Válvula de compuerta con elementos de soporte integrados.

Una válvula de compuerta (10), que comprende:

una estructura de cuerpo principal (12) con lados primero y segundo que definen un paso (20) a través suyo;

una compuerta (16) situada de modo transversal en el paso (20), adecuada para ocluir un flujo de medio a través del mismo, donde la compuerta (16) cuando se sitúa en el paso (20) define lados opuestos, teniendo cada uno de dichos lados un margen periférico; y

manguitos de elastómero primero y segundo (52a, 52b) dispuestos en el paso definido por dichos lados primero y segundo, teniendo cada manguito de elastómero (52a, 52b) una sección del labio continua (96a, 96b), acoplándose las secciones de labio (96a, 96b) de los manguitos primero y segundo (52a, 52b) con los márgenes periféricos de la compuerta (16) cuando ésta ocluye el paso (20) y acoplándose entre sí en otro caso; caracterizada por una primera pluralidad de segmentos de soporte rígidos (201a) fijados a la estructura del cuerpo principal (12) en la periferia del paso (20) en el primer lado de la compuerta (16), la primera pluralidad de segmentos de soporte rígidos (201a) situada radialmente alrededor de dicho primer manguito de elastómero (52a) alejándose de dicho paso (20) y extendiéndose desde la estructura del cuerpo principal (12) hacia la trayectoria transversal de la compuerta (16); y una segunda pluralidad de segmentos de soporte (201b) fijados a la estructura del cuerpo principal (12) en la periferia del paso (20) en el segundo lado de la compuerta (16), la segunda pluralidad de segmentos de soporte rígidos (201b) situada radialmente alrededor de dicho segundo manguito de elastómero (52b) alejándose de dicho paso (20) y extendiéndose desde la estructura del cuerpo principal (12) hacia la trayectoria transversal de la compuerta (16), donde la superficie del segundo segmento de soporte rígido (201b) más próxima a la compuerta (16) se extiende más allá de la superficie de la estructura del cuerpo principal (12).

Válvula de compuerta con elementos de soporte integrados

Campo técnico

La presente invención se refiere a válvulas de compuerta que tienen elementos de soporte integrados a lo largo de la periferia del paso en la estructura del cuerpo principal de la válvula para disminuir la degradación de una junta de elastómero.

Antecedentes de la invención Se utilizan válvulas de compuerta para controlar el flujo de diversos fluidos transportados dentro de conductos tubulares o tuberías. Una válvula de compuerta incluye típicamente una estructura de cuerpo principal con un paso situado entre, y que acopla, una pareja de conductos alineados axialmente que están atornillados a lados opuestos de la estructura del cuerpo principal. Una compuerta plana, impermeable al fluido con una pareja de caras opuestas, sustancialmente planas, puede deslizar en el paso a través de una ranura en la estructura del cuerpo principal para ocluir selectivamente el paso y cerrar así la válvula.

Las válvulas de compuerta que se utilizan para controlar el flujo de fluidos incluyen una junta entre la compuerta y la estructura del cuerpo principal para evitar que el fluido fugue, bien sea de la válvula o a través de la misma una vez cerrada. Para fluidos que incluyen una mezcla de sólidos, denominados como pastas en suspensión, un sellado adecuado entre la compuerta y la estructura del cuerpo principal puede ser difícil de conseguir. Las pastas en suspensión se producen en muchos entornos industriales adversos, tales como el procesamiento de pulpa de madera y la fabricación de papel, diversos tipos de minería incluyendo las de carbón y fosfatos, y sistemas de eliminación de cenizas depositadas en sistemas de depuración de chimeneas de centrales térmicas. Los sólidos en tales pastas en suspensión pueden atascar, recubrir, o dañar una junta en muchas válvulas de compuerta y por lo tanto permitir la fuga de fluido.

Una junta de válvula de compuerta bidireccional, descrita en la patente estadounidense nº 4.846.442 de Clarkson et al., incluye una pareja de unidades de manguitos elásticos macizos opuestos que se acoplan de modo compresible entre sí cuando la válvula se abre y se acoplan con lados opuestos de la compuerta cuando la válvula se cierra. Un anillo de refuerzo unido a cada unidad de manguito se acopla con un anillo de bloqueo rígido para sostener la unidad de manguito en su sitio.

Tal junta de válvula de compuerta adolece de diversas desventajas. Las unidades de manguitos elásticos macizos pueden ser difíciles de desplazar cuando se cierra la válvula debido a que el diseño no incluye un modo de eliminar unas sobrecompresión del manguito desde las superficies de las caras de reborde elevado del conducto complementario, haciendo así que sea difícil de operar la válvula. Además, la presión contra la compuerta en una posición de válvula cerrada puede desplazar la unidad de manguito elástico en el lado aguas abajo y permitir una fuga entre la compuerta y la unidad de manguito elástico aguas arriba.

Una metodología utilizada para superar estos problemas se encuentra en la patente estadounidense nº 5.338.006 de McCutcheon et al., incluye un elemento de junta que tiene un manguito de elastómero elástico, anular, y un buje anular sustancialmente rígido que se ajustan entre sí a presión. Sin embargo, este diseño requiere útiles especiales y el moldeo del buje.

Existe una necesidad en la técnica de proporcionar un elemento de soporte para el funcionamiento de la válvula con el fin de disminuir la degradación del manguito de elastómero. La presente invención aborda esta y otras necesidades.

El documento US 2005/145818, que se considera que representa el estado de la técnica más próximo da a conocer una válvula de compuerta que comprende: una estructura de cuerpo principal con lados primero y segundo que definen un paso entre ambos; una compuerta situada transversalmente en el paso, adecuada para ocluir un flujo de medio a través del mismo, donde la compuerta cuando se sitúa en el paso define lados opuestos, teniendo cada uno de dichos lados un margen periférico; y unos manguitos de elastómero primero y segundo dispuestos en el paso definido por dichos lados primero y segundo, teniendo cada manguito de elastómero una sección de labio continua, acoplándose las secciones de labio de los manguitos primero y segundo con los márgenes periféricos de la compuerta cuando esta ocluye el paso y acoplándose entre sí en otro caso.

Otros sistemas del estado de la técnica anterior se dan a conocer en los documentos US 5.338.006, US 484642, US

5.413.100 y US 3.545.480.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona una válvula de compuerta como se define en la reivindicación 1.

Con el fin de que la invención se pueda entender bien, se describirá a continuación un modo de realización de la misma, ofrecido a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

la FIG. 1 es una vista en sección de una válvula de compuerta giratoria que emplea un elemento de soporte de la presente invención;

la FIG. 2 es una vista en sección a lo largo del eje A-A de la FIG. 1;

la FIG. 3 es una vista en sección a lo largo del eje B-B de la FIG. 1; y la FIG. 4 es una vista detallada de la vista en sección DETALLE K a lo largo del eje B-B de la FIG. 1;

la FIG. 5 es una segunda representación como se muestra en la FIG. 4 con la compuerta de la válvula en una posición abierta;

la FIG. 6 es una vista en sección del alojamiento principal a lo largo del eje B-B de la FIG. 1;

la FIG. 7 es una vista en sección lateral de un elemento de soporte de la presente invención;

la FIG. 8 es una vista en sección de una válvula de compuerta lineal que emplea un elemento de soporte de la presente invención;

la FIG. 9 es una vista en sección a lo largo del eje D-D de la FIG. 8; y la FIG. 10 es una vista en sección a lo largo del eje C-C de la FIG. 8.

Con referencia a las figuras, las FIGs. 1, 2 y 3 muestran una válvula de compuerta giratoria 10, y las FIGs. 8, 9 y 10 muestran una válvula de compuerta lineal 10, cada una de las cuales tiene una estructura de cuerpo principal 12 situada entre una pareja de conductos alineados axialmente, no mostrados, para transportar un fluido o pasta en suspensión a lo largo de un eje 15, mostrado en las FIGs. 1, 3, 8 y 10. Como se ve en las FIGs. 1 y 8, una compuerta 16 plana, impermeable al fluido se sitúa en una ranura 18 que pasa a través de la estructura del cuerpo principal 12.

En ambas de las válvulas de compuerta giratoria y de compuerta lineal 10, la compuerta 16 puede deslizar a través de la ranura 18 para ocluir selectivamente una región interior o paso 20 de la válvula de compuerta 10. El paso, o pasajes, 20 se extiende en la estructura del cuerpo principal 12 para permitir el flujo de fluido a través del mismo. Ocluir el paso 20 con la compuerta 16 funciona para cerrar la válvula 10. Retirar la compuerta 16 del paso 20 funciona para abrir la válvula de compuerta 10. La compuerta 16 gira a través de la ranura 18 en la válvula bidireccional 20, mostrada en la FIG. 2, y puede deslizar en direcciones 30 que son transversales, preferiblemente perpendiculares, al eje 15 en la válvula de compuerta lineal de cuchilla, mostrada en la FIG. 8. Por ejemplo, el movimiento de la compuerta 16 a través de la ranura 18 en la válvula de compuerta lineal de cuchilla se puede controlar mediante un vástago roscado convencional situado en una funda y capuchón opcional impermeable y elástico, y acoplado a una unidad de volante de maniobra, que se fijan a una parte superior de la estructura del cuerpo principal 12. Se apreciará que el movimiento de la compuerta 16 a través de la ranura 18 se puede controlar mediante otros mecanismos convencionales tales como, por ejemplo, mecanismos neumáticos, hidráulicos o electromecánicos.

En un modo de realización, la estructura del cuerpo principal 12 incluye una pareja de semicuerpos opuestos sustancialmente idénticos que están soldados o atornillados entre sí con una pareja de separadores planos situados entre los lados de los mismos. En un segundo modo de realización, la estructura del cuerpo principal 12 incluye una estructura singular o unitaria. Los separadores pueden estar integrados con el cuerpo de la válvula. Los semicuerpos se pueden fabricar de metal fundido, preferiblemente acero, o cualquier otro material adecuado incluyendo compuestos. Los separadores se forman de un material rígido, tal como acero inoxidable o acero dulce, que se seleccionan de acuerdo con la temperatura y características químicas de la pasta en suspensión. Los separadores separan los semicuerpos para formar la ranura... [Seguir leyendo]

1. Una válvula de compuerta (10) , que comprende:

una estructura de cuerpo principal (12) con lados primero y segundo que definen un paso (20) a través suyo;

una compuerta (16) situada de modo transversal en el paso (20) , adecuada para ocluir un flujo de medio a través del mismo, donde la compuerta (16) cuando se sitúa en el paso (20) define lados opuestos, teniendo cada uno de dichos lados un margen periférico; y manguitos de elastómero primero y segundo (52a, 52b) dispuestos en el paso definido por dichos lados primero y segundo, teniendo cada manguito de elastómero (52a, 52b) una sección del labio continua (96a, 96b) , acoplándose las secciones de labio (96a, 96b) de los manguitos primero y segundo (52a, 52b) con los márgenes periféricos de la compuerta (16) cuando ésta ocluye el paso (20) y acoplándose entre sí en otro caso; caracterizada por una primera pluralidad de segmentos de soporte rígidos (201a) fijados a la estructura del cuerpo principal (12) en la periferia del paso (20) en el primer lado de la compuerta (16) , la primera pluralidad de segmentos de soporte rígidos (201a) situada radialmente alrededor de dicho primer manguito de elastómero (52a) alejándose de dicho paso (20) y extendiéndose desde la estructura del cuerpo principal (12) hacia la trayectoria transversal de la compuerta (16) ; y una segunda pluralidad de segmentos de soporte (201b) fijados a la estructura del cuerpo principal (12) en la periferia del paso (20) en el segundo lado de la compuerta (16) , la segunda pluralidad de segmentos de soporte rígidos (201b) situada radialmente alrededor de dicho segundo manguito de elastómero (52b) alejándose de dicho paso (20) y extendiéndose desde la estructura del cuerpo principal (12) hacia la trayectoria transversal de la compuerta (16) , donde la superficie del segundo segmento de soporte rígido (201b) más próxima a la compuerta (16) se extiende más allá de la superficie de la estructura del cuerpo principal (12) .

2. Una válvula de compuerta de la reivindicación 1, donde una superficie de cada uno de la primera pluralidad de segmentos de soporte rígidos (201a) más próxima a la compuerta (16) se extiende más allá de la superficie de la estructura del cuerpo principal (12) .

3. Una válvula de compuerta de la reivindicación 1, donde una superficie de cada uno de la segunda pluralidad de segmentos de soporte rígidos (201b) más próxima a la compuerta (16) se extiende más allá de la superficie de la estructura del cuerpo principal (12) .

4. Una válvula de compuerta de la reivindicación 1, donde la segunda pluralidad de segmentos rígidos (201b) es una imagen especular respecto a la primera pluralidad de segmentos de soporte rígidos (201a) .

5. Una válvula de compuerta de la reivindicación 1, donde la primera pluralidad de segmentos rígidos (201a) se dispone de modo no continuo alrededor de dicho primer manguito de elastómero (52a) lo suficiente para soportar dicha compuerta (16) .

6. Una válvula de compuerta de la reivindicación 1, donde la segunda pluralidad de segmentos rígidos (201b) se dispone de modo no continuo alrededor de dicho segundo manguito de elastómero (52b) lo suficiente para soportar dicha compuerta (16) .

7. Una válvula de compuerta de la reivindicación 1, que comprende además:

una primera cavidad dispuesta en dicho primer lado de dicha estructura del cuerpo principal (12) , extendiéndose dicha primera cavidad radialmente alrededor de dicho primer manguito de elastómero (52a) ; y una segunda cavidad dispuesta en dicho segundo lado de dicha estructura del cuerpo principal (12) , extendiéndose dicha segunda cavidad radialmente alrededor de dicho segundo manguito de elastómero (52b) .

8. Una válvula de compuerta de la reivindicación 7, donde dicha primera cavidad define un perímetro interno configurado para recibir dicha primera pluralidad de segmentos de soporte rígidos (201a) .

9. Una válvula de compuerta de la reivindicación 1, donde

dichas pluralidades primera y segunda de segmentos de soporte rígidos (201a, 201b) se configuran para inhibir dicha compuerta (16) de hacer contacto con dicha estructura del cuerpo principal (12) .

10. Una válvula de compuerta de la reivindicación 7, donde dicha primera cavidad se define por una pluralidad de ranuras (204) y alojamientos (203) configurados cada uno para recibir uno de dicha pluralidad de primeros segmentos de soporte rígidos (201a) .

11. Una válvula de compuerta de cualquiera de la reivindicación 7, donde dicha segunda cavidad se define por una pluralidad de ranuras (204) y alojamientos (203) configurados para recibir uno de dicha segunda pluralidad de segmentos de soporte rígidos (201b) .