Válvula.

Válvula (1, 32) con una carcasa (2, 33), la cual presenta una abertura de entrada (3,

34) para un fluido, un elemento de cierre (9, 47) mediante el cual puede controlarse un flujo del fluido, y una abertura de salida (5,36) para el fluido, así como con un dispositivo de ajuste (8, 37) que presenta un accionamiento eléctrico (17, 40) para el ajuste de una sección transversal de cierre del elemento (9,47) de cierre, y con una carcasa (15, 38) del accionamiento con la cual está unido fijamente un estator (16, 39) del accionamiento (17,40) de ajuste, estando acoplado cinemáticamente un rotor móvil (19, 41) del accionamiento (17,40) de ajuste con el elemento (9, 47) de cierre, dentro de un recinto interior (20, 45) de la carcasa del accionamiento (15, 38), el cual está sometido a una presión del fluido, y estando situado el estator (16, 39) dentro de ese espacio interior (20, 45), caracterizado por que el espacio interior (20, 45) de la carcasa del accionamiento (15, 38) está separado del fluido mediante un elemento desplazable de separación (26, 48).

Válvula La invención se refiere a una válvula con una carcasa, la cual presenta una abertura de entrada para un fluido, un elemento de cierre mediante el cual puede controlarse un flujo del fluido, y una abertura de salida para el fluido, así como un dispositivo de ajuste que presenta un accionamiento eléctrico para el ajuste de una sección transversal de cierre del elemento de cierre, y con una carcasa del accionamiento con la cual está unido fijamente un estator del accionamiento de ajuste, estando acoplado cinemáticamente un rotor móvil del accionamiento de ajuste con el elemento de cierre, dentro de un recinto interior de la carcasa del accionamiento el cual está sometido a una presión del fluido, y estando situado el estator dentro de ese espacio interior.

El documento DE 42 14 814 A1 publica una válvula de regulación de flujo de ese tipo para un circuito de calentamiento de un automóvil, cuyo accionamiento de ajuste está situado dentro del medio de calentamiento que fluye. Debido al accionamiento de ajuste situado en el interior, esa válvula presenta una forma constructiva muy compacta.

Las válvulas de cierre y de estrangulación son conocidas generalmente, en el campo de la invención, en una gran cantidad de formas de ejecución, como válvulas axiales, de cono axial o de émbolo anular, como válvula de elevación o de cono de elevación (“globe valve") , como válvula de compuerta o válvula de compuerta de cierre,

válvula esférica de grifo o válvula de mariposa, por ejemplo en el programa de la empresa solicitante. A través de la modificación axial o rotatoria de la posición del elemento de cierre – un émbolo, una bola, una placa o un cono - se ajusta y se regula el flujo del fluido sometido a presión mediante la sección transversal de cierre de la válvula.

Válvulas de cierre y de estrangulación conocidas, con una sección transversal de cierre ajustable mediante un motor

eléctrico, son concebidas tradicionalmente a menudo en forma constructiva en ángulo (“angle type valve") , es decir,

perpendicularmente al eje del elemento de cierre en forma de cono y a la dirección de salida del fluido que entra, debido al buen acceso, estando montadas, para el cambio de las piezas de desgaste, así como debido al mecanismo de ajuste comparativamente sencillo mecánicamente.

En los últimos tiempos se utilizan también crecientemente – especialmente cuando no es deseado un cambio de dirección del flujo -válvulas de estrangulación con forma constructiva axial (válvula de émbolo anular) , es decir, con elemento de cierre desplazable en la dirección coaxial con la dirección de entrada y de salida. Estas presentan además unas dimensiones exteriores más reducidas para unos parámetros técnicos de flujo iguales, y, debido a la forma constructiva axial, una menor carga de material debida al fluido que circula, y con ello un desgaste disminuido.

En válvulas de cierre y de estrangulación conocidas se utilizan como accionamientos de ajuste motores de inducido giratorio (también: motores “torque“ o “motores de par de giro“) con inducido giratorio (“rotor“) . El movimiento de rotación del inducido se transforma en un movimiento lineal a través de roscas de movimiento que deslizan una sobre otra, según el principio de tornillo y tuerca. La pieza constructiva que se desplaza linealmente es, o bien un husillo unido directamente con el elemento de cierre, o bien un husillo de accionamiento, por ejemplo en un modo constructivo axial. En el modo constructivo axial, el husillo de accionamiento y el husillo están dotados respectivamente con dentados helicoidales engranados entre sí, los cuales posibilitan un cambio de dirección del movimiento lineal.

Del documento EP 0 937 928 A1 es conocida una válvula de estrangulación, en forma constructiva en ángulo, en la que el estator y el rotor del accionamiento eléctrico de ajuste están separados mediante una pared de separación, la cual aísla herméticamente especialmente a las conexiones eléctricas del accionamiento de ajuste respecto de una zona interior de la válvula y de la influencia del fluido que circula a través de la válvula de estrangulamiento. La fuerza de accionamiento se transmite sobre el rotor a través de la pared de separación.

El documento DE 39 33 169 A1 publica una válvula de estrangulación en forma constructiva axial, en la que el accionamiento eléctrico de ajuste está protegido del fluido, herméticamente y de forma estanca a la presión, en una cámara separada. De la cámara sale solamente un eje, accionado por el accionamiento de ajuste y dotado con una rosca de movimiento, hasta la zona interior de la válvula de estrangulamiento, y acciona al elemento de cierre con forma de émbolo.

El documento DE 100 58 441 A1 publica un concepto para una válvula de estrangulación en forma constructiva en ángulo, estando unido el accionamiento de ajuste por el exterior al cuerpo de la válvula, en una carcasa separada y aislada herméticamente, mediante una brida, y nuevamente penetra en la zona interior de la válvula de estrangulación solamente el eje dotado con una rosca de movimiento. También en esa válvula el estator y el rotor están separados mediante una pared.

En el transporte de petróleo y gas, en la industria química, y también en otra ramas de la industria, se elevan los requerimientos respecto a no existencia de fugas, en beneficio de la seguridad y de la protección del medio ambiente. Fundamentalmente, las fugas de fluidos tóxicos han de eliminarse, o bien minimizarse en el marco de las posibilidades técnicas. En las válvulas de cierre y de estrangulamiento, el guiado estanco de los ejes de accionamiento está especialmente en el punto de mira.

En el marco de la extracción offshore de petróleo y gas se realizan cada vez más a menudo fases de transformación – por ejemplo la compresión del gas extraído – directamente en el lugar de la extracción en el fondo del mar. A esta tendencia le acompaña una demanda incrementada para la utilización bajo el mar de componentes adecuados, como válvulas.

Estos componentes han de ser libres de emisiones, y no solo por motivos de protección de la naturaleza, o sea, que han de garantizar una protección del fluido que circula (petróleo, gas) del agua de mar que lo rodea, y evitar un escape del fluido al medio ambiente. Además, ha de evitarse a toda costa una entrada del agua del mar, corrosiva en alto grado y cargada de microorganismos, en la propia válvula, o bien en el dispositivo de ajuste. Por último, no es deseable ningún contacto, especialmente de la electrónica y de las piezas constructivas mecánicas del dispositivo de ajuste, con el fluido extraído, el cual puede ser asimismo muy agresivo debido a la contaminación con componentes abrasivos y corrosivos, como arena, herrumbre, y especialmente ácido sulfhídrico.

Esta protección de las piezas del dispositivo de ajuste que transportan la corriente, por una parte tanto del líquido circulante como también del medio ambiente, y por otra parte la resistencia respecto a las relaciones de presión predominantes en el fondo del mar, pueden alcanzarse solamente, con los conceptos de las válvulas conocidas, a través de paredes de separación reforzadas – o sea, más gruesas – entre el accionamiento de ajuste y el medio ambiente, el accionamiento de ajuste y la zona interior de la válvula, o bien entre el estator y el rotor del accionamiento de ajuste. En el último caso, cada aumento del entrehierro entre el estator y el rotor disminuye el rendimiento del accionamiento de ajuste.

Por otra parte, con la válvula según el documento DE 42 14 814 A1 no se consigue la estanqueidad de las piezas constructivas mecánicas del dispositivo de ajuste contra impurezas.

Objetivo La invención se plantea el objetivo de utilizar una válvula, con un accionamiento de ajuste situado dentro del fluido, para fluidos con componentes abrasivos y corrosivos.

Solución Partiendo de las válvulas conocidas, según la invención se propone que el recinto interior de la carcasa del accionamiento esté separado del fluido mediante un elemento de separación desplazable. Así se evita de manera efectiva una entrada del fluido en el dispositivo de ajuste, especialmente entre el estator y el rotor del dispositivo de ajuste. A través del desplazamiento del elemento de separación se compensan los cambios de volumen en el recinto interior. Los cambios de volumen como esos se originan, por ejemplo, por desplazamiento del husillo, por cambios de temperatura o por fugas de las juntas dinámicas entre el recinto interior y el fluido. La utilización de un estator resistente a la presión,... [Seguir leyendo]

1. Válvula (1, 32) con una carcasa (2, 33) , la cual presenta una abertura de entrada (3, 34) para un fluido, un elemento de cierre (9, 47) mediante el cual puede controlarse un flujo del fluido, y una abertura de salida (5, 36) para el fluido, así como con un dispositivo de ajuste (8, 37) que presenta un accionamiento eléctrico (17, 40) para el ajuste de una sección transversal de cierre del elemento (9, 47) de cierre, y con una carcasa (15, 38) del accionamiento con la cual está unido fijamente un estator (16, 39) del accionamiento (17, 40) de ajuste, estando acoplado cinemáticamente un rotor móvil (19, 41) del accionamiento (17, 40) de ajuste con el elemento (9, 47) de cierre, dentro de un recinto interior (20, 45) de la carcasa del accionamiento (15, 38) , el cual está sometido a una presión del fluido, y estando situado el estator (16, 39) dentro de ese espacio interior (20, 45) , caracterizado por que el espacio interior (20, 45) de la carcasa del accionamiento (15, 38) está separado del fluido mediante un elemento desplazable de separación (26, 48) .

2. Válvula (1, 32) según la reivindicación citada, caracterizada por que el elemento de cierre (9, 47) es desplazable axialmente en la carcasa (15, 38) del accionamiento mediante el accionamiento (17, 40) de ajuste.

3. Válvula (1) según la reivindicación citada, caracterizada por que una dirección de entrada del fluido en la abertura de entrada (3) se corresponde con una dirección de salida del fluido en la abertura de salida (5) , y porque el elemento de cierre (9) es desplazable en dirección coaxial con la dirección de entrada y con la dirección de salida.

4. Válvula (1, 32) según una de las reivindicaciones citadas, caracterizada por que el elemento de separación (26, 48) es un émbolo de compensación desplazable libremente dentro de un cilindro de compensación (25) , o bien un fuelle.

5. Válvula (1) según la reivindicación citada, caracterizada por que el cilindro de compensación (25) está colocado en una pared de la carcasa (2) .

6. Válvula (1, 32) según una de las reivindicaciones citadas, caracterizada por que el espacio interior (20, 45) está relleno con un líquido.

7. Válvula (1, 32) según una de las reivindicaciones citadas, caracterizada por que el inducido (19, 41) es un rotor, transformando un engranaje un movimiento de rotación del rotor (19, 41) en un movimiento de translación de un husillo (21, 44) unido al elemento de cierre (9, 47) .

8. Válvula (1, 32) según las reivindicaciones 6 y 7, caracterizada por que el líquido circula a través del engranaje durante el movimiento de translación del husillo (21, 44) .

9. Válvula (1) según una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizada por que el engranaje es un engranaje (18) de cuerpo de rodadura roscado.

10. Válvula (1) según una de las reivindicaciones citadas, caracterizada por un dispositivo de seguridad que desplaza al elemento (9) de cierre a una posición de seguridad en caso de caída del suministro de corriente.

11. Válvula (1) según la reivindicación citada, caracterizada por que el dispositivo de seguridad es un sistema eléctrico.

12. Válvula (1) según una de las reivindicaciones citadas, caracterizada por un indicador de posición (30) , el cual señala una posición del elemento (9) de cierre.

13. Válvula (1, 32) según una de las reivindicaciones citadas, caracterizada por que el accionamiento de ajuste (17, 40) es resistente a la corrosión.