Inventor: Emilio Casado Flores
Biografía:
Emilio Casado Flores. Fecha de nacimiento: 28 – Diciembre – 1948. Ingeniero Industrial especialidad de Técnicas Energéticas por la E.T.S.I.I. de Madrid. Experiencia profesional en los campos de petroquímica y centrales nucleares. Director de diferentes cursos sobre sistemas de fluidos mecánicos. Conferencias y cursos impartidos en el ICAI y CIEMA T sobre tecnología mecánica en el campo nuclear. Autor de diversas ponencias presentadas en las reuniones anuales de la SNE y de diferentes artículos técnicos sobre mecánica de fluidos e intercambio de calor publicados en las revistas Ingeniería Química, Energía y Power. Actualmente y desde hace varios años Jefe de Proyecto Mecánico de centrales nucleares PWR.
Invento:
La presente invención se refiere a un disco multiperforado plano como medio para controlar el paso de fluido en una válvula de mariposa convencional (manual o de control) con objeto de que la misma pueda posicionarse en ángulos muy cerrados de estrangulamiento, incluso 0°, lo que equivale al disco en posición vertical, presentando unos índices de cavitación muy inferiores a los de las válvulas con disco ciego y evitando por tanto las nefastas consecuencias de ruido, erosión, vibraciones y roturas que lleva aparejada la cavitación.
En las plantas industriales (centrales nucleares y térmicas, refinerías, petroquímicas, acerías, sementeras etc.) existen multitud de sistemas formados por tuberías y válvulas por las que circulan diferentes fluidos siendo el agua uno de los más comunes empleados generalmente como medio de refrigeración.
Para regular la circulación de estos fluidos se emplean mayoritariamente válvulas entre otros dispositivos posicionadas en situaciones de estrangulamiento (intermedias entre abierta y cerrada).
Dichas posiciones de estrangulamiento están limitadas en todos los tipos de válvulas a que no aparezca el fenómeno de cavitación que provoca serias consecuencias sobre el sistema.
En general para todos los modelos de válvulas y en particular para las de mariposa con disco ciego, existentes en el mercado, la máxima posición de estrangulamiento equivale a una apertura mínima de 25-30°. Para ángulos menores puede aparecer el fenómeno de la cavitación.
El autor, basado en su experiencia sobre estos fenómenos y en las pruebas realizadas por separado, con válvulas de mariposa de disco ciego y con orificios de restricción multiperforados, ha unido ambos dispositivos pasa desarrollar las ecuaciones que describen el comportamiento de una válvula de mariposa de disco multiperforado.
Como dispositivos de regulación de caudal con cierto parecido al objeto de este modelo de utilidad, están los orificios de restricción multiperforados, cuya posición es fija, desarrollados por el autor a partir de ensayos en la Central Nuclear de Almaraz, y cuyas ecuaciones y gráficos de comportamiento se han publicado en las revistas técnicas Power (USA) e Ingeniería Química (España) y objeto de una ponencia en la Sociedad Nuclear Española (reunión anual), así como las válvulas MONOVAR que constan de dos placas multiperforadas en posición vertical, una fija y otra deslizante que permite reducir el tamaño de los agujeros hasta cerrarlos completamente.
El inconveniente de estos dos sistemas es que los orificios de restricción, al no cambiar de posición permiten muy poca variación de caudal y las válvulas MONOVAR tienen uno índices de cavitación, al ir cerrándose los agujeros, superiores a los de las válvulas de mariposa de disco multiperforado.
El disco multiperforado, objeto de la invención, permite a la válvula posicionar su disco en 0°, que equivale a la posición de cierre máximo, sin que exista ruido ni cavitación en esta situación.
Al ir abriendo el disco, el agua no solo pasa por los bordes del mismo, como en las válvulas actuales de disco ciego, sino también por las perforaciones, de manera que el caudal se reparte entre los dos caminos variando con el ángulo de cierre, disminuyendo el de los bordes y aumentando el de las perforaciones, al ir cerrando el disco permitiendo así un rango de control completo, no como en las válvulas de disco ciego en las que no se puede posicionar el disco a menos de 25-30° de la apertura.
Las perforaciones se disponen de forma simétrica y su número y tamaño dependen del tamaño del disco y del caudal a controlar.
El disco va soldado solidariamente al eje que mueve el actuador (volante o motor eléctrico), pudiendo girar en planos verticales o entre un plano vertical y otro horizontal.
A la vista de las Figuras 1 y 2 puede observarse que el dispositivo consiste en un disco plano, pieza 1, al que va soldado un eje, pieza 3, que le comunica un sentido de giro, permitiendo mover el disco desde un plano vertical (posición de máximo cierre) a un plano horizontal (posición de máxima apertura).
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