MXPA00009638A

MXPA00009638A - Junta de valvula de resorte mejorada.

Info

Publication number: MXPA00009638A
Application number: MXPA00009638A
Authority: MX
Inventors: Robert D Zimmerly
Original assignee: Tri Clover Inc
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2004-10-15
Also published as: EP1068463A1; JP2002510782A; JP2009150557A; CA2325426A1; US5996966A; EP1068463A4; CA2325426C; WO1999051896A1

Abstract

Una valvula (10) incluye un extremo de vastago (29) formado de segmentos de reborde (35, 36, 37) de modo que la junta (39) puede ser retenida de manera reemplazable.

Description

JUNTA DE VALVULA DE RESORTE MEJORADA ANTECEDENTES DE LA INVENCION Esta invención pertenece a montajes de válvula, y de manera más particular a válvulas sanitarias que tienen juntas que pueden ser limpiadas en su lugar las cuales son reemplazables en el campo. Se ha sabido desde hace mucho tiempo como equipar válvulas accionadas linealmente con juntas relativamente suaves para entrar en contacto con un asiento de válvula para proporcionar un selLo hermético. Una característica en común de las juntas de válvula de la técnica anterior era la dificultad en reemplazar las juntas en el campo. La instalación de una nueva cubierta o revestimiento de caucho u otro material elástico nuevo requiere estirar y jalar sobre proyecciones relativamente grandes sobre el vástago de la válvula . Un problema adicional con los vástagos y juntas de válvula de la técnica anterior mencionadas anteriormente es que no son adecuadas para aplicaciones para manejar alimentos. Las instalaciones sanitarias requieren el uso de materiales no corrosivos, tales como el acero inoxidable y ciertos plásticos sintéticos. Además, el equipo deberá ser fácilmente limpiable. La facilidad de limpieza requiere el uso de componentes que tengan un número mínimo de hendiduras para que las partículas de alimento se atasquen durante la operación. Además, las partículas acumuladas deben ser fácilmente lavables durante la limpieza. Idealmente, la maquinaria, incluyendo los elementos de la válvula, para manejar productos consumibles deberán ser limpiables sin la necesidad de ningún desmontaje y remontaje, es decir, que la maquinaria deberá ser limpiable con todos los componentes en su lugar. Muchos elementos de válvula de la técnica anterior contienen hendiduras que pueden atrapar partículas de alimento, y las hendiduras no pueden ser limpiadas sin un desmontaje y remontaje laborioso o el uso de ciclos de limpieza más prolongados. En mi patente U.S. No. 4,531,532 describo una forma de tal montaje mejorado. Existe una necesidad de formas adicionales o alternativas de montajes de válvula sanitaria que incorporen juntas reemplazables en el campo para sellar contra el asiento de la válvula y que sean fácil y eficientemente montables en su lugar.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION De acuerdo con la presente invención, se proporciona un montaje de válvula lineal sanitaria que incluye una junta reemplazable de campo para sellar contra un asiento de válvula. Esto se logra por medio de un aparato el cual incluye un vástago de válvula que comprende un pistón de vástago de válvula y un cuerpo de vástago de válvula. El pistón del vástago de válvula está formado con una superficie de retención externa que tiene su eje coincidente con el eje del cuerpo del vástago de válvula. Dos rebordes que se extienden lateralmente, separados axialmente, sirven para retener la junta reemplazable en su lugar. En la Patente U.S. No. 4,531,532 describe una forma de tal montaje mejorado que utiliza una configuración de junta y un vástago de banda novedosa. La presente invención proporciona un montaje alternativo al mostrar una patente 532 el cual es ventajoso para utilizarse en varias aplicaciones. De acuerdo con la presente invención el maquinado de ranuras requerido por la configuración de junta descrita en la patente 532 se elimina, dando como resultado dando como resultado grandes ahorros en costos de manufactura. También, las juntas son reforzadas por la eliminación de la ranura, proporcionando de este modo juntas las cuales son capaces de funcionar sobre un intervalo de temperatura significativamente mejorados. La eliminación de las ranuras también reduce al mínimo cualesquier dificultades de limpieza que pudieran ser asociadas con la limpieza de, por ejemplo, materiales viscosos de una válvula. Para crear un sello hermético con el asiento de la válvula, se proporciona una junta de material plástico o material elastomérico para utilizarse sobre el vástago de la válvula. La junta se manufactura como un anillo anular el cual se coloca holgadamente sobre una superficie externa correspondiente del pistón del vástago de la válvula, creando de este modo un montaje de asiento. La junta es fabricada con una porción generalmente cónica dependiendo de un lado del anillo anular. La porción cónica tiene una abertura central con una superficie interna que se conforma a la superficie de retención del pistón del vástago de la válvula. La porción cónica de la junta forma un cono truncado hueco el cual es retenido axialmente sobre el pistón del vástago de la válvula entre dos rebordes. Para permitir el montaje de la junta al vástago de la válvula, la porción cónica de la junta está formada con una abertura que tiene una circunferencia interna la cual, cuando se deforma, es capaz de deslizarse sobre el extremo del vástago de la válvula. El extremo está provisto con una configuración no circular para proporcionar una circunferencia la cual es reducida comparada con una forma circular que tiene el mismo diámetro máximo. Para montar la junta al vástago de la válvula, la junta es empujada sobre la superficie de retención del pistón del vástago de la válvula, el cual es preferiblemente de forma frustocónica . La abertura central de la junta se deforma para permitir el paso sobre el reborde circular en el extremo del vértice de la superficie que retiene el pistón del vástago de la válvula. La abertura regresa entonces a su forma circular no doblada, reteniendo de este modo la junta entre dos rebordes. La presente invención también adapta el montaje de vástago de válvula/vástago reemplazable a aplicaciones sanitarias. Para ese propósito, la junta y el pistón del vástago de la válvula se dimensionan de modo que la junta se coloque holgadamente sobre el pistón del vástago de la válvula y sea capaz de moverse tanto axial como lateralmente en relación a éste. Cuando el montaje de asiento es cerrado contra el asiento de la válvula, la junta es prensada firmemente contra el pistón del vástago de la válvula para crear un sello hermético. Sin embargo, cuando el vástago de la válvula se abre, se crean espacios entre las superficies de retención correspondientes y las porciones de reborde de la junta y el pistón del vástago de la válvula. El extremo del pistón de la válvula está también configurado de modo que se proporcione un espacio entre el extremo del pistón y el diámetro interno de la junta para permitir el flujo de fluido axial hacia este espacio. Esto permite que un fluido de lavado sea impulsado a través de los espacios de la válvula abierta para enjuagar partículas de alimento atascadas en los componentes durante la operación normal. Para mejorar la operación de lavado, una superficie circunferencial externa del pistón del vástago de la válvula y la superficie interna anular de la junta correspondiente divergen en la misma dirección que el pistón del vástago de la válvula y las superficies cónicas de la junta. Esto da como resultado un incremento en la trayectoria de flujo entre la junta y el pistón del vástago de la válvula para el fluido de lavado. También el extremo del vástago de la válvula está cortado de manera preferible cóncavo, de modo que se proporcionan aberturas para el flujo axial de fluido de lavado hacia la abertura central de la junta. En consecuencia, el montaje de válvula puede ser limpiado en su lugar, lo cual elimina el tiempo de desmontaje y remontaje no productivo . Otros objetos y ventajas de la invención se volverán evidentes a partir de las reivindicaciones, los dibujos y la descripción detallada.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista lateral fragmentada, parcialmente en corte, de una forma de un aparato de control de fluido que incorpora un montaje de válvulas sanitaria de la presente invención, que muestra el montaje de válvula en la posición abierta; La Figura 2 es una vista lateral fragmentada, parcialmente en corte, de un vástago de válvula sanitaria de la presente invención; La Figura 3 es una vista desde el extremo de un montaje de vástago-junta sanitaria de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención; La Figura 4 es una vista en corte, fragmentada, tomada a lo largo de las lineas 4-4 de la Figura 3; La Figura 5 es una vista desde el extremo de una junta separada del asiento de la válvula; La Figura 6 es una vista desde el extremo de un montaje de vástago-junta sanitaria de la presente invención que muestra una modalidad modificada; y La Figura 7 es una vista desde el extremo del montaje de vástago-junta sanitaria de la presente invención que muestra otra modalidad modificada.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Aunque la descripción de la misma es detallada y exacta para permitir a aquellos expertos en la técnica practicar la invención, las modalidades fisicas aquí descritas únicamente ejemplifican la invención que puede ser incorporada en otra estructura especifica. El alcance de la invención es definido en las reivindicaciones anexas a la presente . Refiriéndose a la Figura 1, se ilustra una válvula de control de fluido 10 la cual incluye la presente invención. La válvula encuentra utilidad particular en el manejo de productos alimenticios líquidos y viscosos y bebidas. Sin embargo, deberá comprenderse que la invención no se limita a aplicaciones sanitarias. La válvula de control 10 incluye un accionador (no mostrado) . El extremo inferior de una porción de la tapa 15 se monta de manera desprendible a una porción del cuerpo de la válvula 17 que tiene puertas 18 y 21. Un diseño para montar el motor, la tapa, y el cuerpo de la válvula de la válvula de control, que no constituye parte de la presente invención, se describe en la Patente Estadounidense 3,110,471. La tapa 15 guia el cuerpo del vástago de la válvula 13 del montaje de asiendo 25 de la presente invención. El montaje de asiento 25 es accionado en una dirección lineal a lo largo del eje longitudinal del cuerpo del vástago de la válvula 13. En la Figura 1, la válvula se muestra en la posición abierta, de modo que el fluido que entra a la puerta 21 puede fluir hacia afuera de la puerta 18. El montaje de asiento 25 incluye un vástago de válvula 13, Figura 2, y una junta 30. La junta es colocada sobre el vástago de la válvula 13 como se ilustra en las Figuras 3 y 4. El vástago de la válvula 13 solamente incluye un cuerpo separado (no mostrado) de acuerdo con la práctica convencional para unirse a un accionador.

En la modalidad ilustrada, el extremo del pistón del vástago de la válvula 29 está construido con una superficie de retención 31 que tiene su eje coincidente con el eje del cuerpo del vástago de la válvula 13. La superficie 31 es generalmente cónica en un ángulo de aproximadamente 45° hacia el extremo de su vértice. Para retener la junta 30 sobre el extremo del vástago de la válvula 29, se extienden una serie de segmentos de reborde 35, 36 y 37 lateralmente desde el extremo del vértice de la superficie 31. Las superficies 39 de esos segmentos preferiblemente no son perpendiculares al eje del vástago de la válvula; si no que en su lugar se inclinan en la misma dirección general que la superficie 31. El extremo de la base de la superficie inclinada 31 termina en una superficie circunferencial externa 41. De manera preferible la superficie 41 no es cilindrica, sino que se ahusa aproximadamente 5° en la dirección general de la superficie 31. Para cooperar con los segmentos de reborde 35, 36 y 37 para retener la junta sobre el vástago de la válvula y para soportar la junta cuando ésta sea prensada contra el asiento de válvula 19, un reborde 43, que tiene la superficie 44 generalmente perpendicular al eje de la válvula, se extiende lateralmente desde el extremo superior de la superficie inclinada 41. Las indentaciones cóncavas 38, 40 y 41 dividen el extremo del vástago 29 en los extremos 35, 36, 37 en la modalidad ilustrada. La configuración cóncava de las indentaciones 38, 40 y 42 permite el flujo de fluidos en una dirección axial hacia el espacio entre el diámetro interno de la abertura central 32 de la junta 30. Como será apreciado por aquellos expertos en la técnica, sin embargo, las indentaciones pueden ser de varias configuraciones, tales como cortes en linea recta a intervalos regulares alrededor de la periferia del extremo del vástago 29. La configuración cóncava es la preferida, sin embargo, debido a que esta configuración es fácil de limpiar y permite un mayor flujo de fluido, proporcionando de este modo el lavado óptimo del espacio entre la superficie interna 53 de la junta 30 y la superficie 31. La junta 30 puede ser fácilmente instalada sobre el extremo del vástago 29 mediante la deformación de la abertura central 32, permitiendo de este modo un estiramiento suficiente de la junta para permitir que se deslice sobre los segmentos de retención 35, 36 y 37. Para ajusfar la aplicación de la presente invención a aplicaciones sanitarias, la elección de los materiales es importante. De este modo, un material preferido para la válvula es un acero inoxidable, tal como el acero inoxidable tipo 316. Además, de acuerdo con la presente invención, la válvula 10 incluye una junta reemplazable del campo 30. Un material adecuado para aplicaciones sanitarias es el plástico PTFE. Las juntas elastoméricas de un durómetro más duro también son adecuadas puesto que son materiales compuestos, por ejemplo, juntas formadas de capas de elastómeros duros y blandos. La junta 30 está construida con un anillo anular 45 de sección transversal generalmente rectangular. La superficie interna del anillo 46 está inclinada para corresponder al pistón del vástago de la válvula 41. Para entrar en contacto y proporcionar un sello con el asiento de válvula ahusado 19, la junta anular está provista con un bisel externo 47. La junta 30 está formada con una abertura central 32 y una sección de retención hueca 49 la cual se extiende desde un extremo del anillo 45. La sección 49 está definida por superficies externa e interna generalmente paralelas 51 y 53, respectivamente. La superficie interna 53 corresponde a la superficie cónica del vástago de la válvula 31. Para proporcionar la retención de la junta 32 sobre el pistón del vástago de la válvula 25, la abertura 32 es de un diámetro menor que el del perímetro externo de un círculo dibujado alrededor de los segmentos de reborde 35, 36, 37. Para montar la junta 30 al vástago de la válvula 25, la cabeza del vástago de la válvula 29 es insertada manualmente a través del anillo de la junta 45 hasta que el bisel del vástago de la válvula 39 golpea las superficies internas 53. A continuación, puesto que la junta es empujada hacia el acoplamiento adicional con el vástago de la válvula, la abertura 32 se dobla hacia afuera para permitir que la abertura 32 pase sobre los segmentos de reborde 35, 36, 37. La inclinación del anillo 30 ayuda al proceso de instalación. La junta 30 resortea hacia atrás hasta su posición no doblada cuando se coloca como se observa en las Figuras 3 y 4. La junta es entonces retenida durante el uso entre los rebordes 35, 36, 37 y 43. Una junta, puede ser fácilmente reemplazada en el campo. La junta vieja es cortada del vástago de la válvula, como con un cuchillo, y una nueva junta puede ser montada al vástago de la válvula original sin el uso de herramientas especiales y con un mínimo de gasto en inconveniencias. En uso, la combinación de junta-vástago de esta invención funciona de manera similar a lo que se muestra en mi patente '532. La presente invención también se relaciona con la limpieza en el lugar del montaje del asiento de la válvula. Eso se logra dimensionando el pistón del vástago de la válvula 25 y la junta 30 de modo que cuando la válvula esté en la posición abierta, la junta se coloque holgadamente sobre el pistón del vástago de la válvula. La junta es capaz de moverse tanto axial como lateralmente con respecto al pistón del vástago de la válvula, debido a que la distancia entre los rebordes de retención 35, 36, 37 y 43 es ligeramente mayor que la longitud de la junta. Los espacios designados entre la junta y el pistón del vástago de la válvula y las aberturas 38, 40 y 42 proporcionan una trayectoria para el fluido de lavado que es impulsado a través del montaje de válvula durante la limpieza. De este modo, cualesquier partículas de alimento que se adhieran al montaje de asiento durante la operación normal pueden ser removidas sin un desmontaje y remontaje no productivo del aparato de control o el montaje de válvula. Refiriéndose a las Figuras 6 y 7 en ellas se muestran modalidades que utilizan diferentes configuraciones para los rebordes de retención en los extremos distales 129 ó 229 del vástago de la válvula junto con las indentaciones que separan a los mismos en la Figura 6 se muestran cuatros segmentos de reborde 60, 62, 64 y 66. Esos segmentos están separados por indentaciones cóncavas 61, 63, 65 y 67 como se ilustra. Las aberturas formadas por las indentaciones permiten una trayectoria de lujo axial para que el líquido de limpieza choque directamente sobre una superficie cónica 131 la cual es similar a la superficie 31 descrita anteriormente en las modalidades mostradas en las Figuras 2-5. Una modalidad, aún más se muestra en la Figura 7 donde el extremo del vástago de la válvula 229 incluye dos segmentos de reborde 80 y 82 separados por dos indentaciones 81 y 83. La superficie de retención cónica 231 mostrada expuesta para el flujo axial de fluido de limpieza es similar a la superficie 31 de las Figuras 2-5. En cada uno de los casos ilustrados en las Figuras 6 y 7, la junta 30 con su abertura circular 32 puede ser deformada lo suficiente para permitir su colocación sobre los extremos del vástago 129 y 229 respectivamente. Las otras orientaciones del extremo del vástago que tienen tantos como 8-10 segmentos de reborde también pueden ser utilizadas según sea necesario. El número de rebordes preferido depende un tanto del diámetro del vástago. Por ejemplo, con un extremo de vástago 229 que tenga un diámetro de aproximadamente 1 pulgada (2.54 cm) los dos segmentos mostrados en la Figura 7 son adecuados. La modalidad mostrada en las Figuras 2-5 ha sido encontrada particularmente aplicable para vástagos de válvula en los cuales el extremo del vástago 29 tiene un diámetro de aproximadamente 1.5 a 3 pulgadas (3.81 a 7.62 cm) . Los extremos de diámetro más grandes son más adecuados para el uso de un gran número de segmentos de reborde. Es evidente de lo anterior que se ha proporcionado, de acuerdo con la invención, una válvula sanitaria que tiene una junta reemplazable en el campo que satisface completamente los objetos, propósitos y ventajas expuestas anteriormente. Aunque la invención ha sido descrita en conjunto con modalidades especificas de la misma, es evidente que serán evidentes muchas alternativas, modificaciones y variaciones a aquellos expertos en la técnica a la luz de la descripción anterior. En consecuencia, es necesario abarcar todas esas alternativas, modificaciones y variaciones que caigan dentro del espiritu y amplio alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims

CAPITULO REIVINDICATORIO Habiendo descrito la invención, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES:

1. Un montaje de pistón de vástago de válvula y junta, caracterizado porque comprende: (a) un pistón de vástago de válvula que tiene primer y segundo reborde periféricos separados axialmente para retener la junta entre ellos, el primer reborde de retención periférico tiene una configuración no circular que comprende una pluralidad de segmentos de reborde separados por indentaciones , (b) una junta que tiene una abertura la cual tiene una abertura la cual tiene una circunferencia de un tamaño adaptado para deslizarse sobre el reborde de retención periférico cuando está en una condición doblada para facilitar el montaje, puede retornar a una condición doblada, donde es retenida entre los rebordes, la abertura tiene un diámetro menor que el de la periferia externa de los segmentos de reborde.

2. El montaje de pistón de vástago de válvula y junta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer reborde periférico está adyacente a un extremo del vástago de la válvula.

3. El montaje de vástago de válvula y junta de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el pistón del vástago de la válvula está formado con una superficie de retención de forma generalmente cónica interpuesta entre los rebordes, y donde la abertura de la junta se localiza en una porción que depende cónicamente, central, de la junta que está generalmente paralela a la superficie de retención del vástago de la válvula.

4. El montaje de vástago de válvula y junta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer borde de retención periférico comprende de 2 a 10 segmentos de reborde separados por indentaciones .

5. El montaje de vástago de válvula y junta de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la junta retenida se coloca holgadamente en las direcciones axial y lateral sobre el pistón del vástago de la válvula.

6. El montaje de vástago de válvula y junta de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la base de las superficies de retención del vástago de la válvula terminan en superficies externas las cuales se inclinan en la misma dirección general que la superficie de retención, y donde la junta está formado con un anillo anular que tiene una superficie inclinada interna que coopera.

7. El montaje de vástago de válvula y junta de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la primera superficie de retención comprende segmentos arqueados separados por indentaciones cóncavas.

8. Un aparato de control de flujo, caracterizado porque comprende : un alojamiento que tiene puertas de entrada y salida y un asiento de válvula; un vástago de válvula colocado dentro del alojamiento, el vástago de la válvula tiene primer y segundo rebordes periféricos separados axialmente en él, el primer reborde periférico tiene una configuración no circular formada de segmentos de reborde con una periferia externa que tiene una primera circunferencia; una junta interacopable retenida sobre el vástago de la válvula entre el primer y segundo rebordes para acoplar el asiento de la válvula, la junta tiene una abertura la cual tiene una circunferencia menor que la primera circunferencia y está adaptada para pasar sobre el primer reborde de retención cuando está en una condición doblada para facilitar el montaje a una posición donde es retenida entre los rebordes; y medios para accionar linealmente el vástago de la válvula y la junta para acoplar y desacoplar a manera de sello el asiento de válvula, de modo que pueda ser bloqueado o permitido un flujo de fluido a través del aparato.

9. El aparato de control de fluido de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el asiento de la válvula está inclinado o ahusado, y donde la junta está formada con un bisel para acoplarse en forma de sello al asiento de la válvula.

10. El aparato de control de fluido de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el asiento de la válvula es plano, y donde la junta está formada por una superficie plana para acoplarse a manera de sello al asiento de la válvula.

11. El aparato de control de fluido de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el vástago de la válvula incluye un pistón de vástago de válvula y un cuerpo de vástago de válvula, el pistón de vástago de la válvula está formado con una superficie de retención interpuesta entre el primer y segundo rebordes y donde la abertura de la junta se conforma a la superficie que retiene el pistón de la superficie de la válvula.

12. El aparato de control de fluido de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque: (a) el extremo de la base de la superficie de retención del pistón del vástago de la válvula termina en una superficie externa que se ahusa en la misma dirección general que la superficie de retención; (b) la junta comprende un anillo anular que tiene una superficie interna ahusada inclinada que se conforma a la superficie ahusada o inclinada externa del pistón del vástago de la válvula; y (c) la junta se coloca holgadamente sobre el pistón del vástago de la válvula en las direcciones axial y lateral cuando la junta no está en acoplamiento con el asiento de la válvula para crear espacios entre la junta y el pistón del vástago de la válvula incluyendo indentaciones abiertas axialmente entre los segmentos del reborde, de modo que el lavado del aparato de control permite la limpieza en su lugar de la junta y el pistón del vástago de la válvula.