MX2015002651A - Cuerpo de valvula con desviador de flujo superior. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un cuerpo de válvula (12) que incluye una primera abertura (32), una segunda abertura (34), una galería (24), una primera porción de conducto de flujo (36), una segunda porción de conducto de flujo (38), y un desviador de flujo superior (44). La galería se coloca entre las primera y segunda aberturas. La primera porción de conducto de flujo se extiende entre la primera abertura y una abertura lateral de la galería. La segunda porción de conducto de flujo se extiende entre la segunda abertura y una abertura inferior de la galería. El desviador de flujo superior es portado por una porción de pared superior de la primera porción de conducto de flujo y se extiende en la primera porción de conducto de flujo. En una versión, el desviador de flujo superior incluye una estructura alargada que se extiende al menos parcialmente entre la primera abertura y la galería para desviar el fluido que fluye a través de la primera porción de conducto de flujo y en la galería.

Description

CUERPO DE VALVULA CON DESVIADOR DE FLUJO SUPERIOR CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente descripción se refiere a dispositivos de control de flujo de fluido y, más particularmente, a cuerpos de válvula para dispositivos de control de flujo de fluido.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los dispositivos de control de flujo de fluido convencionales incluyen cuerpos de válvula que definen trayectorias de entrada y salida de flujo que se encuentran en una galería, que aloja un montaje de ajuste para controlar el flujo de fluido a través del dispositivo. En un dispositivo de control de flujo de fluido de estilo de vástago deslizante, el montaje de ajuste incluye convencionalmente un elemento de control de vástago deslizante colocado moviblemente en un compartimiento para asentarse selectivamente contra un anillo de asiento. El compartimiento incluye un miembro cilindrico hueco para guiar el elemento de control, y que define una pluralidad de aberturas para permitir que el fluido pase a través de la galería. Dependiendo de la geometría particular de las paredes del cuerpo de válvula y el compartimiento, esta configuración convencional no necesariamente permite el movimiento más eficiente de fluido.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un aspecto de la presente descripción proporciona un cuerpo de válvula que incluye una primera abertura, una segunda abertura, una galería, una primera porción de conducto de flujo, una segunda porción de conducto de flujo, y un desviador de flujo superior. La galería se coloca entre las primera y segunda aberturas. La primera porción de conducto de flujo se extiende entre la primera abertura y una abertura lateral de la galería. La segunda porción de conducto de flujo se extiende entre la segunda abertura y una abertura inferior de la galería. El desviador de flujo superior es portado por una porción de pared superior de la primera porción de conducto de flujo y se extiende en la primera porción de conducto de flujo. En una versión, el desviador de flujo superior incluye una estructura alargada que se extiende al menos parcialmente entre la primera abertura y la galería para desviar el fluido que fluye a través de la primera porción de conducto de flujo y en la galería.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Fig. 1 es una vista lateral en sección transversal de una versión de un dispositivo de control de flujo de fluido construido de acuerdo con la presente descripción.

La Fig. 2 es una vista en sección transversal arcial del cuerpo de válvula de la Fig.1 tomada a través de la linea 2-2 que incluye una vista en detalle de un desviador de flujo superior de la presente descripción.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Fig. 1 representa un dispositivo de control de flujo de fluido 10 construido de acuerdo con la presente descripción y que incluye un cuerpo de válvula 12, un elemento de control 14, un compartimiento 16, y un anillo de asiento 18. El cuerpo de válvula 12 incluye una entrada 20, una salida 22, y una galería 24 colocada entre la entrada 20 y la salida 22. El compartimiento 16 y el anillo de asiento 18 se fijan en la galería 24, y el elemento de control 14 se coloca de forma deslizable en el compartimiento 16 para controlar el flujo de fluido a través del cuerpo de válvula 14 de una manera convencional. Más específicamente, el compartimiento 16 incluye un miembro cilindrico hueco que define una pluralidad de aberturas 26, sólo una de las cuales se representa en la Fig.1, para permitir que el fluido pase a través del compartimiento 16. El anillo de asiento 18 está intercalado entre un extremo inferior del compartimiento 14 y un hombro 28 del cuerpo de válvula 12. Así posicionado, el anillo de asiento 18 se adapta para ser acoplado selectivamente por una superficie de extremo 30 del elemento de control 14, cuando el elemento de control 14 ocupa una posición cerrada, para evitar el flujo de fluido entre la entrada 20 y la salida 22. Mientras que el dispositivo de control de flujo de fluido representado 10 incluye el compartimiento 16, esto es sólo un ejemplo, y otros dispositivos de control de flujo de fluido dentro del alcance de la presente descripción no requieren necesariamente compartimientos.

Con referencia continua a la Fig. 1, además de la entrada 20, la salida 22, y la galería 24, el cuerpo de válvula 12 de la presente descripción incluye una primera abertura 32, una segunda abertura 34, una primera porción de conducto de flujo 36, y una segunda porción de conducto de flujo 38. En la versión ilustrada, las primera y segunda aberturas 32, 34 pueden ser aberturas embridadas para la conexión en una tubería, pero otras versiones pueden ofrecer aberturas adaptadas para extremos o aberturas para soldadura adaptadas para otros tipos de conexiones. La galería 24 incluye un espacio generalmente cilindrico que se extiende verticalmente a lo largo de un eje de galería Ag que se ubica generalmente en una porción central del cuerpo de válvula 12 entre la entrada 20 y la salida 22. En la versión descrita, la primera abertura 32 se arregla en la entrada 20 del cuerpo de válvula 12 y la primera porción de conducto de flujo 36 se extiende entre la primera abertura 20 y una abertura lateral 40 de la galería 24. Además, la segunda abertura 34 se arregla en la salida 22 del cuerpo de válvula 12 y la segunda porción de conducto de flujo 38 se extiende entre la segunda abertura 34 y una abertura inferior 42 de la galería 24. Las primera y segunda aberturas 32, 34 se colocan a lo largo de un eje central común Ac del cuerpo de válvula 12 y se configuran para acoplar el dispositivo de control de flujo de fluido 10 en una tubería, por ejemplo, de una manera convencional de manera que el fluido puede fluir entre la entrada 20 y la salida 22. En la versión descrita del dispositivo de control de flujo de fluido 10, el eje central Ac del cuerpo de válvula 12 es perpendicular al eje de galería Ag.

Además de lo anterior, y como se describirá en más detalle a continuación, el cuerpo de válvula 12 incluye además un desviador de flujo superior 44 y un desviador de flujo trasero 46. El desviador de flujo superior 44 se coloca en la primera porción de conducto de flujo 36 y se configura para dividir el flujo de fluido alrededor de la galería 24 y el compartimiento opcional 16 cuando viaja desde la primera porción de conducto de flujo 36 y a través de la abertura lateral 40 de la galería 24. El desviador de flujo trasero 46 se coloca en la galería 24 y se configura para forzar el fluido que fluye alrededor de la galería 24 hacia la abertura inferior 42 de la galería 24. En la versión descrita, los desviadores de flujo superior y trasero 44, 46 se forman integralmente con el cuerpo de válvula 12, ya sea a través de la fundición, mecanizado, forja, o cualquier otro proceso de manufactura. Es decir, el cuerpo de válvula 12 y los desviadores 44, 46 son de una pieza. Otras versiones se podrían construir de manera diferente. Mientras que el cuerpo de válvula 12 descrito incluye tanto el desviador de flujo superior 44 como el desviador de flujo trasero 46, el desviador de flujo trasero 46 es opcional y el cuerpo de válvula 12 se podría construir con sólo el desviador de flujo superior 44.

Todavía con referencia a la Fig. 1, la primera porción de conducto de flujo 36 y la segunda porción de conducto de flujo 38 incluyen espacios alargados que definen trayectorias de fluido que pueden tener variadas secciones transversales circulares y/o elípticas, por ejemplo, para permitir que el fluido fluya a través de las mismas. Por otra parte, como se menciona, la galería 24 puede incluir un espacio generalmente cilindrico posicionado en general verticalmente y en comunicación fluida con las primera y segunda porciones de conducto de flujo 36, 38. Por razón de descripción, la primera porción de conducto de flujo 36 incluye una porción de pared superior 48 que porta el desviador de flujo superior 44, y la galería 24 incluye una porción de pared trasera 50 que porta el desviador de flujo trasero opcional 46. La porción de pared trasera 50 de la galería 24 se ubica opuesta a la galería 24 desde la primera porción de conducto de flujo 36 y la abertura lateral 40, y por lo tanto, esta porción de la pared de galería puede ser referida como ubicada en la "parte trasera" de la galería 24.

Como se puede ver en la Fig. 1, el desviador de flujo trasero 46 se extiende lejos de la porción de pared trasera 50 de la galería 24 y en la galería 24 hacia el eje de galería de Ag, la abertura lateral 40, y la primera porción de conducto de flujo 36. Además, como se muestra, el desviador de flujo trasero 46 incluye una estructura alargada que se extiende a lo largo de una línea L2 que es paralela al eje de galería Ag, perpendicular al eje central Ac del cuerpo de válvula 12, y transversal a una línea LI, a lo largo de la cual el desviador de flujo superior 44 se extiende. Como se muestra en la Fig. 2, el desviador de flujo trasero 46 incluye un perfil de sección transversal curvada hacia afuera de dimensión generalmente uniforme, asemejando a una aleta vertical que se extiende desde la porción de pared trasera 50 de la galería 24 que tiene una superficie de tipo redonda. Otras versiones del desviador de flujo trasero 46 pueden tener diferentes geometrías.

Todavía con referencia a la Fig.2, el desviador de flujo superior 44 del cuerpo de válvula 12 descrito actualmente incluye un primer extremo 52 separado de la galería 24, y un segundo extremo 54 colocado adyacente a la galería 24. El desviador de flujo superior 44 es generalmente en forma de cuña e incluye superficies de pared lateral opuestas 56, 58 y una arista 60. Como se muestra en la Fig. 1, la arista se extiende a lo largo de la línea Ll, la cual se extiende a un ángulo OÍ con respecto al eje central Ac del cuerpo de válvula 12. En la versión descrita, el ángulo a puede estar en un intervalo de aproximadamente 0 grados a aproximadamente 15 grados, o incluso más, dependiendo de las características operativas deseadas del cuerpo de válvula 12. Cuando el ángulo a es mayor que 0, como se representa, la arista 60 se coloca de manera que el segundo extremo 54 del desviador de flujo superior 44 se coloca más lejos del eje central Ac del cuerpo de válvula 12 que el primer extremo 52. De hecho, el ángulo a incluso puede ser negativo, si se desea, de manera que el segundo extremo 54 del desviador de flujo superior 44 se extiende más cerca al eje central Ac que al primer extremo 52.

Continuando con referencia a la Fig. 2, las superficies de pared lateral 56, 58 del desviador de flujo superior 44 se extienden hacia abajo y lejos de la porción de pared superior 48 del primer conducto de flujo 36 y terminan en la arista 60. Dependiendo de las características operativas deseadas del cuerpo de válvula 12, la arista 60 puede incluir un pico agudo definido por una intersección directa de las superficies de pared lateral opuestas 56, 58.

Alternativamente, la arista 60 puede tener un perfil redondeado, o alguna otra geometría. Es decir, la arista 60 puede tener un acabado tipo redondeado u otro contorno adecuado para lograr los objetivos previstos de la descripción. Así configurado, una sección transversal del desviador de flujo superior 44 puede ser generalmente triangular en al menos una versión del cuerpo de válvula 12. Además, en la versión descrita, las superficies de pared lateral 56, 58 son al menos parcialmente curvadas hacia dentro una hacia la otra, pero también pueden ser al menos parcialmente planas, o al menos parcialmente curvadas hacia fuera lejos una de otra, dependiendo de la aplicación particular y las características de división de flujo deseadas.

Como se ilustra, una dimensión de anchura W (es decir, una distancia máxima entre las superficies de pared lateral 56, 68) del desviador de flujo superior 44 aumenta desde el primer extremo 52 al segundo extremo 54, y una dimensión de profundidad d (es decir, una distancia entre la porción de pared superior 48 y la arista 60) se expande desde el primer extremo 52 al segundo extremo 54. Por lo tanto, la geometría del desviador de flujo superior 44 descrito diverge desde el primer extremo 52 al segundo extremo 54 de manera que es más estrecha en el primer extremo 52, que está más cerca de la primera abertura 32 de la entrada 20, que suministra el fluido en la configuración descrita. En las versiones donde las superficies de pared lateral 56, 58 del desviador de flujo superior 44 son al menos parcialmente superficies planas, se puede decir que la dimensión de anchura W diverge uniformemente desde el primer extremo 52 al segundo extremo 54. En las versiones donde las superficies de pared lateral 56, 58 son superficies al menos parcialmente no planas (por ejemplo, curvadas hacia dentro o hacia fuera), se puede decir que la dimensión de anchura W diverge de manera no uniforme desde el primer extremo 52 al segundo extremo 54.

Con el cuerpo de válvula 12 configurado como se describe, el desviador de flujo superior 44 divide ventajosamente el fluido que fluye desde la entrada 20 a la galería 24 cuando pasa desde la primera porción de conducto de flujo 36 a través de la abertura lateral 40 de la galería 24. El desviador de flujo superior 44 divide el fluido alrededor de la galería 24, y alrededor del compartimiento opcional 16 cuando se incluye, a lo largo de la pared de la galería 24 y cuando alcanza la porción de pared trasera 50 de la galería 24, el desviador de flujo trasero 46 dirige el flujo de fluido hacia la abertura inferior 42 de la galería 24 y fuera a la segunda porción de conducto de flujo 38. El desviador de flujo superior 44 de la presente descripción, por lo tanto, aumenta ventajosamente la eficiencia de la trayectoria de flujo desde la entrada 20 a la galería 24, que distribuye más uniformemente el flujo alrededor de la galería 24, y el compartimiento opcional 16 cuando se incluye, hacia la porción de pared trasera 50 y, en las versiones que incluyen el desviador de flujo trasero opcional 46, hacia el desviador de flujo trasero 46. Esto resulta en la minimización de turbulencia en la galería 24 y las aberturas 26 en el compartimiento opcional 16, cuando se incluye, se utilizan para todo su potencial. Más aún, esto reduce las variaciones de presión alrededor de la circunferencia del compartimiento opcional 16, lo cual aumenta la capacidad y rendimiento deseable total. Por lo tanto, de lo anterior, el desviador de flujo superior 44 del cuerpo de válvula 12 se puede describir como un medio para dividir el fluido alrededor de la galería 24 cuando el fluido entra a la galería 24 desde la primera porción de conducto de flujo 36 a través de la abertura lateral 40. Además, el desviador de flujo trasero 46 se puede describir como un medio para forzar el fluido que llega alrededor de la galería 24 hacia la abertura inferior 42 de la galería 24.

La descripción anterior se proporciona como un ejemplo para incorporar la presente invención pero no se pretende que limite el alcance de la invención. El alcance de la invención se define por las siguientes reivindicaciones e incluye todos los equivalentes de las mismas que caen dentro del espíritu y alcance de las reivindicaciones y la descripción como un todo.

Claims (26)

REIVINDICACIONES

1. Un cuerpo de válvula, caracterizado porque comprende: una primera abertura; una segunda abertura; una galería colocada entre las primera y segunda aberturas para alojar un montaje de ajuste; una primera porción de conducto de flujo que se extiende entre la primera abertura y una abertura lateral de la galería; una segunda porción de conducto de flujo que se extiende entre la segunda abertura y una abertura inferior de la galería; y un desviador de flujo superior portado por una porción de pared superior de la primera porción de conducto de flujo y que se extiende en la primera porción de conducto de flujo, el desviador de flujo superior comprende una estructura alargada que se extiende al menos parcialmente entre la primera abertura y la galería para desviar el fluido que fluye a través de la primera porción de conducto de flujo y en la galería.

2. El cuerpo de válvula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el desviador de flujo superior incluye un primer extremo separado de la galería y un segundo extremo colocado adyacente a la galería, y en donde el desviador de flujo superior incluye una dimensión de anchura que aumenta desde el primer extremo hasta al segundo extremo.

3. El cuerpo de válvula de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la dimensión de anchura del desviador de flujo superior diverge uniformemente desde el primer extremo al segundo extremo.

. El cuerpo de válvula de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la dimensión de anchura del desviador de flujo superior diverge de manera no uniforme desde el primer extremo al segundo extremo.

5. El cuerpo de válvula de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el desviador de flujo superior incluye superficies de pared lateral.

6. El cuerpo de válvula de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las superficies de pared lateral son superficies planas.

7. El cuerpo de válvula de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las superficies de pared lateral son al menos parcialmente curvadas hacia dentro una hacia la otra.

8. El cuerpo de válvula de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la porción de conducto de flujo superior comprende además una arista, y en donde las superficies de pared lateral se extienden lejos de la porción de pared superior de la primera porción de conducto de flujo y terminan en la arista.

9. El cuerpo de válvula de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la arista se extiende a lo largo de una linea.

10. El cuerpo de válvula de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la arista comprende un perfil redondeado hacia fuera.

11. El cuerpo de válvula de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la porción de conducto de flujo superior incluye una dimensión de profundidad que se expande desde el primer extremo al segundo extremo.

12. El cuerpo de válvula de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende además un desviador de flujo trasero portado por una porción de pared trasera de la galería y se extiende en la galería, la porción de pared trasera de la galería se coloca opuesta de la galería desde la primera porción de conducto de flujo, el desviador de galería trasero comprende una estructura alargada que se extiende en una dirección transversal al desviador de flujo superior y para desviar el fluido que fluye en la galería hacia la abertura inferior de la galería.

13. Un cuerpo de válvula, caracterizado porque comprende: una primera abertura; una segunda abertura; una galería colocada entre las primera y segunda aberturas, la galería comprende un espacio cilindrico; una primera porción de conducto de flujo que se extiende entre la primera abertura y una abertura lateral de la galería; una segunda porción de conducto de flujo que se extiende entre la segunda abertura y una abertura inferior de la galería; y un medio para dividir el fluido alrededor de la galería cuando el fluido entra en la galería desde la primera porción de conducto de flujo a través de la abertura lateral.

14. El cuerpo de válvula de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque comprende además un medio para forzar el fluido que llega alrededor de la galería hacia la abertura inferior de la galería.

15. Un dispositivo de control de flujo de fluido, caracterizado porque comprende: un cuerpo de válvula que comprende una primera abertura, una segunda abertura, una galería colocada entre las primera y segunda aberturas, una primera porción de conducto de flujo que se extiende entre la primera abertura y una abertura lateral de la galería, una segunda porción de conducto de flujo que se extiende entre la segunda abertura y una abertura inferior de la galería, y un desviador de flujo superior portado por una porción de pared superior de la primera porción de conducto de flujo y que se extiende en la primera porción de conducto de flujo; y un elemento de control colocado moviblemente en la galería para controlar el flujo de fluido a través del cuerpo de válvula, el desviador de flujo superior del cuerpo de válvula comprende una estructura alargada que se extiende al menos parcialmente entre la primera abertura y la galería para desviar el fluido que fluye a través de la primera porción de conducto de flujo y en la galería alrededor de la galería.

16. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el desviador de flujo superior incluye un primer extremo separado de la galería y un segundo extremo colocado adyacente a la galería, y en donde el desviador de flujo superior incluye una dimensión de anchura que aumenta desde el primer extremo al segundo extremo.

17. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la dimensión de anchura del desviador de flujo superior diverge uniformemente desde el primer extremo al segundo extremo.

18. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la dimensión de anchura del desviador de flujo superior diverge de manera no uniforme desde el primer extremo al segundo extremo.

19. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el desviador de flujo superior incluye superficies de pared lateral.

20. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las superficies de pared lateral son superficies planas.

21. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las superficies de pared lateral son al menos parcialmente curvadas hacia dentro una hacia la otra.

22. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la porción de conducto de flujo superior comprende además una arista, y en donde las superficies de pared lateral se extienden lejos de la porción de pared superior de la primera porción de conducto de flujo y terminan en la arista.

23. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la arista se extiende a lo largo de una linea.

24. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la arista comprende un perfil redondeado hacia dentro.

25. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la porción de conducto de flujo superior incluye una dimensión de profundidad que se expande desde el primer extremo al segundo extremo.

26. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende además un desviador de flujo trasero portado por una pared trasera de la galería y se extiende en la galería, la porción de pared trasera de la galería se coloca opuesta a la galería desde la primera porción de conducto de flujo, el desviador de galería trasero comprende una estructura alargada que se extiende en una dirección transversal al desviador de flujo superior y desvía el fluido que fluye en la galería hacia la abertura inferior de la galería.