MX2007000895A - Alojamiento de actuador. - Google Patents

Abstract

Se describen metodos y aparatos par un alojamiento de actuador sustancialmente no poroso, no ferroso (100) para alojar un diafragma (208) y la placa de diafragma para uso con una valvula. El alojamiento de actuador incluye una primera (102 y segunda (108) rebordes alrededor de los perimetros de la primera y segunda porciones, respectivamente. Los rebordes adicionalmente tiene cada uno por lo menos una abertura. Tambien, hay por lo menos un dispositivo de sujecion (110) que acopla conectivamente el primer y segundo rebordes via sus aberturas respectivas.

Description

ALOJAMIENTO DE ACTUADOR Referencia Cruzada a la Solicitud Relacionada Esta solicitud reivindica el beneficio de la fecha de presentación de la Solicitud Provisional de los Estados Unidos de Norteamérica Número de Serie 60/590, 741 , que se presentó el 23 de julio de 2004. Campo de la Invención La presente invención se refiere generalmente a dispositivos de control de fluido y, más específicamente, a un alojamiento de actuador forjado de aluminio para uso con un regulador de fluido ubicado dentro de un cuerpo de válvula . Antecedentes de la Invención Las plantas o sistemas de control de proceso utilizan frecuentemente dispositivos de control de fluido (por ejemplo, válvulas de control, reguladores de presión, etc.) para controlar el flujo y presión de fluidos de proceso tal como, por ejemplo, líquidos, gases, etc. Una aplicación de válvula de fluido particularmente importante implica la distribución y suministro de gas natural. Normalmente, se configuran muchas porciones de un sistema de distribución de gas natural para transportar o distribuir volúmenes relativamente grandes de gas a presión relativamente alta. La presión relativamente alta en la cual se transporta el gas reduce la velocidad de flujo necesaria para suministrar un volumen deseado de gas y, así, se minimiza las pérdidas de eficiencia de distribución (por ejemplo, caídas de presión) debido a las restricciones de tu bería , restricciones de válvula , etc.

Además de configurarse para controlar el gas de presión relativamente alta, las válvulas de fluido usadas dentro de un sistema de distribución de gas natural también se deben configurar para minimizar o eliminar el escape de gas natural en el ambiente o atmósfera circundante. El escape de gas natural de una válvula de fluido puede dar lugar a condiciones peligrosas tal como, por ejemplo, explosiones, fuego, asfixia de personas, etc. Así, los actuadores usados para controlar el flujo de gas natural a través de un cuerpo de válvula de fluido, se deben diseñar para soportar las presiones de alto calibre asociadas con la distribución de gas natural. Además, los actuadores se deben diseñar para purgar o descargar un poco de gas, si lo hay, a la atmósfera o ambiente circundante. En consecuencia, los alojamientos usados para actuadores se diseñan normalmente para proporcionar alta fuerza y minimizar o eliminar la descarga o purga de gas a la atmósfera. Algunos alojam ientos de actuador diseñados para el uso con dispositivos de control de gas natural (por ejemplo, reguladores de reducción de presión), usan mitades de alojamiento de acero troquelado o forjado. Un alojamiento de actuador de acero proporciona un grado relativamente alto de fuerza y puede soportar presiones de calibre extremadamente alto durante una vida de servicio relativamente larga. Además, los alojamientos de actuador de acero son sustancialmente no porosos y, en consecuencia, no están propensos a purgar o descargar gas que es controlado en la atmósfera. Mientras que los alojamientos de actuador de acero proporcionan un desempeño seguro, confiable y excelente para un intervalo amplio de presiones de control, tales alojamientos de acero son prohibitivamente costosos y demasiado pesados para muchas aplicaciones de distribución de gas de presión baja. Por ejemplo, el control de gas natural dentro de un sistema de distribución de gas natural implica normalmente presiones inferiores más próximas a los puntos de suministro o uso. Los alojamientos de actuador de aluminio colado se utilizan normalmente para implementar válvulas de fluido que controlan el gas de presión inferior dentro de un sistema de distribución de gas. Los alojamientos de aluminio colado son relativamente económicos pero son normalmente porosos y pueden tener huecos dentro de las paredes de los alojamientos. La porosidad y huecos requieren el uso de un factor de seguridad superior (es decir, el índice de presión máxima o explosiva a una presión de operación nominal) y, así, un espesor de pared mayor. Algunos diseños de alojamiento de actuador de aluminio colado requieren un factor de seguridad de hasta cuatro a uno. El espesor de pared mayor necesario resulta en el uso de más material , lo cual aumenta el peso y costo de alojamientos de aluminio colado. Además, la porosidad de los alojamientos de aluminio colado requiere que las mitades del alojamiento sean selladas vía un proceso secundario. Un proceso conocido implica impregnar químicamente las mitades de alojamiento de aluminio colado con , por ejemplo, un adhesivo o sellador. Sin embargo, tales etapas de procesamiento secundarias son costosas y propensas a un cierto grado de pérdida de prod ucción (es deci r, alg unas partes no se pueden sellar adecuadamente para utilizarse en una válvula enviable). Breve Descripción de los Dibujos La fig . 1 representa un alojamiento de actuador de aluminio forjado para uso con válvulas de fluido. La fig . 2 es una vista en sección transversal de una válvula de gas ejemplificada que utiliza el alojamiento de actuador ejemplificado en la fig. 1 . La fig . 3 representa la mitad del alojamiento de actuador superior del alojamiento de actuador de aluminio forjado ejemplificado de la fig . 1 . La fig . 4 es una vista plana detallada de la mitad del alojamiento de actuador superior de la fig . 3. La fig . 5 es una vista en sección transversal detallada de la mitad del alojamiento de actuador superior de la fig. 3. La fig . 6 representa la mitad del alojamiento de actuador inferior del alojamiento de actuador de aluminio forjado ejemplificado de la fig. 1 . La fig . 7 es una vista plana detallada de la mitad del alojamiento de actuador inferior de la fig . 6. La fig. 8 es una vista en sección transversal detallada de la mitad del alojamiento de actuador inferior de la fig. 6. Descripción Detallada de la Invención El alojam iento de actuador de aluminio forjado ejemplificado descrito en la presente proporciona una parte de peso significativamente más baja en comparación a los alojamientos de actuador de aluminio colado convencionales. En particular, el material y técnicas de procesamiento para fabricar el alojamiento de actuador de aluminio forjado ejemplificado descrito en la presente, resultan en un alojamiento que sustancialmente no es poroso ni ferroso y que es sustancialmente más dúctil que los alojamientos de actuador de aluminio colado. La ductilidad sustancial del alojamiento de actuador de aluminio forjado ejemplificado descrito en la presente (así como la naturaleza no porosa del alojam iento ejemplificado) reduce significativamente el factor de seguridad de diseño (es decir, la relación de la presión segura máxima a la presión de operación nominal del alojamiento de actuador). Por ejemplo, un factor de seguridad de aproximadamente cuatro a uno se utiliza normalmente al diseñar alojamientos de actuador de aluminio de colado, mientras que con el alojam iento de actuador de aluminio forjado ejemplificado descrito en la presente, se puede usar un factor de seguridad de aproximadamente uno y de medio a uno. El factor de seguridad reducido asociado con el alojamiento de actuador de aluminio forjado ejemplificado descrito en la presente, permite la producción de un alojamiento de aluminio que tiene espesores de pared significativamente reducidos en comparación a los alojam ientos de aluminio colado. Los espesores de pared reducidos, a su vez, dan lugar a un alojamiento de actuador compuesto de significativamente menos material (y que pesa significativamente menos) que un alojam iento de actuador de aluminio colado de desempeño comparable. Además de ser de peso más ligero en comparación a los alojamientos de actuador de aluminio colado, el alojamiento de actuador de aluminio forjado descrito en la presente es sustancialmente no poroso y, así, no es necesario un proceso de sellado secundario (tal como los usados convencionalmente con alojamientos de actuador de aluminio conocidos) . Además, el alojamiento de actuador de aluminio forjado ejemplificado descrito en la presente se puede fabricar usando un material que cumple con The American Society of Mechanical Engineers (ASME) standar SB247 CL.T4, el cual se forma de aluminio de Unifed Numbering System for Metal and Alloys (UNS) standar A92014. El uso de tal material que cumple con la ASME puede simplificar ampliamente el proceso de aprobación para aplicaciones usando el actuador de aluminio forjado ejemplificado en muchos mercados mundiales. Por ejemplo, el material mencionado anteriormente (es decir, ASME SB247 CL.T4) cumple con el código de calderas de la ASME, el cual simplifica ampliamente el proceso de aprobación para el alojamiento de actuador de aluminio forjado ejemplificado descrito en la presente. Ahora, regresando a la fig . 1 , se muestra un alojamiento de actuador de aluminio forjado ejemplificado 1 00 para uso con válvulas de fluido. El alojamiento de actuador de aluminio forjado ejemplificado 1 00 incluye una mitad del alojamiento superior 102 y una mitad del alojam iento inferior 1 04. Los términos "inferior" y "superior" se utilizan sólo para distinguir la primera y segunda mitades del alojamiento de actuador 1 00 y no se desea que sean limitantes de la manera en la cual se utiliza el alojamiento de actuador ejemplificado 100. Por ejemplo, el alojamiento de actuador 100 puede ser una pieza montada en cualquier orientación deseada para satisfacer las necesidades de una aplicación particular y todavía se puede hacer referencia a las mitades de alojamiento 1 02 y 1 04 como "superior" e "inferior", respectivamente. Las mitades de alojamiento 1 02 y 1 04 se acoplan de forma sellada en las porciones de reborde respectivas 106 y 108 vía sujetadores 1 10.

Los sujetadores 1 1 0 pueden ser cualquier mecanismo de sujeción adecuado tal como, por ejemplo, tuercas, pernos, arandelas, etc. La alojamiento inferior 1 04 incluye una porción de reborde de montaje 1 1 2 que permite al alojamiento de actuador 100 fijarse (por ejemplo, por pernos) a un cuerpo de válvula según lo representado en la fig. 2. La porción de reborde de montaje 1 12 puede incluir un patrón de orificios u otras aberturas 1 14 que permitan que el alojamiento de actuador 1 00 se fije a cualquiera de una pluralidad de diferentes cuerpos de válvula. El alojamiento inferior 1 04 también incluye una porción de buje 1 1 6 la cual, según lo mostrado en mayor detalle en la fig . 2 , sirve para alinear y acoplar el alojamiento de actuador 1 00 a un cuerpo de válvula, guiar la operación de la guarnición de la válvula, facilita el sello firme del alojamiento de actuador 100 a un cuerpo de válvula, etc. La fig . 2 es una vista en sección transversal de una válvula de gas ejemplificada 200 que utiliza el alojamiento de actuador ejemplificado 1 00 de la fig . 1 . La fig . 2 representa generalmente una relación ejemplificada entre el alojamiento de actuador ejemplificado 1 00 y un cuerpo de válvula 202 y la guarnición de válvula 204. El cuerpo de válvula 202 y la g uarnició n de válvu la 204 pueden ser cualquier cuerpo y guarnición de válvula conocidos u otros adecuados y, así, no se describen adicionalmente en la presente. Según lo representado en la fig . 2, un diafragma 206 y una placa de diafragma 208 se pueden ubicar dentro del alojamiento de actuador 100. La fig . 3 representa la mitad del alojamiento de actuador superior 1 02 del alojamiento de actuador de aluminio forjado ejemplificado 1 00 de la fig . 1 . Según lo mostrado en la fig . 3, la mitad del alojamiento de actuador superior 1 02 incluye una pluralidad de aberturas 302 que se separan circunferencialmente con respecto a la porción de reborde 106. Una primera porción de pared angulada 304 se extiende entre la porción de reborde 1 06 y porción de apoyo 306. La porción de apoyo 306 se puede configurar para funcionar como un soporte o tope mecánico contra el cual la placa de diafragma 208 y/o diafragma 206 puede soportarse o detenerse. La profundidad y ángulo de la porción de pared 304 se pueden seleccionar para lograr una cantidad deseada de recorrido de diafragma y/o para controlar las tensiones aplicadas al diafragma 206 durante el uso del actuador 100 (fig. 1 ). La mitad del alojam iento superior 1 02 también incluye un buje 308, el cual se puede utilizar para guiar la operación de la guarnición de válvula 204 y/o un resorte inclinado (no mostrado). La fig . 4 es una vista en plano detallada de la mitad del alojamiento de actuador superior 1 02 de la fig . 3 y la fig . 5 es una vista en sección transversal detallada de la mitad del alojamiento de actuador superior 1 02 de la fig . 3. La fig . 6 representa la mitad del alojamiento de actuador inferior 104 del alojamiento de actuador de aluminio forjado ejemplificado 100 de la fig. 1 . La mitad del alojamiento actuador inferior 1 04 incluye una pluralidad de aberturas 602 configurada para recibir los sujetadores 1 10 según lo mostrado en la fig . 1 . La fig . 7 es una vista en plano detallada de la mitad del alojamiento de actuador inferior 104 de la fig . 6 y la fig. 8 es una vista en sección transversal detallada de la mitad del alojamiento actuador inferior 104 de la fig . 6. En algunas aplicaciones tal como, por ejemplo, aplicaciones de picaduras, las mitades de alojamiento de actuador 1 02 y 1 04 se pueden anodizar para proteger las mitades de alojamiento 102 y 1 04 de la corrosión y similares. Aunque ciertos métodos, aparatos ejemplificados y artículos de fabricación se han descrito en la presente, el alcance de cobertura de esta patente no se limita a los mismos. Por el contrario, esta patente cubre todos los métodos, aparatos y artículos de fabricación que están dentro del alcance de las reivindicaciones anexas tanto literalmente como bajo la doctrina de equivalentes.

Claims (9)

REIVI N DICACIONES

1 . Un alojamiento de actuador sustancialmente no poroso, no ferroso para uso con una válvula, que comprende: una primera porción de alojamiento de aluminio forjado que tiene un primer reborde alrededor de un perímetro de la primera porción; y una segunda porción de alojam iento de aluminio forjado que tiene un segundo reborde alrededor de un perímetro de la segunda porción y de una pluralidad de aberturas en cada uno del primer y segundo rebordes, en donde por lo menos alguna de las aberturas en el primer reborde corresponde por lo menos a alguna de las aberturas en el segundo reborde, y en donde las aberturas correspondientes se configuran para recibir los sujetadores para acoplar la primera y segunda porciones de alojamiento de actuador para formar el alojamiento de actuador.

2. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 1 , en donde la primera porción de alojamiento adicionalmente incluye un primer buje de alum inio forjado y la segunda porción de alojamiento incluye adicionalmente un segundo buje de aluminio forjado.

3. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 2, en donde los bujes se configuran para alinear el alojamiento de actuador a un cuerpo de válvula, guiar la operación de una guarnición de válvula, o facilitar el sellado firme del alojamiento de actuador a un cuerpo de válvula.

4. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 1 , en donde la primera y segunda porciones del alojamiento se configuran para acoplarse de forma sellada.

5. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 1 , en donde la primera porción de alojamiento tiene una porción trasera y una porción angulosa.

6. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 5, en donde la porción trasera funciona como un tope para un diafragma.

7. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 5, en donde la porción angulosa se dimensiona y es angulosa para lograr una cantidad deseada de movimiento del diafragma.

8. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 1 , en donde la primera y segunda porciones de alojamiento son sustancialmente no porosas.

9. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 1 , en donde las porciones de alojamiento de aluminio forjado se hacen de un aluminio forjado que cumple con The American Society of Mechanical Engineers (ASME) standar SB247 CL.T4. 1 0. Un alojamiento de actuador sustancialmente no poroso, no ferroso para uso con una válvula, que comprende: una primera porción de alojamiento de aluminio que tiene un primer reborde alrededor del perímetro de la primera porción de alojam iento de a lu m i nio; una segunda porción de alojamiento de aluminio que tiene un segundo reborde alrededor del perímetro de la segunda porción de alojamiento de aluminio; por lo menos una abertura en cada uno del primer y segundo rebordes; y por lo menos un dispositivo de sujeción que acopla el primer y segundo rebordes vía sus aberturas respectivas, de modo que cuando las porciones de alojamiento de aluminio se acoplan, el alojamiento de actuador tiene un factor de seguridad de menos de aproximadamente dos. 1 1 . Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 1 0, en donde la primera porción de alojamiento de aluminio y la segunda porción de alojamiento de aluminio se elaboran de aluminio forjado. 12. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 1 1 , en donde el aluminio forjado cumple con The American Society of Mechanical Engineers (ASM E) standar SB247 CL.T4. 1 3. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 1 1 , en donde las porciones de alojamiento de aluminio incluyen bujes para alinear las porciones de alojamiento de aluminio con otras partes de la válvula. 14. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 1 0, en donde la primera y segunda porciones de alojamiento de aluminio se acoplan de forma sellada. 1 5. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 1 0, en donde la primera porción de alojamiento tiene una porción trasera y una porción angulosa. 16. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 1 5, en donde la porción trasera funciona como un tope para un diafragma . 17. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 1 5, en donde la porción angulosa se dimensiona y es angulosa para lograr una cantidad deseada de movimiento del diafragma. 18. Un alojamiento de actuador para alojar un diafragma y una placa de diafragma para el uso con una válvula, que comprende: una primera porción; un primer reborde alrededor de un perímetro de la primera porción; una seg unda porción ; un segundo reborde alrededor de un perímetro de la segunda porción; por lo menos una abertura en cada uno del primer y segundo rebordes; por lo menos un dispositivo de sujeción que acopla el primer y segundo rebordes vía sus aberturas respectivas; y en donde la forma y espesor de la primera y segunda porciones se configuran para perfilar estrechamente el diafragma y la placa de diafragma. 19. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 1 8, en donde la primera y segunda porciones y el primer y segundo rebordes tienen un espesor de y se elaboran de un material que, cuando el alojamiento se monta, proporciona al alojamiento un factor de seguridad de aproximadamente uno y de medio a uno. 20. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 18, en donde la primera porción adícionalmente incluye un primer buje, la segunda porción adicionalmente incluye un segundo buje, y el primer y segundo buje se elaboran de los mismos materiales que las porciones y rebordes. 21 . Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 20, en donde los bujes se configuran para facilitar la alineación del alojamiento con otras partes de válvula. 22. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 18, en donde la primera y segunda porciones se acoplan de forma sellada . 23. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 18, en donde la primera porción tiene una porción trasera y una porción angulosa. 24. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 23, en donde la porción trasera funciona como un tope para el diafragma. 25. Un alojamiento de actuador según lo definido en la reivindicación 23, en donde la porción angulosa se dimensíona y es angulosa para lograr una cantidad deseada de movimiento del diafragma.