MXPA99004013A - Valvula de control guiada por vastago sin cojinete - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una válvula de control de fluido que comprende:un cuerpo de válvula que tiene una entrada de fluido, una salida de fluido, un pasaje que comunica entre ellas, y un asiento de válvula en dicho pasaje para controlar el flujo de fluido;un casquete de válvula montado al cuerpo de válvula y que tiene un orificio central;un miembro de operación de válvula alargado que se extiende a través del orificio central del casquete de válvula con un extremo deémbolo para acoplar de manera sellada el asiento de válvula, incluyendo un orificio de espacio libre inferior entre el casquete de válvula y el miembro de operación de válvula alargado de manera que no hay acoplamiento entre ellos;una tuerca de empaque alargada que acopla de manera roscada el casquete de válvula, incluyendo un orificio de operación de válvula entre la tuerca de empaque y el miembro de operación de válvula de manera que no hay acoplamiento entre ellos;por lo menos dos conjuntos de empaque en dicho orificio central del casquete de válvula que circunda al miembro de operación de válvula, cada uno de los conjuntos de empaque de los anillos de empaque PTFE de tipo V que incluye un anillo de sello PTFE entre los anillos de empaque PTFE rellenados macho y hembra;y resortes de disco que circundan el miembro de operación de válvula y montados intermedios a la tuerca de empaque y los dos conjuntos de empaque para comprimir los resortes de disco y aplicar una carga de empaque sobre los dos conjuntos de empaque, en donde inicialmente con los resortes de disco no comprimidos hay un ajuste de espacio libre entre los dos conjuntos de empaque y el miembro de operación de válvula, y al acoplamiento de manera roscada adicional de la tuerca de empaque sobre el casquete de válvula, los resortes de disco son comprimidos para aplicar la carga de empaque sobre los dos conjuntos de empaque para proporcionar un ajuste de guía entre los dos conjuntos de empaque y el miembro de operación de válvula suficiente para estabilizar el miembro de operación de válvula de las cargas laterales aplicadas hacia el miembro de operación de válvula, y para proporcionar un sello de fluido alrededor del miembro de operación de válvula y alrededor del diámetro externo del orificio central del casquete de válvula.

Description

VÁLVU LA DE CONTROL GUIADA POR VASTAGO SIN COJINETE Esta invención se refiere a válvulas de control de fluido y en particular a un aparato para guiar un miembro de operación de válvula tal como un vastago de válvula.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Puede hacerse referencia a las siguientes Patentes de los Estados Unidos de interés, cedidas todas al mismo cesionario de la presente: 4, 886,241 ; 5, 056,757; 5, 129,625; y 5,299,812. Las patentes antes mencionadas ilustran la intención de utilizan material de empaque formado de politetrafluoroetileno (PTFE), y particularmente el empaque conocido en el comercio como un "empaque PTFE tipo V". Las patentes anteriores ilustran también que en la construcción típica para una válvula de control guiada por vastago, se usan dos cojinetes de guía separados en el vastago de la válvula para estabilizar el vastago de válvula a partir de las cargas laterales que ocurren durante la operación. Esos cojinetes típicamente son de metal o de metal con un forro de PTFE, con los anillos de empaque ubicados entre ellos. Se desea proporcionar siempre un nuevo dispositivo con menos componentes que los dispositivos actualmente disponibles, en tanto que el nuevo dispositivo trabaja bien y proporciona las mismas ventajas que los dispositivos anteriores. Por consiguiente, se desea proporcionar una válvula de control de fluido que elimina los cojinetes de guía usuales proporcionados en el pasado para guiar el vastago de la válvula.

BREVE DESCRI PC IÓ N DE LA I NVENC IÓN De acuerdo con los principios de la presente invención, se proporciona una válvula de control de fluido sin cojinetes de guía y en donde el ensamble de empaque es sometido a una carga de empaque suficiente para proporcionar no solamente el sello deseado alrededor del vastago de la válvula y dentro del diámetro externo del orificio de casquete de válvula, aunque proporciona también un ajuste de interferencia de guía del vastago suficiente para guiar el vastago de válvula y para estabilizar el vastago de válvula a partir de las cargas laterales. Se proporciona una válvula de control de fluido que tiene un casquete de válvula con un orificio central para contener el empaque y en donde una tuerca de empaque alargada está acoplada por enroscado dentro del extremo superior del casquete de válvula. Un vastago de válvula se extiende a través de la tuerca de empaque y el casquete de válvula. Un ajuste de espacio libre superior está provisto entre la tuerca de empaque y el vastago de válvula. U n ajuste de espacio libre inferior está provisto entre el casquete de válvula y el vastago de la válvula. En cada caso, el espacio libre es tal que no hay acoplamiento entre el vastago de válvula y ya sea la tuerca de empaque o el casquete de válvula. Dos conjuntos de empaque están provistos circundan al vastago de la válvula y ubicados dentro del orificio central del casquete de válvula. Se prefiere que se usen los anillos de empaque PTFE de tipo V en los cuales en cada conjunto de empaque hay un anillo de sellado PTFE medio intercalado entre un anillo macho PTFE rellenado (es decir PTFE rellenado con carbono o vidrio) y un anillo de empaque hembra PTFE rellenado formado de PTFE rellenado con carbono o vidrio. En cada extremo de cada conjunto de empaque se proporciona un anillo limpiador contra extrusión formado de PTFE rellenado o material de junta de composición y un conjunto de resortes de disco tales como resortes de disco Belleville está montado entre la tuerca de empaque y el primero de dos conjuntos de anillos de empaque con los anillos contra extrusión en cada extremo. El ajuste de la tuerca de empaque comprende los resortes de disco Belleville, cargando por tanto el material de empaque y comprimiendo los anillos de empaque para crear un sello alrededor del vastago de válvula y también en el diámetro interno del casquete. La compresión del conjunto de paquete elimina la necesidad de los cojinetes de guía superior e inferior utilizados típicamente en el pasado en tales válvulas de control guiadas por vastago. Los resortes de disco Belleville mantendrán la carga y la compresión del conjunto de empaque durante un período prolongado. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se obtiene una indicación visual de la carga de empaque adecuada ajusfando la tuerca de empaque hasta que las roscas de la tuerca de empaque quedan a nivel con las roscas en la parte superior del casquete. La modalidad preferida como se describió antes incluye la carga móvil del conjunto de empaque suministrado por las arandelas de disco Belleville. En una modalidad alternativa, los resortes de disco Bellevil le pueden ser eliminados con la carga para ser suministrada por ajuste de la tuerca de empaque contra el conjunto de empaque. Sin embargo, esta no es deseable como la modalidad preferida ya que causa que la carga móvil de los resortes de disco Belleville han sido eliminados, la tuerca de empaque necesitaría ser reajustada ocasionalmente.

BREVE DESCRI PCIÓ N DE LOS DI B UJOS Las características de esta invención que se considera que son novedosas se establecen con particularidad en las reivindicaciones anexas. La invención puede entenderse mejor mediante referencia a la siguiente descripción tomada en forma conjunta con los dibujos anexos, en los cuales números de referencia simi lares identifican elementos simi lares en las diferentes figuras y en ios cuales: Figura 1 es una vista en elevación en sección que ilustra una válvula de control de fluido sin los cojinetes de guía metálicos usuales.

DESCRIPCIÓN DETALLADA La Figura 1 muestra una válvula de control de fluido 10 que tiene un cuerpo de válvula 12 con pestañas de montaje opuestas 14, 16 para montar la válvula 10, por ejemplo, en un sistema de tubería. El cuerpo de válvula incluye también una entrada de fluido 18 y una salida de fluido 20 con un pasaje 22 que comunica entre ellos. Una válvula de asiento 24 está provista en el pasaje para controlar el flujo de fluido a través de la válvula en respuesta a la posición de un miembro operativo de válvula tal como un vastago de válvula 26 que tiene un émbolo de válvula 28 en un extremo para acoplamiento sellado con el asiento de válvula 24. Un casquete de válvula 30 tiene un orificio central 32 y está montado de manera segura al cuerpo de válvula 12 mediante una serie de pernos roscados 34 y tuercas de montaje 36. Dentro del orificio central 32 se proporcionan dos ensambles de empaque, un ensamble superior 38 y un ensamble inferior 40. Cada uno de los ensambles de conjunto de empaque 38, 40 incluye los mismos componentes, a saber, un conjunto de empaque de tipo V con un anillo de sellado PTFE medio 42 entre un anillo hembra PTFE rellenado 44 y un anillo macho PTFE rellenado 46, y con un anillo de extrusión 48 en cada extremo del conjunto de empaque. Se prefiere que los anillos macho y hembra PTFE rellenados se forman de PTFE rellenado con carbono o vidrio, considerando que el anillo de sellado medio 42 se forma de PTFE virgen. Se considera que el ensamble de conjunto de empaque 40 incluye los mismos componentes como se describió antes que están en el ensamble de conjunto de empaque 38. Para la separación adecuada de los componentes, se proporciona un par de anillos separadores 50, cada formado de metal, tal como acero inoxidable. Sobre el anillo separador superior 50, se proporciona un conjunto de resortes de disco 52, tales como resortes de disco Belleville. Como se muestra en la Fig .1 , el extremo superior del casquete de válvula 30 tiene roscados internos para acoplar de forma enroscada las roscas 54 en una tuerca de empaque roscada 56. Además, como se muestra en la Figura 1 , se ilustra ahí un orificio de espacio libre superior 58 dentro de la tuerca de empaque 56 de manera que el diámetro interior del orificio 58 es mayor que el diámetro externo del vastago de válvula 26. Esto asegura que conforme el vastago de la válvula opera dentro de la válvula, no hay acoplamiento del vastago de la válvula 26 con la tuerca de empaque 56. Asimismo, se proporciona un orificio de espacio libre inferior 60 entre el vastago de válvula 26 y el casquete de válvula 30 de manera que el diámetro interno del orificio 60 es mayor que el diámetro del orificio 60 es mayor que el diámetro externo del vastago de válvula 26 para evitar el acoplamiento del vastago de válvula con el casquete de válvula. De manera similar, se proporciona el suficiente espacio libre entre el vastago de válvula 26 y el diámetro interno de los anillos separadores 50 de manera no hay acoplamiento del vastago de válvula con los anillos separadores. En consecuencia, ni la tuerca de empaque 56 niel casquete de válvula 30, ni los anillos separadores 50 proporcionan ninguna guía del vastago de válvula 26. En tanto que los resortes de disco Belleville 52 se proporcionan con una estrecha tolerancia sobre su diámetro externo con el agujero de empaque central 32 dentro del cuerpo de válvula 30, el diámetro interno de los resortes Belleville es suficientemente más grande que el diámetro externo del vastago de válvula para evitar cualquier acoplamiento entre ellos. Los anillos contra extrusión 48 tienen poco o ningún espacio libre sobre su diámetro externo adyacente al casquete de válvula y también en el diámetro interno cercano al vastago de válvula. Los anillos de empaque macho y hembra rellenados 46, 44 están provistos para regresar al anillo de sellado de PTFE virgen 42 y de esta manera mantenerlo en su lugar. En la fijación de los componentes de válvula, la figura 1 muestra una vista descargada que puede determinarse fácilmente por el operador al observar las roscas de empaque visibles arriba de la parte superior del casquete de válvula 30. En esta condición descargada, todos los anillos de empaque 42, 44, 46 en cada uno de los ensambles de conjunto de empaque, 38, 40 están en ajuste de espacio libre, es decir no en acoplamiento, con el vastago de válvula 26. Conforme la tuerca de empaque 56 acoplada de manera roscada dentro del casquete de válvula 30, se proporciona una compresión de carga móvil de los resortes de disco 52 los cuales colocan de esta manera una carga móvil en el conjunto de anillo de empaque. El operador continua para enroscar la tuerca de empaque 56 en el casquete 30 hasta que no hay roscados visibles 54 sobre la parte superior del casquete 62. En esta condición cargada de empaque, no solamente los anillos de empaque son comprimidos de manera suficiente para crear un sello alrededor del vastago 26 y también en el diámetro interno del orificio de empaque 38 en el casquete, sino que hay suficiente guía del vastago de válvula 26 proporcionada por los ensambles de conjunto de empaque cargados 38, 40 de manera que no hay necesidad de los cojinetes de guía metálicos superior e inferior usuales en las válvulas anteriores. Con la carga adecuada en los ensambles de conjunto de empaque 38, 40 se proporciona un ajuste de interferencia de gu ía de vastago de los anillos de empaque 42, 44, 46 en cada conjunto de empaque con el vastago de válvula 26. La función de los anillos contra extrusión es la de evitar la pérdida de material de los anillos de empaque macho y hembra debido al movimiento del vastago de válvula y prolonga su vida útil.

Los anillos contra extrusión 48 pueden ser eliminados desde el ensamble de conjunto de empaque, aunque esto, puede reducir la vida operativa confiable del conjunto de empaque. La descripción detallada anterior se ha dado solamente para claridad de comprensión, y no deben entenderse limitaciones innecesarias a partir de la misma, ya que las modificaciones serán obvias para aquellos con experiencia en la técnica.

Claims (4)

REIVI NDICACIONES

1 . U na válvula de control de fluido que comprende: un cuerpo de válvula que tiene una entrada de fluido, una salida de fluido, un pasaje que comunica entre ellas, y un asiento de válvula en dicho pasaje para controlar el flujo de fluido; un casquete de válvula montado al cuerpo de válvula y que tiene un orificio central; un miembro de operación de válvula alargado que se extiende a través del orificio central del casquete de válvula con un extremo de émbolo para acoplar de manera sellada el asiento de válvula, incluyendo un orificio de espacio libre inferior entre el casquete de válvula y el miembro de operación de válvula alargado de manera que no hay acoplamiento entre ellos; una tuerca de empaque alargada que acopla de manera roscada el casquete de válvula, incluyendo un orificio de operación de válvula entre la tuerca de empaque y el miembro de operación de válvula de manera que no hay acoplamiento entre ellos; por lo menos dos conjuntos de empaque en dicho orificio central del casquete de válvula que circunda al miembro de operación de válvula, cada uno de los conjuntos de empaque de los anillos de empaque PTFE de tipo V que incluye un anillo de sello PTFE entre los anillos de empaque PTFE rellenados macho y hembra; y resortes de disco que circundan el miembro de operación de válvula y montados intermedios a la tuerca de empaque y los dos conjuntos de empaque para comprimir los resortes de disco y aplicar una carga de empaque sobre los dos conjuntos de empaque, en donde inicialmente con los resortes de disco no comprimidos hay un ajuste de espacio libre entre los dos conjuntos de empaque y el miembro de operación de válvula, y al acoplamiento de manera roscada adicional de la tuerca de empaque sobre el casquete de válvula, los resortes de disco son comprimidos para aplicar la carga de empaque sobre los dos conjuntos de empaque para proporcionar un ajuste de guía entre los dos conjuntos de empaque y el miembro de operación de válvula suficiente para estabilizar el m iembro de operación de válvula de las cargas laterales aplicadas hacia el miembro de operación de válvula, y para proporcionar un sello de fluido alrededor del miembro de operación de válvula y alrededor del diámetro externo del orificio central del casquete de válvula.

2. U na válvula de control de fluido de conformidad con la reivindicación 1 , en donde los anillos de empaque PTFE rellenados macho y hembra se forman de uno rellenado con carbón y rellenado con vidrio.

3. Una válvula de control de fluido de conformidad con la reivindicación 2, que incluye anillos contra extrusión en cada extremo opuesto de dichos dos conjuntos de empaque y que circundan el miembro de operación de válvula con un ajuste de interferencia con dicho miembro de válvula de operación y con el diámetro externo del orificio central del casquete de válvula.

4. Una válvula de control de fluido de conformidad con la reivindicación 3, que incluye un primer anillo separador entre los dos anillos de empaque. RESU MEN Una válvula de control de fluido que incluye un casquete de válvula (30) y una tuerca de empaque (56) que acopla de manera roscada el casquete de válvula. U n vastago de válvula (26) pasa a través del casquete de válvula y la tuerca de empaque en un ajuste de espacio libre de manera que no hay acoplamiento entre ellas. Dos conjuntos de empaque del empaque PTFE de tipo V (38, 40) están incluidos con cada conjunto que tiene un anillo de sello PTFE vi rgen intermedio (42), un anillo de empaque macho PTFE rellenado con carbón o vidrio (46) en un lado y un anillo hembra PTFE rellenado con carbón o vidrio (44) en el otro lado. Se proporcionan resortes de disco Belleville (52) intermedios a la tuerca de empaque y los dos conjuntos de empaque, para suministrar carga móvil al empaque. En una condición descargada, inicialmente los conjuntos de empaque están ambos en un ajuste de espacio libre con el vastago de válvula. La inserción de manera roscada de la tuerca de empaque dentro del casquete de válvula hasta que no haya roscados visibles en la parte superior del casquete asegura una carga suficiente para sellar el vastago de válvula, sella el diámetro interno del casquete, y proporciona una guía de vastago suficiente.