque la pieza para soldar (30) conecta, por el lado exterior, a través del anillo, (3g) con un émbolo compensador de presión (3c) que limita un segmento del taladro de salida (3d) alejado del espacio hueco de fugas y, por el lado interior, queda conectada, a través del segmento de la barra de ajuste (3a*) , con la primera barra de ajuste (3a) , y porque el diámetro interior del anillo (3g) aumenta con relación al diámetro del taladro de salida (3d) ,

intercalando una zona de transición que se ensancha en forma de cono, de modo que el paso interior del taladro de salida (3d) no se estrecha debido a los travesaños (3e) .

16. Válvula de asiento doble según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque la segunda superficie de asiento (2b) tiene un diseño cónico, y porque la segunda junta (7) de estanqueidad asegura la estanqueidad de manera axial/radial con respecto a la segunda superficie de asiento, mediante contacto de deslizamiento/presión.

17. Válvula de asiento doble según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque la segunda superficie de asiento (2b) está dispuesta perpendicularmente al eje longitudinal de la válvula de asiento doble (1) , y porque la segunda junta (7) de estanqueidad obtura axialmente con respecto a la segunda superficie de asiento (2b) en contacto por presión.

18. Válvula de asiento doble según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizada porque el segmento final (3*) , previsto en el primer elemento de cierre (3) del lado del espacio hueco de fugas, está configurado en forma de un saliente cilíndrico que forma con la primera superficie de asiento (2a) una primera ranura de estrangulamiento (D1) en forma de anillo.