IT201900011496A1 - Valvola di intercettazione di un fluido - Google Patents

Description

TITOLO: "VALVOLA DI INTERCETTAZIONE DI UN FLUIDO"

DESCRIZIONE

[0001] La presente invenzione riguarda in generale il settore delle valvole di intercettazione di un fluido, e si riferisce in particolare a valvole di grandi dimensioni, ad esempio, ma non solo, per applicazioni sottomarine, aventi un corpo centrale che alloggia un otturatore, ad esempio una sfera, e due flange laterali collegate al corpo per il tramite di una linea di saldatura continua, ottenuta effettuando più giri di saldatura.

[0002] Questa tipologia di valvole è nota ai tecnici anche come “Fully welded”, per differenziarla dalle valvole in cui le flange sono imbullonate al corpo.

[0003] Solitamente queste valvole vengono assemblate e testate nel seguente modo.

[0004] Le flange vengono accostate e trattenute al corpo per il tramite di staffe esterne o tiranti interni; si esegue quindi un primo test di tenuta, ma in bassa pressione, ad esempio a 1 bar, in quanto le flange non sono saldamente bloccate al corpo.

[0005] Se il test è positivo, si esegue una saldatura a punti e quindi un primo giro di saldatura.

[0006] Viene quindi effettuato un secondo test di tenuta, ma ancora in bassa pressione, in quanto il solo primo giro di saldatura non permetterebbe la tenuta fra corpo e flangia.

[0007] Se anche il secondo test è positivo, si effettuano tutti i giri di saldatura necessari, e solo dopo che le flange sono state saldate completamente si può testare la valvola ad alta pressione.

[0008] Se invece il secondo test di tenuta è negativo, le flange devono essere tagliate e lavorate per essere riutilizzate. Un’operazione di questo genere può avere costi anche molto elevati, dell’ordine di decine di migliaia di euro.

[0009] È evidente quindi che il procedimento di assemblaggio e test delle valvole “fully welded” è particolarmente lento, macchinoso e costoso.

[0010] Scopo della presente invenzione è quello di proporre una valvola di intercettazione del tipo sopra descritto, ma che consente di essere assemblata e testata in modo più sicuro, rapido ed economico.

[0011] Tale scopo è conseguito con una valvola di intercettazione in accordo con la rivendicazione 1 e con un metodo di assemblaggio secondo la rivendicazione 7. Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite o vantaggiose dell’invenzione.

[0012] Le caratteristiche e i vantaggi della valvola e del metodo secondo l’invenzione risulteranno comunque evidenti dalla descrizione di seguito riportata di suoi esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle allegate figure, in cui:

[0013] - La figura 1 è una vista di estremità della valvola di intercettazione secondo l’invenzione;

[0014] - la figura 2 è una sezione assiale della valvola, lungo la linea di sezione A-A della figura 1;

[0015] - la figura 3 è una vista ingrandita del particolare X della figura 2;

[0016] - la figura 4 è una vista ingrandita di una porzione di una delle flange laterali, in corrispondenza ad una sede per un tirante di bloccaggio;

[0017] - la figura 5 è una vista prospettica esplosa e in sezione assiale di porzioni del corpo e di una flangia e del tirante di bloccaggio che collega corpo e flangia;

[0018] - le figure 5a e 5b sono due viste prospettiche in sezione assiale delle porzioni del corpo e della flangia, dotata di un tirante di bloccaggio, prima del loro collegamento;

[0019] - la figura 5c è una sezione trasversale del dado di un tirante; e

[0020] - la figura 6 è una vista ingrandita analoga a quella della figura 3, riferita ad una variante di realizzazione della valvola.

[0021] In detti disegni, con 1 è stata indicata una valvola di intercettazione di un fluido secondo l’invenzione nel suo complesso.

[0022] La valvola di seguito descritta è adatta particolarmente ad essere impiegata nei fondali marini e non solo, ad esempio sotterrata nelle pipe line di trasporto di gas, e in generale dove è richiesta la saldatura delle parti del corpo valvola per evitare il rischio di perdite di gas. Ad esempio, è una valvola avente una taglia da 4” fino a 48”, con un peso da 200 Kg a 250 quintali.

[0023] La valvola di seguito descritta e rappresentata nei disegni è dotata di due flange laterali saldate ad un corpo centrale. Tuttavia, è evidente al tecnico del settore che l’insegnamento tecnico secondo la presente invenzione può essere applicato anche in caso di una sola flangia laterale saldata al corpo centrale.

[0024] La valvola 1 è ottenuta dall’assemblaggio di un assieme valvola comprendente un corpo centrale cavo 10 adatto ad alloggiare un otturatore 12, due flange laterali 14 adatte ad essere collegate ad estremità opposte 10’ del corpo centrale 10, e tiranti di bloccaggio 16 o spine di bloccaggio 18 per bloccare mediante un collegamento filetto le flange laterali 14 al corpo centrale 10.

[0025] Le flange laterali 14 ed il corpo centrale 10, quando assemblati tra loro, formano congiuntamente un corpo valvola 2 definente un condotto di ingresso 3 per il fluido, un condotto di uscita 4 per il fluido e, tra il condotto di ingresso 3 ed il condotto di uscita 4, una sede di alloggiamento 5 dell’otturatore 12.

[0026] In una forma di realizzazione, l’otturatore 12 è un otturatore sferico in cui è ricavato un passaggio assiale 12’ adatto a porre in comunicazione il condotto di ingresso 3 con il condotto di uscita 4. L’otturatore sferico 12 è adatto ad essere ruotato tra una posizione di chiusura valvola, in cui blocca il passaggio di fluido dal proveniente dal condotto di ingresso, ed una pozione di apertura, in cui il passaggio assile 12’ risulta allineato al condotto di ingresso e al condotto di uscita.

[0027] Tra l’otturatore sferico 12 e le flange laterali 14 sono montati anelli di tenuta 13 che impediscono l’entrata del fluido nella sede otturatore 5.

[0028] Nel prosieguo della descrizione, con direzione “assiale” si intenderà una direzione parallela al percorso del fluido dal condotto di ingresso 3 al condotto di uscita 4.

[0029] Nell’esempio rappresentato nei disegni, le flange laterali 14 ed il corpo centrale 10 sono coassiali tra loro rispetto ad un asse Z del corpo valvola 2. È chiaro al tecnico del settore che l’insegnamento tecnico di seguito descritto potrà essere applicato anche a valvole di intercettazione in cui le estremità del corpo centrale non sono necessariamente allineate tra loro, ad esempio con rispettivi assi inclinati tra loro di 90°.

[0030] Con il termine “frontale” si indicherà un piano, ad esempio definito da una superficie o parete, sostanzialmente ortogonale rispetto alla direzione assiale come sopra definita.

[0031] Con il termine “radiale” di intenderà una direzione sostanzialmente ortogonale alla direzione assiale come sopra definita.

[0032] Ogni estremità 10’ del corpo centrale 10 comprende una porzione anulare esterna di corpo 102 ed una porzione anulare interna di corpo 104. I termini “esterna” ed “interna” sono riferiti alla direzione radiale.

[0033] Analogamente, l’estremità 14’ di ogni flangia 14 rivolta verso il corpo centrale 10 comprende una porzione anulare esterna di flangia 142 ed una porzione anulare interna di flangia 144.

[0034] La porzione anulare esterna di corpo 102 forma, con la prospiciente porzione anulare esterna di flangia 142, una gola periferica anulare di saldatura 20 radialmente aperta verso l’esterno e adatta ad essere riempita di materiale di saldatura che salda il corpo centrale alle flange laterali.

[0035] Ad esempio, la gola periferica anulare di saldatura 20 ha una forma ad “U”.

[0036] Nella porzione anulare interna di flangia 144 sono ricavate, equidistanziate angolarmente, sedi di alloggiamento 22 dei tiranti 16 o spine 18 di bloccaggio.

[0037] Nella porzione anulare interna di corpo 104 dell’estremità prospiciente del corpo centrale 10 sono ricavati fori filettati 24 adatti a ricevere una porzione di estremità filettata 16’; 18’ dei tiranti di bloccaggio 16 o delle spine di bloccaggio 18.

[0038] In una forma di realizzazione illustrata nelle figure 1-5, nella porzione anulare interna di flangia 144 sono ricavate sedi dado 26 in cui sono adatti ad essere posti e bloccati assialmente rispettivi dadi 162 dei tiranti di bloccaggio 16.

[0039] Ogni dado 162 è adatto ad essere reso solidale al rispettivo tirante di bloccaggio 16 per il tramite di almeno un grano radiale 164.

[0040] Ogni sede dado 26 è radialmente aperta verso la gola di saldatura 20 in modo da permettere, prima della saldatura, l’accesso al dado 162 dalla gola di saldatura 20 per l’avvitamento di ogni grano radiale 164 e la successiva rotazione del dado 162 per l’avvitamento del tirante 16 nel rispettivo foro filettato 24.

[0041] In una forma di realizzazione, la porzione anulare interna di flangia 144 forma un gradino frontale 144a sporgente assialmente verso il corpo centrale rispetto ad una parete anulare frontale 142a che forma la porzione anulare esterna di flangia 142. Nella parete anulare frontale 142a sono ricavati scassi radiali 142b. Ogni scasso radiale 142b forma internamente, ovvero all’estremità rivolta verso l’asse di corpo valvola Z, una rispettiva sede dado 26.

[0042] La sede dado 26 è delimitata frontalmente dal gradino frontale 144a. In tal modo, i dadi 162 possono essere posti in rotazione nelle rispettive sedi dado 26, ma sono bloccati assialmente.

[0043] In una forma di realizzazione, ogni scasso radiale 142b è delimitato lateralmente da bordi radiali 142c divergenti verso l’esterno, in modo da permettere di ruotare il dado 162 per il tramite di un’asta di manovra inseribile nel dado attraverso lo scasso radiale 142b. in altre parole, gli scassi radiali 142b hanno una forma a settore circolare.

[0044] In una forma di realizzazione, in corrispondenza ad ogni sede dado 26, nel gradino frontale 144a è ricavato un foro passante 144b per il passaggio del tirante 16.

[0045] In una forma di realizzazione, ogni dado 162 ha una forma circolare; ad esempio, nel dado 162 sono ricavati fori di azionamento radiali 162’ adatti ad accogliere l’estremità di un’asta di comando per la rotazione del dado 162.

[0046] In una variante di realizzazione illustrata nella figura 6, le flange laterali 14 sono collegate al corpo centrale 10 per il tramite di spine di bloccaggio 18.

[0047] Più in dettaglio, ogni spina di bloccaggio 18 ha una testa conica 182 e una porzione di estremità filettata 18’. Nella porzione anulare interna di flangia 144 sono ricavate sedi spina 146 aperte assialmente verso il corpo centrale 10 e adatte ad accogliere la testa conica 182 e, parzialmente, un morsetto di serraggio spina 150 contro-sagomato rispetto alla testa conica e azionabile per provocare un arretramento della spina di bloccaggio 18 nella sede spina 146.

[0048] A tal scopo, ogni sede spina 146 è intercettata da un foro radiale 148 che guida radialmente il morsetto di serraggio 150 e permette l’inserimento di un utensile, ad esempio un cacciavite, adatto ad azionare il morsetto di serraggio 150 stesso. Pertanto, quando il morsetto di serraggio 150 viene serrato, potendo traslare solo in direzione radiale, provoca una traslazione all’indietro della spina di bloccaggio 18 e quindi una messa in trazione del corpo centrale 10 contro la rispettiva flangia laterale 14.

[0049] La valvola di intercettazione 1 sopra descritta viene quindi assemblata nel modo seguente.

[0050] Viene posizionato un otturatore 12 nella sede otturatore 5.

[0051] Le flange laterali 14 vengono quindi bloccate al corpo centrale 10 per il tramite dei tiranti 16 o delle spine di bloccaggio 18.

[0052] Le flange laterali 14 vengono saldate al corpo centrale 10 formando un cordolo di saldatura nella gola periferica anulare di saldatura 20.

[0053] In una forma preferita di realizzazione del metodo di assemblaggio, prima della fase di saldatura viene effettuata una fase di test di tenuta in alta pressione, ad esempio 200 bar.

[0054] In una forma di realizzazione, la fase di bloccaggio delle flange al corpo centrale comprende le sottofasi di:

[0055] - posizionare i dadi nelle rispettive sedi dado;

[0056] - inserire l’estremità prossimale di ogni tirante nel rispettivo dado;

[0057] - bloccare i dadi ai rispettivi tiranti;

[0058] - accostare le flange laterali al corpo centrale e azionare i dadi in modo da avvitare i tiranti nei rispettivi fori filettati.

[0059] Nella variante di valvola della figura 6, la fase di bloccaggio delle flange al corpo centrale comprende le sottofasi di:

[0060] - avvitare le spine di bloccaggio nei rispettivi fori filettati;

[0061] - inserire i morsetti di serraggio nei rispettivi fori radiali in modo da posizionare i morsetti a cavallo della sede spina;

[0062] - accostare le flange laterali al corpo centrale in modo che le teste coniche delle spine risultino radialmente allineate ai rispettivi morsetti di serraggio;

[0063] - serrare i morsetti di serraggio in modo da esercitare una trazione del corpo centrale contro le flange laterali.

[0064] È evidente come la valvola di intercettazione ed il suo metodo di assemblaggio sopra descritti permettono di raggiungere gli scopi prefissati.

[0065] In particolare, grazie al bloccaggio delle flange al corpo mediante il sistema a tiranti o spine di bloccaggio, è possibile effettuare il test di tenuta una volta sola ed in alta pressione. Si risparmiano così almeno tre test di tenuta e due pre-saldature. In sostanza, se con le valvole secondo l’arte nota si doveva saldare tre volte ed effettuare quattro test di tenuta, ora si salda una volta sola e si effettuano due test.

[0066] Da sottolineare anche il fatto che spostare valvole pesanti per effettuare tanti test di tenuta e tante saldature comporta tempi lunghi e costi elevati, anche per l’impiego di gru e altri mezzi di trasporto dedicati.

[0067] Da notare che, se la valvola tiene, non è necessario rimuovere i tiranti o le spine di bloccaggio sommersi: questi, infatti, rimangono incorporati nel corpo valvola, nascosti sotto la gola di saldatura.

[0068] Alle forme di realizzazione della valvola di intercettazione e del suo metodo di assemblaggio secondo l’invenzione un tecnico del ramo, per soddisfare esigenze contingenti, potrà apportare modifiche, adattamenti e sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza uscire dall'ambito delle seguenti rivendicazioni. Ognuna delle caratteristiche descritte come appartenente ad una possibile forma di realizzazione può essere realizzata indipendentemente dalle altre forme di realizzazione descritte.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Assieme per la realizzazione di una valvola di intercettazione di un fluido, comprendente: - un corpo centrale (10) cavo adatto ad alloggiare un otturatore (12); - almeno una flangia laterale (14) adatta ad essere collegata ad una rispettiva estremità (10’) del corpo centrale; - tiranti di bloccaggio (16) o spine di bloccaggio (18) per bloccare mediante un collegamento filettato la flangia laterale (14) al corpo centrale (10), in cui una porzione anulare esterna di corpo (102) di almeno un’estremità del corpo centrale forma, con una prospiciente porzione anulare esterna di flangia (142) della rispettiva flangia, una gola periferica anulare di saldatura (20) radialmente aperta verso l’esterno e adatta ad essere riempita di materiale di saldatura che salda il corpo centrale alla flangia laterale, e in cui in una porzione anulare interna di flangia (144) dell’estremità della flangia rivolta verso il corpo centrale sono ricavate, equidistanziate angolarmente, sedi di alloggiamento (22) dei tiranti o spine di bloccaggio, in una porzione anulare interna di corpo (104) dell’estremità prospiciente del corpo centrale essendo ricavati fori filettati (24) adatti a ricevere una porzione di estremità filettata dei tiranti o spine di bloccaggio.
2. 2. Assieme secondo la rivendicazione 1, in cui nella porzione anulare interna di flangia sono ricavate sedi dado (26) in cui sono adatti ad essere posti e bloccati assialmente rispettivi dadi (162) dei tiranti di bloccaggio, ogni dado essendo adatto ad essere reso solidale al rispettivo tirante per il tramite di almeno un grano radiale (164), ogni sede dado essendo radialmente aperta verso la gola di saldatura in modo da permettere, prima della saldatura, l’accesso al dado dalla gola di saldatura per l’avvitamento di ogni grano radiale e la successiva rotazione del dado per l’avvitamento del tirante nel rispettivo foro filettato.
3. 3. Assieme secondo la rivendicazione precedente, in cui la porzione anulare interna di flangia forma un gradino frontale (144a) sporgente assialmente verso il corpo centrale rispetto ad una parete anulare frontale (142a) che forma la porzione anulare esterna di flangia, in cui in detta parete anulare frontale sono ricavati scassi radiali (142b), ognuno formando internamente una rispettiva sede dado delimitata frontalmente da detto gradino frontale, ogni scasso radiale essendo delimitato lateralmente da bordi radiali (142c) divergenti verso l’esterno in modo da permettere di ruotare il dado per il tramite di un’asta di manovra inseribile nel dado attraverso lo scasso radiale.
4. 4. Assieme secondo la rivendicazione precedente, in cui, in corrispondenza ad ogni sede dado, nel gradino frontale è ricavato un foro passante (144b) per il passaggio del tirante (16).
5. 5. Assieme secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ogni dado ha una forma circolare, nel dado essendo ricavati fori di azionamento radiali (162’) adatti ad accogliere l’estremità di un’asta di comando per la rotazione del dado.
6. 6. Assieme secondo la rivendicazione 1, in cui ogni spina di bloccaggio (18) ha una testa conica (182), e in cui nella porzione anulare interna di flangia sono ricavate sedi spina (146) aperte assialmente verso il corpo centrale e adatte ad accogliere detta testa conica ed un morsetto di serraggio spina (150) contro-sagomato rispetto alla testa conica e azionabile per provocare un arretramento della spina di bloccaggio nella sede spina, ogni sede spina essendo intercettata da un foro radiale (148) per l’inserimento di un utensile, ad esempio un cacciavite, adatto ad azionare il morsetto di serraggio.
7. 7. Valvola di intercettazione, comprendente un assieme secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i tiranti o spine di bloccaggio sono inseriti nelle rispettive sedi e avvitati nei rispettivi fori filettati ricavati nel corpo centrale, e in cui il corpo centrale è saldato alla flangia laterale per il tramite di un cordolo di saldatura che occupa la gola periferica anulare di saldatura.
8. 8. Valvola secondo la rivendicazione precedente, in cui la flangia laterale forma, congiuntamente al corpo centrale, un corpo valvola definente un condotto di ingresso o di uscita per il fluido ed una sede di alloggiamento dell’otturatore.
9. 9. Metodo di assemblaggio di una valvola di intercettazione secondo la rivendicazione 7 o 8, comprendente le fasi di: - mettere a disposizione un assieme secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-6; - posizionare un otturatore nella sede otturatore; - bloccare l’almeno una flangia laterale al corpo centrale per il tramite dei tiranti o delle spine di bloccaggio; - saldare l’almeno una flangia laterale al corpo centrale formando un cordolo di saldatura nella gola periferica anulare di saldatura.
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione precedente, in cui, prima della fase di saldatura, viene effettuata una fase di test di tenuta in alta pressione.
11. 11. Metodo secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui la fase di bloccaggio di una flangia al corpo centrale comprende le sottofasi di: - posizionare il dado nella rispettiva sedi dado; - inserire l’estremità prossimale del tirante nel rispettivo dado; - bloccare il dado al rispettivo tirante; - accostare la flangia laterale al corpo centrale e azionare il dado in modo da avvitare il tirante nel rispettivo foro filettato.
12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui la fase di bloccaggio di una flangia al corpo centrale comprende le sottofasi di: - avvitare la spina di bloccaggio nel rispetto foro filettato; - inserire il morsetto di serraggio nel rispettivo foro radiale in modo da posizionare il morsetto a cavallo della sede spina; - accostare la flangia laterale al corpo centrale in modo che la testa conica della spina risulti radialmente allineata al rispettivo morsetto di serraggio; - serrare il morsetto di serraggio in modo da esercitare una trazione del corpo centrale contro la flangia laterale.