MX2014009550A - Reductor de presion. - Google Patents

Abstract

Los reductores de presión están expuestos de modo tal que, en algunas realizaciones, estén diseñados para ser usados en una línea presurizada para proporcionar resistencia variable al flujo de fluido del proceso, tal como vapor o agua, sin ninguna pieza móvil. Los reductores de presión tienen una carcasa exterior alargada y un manguito interior separado radialmente hacia dentro de la carcasa exterior. La cubierta exterior está definida por una pared anular exterior que tiene un extremo abierto y una pared final opuesta al extremo abierto. El manguito interior y la carcasa exterior están conectados cerca del extremo abierto. El manguito interior define una vía de paso que se extiende en una cavidad definida por la capa exterior y tiene una salida que está separada de la pared final. La pared anual exterior y la pared final están perforadas por una pluralidad de orificios de flujo que las atraviesan y, preferentemente, el manguito no está perforado.

Description

REDUCTOR DE PRESIÓN Campo de la Invención La presente invención se refiere a reductores de presión aptos para usar en líneas de procesos presurizados y, especialmente útiles para usar en aplicaciones en las cuales hay flujo variable a través del reductor de presión.

Antecedentes de la Invención Los reductores de presión se usan en líneas de flujo de fluido presurizadas, como las tuberías de procesos en plantas industriales, refinerías petroquímicas, líneas de procesamiento de productos químicos y similares, para disipar la presión en una tubería, una válvula o salida de descarga de una manera controlada por diversos motivos. Un uso común de un reductor de presión está en un punto de salida de una línea presurizada a la atmósfera, como en una línea de vapor de alta presión. En este caso, un reductor de presión se utiliza a menudo para evitar liberar vapor directamente en el aire circundante a alta presión, que puede producir un ruido no deseado si no se controla debido a la rápida caída de presión entre la línea y la atmósfera circundante.

Un reductor de presión puede ser tan simple como una restricción en una tubería descendente de una válvula u otro punto operativo. Las restricciones descendentes en una tubería son dispositivos relativamente económicos que pueden usarse para agregar una caída de presión adicional en una válvula de control o en una tubería de alta presión, como una línea de vapor presurizada, que puede reducir el ruido y las vibraciones. Lamentablemente, las restricciones fijas, como los difusores, son a menudo solo eficaces para crear una caída de presión deseada en una condición de aplicación (es decir, a una tasa de flujo y caída de presión únicos) debido a que el coeficiente de flujo (Cf) del difusor es fijo. Cualquier intento de variar el Cf para diferentes condiciones de flujo, hasta ahora, ha requerido el agregado de complejidad y costo al adicionar, por ejemplo, piezas móviles, como tapones y resortes.

En una aplicación de ejemplo, una salida de descarga de presión de una línea de vapor de alta presión a menudo cuenta con una válvula de acondicionamiento para controlar la liberación de vapor de la línea y condicionar al vapor a salir a una presión y temperatura sustancialmente más bajas en la atmósfera circundante que está presente dentro de la línea. En dichas aplicaciones, también es a menudo deseable reducir o eliminar sustancialmente el exceso de ruido, como un silbido o siseo.

Figura 1 muestra una válvula de acondicionamiento conocida 10 para un escape de vapor de alta presión que incluye un reductor de presión 12 en forma de un contenedor con una pared lateral cilindrica 14 y una pared final 16 que cubre la salida de la válvula 18 de una válvula de descarga de presión 20. La pared final 16 es sólida, y pequeños orificios 22 están dispuestos a través de la pared local 14, que funciona para disipar la energía del vapor y reducir la presión del vapor en un lado descendente 24 del reductor de presión 12. El reductor de presión 12 está rodeado por una cubierta 26, que dirige el vapor a baja presión a través de una sección de enfriamiento 28 antes de ser expulsado a la atmósfera circundante. Este tipo de reductor de presión es más eficaz en aplicaciones donde existe un flujo relativamente constante o tasa de flujo fija a través de los pequeños orificios. Sin embargo, el uso eficaz del reductor de presión 12 está generalmente limitado a una condición de aplicación porque el reductor de presión solo mantiene una caída de presión preseleccionada en un rango limitado de tasas de flujo debido al diseño estático del área de aberturas a través de las cuales puede fluir el vapor.

Otra válvula de acondicionamiento conocida 30 que se muestra en la Figura 2 supera la limitación indicada anteriormente en el volumen de flujo mediante la adición de un tapón 32 en el interior del reductor de presión 12 que puede moverse a lo largo de la pared lateral 14 para exponer más o menos de los pequeños orificios 22 en función de la tasa de volumen de flujo de vapor a través de la válvula. Un enlace 34 conecta el tapón 32 con un vástago de válvula 36 de tal manera que el tapón 32 se abre y/o cierra en paralelo con la apertura o cierre de un tapón de la válvula principal 38. En esta disposición, el tapón 32 se ajusta automáticamente para cubrir más de los pequeños orificios 22 en volúmenes de flujo más bajos y para exponer más de los pequeños orificios 22 en volúmenes de flujo más altos en respuesta al movimiento del tapón de la válvula principal 38. Por lo tanto, puede mantenerse una caída de presión relativamente constante a través del reductor de presión 12 a través de un mayor rango de volúmenes de flujo. Aunque este es un diseño eficaz para aumentar el rango operativo efectivo del reductor de presión, la adición de piezas móviles presenta diferentes desafíos para el diseño, la instalación y el mantenimiento de la válvula de acondicionamiento 30.

El presente inventor ha intentado superar al menos algunas de las limitaciones identificadas anteriormente con los reductores de presión para su uso en el flujo de proceso variable, como se hará evidente a partir de la siguiente descripción. Por supuesto, pueden obtenerse también o alternativamente otros usos, beneficios y ventajas del aparato aquí descrito.

Breve Descripción de la Invención De acuerdo con un aspecto, un reductor de presión para una tubería presurizada incluye una carcasa exterior y un manguito anular. La carcasa exterior tiene una pared anular lateral y una pared final. La pared anular lateral define un espacio interior, un primer extremo y un segundo extremo. El primer extremo define una abertura en el espacio interior y la pared final se dispone a través del segundo extremo. La pared anular lateral tiene una primera longitud desde el primer extremo hasta el segundo extremo. El manguito anular se extiende en el espacio interior desde el primer extremo de la pared anular lateral y tiene una entrada conectada con el primer extremo de la pared anular lateral, una salida dispuesta en el espacio interior y separado de la pared final y una vía de paso que se extiende desde la entrada a la salida. El manguito anular se extiende en el espacio interior de una segunda longitud que es menor que la primera longitud. Una brecha anular rodea el manguito anular y está dispuesta entre la pared anular lateral y el manguito anular. Una segunda brecha está dispuesta entre la pared final y la salida del manguito anular. Hay una primera serie de aberturas a través de la pared final y una segunda serie de aberturas a través de la pared anular lateral. Al menos una primera de la segunda serie de aberturas está situada frente al manguito anular a lo largo de la segunda longitud.

De acuerdo con otro aspecto, un conjunto de válvula para una tubería presurizada incluye una válvula y un reductor de presión conectado operativamente con la salida de la válvula. La válvula tiene un cuerpo que define un paso que se extiende desde una entrada de la válvula a una salida de la válvula y un elemento de control de flujo adaptado para abrir y/o cerrar selectivamente el paso. El reductor de presión incluye una carcasa exterior y un manguito anular. La carcasa exterior tiene una pared anular lateral que define un espacio interior y una pared final. La pared anular lateral tiene un primer extremo, un segundo extremo y una primera longitud desde el primer extremo hasta el segundo extremo. El primer extremo define una abertura en el espacio interior conectado operativamente con la salida de la válvula para recibir fluido desde la salida de la válvula y la pared final está dispuesta a través del segundo extremo. El manguito anular se extiende en el espacio interior desde el primer extremo de la pared anular lateral y tiene una entrada conectada con el primer extremo de la pared anular lateral y una salida separada de la pared final. La salida se extiende en el espacio interior una segunda distancia desde el primer extremo de la pared anular lateral, en el que la segunda distancia es menor que la primera distancia. Hay una brecha anular entre la pared anular lateral y el manguito anular y una brecha axial entre la salida del manguito anular y la pared final de la carcasa exterior. Hay también una primera serie de aberturas a través de la pared final y una segunda serie de aberturas a través de la pared lateral. Al menos una primera de la segunda serie de aberturas está dispuesta frente al manguito anular a lo largo de la segunda longitud.

Otros aspectos y ventajas se harán evidentes tras la consideración de la siguiente descripción detallada.

Breve Descripción de los Dibujos Figura 1 es una vista lateral en sección transversal parcial de un reductor de presión de la técnica anterior en una válvula de acondicionamiento para usar en una tubería de vapor del proceso; Figura 2 es una vista lateral en sección transversal parcial de un reductor de presión de la técnica anterior en una válvula de acondicionamiento para usar en una tubería de vapor del proceso; Figura 3 es una vista lateral en sección transversal parcial de un conjunto de válvula con un reductor de presión de acuerdo con los principios de la presente invención; Figura 4 es una vista detallada en sección transversal del reductor de presión de la Figura 3; Figura 5 es una vista en sección transversal del reductor de presión adaptado para el uso independiente en una tubería; y Figuras 6-8 son vistas en sección transversal de los reductores de presión con diseños alternativos de acuerdo con la presente invención aptos para ser usados con el conjunto de válvula o en la tubería.

Descripción Detallada de la Invención En algunas disposiciones, los reductores de presión aquí descritos se han diseñado para ser usados en una línea presurizada para proporcionar resistencia variable al flujo de fluido del proceso, tal como vapor o agua, preferentemente sin ninguna pieza móvil. Los reductores de presión están diseñados para usar dinámica de fluido inherente para cambiar la cantidad de pasos de flujo a través de los cuales fluirá el fluido del proceso, que en algunos casos puede mantener una caída de presión constante a través del reductor de presión en un rango relativamente amplio de tasas de flujo. Así, basándose en la configuración estática del reductor de presión, el fluido fluirá a través de una menor cantidad de pasos de flujo a una tasa de flujo inferior y fluirá a través de más pasajes de flujo a una tasa de flujo mayor, lo que efectivamente cambia el Cf del reductor de presión en respuesta a un cambio en su tasa de flujo.

En diseños preferidos, los reductores de presión tienen una carcasa exterior alargada definida por una pared periférica exterior que tiene dos extremos, un extremo está abierto en un lado ascendente y una pared final está dispuesta a través del otro extremo en un lado descendente. Un revestimiento o manguito está dispuesto dentro de la carcasa exterior, separada radialmente hacia dentro de la pared periférica exterior. El manguito está conectado con la pared periférica exterior cerca del extremo abierto y se extiende desde el extremo abierto hasta una salida que está separada de la pared final. El manguito define un orificio pasante que se extiende dentro de una cavidad definida por la carcasa exterior a través del extremo abierto de la carcasa exterior. La pared periférica exterior y la pared final están perforadas por una pluralidad de orificios de flujo que las atraviesan. La pared anular del manguito preferentemente no se perfora, es decir, el manguito está formado por una pared o tubo anular sólido y preferentemente no hay orificios de flujo a través de la pared periférica exterior en el lado ascendente de la conexión entre el manguito y la pared exterior periférica.

A tasas de flujo bajas, o a una capacidad de flujo mínima efectiva del reductor de presión, se prevé que la mayor parte del fluido fluya directamente a través de los orificios de flujo a través de la pared final del difusor y el manguito obstruya el flujo a través de los orificios de flujo en la pared periférica exterior opuesta al manguito. Sin embargo, a medida que aumenta la tasa de flujo, los orificios en la pared final podrían alcanzar la capacidad y el fluido se vería forzado a viajar hacia arriba a lo largo del lado exterior del manguito y fluir a través de los orificios opuestos al manguito. A medida que la tasa de flujo continúa aumentando, los orificios del flujo alcanzarían sucesivamente la capacidad de la salida del manguito hacia la parte superior del manguito y el fluido fluiría en la dirección inversa a lo largo de la pared periférica exterior opuesta al manguito hasta que todos los orificios de flujo alcancen la capacidad a una capacidad máxima de flujo efectiva del reductor de presión. El flujo de fluido se invertiría proporcionalmente con una disminución de la capacidad máxima de flujo efectiva de vuelta a la capacidad mínima de flujo efectiva. Por lo tanto, el reductor de presión agrega eficazmente capacidad del sistema mientras que proporciona de forma simultánea una caída de presión por etapas relativamente constante sin necesidad de otras piezas mecánicas móviles para variar la capacidad de los orificios de flujo debido a que el Cf cambiaría con la tasa de flujo.

Volviendo ahora a los planos, las Figuras 3-4 muestran un reductor de presión 40 de acuerdo con un primer aspecto. El reductor de presión 40 es apto para ser utilizado en una tubería presurizada, como una tubería de alta presión o, como se muestra en los planos, en una válvula de acondicionamiento de vapor 42, o en otras aplicaciones y posiciones a lo largo de una tubería que tiene una presión mayor que una atmósfera o la presión atmosférica ambiental general circundante. Como se ve mejor en el detalle de la Figura 4, el reductor de presión 40 incluye una carcasa exterior 44, que preferentemente tiene la forma de un recipiente cilindrico que tiene una pared anular lateral 46 que define un espacio interior 48, un primer extremo 50 y un segundo extremo 52. El primer extremo 50 define una abertura 54 en el espacio interior y una pared final 56 está dispuesta a través del segundo extremo de la pared anular lateral 46. La pared anular lateral tiene una primera longitud L1 que se extiende desde el primer extremo 50 al segundo extremo 52.

El reductor de presión 40 también tiene un manguito anular interior 58 que se extiende en el espacio interior 48 desde el primer extremo 50 de la pared anular lateral 46. El manguito anular 58 tiene un cuerpo cilindrico alargado 62 que define una entrada, una salida 64 y una vía de paso 63, como un orificio pasante, que se extiende desde la entrada 62 hasta la salida 64. En general, la entrada 62 es preferentemente coextensiva con la abertura 54 y el manguito anular 58 se conecta preferentemente con el primer extremo 50 de la pared anular lateral 46 adyacente a la entrada 62. En la disposición representada, una brida 60 se extiende radialmente hacia fuera desde el cuerpo cilindrico en la entrada 62 y está unida a una superficie interior o borde superior de la pared anular 64 en el primer extremo 50 mediante, por ejemplo, soldaduras, tornillos y/o adhesivo. (Todas las referencias direccionales, como arriba, abajo, izquierda, derecha, etc., hacen referencia a los dibujos para mayor conveniencia y no están previstas como limitaciones). Sin embargo, el manguito interior anular 58 puede fijarse en su posición dentro del espacio interior 48 de la carcasa exterior 44 en cualquier disposición suficiente para dirigir el flujo de fluido a la entrada 62 del manguito anular 58 de una manera que impida que el fluido entre en la carcasa exterior 44 en cualquier ruta distinta a la que atraviesa el manguito anular 58. La salida 64 está enfrente de la entrada 62 a lo largo de un eje de la vía de paso y separada de la pared final 56. El manguito anular 58 se extiende en el espacio interior 48 de la carcasa exterior 44 una segunda longitud L2 desde el primer extremo 50, que es menor que la primera longitud L1, formando de este modo una brecha final 67 entre la salida 64 y la pared final 56, que puede tener un distancia axial G1 que se extiende desde la salida 64 hasta la pared final 56 a lo largo del eje de la vía de paso 63. El manguito anular 58 también está separado radialmente hacia dentro de la pared anular lateral 46, formando de este modo una brecha anular 65 que rodea al manguito anular 88 entre la pared anular lateral 46 y el manguito anular 58. La brecha anular 65 tiene preferentemente al menos una distancia radial G2 entre la pared anular lateral 46 y el manguito anular 58 suficiente para permitir que el fluido viaje en el sentido contrario al flujo desde la salida 64 en la brecha anular 65 entre el manguito anular 58 y la pared lateral anual 46 hacia el primer extremo 50 de la pared anular lateral 46. Como se explicará en detalle más adelante, la distancia radial G2 puede ser constante a lo largo de la longitud L2 o la distancia radial G2 puede variar a lo largo de la longitud L2.

La carcasa exterior 44 está perforada con una primera serie de aberturas 66a u orificios pasantes a través de la pared final 56 y una segunda serie de aberturas 66b a través de la pared anular lateral 46. Al menos una y preferentemente una pluralidad de aberturas 66a a través de la pared final 56 están alineadas axialmente opuestas a la abertura 64 del manguito anular 58. Además, al menos una y preferentemente una pluralidad de las aberturas 66b a través de la pared anular lateral 46 está dispuesta a lo largo de la longitud L2 radialmente opuestas al manguito anular 58. Preferentemente, las aberturas 66b están situadas a través de la pared anular lateral 46 radialmente opuestas al manguito anular 58 a lo largo de la longitud L2 a diferentes distancias de la salida 64. En una realización, las aberturas 66b están dispuestos en filas circunferenciales espaciadas axialmente a lo largo de la longitud de la pared anular lateral 46 desde el segundo extremo 52 hacia el primer extremo 50; sin embargo, las aberturas 66a, 66b pueden estar dispuestas en otras matrices o en matrices aleatorias, preferentemente con la existencia de varias aberturas dispuestas a diferentes distancias axialmente desde la salida 64 a lo largo de la pared anular lateral 46 opuesta al manguito anular 58.

Preferentemente, la pared anular lateral 46 y el manguito anular 58 están dispuestos para forzar a que el fluido fluya a través de la salida 64 antes de pasar a través de la carcasa exterior 44. Preferentemente, el manguito anular 58 no está perforado, es decir, es sólido, a lo largo de toda su longitud. Además, ninguna porción de la pared anular lateral 46 que se extiende hacia arriba de la conexión del manguito anular 58 a la pared anular lateral 46 está perforada con el fin de evitar que el fluido pase a través de la pared anular lateral 46 antes de pasar por el manguito anular 58.

El reductor de presión 40 que se muestra en las Figuras 3-4 tiene preferentemente una sección transversal circular y forma una carcasa cilindrica circular exterior 44, un manguito anular cilindrico circular 58 y el manguito anular 58 es coaxial con la pared anular lateral 46 a lo largo de un eje longitudinal 68. En esta realización, el manguito anular 58 está paralelo a la pared anular lateral 46. Sin embargo, como se describirá con más detalle en lo sucesivo, pueden usarse otras formas para el reductor de presión 40 de acuerdo con la presente invención. Como también se ve mejor en la Figura 4, la pared final 56 tiene una forma ortogonal generalmente plana con respecto al eje 68 con una curvatura suave o esquina redondeada entre la superficie plana de la pared final 56 y la superficie cilindrica de la pared anular lateral 46.

En funcionamiento, como el fluido presurizado 70 fluye a través de una entrada de la válvula 72 y a través de la válvula 42, un tapón de válvula 74 puede permitir una tasa de flujo variable desde una posición completamente cerrada, donde no hay flujo, a una posición totalmente abierta, donde no hay flujo total a través de la válvula 42 y a una salida de válvula 76. El primer extremo 50 de la pared anular lateral 46 está unido a la salida de la válvula 76 de manera tal que el fluido presurizado, como vapor que sale de la válvula, está necesariamente dirigido a través de la abertura 54 y la entrada 62 y a través del reductor de presión 40. Sin estar limitado por la teoría, se cree que a una baja tasa de flujo, el fluido presurizado fluye a través del manguito anular 58, a la salida 64 y directamente a través de la primera serie de aberturas 66a a través de la pared final 56 de la carcasa exterior 44 sin que ninguna cantidad sustancial del fluido fluya de vuelta a lo largo de la pared anular 46 y hacia afuera cualquiera de la segunda serie de aberturas 66b. A medida que aumenta la tasa de flujo y la primera serie de aberturas 66a alcanza la capacidad de flujo, el exceso de fluido presurizado se desplazará hacia arriba en contracorriente o corriente inversa a lo largo de la brecha anular 65 entre el manguito anular 58 y la pared anular lateral 46 hacia el primer extremo 50 y fluirá progresivamente a través de las aberturas 66b a través de la pared anular lateral 46. A medida que la tasa de flujo para el reductor de presión 40 continúe aumentando, el exceso de fluido presurizado se desplazará cada vez más a lo largo de la brecha anular 65 de la salida 64 de nuevo hacia el primer extremo 50 hasta que todas las aberturas 66b a través de la carcasa exterior 44 hayan alcanzado su capacidad. A partir de entonces a medida que se reduce la tasa de flujo a través del reductor de presión 40, el flujo de fluido presurizado también se retirará de nuevo hacia abajo a lo largo de la brecha anular 65 de manera tal que el fluido deje de fluir a través de las aberturas 66b espaciadas a mayor distancia que la primera y luego el fluido dejaría de fluir a través de la abertura más lejana siguiente, y así sucesivamente, hasta que el fluido fluya de nuevo sustancialmente solo a través de las aberturas 66a.

El conjunto de válvula que se muestra en la Figura 3 es la válvula de acondicionamiento 42; sin embargo, el reductor de presión 40 se puede usar igualmente bien con otros conjuntos de válvulas. La válvula de acondicionamiento 42 incluye un cuerpo de válvula 78 que define un paso de flujo de fluido 80 que se extiende desde la entrada de la válvula 72 hasta la salida de la válvula 76. Un elemento de control de flujo, como el tapón 74, se adapta para abrir y/o cerrar selectivamente el paso de flujo de fluido 80 de cualquier manera suficiente. La válvula de acondicionamiento 42 también incluye preferentemente una cubierta de enfriamiento 82 que rodea y se extiende más allá de un extremo distal del reductor de presión 40. La válvula de acondicionamiento 42 también incluye preferentemente uno o más colectores de pulverización de agua 84 que se extienden en la cubierta de enfriamiento 82 y están dispuestos para pulverizar agua en una niebla en una cavidad en el interior de la cubierta de enfriamiento que está en comunicación de fluido con el reductor de presión 40. Así, por ejemplo, cuando el vapor pase a través de la válvula de acondicionamiento 42 y el reductor de presión 40, el vapor pasará entonces posteriormente a través de la cubierta de enfriamiento 82 y se enfriará por una niebla de agua de los colectores de pulverización de agua 84 antes de ser expulsado por una abertura de escape 86.

Volviendo ahora a la Figura 5, el reductor de presión 40 se muestra adaptado para ser utilizado a lo largo de una tubería 90 alejada de una válvula. En este entorno, el reductor de presión 40 está fijado a una brida 92 con un orificio de flujo central 94 a través de la misma. La brida 92 está adaptada para ser fijada entre las bridas de la sección de tubería opuesta 96a, 96b de una manera bien conocida en la técnica. El orificio de flujo 94 está alineado con la entrada 62 del manguito anular interior 58 y dispuesto de manera tal que el flujo de fluido presurizado desde un lado ascendente de la línea de tubería fluya a través del orificio de flujo 94, a través del manguito anular interior 58 y por la salida 64, y desde allí, a través de las aberturas 66a, 66b a un lado descendente del reductor de presión 40 de la manera que se describió previamente. Otras partes de la válvula reductora de presión 40 son sustancialmente idénticas a las descritas anteriormente y no se repetirán aquí para una mayor brevedad.

En cualquiera de los entornos de uso de ejemplo mostrados en las Figuras 3-5, la sección de tubería 90 y/o la cubierta 82 que rodea al reductor de presión 40 están espaciadas radialmente hacia afuera desde la pared anular lateral 46 a una distancia para proporcionar una brecha anular suficiente para permitir que el flujo que fluye a través de las aberturas 66a, 66b atraviese un espacio o brecha anular entre las mismas y en forma descendente.

Figura 6 muestra un diseño levemente modificado de un reductor de presión 40a. El reductor de presión 40a es sustancialmente similar al reductor de presión 40, excepto que el manguito anular interior 58 tiene al menos una superficie cónica anular exterior 100 de manera tal que el manguito anular 58 esté separado radialmente de la pared anular lateral 46, una primera distancia d1 adyacente a la entrada 62 y espaciada una segunda distancia d2, que es mayor que la primera distancia d2 en la salida 64. Por lo tanto, en esta disposición la brecha anular 65 definida entre el manguito anular 58 y la pared anular lateral 46 es cónica para estrecharse a medida que el fluido viaja en dirección inversa desde la salida 64 hacia el primer extremo 50 de la pared anular lateral 46. Como se muestra en la mitad derecha de la Figura 6, la brecha cónica anular 65 puede estar formada con un manguito anular de forma cónica 58 de manera tal que el diámetro interior del manguito también sea cónico, así como el diámetro exterior del manguito; sin embargo, también pueden usarse otras formas. Por ejemplo, como se muestra en la mitad izquierda de la Figura 6, el manguito 58 puede tener una forma en sección transversal tal que el diámetro interior del manguito sea sustancialmente constante a lo largo de la longitud del manguito y el diámetro exterior esté cambiando continuamente.

Volviendo ahora a la Figura 7, otro reductor de presión 40b incluye una carcasa exterior 44 que tiene una pared anular lateral 46 que define un espacio interior 48, un primer extremo 50 y un segundo extremo 52 y un manguito anular interior 58, que no está perforado, que se extiende en el espacio interior 48 desde el primer extremo 50 y separado radialmente hacia dentro desde la pared anular lateral 46. Todo esto es sustancialmente similar al reductor de presión 40 que se ha descrito previamente. Sin embargo, una diferencia del reductor de presión 40 radica en que el reductor de presión 40b incluye una pared final 56b dispuesta a través del segundo extremo 52 de la pared anular lateral 46, en la que la pared final 56b es de forma hemisférica, tiene un único radio r, que también se corresponde con el radio de la pared anular lateral 46. Una pluralidad de aberturas 66a, 66b se definen a través de la carcasa exterior 44 en la pared anular lateral 46 y la pared de final 56b de manera similar al reductor de presión 40. Las funciones del reductor de presión 40b son sustancialmente iguales a las que se describen en el presente documento con respecto al reductor de presión 40.

Volviendo ahora a la Figura 8, se expone una variación adicional con un reductor de presión 40c, en el que la brecha anular 65 entre el manguito anular 58 y la pared anular lateral 46 se estrecha desde un punto más ancho en la salida 64 del manguito 58 a un punto más estrecho adyacente al primer extremo 50 de la pared lateral al estrechar la pared anular lateral 46 en lugar de la superficie exterior del manguito anular 58. Además, la pared final 56b tiene la forma de una semiesfera que tiene un radio r, de forma similar al reductor de presión 40b de la Figura 7. En esta variación, la pared anular lateral 46 tiene preferentemente la forma de una sección troncocónica que tiene un primer radio r1 desde un eje longitudinal 68 en el primer extremo 50 y un segundo radio r2 en el segundo extremo 52, en el que el radio r2 es mayor que el radio r1. El reductor de presión 40c también incluye una pluralidad de aberturas 66a, 66b dispuestas a través de la carcasa exterior 44, tanto en la pared anular lateral 46d como en la pared final 56c. El reductor de presión 40c funciona de manera similar a lo descrito previamente en el presente documento con respecto al reductor de presión 40. Cada reductor de presión 40a y reductor de presión 40c tiene una brecha cónica anular 65, que va desde una dimensión más ancha adyacente a la salida 64 a una dimensión más estrecha cerca del primer extremo 50 de la pared anular lateral 46 y esta brecha cónica anular afecta a la dinámica del fluido y la variación en el coeficiente de flujo Cf de los reductores de presión.

Las formas de ejemplo de la carcasa exterior 44 y el manguito anular interior 58 descriptas con respecto a los planos detallados pueden ser modificadas de muchas maneras diferentes dentro de los principios de la invención. Por ejemplo, si bien los reductores de presión descritos en este documento están generalmente alineados axialmente a lo largo de un solo eje y son sustancialmente circulares en sección transversal, como una forma cónica circular cilindrica o circular, la invención no se limita a dichas formas y geometrías regulares. Así, por ejemplo, un reductor de presión de acuerdo con los principios generales de la presente invención puede tener un manguito anular interior que no es coaxial con la carcasa exterior, o el reductor de presión puede tener una forma no circular en sección transversal como un óvalo, un cuadrado, u otro polígono, y otras formas geométricas no regulares también están dentro de los principios generales de la presente invención.

Los reductores de presión descritos en este documento pueden estar hechos de cualquier material adecuado, como acero o acero inoxidable, que puede ser ensamblado con una soldadura apropiada u otros mecanismos de conexión conocidos en la técnica. Las aberturas pueden formarse de cualquier manera conveniente, como por perforación o por fundición. Los reductores de presión descritos en este documento pueden ser de cualquier tamaño conveniente y tener dimensiones diferentes según la aplicación particular. Una aplicación prevista para los reductores de presión descrita en este documento sería en aplicaciones de tuberías industriales y las dimensiones de calibre se adaptarían adecuadamente para ser usados en dichas tuberías y válvulas.

Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que, a diferencia de los reductores de presión conocidos anteriormente, en algunas disposiciones los reductores de presión descritos en este documento pueden proporcionar un área variable de restricción efectiva a través de la cual el fluido presurizado fluirá en función del volumen de flujo a través del reductor de presión sin el uso de ninguna pieza móvil. Por lo tanto, se cree además sin pretender imponer ninguna teoría que en algunas disposiciones el Cf efectivo de los reductores de presión puede cambiar en respuesta a las variaciones en el flujo de fluido sin necesidad de piezas móviles, sino que depende exclusivamente de la dinámica de fluido a través de los reductores de presión.

Aplicabilidad Industrial Los reductores de presión aquí descritos son particularmente adecuados como una restricción descendente variable para aplicaciones tales como acondicionamiento de vapor, cuando se desea tener una restricción descendente que cubra varias condiciones operativas diferentes. Sin embargo, los reductores de presión también se pueden usar en tuberías que tienen una condición operativa constante.

Numerosas modificaciones de los reductores de presión serán evidentes para los expertos en la técnica a la vista de la descripción anterior. En consecuencia, esta descripción ha de interpretarse solo como ilustrativa y se presenta con el fin de permitir que aquellos expertos en la materia realicen y utilicen la invención y enseñen el mejor modo de llevarla a cabo. Quedan reservados los derechos exclusivos de todas las modificaciones comprendidas en el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un reductor de presión para una tubería presurizada, que comprende: una carcasa exterior anular que tiene una pared lateral y una pared final, la pared anular lateral que define un espacio interior, un primer extremo y un segundo extremo, el primer extremo que define una abertura en el espacio interior, la pared anular lateral que tiene una primera longitud desde el primera extremo hasta el segundo extremo y la pared final dispuesta a través del segundo extremo; un manguito anular que se extiende en el espacio interior desde el primer extremo de la pared anular lateral, el manguito anular que tiene una entrada conectada con el primer extremo de la pared anular lateral, una salida dispuesta en el espacio interior y separada de la pared final y una vía de paso que se extiende desde la entrada hasta la salida, el manguito anular que se extiende en el espacio interior una segunda longitud, donde que la segunda longitud es menor que la primera longitud; un espacio anular que rodea al manguito anular, el espacio anular dispuesto entre la pared anular lateral y el manguito anular; una segunda brecha entre la pared final y la salida del manguito anular; una primera serie de aberturas a través de la pared final; y una segunda serie de aberturas a través de la pared anular lateral, donde al menos una primera de la segunda serie de aberturas está situada opuesta al manguito anular a lo largo de la segunda longitud.

2. El reductor de presión de la reivindicación 1, en el que el manguito anular no está perforado.

3. El reductor de presión de la reivindicación 2, en el que ai menos una segunda de la segunda serie de aberturas está situada entre la primera abertura y la entrada.

4. El reductor de presión de la reivindicación 3, en el que el manguito anular está unido a la pared anular lateral adyacente al primer extremo.

5. El reductor de presión de la reivindicación 4, en el que el manguito anular comprende una brida anular que rodea la entrada, la brida anular fijada a una superficie interior de la pared anular lateral en el primer extremo.

6. El reductor de presión de la reivindicación 3, en el que no hay aberturas a través de la pared anular lateral entre el primer extremo y la entrada del manguito anular.

7. El reductor de presión de la reivindicación 1, en el que el manguito anular está paralelo con la pared anular lateral.

8. El reductor de presión de la reivindicación 1, en el que el manguito anular está separado radialmente de la pared anular lateral una primera distancia adyacente a la entrada y una segunda distancia a la salida, donde la segunda distancia es mayor que la primera distancia.

9. El reductor de presión de la reivindicación 8, en el que el manguito anular tiene una superficie exterior cónica a lo largo de la segunda longitud opuesta a la pared anular lateral.

10. El reductor de presión de la reivindicación 1, en el que cada abertura de la segunda serie de aberturas a través de la pared anular lateral tiene un eje alineado ortogonal a un eje de la pared anular lateral.

11. El reductor de presión de la reivindicación 1, en el que al menos algunas aberturas de la segunda serie de aberturas tienen ejes alineados no ortogonalmente a un eje de la pared anular lateral.

12. Un conjunto de válvula para una tubería presurizada, el conjunto de válvula que comprende: una válvula que comprende un cuerpo que define un paso que se extiende desde una entrada de la válvula a una salida de la válvula y un elemento de control de flujo adaptado para abrir y/o cerrar selectivamente el paso; un reductor de presión conectado operativamente con la salida de la válvula, el reductor de presión que comprende: una carcasa exterior que tiene una pared anular lateral que define un espacio interior y una pared final, la pared anular lateral que tiene un primer extremo, un segundo extremo y una primera longitud desde el primer extremo al segundo extremo, en el que el primer extremo define una abertura en el espacio interior conectada operativamente con la salida de la válvula para recibir fluido desde la salida de la válvula y la pared final está dispuesta a través del segundo extremo; un manguito anular que se extiende en el espacio interior desde el primer extremo de la pared anular lateral, el manguito anular que tiene una entrada conectada con el primer extremo de la pared anular lateral y una salida separada de la pared final, en el que la salida se extiende en el espacio interior una segunda distancia desde el primer extremo de la pared anular lateral, la segunda distancia menor que la primera distancia; un espacio anular entre la pared anular lateral y el manguito anular; una brecha axial entre la salida del manguito anular y la pared final de la carcasa exterior; una primera serie de aberturas a través de la pared final; y una segunda serie de aberturas a través de la pared lateral, donde al menos una primera de la segunda serie de aberturas está dispuesta opuesta al manguito anular a lo largo de la segunda longitud.

13. El conjunto de válvula de la reivindicación 12, en el que la válvula comprende una válvula de acondicionamiento de vapor.

14. El conjunto de válvula de la reivindicación 13, que comprende además una cubierta de enfriamiento que rodea al reductor de presión y un colector de pulverización de agua que lleva la cubierta de enfriamiento y dispuesto para rociar agua en una cavidad en comunicación de fluido con el reductor de presión.

15. El conjunto de válvula de la reivindicación 12, que comprende además una sección de tubería conectada operativamente con la salida de la válvula, en la que la sección de tubería rodea y está separada radialmente del reductor de presión .