AUTOMÁTICOS DESCRIPCIÓN

Sector de la técnica

La invención se refiere a una válvula de bola criogénica guiada, para la apertura y cierre del paso de un fluido (por ejemplo gas natural licuado) a través de una conducción en la cual el fluido está siendo transportado en condiciones de temperatura criogénicas.

Estado de la técnica

En el estado de la técnica se conoce la conducción o transporte de determinados tipos de fluidos a temperaturas criogénicas (es decir, a temperaturas entre -250 y -46°C), debido a que a dichas temperaturas se consiguen ciertas ventajas en el proceso de transporte que no se conseguirían a temperaturas superiores. Un ejemplo de este tipo de fluidos es el gas natural.

El gas natural es un gas utilizado generalmente en la sociedad como combustible, y que suele ser transportado y almacenado en estado líquido, bajo el cual se conoce como gas natural licuado (GNL). El motivo por el cual el gas natural se transporta o almacena en estado líquido es que en dicho estado líquido ocupa un volumen 600 veces menor que el volumen que ocupa en estado gaseoso. Como parte del proceso de licuado, el gas natural es sometido a un enfriamiento hasta una temperatura de -162°C para producir su paso a estado líquido. El GNL se transporta por tanto a una temperatura criogénica. Consecuentemente, los sistemas de conducción de GNL deben estar adaptados para funcionar correctamente a temperaturas criogénicas.

En particular, dentro de un sistema de conducción de GNL, las válvulas de apertura y cierre de paso de gas son elementos de elevada relevancia. Como cualquier válvula de apertura y cierre de paso de un fluido, estas válvulas deben poder alternar entre una posición totalmente abierta en la cual se permite el paso de gas a través de la válvula y una posición totalmente cerrada en la cual se impide o bloquea el paso de gas a través de la válvula. Generalmente, las válvulas de apertura y cierre de paso de gas en un sistema de conducción de GNL a temperatura criogénica son válvulas de bola. Una válvula de bola es una válvula provista de un cuerpo hueco cuya cavidad interior presenta dos conductos de entrada/salida que comunican la misma con el exterior del cuerpo y que permiten la entrada o la salida de gas. La válvula comprende además una bola giratoria dispuesta en la cavidad interior del cuerpo y entre ambos conductos de entrada/salida. La bola giratoria es en su mayoría maciza, y está provista de un conducto interior pasante que la atraviesa. Un sistema de accionamiento exterior (por ejemplo una palanca, un reductor, o un motor eléctrico o neumático) permite aplicar un par de giro y provocar la rotación de la bola, conociéndose como "par de maniobra" al par necesario para provocar la rotación de la bola y la operación de la válvula. En función de la posición rotacional de la bola giratoria, y por tanto del conducto interior pasante, con respecto a los conductos de entrada/salida del cuerpo, la válvula adopta dos principales modos de funcionamiento: un primer modo en el cual el conducto interior pasante de la bola giratoria queda alineado con los conductos de entrada/salida del cuerpo y comunicándolos, en cuyo caso la válvula se encuentra totalmente abierta permitiendo el paso de gas; y un segundo modo en el cual el conducto interior pasante queda completamente desalineado con respecto a dichos conductos de entrada/salida de manera que los conductos de entrada/salida quedan completamente incomunicados, en cuyo caso la válvula se encuentra totalmente cerrada impidiendo el paso de gas.

Una característica adicional de las válvulas de apertura y cierre de paso de gas en sistemas de conducción de GNL es que deben ser bidireccionales. Es decir, las válvulas han de ser capaces de funcionar (abrir y cerrar el paso de gas) independientemente del sentido de desplazamiento del gas, bien en un primer sentido desde un conducto de entrada/salida al otro o bien en el sentido contrario. Otra característica adicional de las válvulas de bola es el hecho de que la bola se encuentra apoyada en dos anillos de asiento, localizados respectivamente en la zona en la que cada conducto de entrada/salida de gas se abre a la cavidad interior del cuerpo. Los anillos de asiento y la bola se mantienen en contacto permanente, tanto cuando la bola está fija (con la válvula en posición abierta o cerrada) como cuando se encuentra girando con respecto a los anillos de asiento. Dicho contacto debe ser estanco cuando la bola esté totalmente abierta o totalmente cerrada.

En lo que respecta al guiado o mantenimiento de la posición de la bola en la cavidad interior de la válvula, existen dos tipos de válvulas de bola: las válvulas flotantes ("floating") y las válvulas guiadas ("trunnion"). En las válvulas flotantes, la bola giratoria se sostiene sobre los anillos de asiento, los cuales absorben los esfuerzos laterales que realiza la presión del fluido en los conductos de entrada/salida sobre la bola. El fuerte contacto de la bola giratoria con los anillos de asiento conlleva que entre ellos exista un elevado rozamiento, lo que produce que este tipo de válvulas presente un par de maniobra elevado. En las válvulas guiadas, en cambio, la bola giratoria es soportada en su eje vertical de rotación por unos muñones, los cuales absorben los esfuerzos laterales que realiza la presión del gas en los conductos de entrada/salida sobre la bola, por lo que dichos esfuerzos no se trasladan a los anillos de asiento y el par de maniobra de la válvula se mantiene bajo. Los anillos de asiento de las válvulas guiadas, por su parte, son flotantes porque deben garantizar la estanqueidad ante ligeros desplazamientos laterales residuales de la bola como consecuencia de la presión del fluido.

En general, el contacto entre la bola giratoria y los anillos de asiento debe cumplir exigentes requisitos de funcionamiento. Por una parte, como se ha mencionado, debe existir una estanqueidad entre los anillos de asiento y la bola giratoria que impida que se escape gas de forma indeseada entre la bola y los anillos de asiento cuando la válvula está totalmente abierta o totalmente cerrada. Al mismo tiempo, la bola giratoria debe ser capaz de girar con respecto a dichos anillos de asiento con relativa facilidad para que el sistema de accionamiento no deba realizar un esfuerzo excesivo para provocar el giro de la bola, ya que ello repercutiría negativamente en el par de maniobra de la válvula. Adicionalmente, en caso de una válvula guiada, el contacto entre los anillos de asiento y la bola debe ser relativamente flexible de manera que permita un cierto desplazamiento lateral del anillo de asiento ocasionado por la presión del fluido en el conducto de entrada/salida por el cual está entrando fluido, y al mismo tiempo se mantenga el contacto estanco de la bola contra ambos anillos de asiento cuando la válvula está totalmente abierta o totalmente cerrada. Dado que, en las extremas condiciones de trabajo criogénicas, algunos de estos requisitos son técnicamente contradictorios, el diseño de la estanqueidad de la bola contra los anillos de asiento constituye una compleja solución de compromiso. Así, a modo de ejemplo: en válvulas guiadas del estado de la técnica, la estanqueidad del contacto entre los anillos de asiento y la bola se consigue ajusfando la posición de dichos anillos de asiento por medio de una respectiva tuerca roscada que aprieta el anillo de asiento contra la bola. Este apriete para lograr la estanqueidad tiene como contrapartida el que provoca un aumento del rozamiento entre los anillos de asiento y la bola, causando que deban ejercerse mayores esfuerzos para girar la bola e impidiendo completamente el desplazamiento lateral de la bola. La ausencia de desplazamiento lateral de la bola es tanto que los muñones dejan de absorber los esfuerzos laterales y pasan a hacerlo los anillos de asiento; ello significa que la válvula guiada se comporta en realidad como una válvula flotante, no cumpliendo con sus especificaciones de funcionamiento como válvula guiada.

La invención tiene como objetivo un diseño de válvula de bola criogénica guiada en el que la estanqueidad entre la bola giratoria y los anillos de asiento se consiga de un modo alternativo a los conocidos en el estado de la técnica. En particular, se persigue conseguir una válvula que no presente el problema descrito anteriormente, consistente en que el par de maniobra de la válvula se ve indeseadamente elevado debido a un apriete excesivo de los anillos de asiento contra la bola. Otro objetivo de la invención es conseguir un diseño de válvula de bola criogénica guiada en la que la estanqueidad entre la bola giratoria y los anillos de asiento sea compatible con el hecho de que los anillos de asiento sean flotantes, como se corresponde con una válvula guiada. Es decir, se busca una válvula en la cual, en la práctica y encontrándose la válvula en funcionamiento, los anillos de asiento estén realmente flotantes.

Otra característica adicional de las válvulas de bola criogénicas es que comprenden un sistema de alivio para desalojar controladamente gas del interior de la válvula en caso de sobrepresión cuando la válvula se encuentra totalmente cerrada o totalmente abierta. La sobrepresión está relacionada con el hecho de que el GNL es una sustancia que se caracteriza por que presenta un volumen sumamente variable en función de la temperatura del gas, lo que significa que un pequeño aumento de temperatura del GNL provoca que su volumen aumente muy significativamente. Esta característica del GNL provoca riesgos de funcionamiento y segundad en las válvulas de bola criogénicas. Concretamente, cuando la válvula criogénica se encuentra totalmente cerrada o totalmente abierta, situaciones en las que el GNL que se encuentra dentro de la cavidad interior del cuerpo queda aislado, existe el riesgo de que dicho GNL aislado pueda aumentar ligeramente de temperatura, por ejemplo por no estar comunicado con GNL de la conducción. Un aumento ligero de temperatura conllevaría un abrupto aumento del volumen del GNL, provocando una sobrepresión que podría ocasionar la explosión de la válvula. Para evitar este riesgo, las válvulas de bola criogénicas deben presentar un sistema de alivio que permita una salida controlada de gas de la cavidad interior del cuerpo a un conducto de entrada/salida de gas del cuerpo de la válvula. Es decir, dicho sistema de alivio evita que la cavidad interior del cuerpo forme una cámara completamente estanca cuando la válvula está totalmente cerrada o totalmente abierta. Entonces, en caso de que el GNL que queda dentro de la cavidad interior del cuerpo incremente ligeramente su temperatura y produzca una sobrepresión, una parte de dicho GNL se evacuará por el sistema de alivio manteniéndose controlada la presión del GNL interior de la válvula. En el estado de la técnica se conocen diversos ejemplos de sistemas de alivio para controlar la sobrepresión que puede originarse en el interior de la bola cuando la válvula está totalmente cerrada o totalmente abierta. Por ejemplo, se conoce un sistema de alivio consistente en un estrecho orificio que comunica permanentemente la cavidad interior del cuerpo de la válvula con uno de los conductos de entrada/salida. Dicho orificio permite que no se cree una cámara estanca en el interior de la válvula, por lo que se elimina posibilidad de que se produzca un aumento de presión en el interior de la válvula.

La presente invención tiene como objetivo adicional ofrecer, en un modo de realización opcional de la invención, un sistema de alivio alternativo a los convencionales, que permita también desalojar gas localizado en la cavidad interior del cuerpo de una válvula de bola criogénica y eliminar por tanto el riesgo de sobrepresiones.

Descripción breve de la invención

Con el fin de cumplir al menos uno de los objetivos anteriores, se propone una válvula de bola criogénica guiada, para permitir la apertura y cierre del paso de un fluido (por ejemplo gas natural licuado) a lo largo de una tubería o conducción. La válvula comprende un cuerpo provisto de una cavidad interior, en la cual se dispone una bola giratoria con un conducto interior pasante, y de al menos dos conductos de entrada/salida de fluido dispuestos alrededor de respectivos ejes longitudinales y que comunican el exterior del cuerpo con la cavidad interior para permitir el flujo de un fluido en dirección longitudinal. Los conductos de entrada/salida quedan o no comunicados entre sí por el conducto interior pasante dependiendo de la posición rotacional de la bola. La válvula según la invención presenta la particularidad de que, en al menos un conducto de entrada/salida, se localiza un anillo de asiento longitudinalmente flotante entre la bola y el cuerpo. El anillo de asiento está delimitado por al menos cuatro bordes: un primer borde interior más próximo al eje longitudinal y más próximo a la bola, un primer borde exterior más alejado del eje longitudinal y más próximo a la bola, un segundo borde interior más próximo al eje longitudinal y más alejado de la bola, y un segundo borde exterior más alejado del eje longitudinal y más alejado de la bola. El anillo de asiento comprende un primer elemento de estanqueidad flexible, orientado hacia la bola, y que presenta una zona de contacto capaz de contactar de forma estanca con la bola. Dicha zona de contacto presenta un borde interior más próximo al eje longitudinal y un borde exterior más alejado del eje longitudinal. Además, el anillo de asiento comprende un segundo elemento de estanqueidad flexible, orientado hacia el cuerpo, y que presenta una primera zona de contacto y una segunda zona de contacto que contactan respectivamente con el resto del anillo de asiento y con el cuerpo impidiendo el paso de fluido en la dirección longitudinal. Adicionalmente, el área radial efectiva entre el segundo borde exterior y la segunda zona de contacto es mayor que el área radial efectiva entre el primer borde interior y el borde interior del primer elemento de estanqueidad. Con ello queda definido un anillo de asiento flotante con una superficie más próxima a la bola y una superficie opuesta más próxima al cuerpo sobre las que puede ejercer presión el fluido que se encuentra en el conducto de entrada/salida, con la particularidad de que la segunda superficie presenta una componente radial que es mayor que el componente radial de la primera, de manera que se produce un efecto pistón gracias al cual el propio fluido del conducto de entrada/salida empuja el anillo de asiento hacia la bola. Por tanto, este diseño de válvula de bola según la invención permite conseguir, estando la válvula totalmente abierta o totalmente cerrada, un sellado del anillo de asiento contra la bola que no es fijo sino dinámico, dado que depende de la presión del fluido en el conducto de entrada/salida de la válvula. A mayor presión, se produce un mayor desplazamiento del anillo de asiento contra la bola, reforzándose la estanqueidad. A menor presión, se reduce la presión del anillo de asiento contra la bola. En consecuencia, el apriete del anillo de asiento contra la bola no es siempre máximo, como ocurre en las válvulas de bola del estado de la técnica en las que el anillo de asiento es fijado muy ajustadamente contra la bola mediante una tuerca. Por tanto, la invención permite mantener controlado el par de maniobra de la válvula dentro de valores razonables, y conseguir una mejor maniobrabilidad de la bola y una mayor durabilidad de la válvula. En un modo de realización preferente, el área radial efectiva entre el segundo borde exterior del anillo de asiento y la primera zona de contacto del segundo elemento de estanqueidad es mayor que el área radial efectiva entre el primer borde exterior del anillo de asiento y el borde exterior del primer elemento de estanqueidad. Con ello se consigue que, cuando la presión del fluido en la cavidad interior de la bola es mayor que la presión en el conducto de entrada/salida del anillo de asiento en cuestión, es decir, cuando el fluido está entrando desde otro conducto de entrada/salida, el fluido de la cavidad interior consiga desplazar el anillo de asiento también contra la bola al igual que en el caso antenor. Por tanto, en este modo de realización preferente se, independientemente de por qué conducto de entrada/salida entre el fluido en la válvula, una estanqueidad igual de efectiva cuando la válvula se encuentra cerrada.

Descripción breve de las figuras Los detalles de la invención se aprecian en las figuras que se acompañan, no pretendiendo éstas ser limitativas del alcance de la invención:

- La Figura 1 muestra una vista en sección de un ejemplo de válvula de bola criogénica convencional.

- La Figura 2 muestra una vista en sección de un primer modo de realización de una válvula de bola criogénica según la invención.

- La Figura 3 muestra una vista ampliada de un detalle de la Figura 2.

- La Figura 4 muestra la vista de la Figura 3, en una situación en la cual entra fluido en la válvula a través del conducto de entrada/salida situado en el lado derecho de la válvula, según la posición de la Figura 2.

- La Figura 5 muestra la vista de la Figura 3, en una situación en la cual entra fluido en la válvula a través del conducto de entrada/salida situado en el lado izquierdo de la válvula, según la posición de la Figura 2.

- La Figura 6 muestra una vista en sección de un segundo modo de realización de una válvula de bola criogénica según la invención. - La Figura 7 muestra una vista ampliada de un detalle de la Figura 6, en una situación en la que se produce una sobrepresión en la cavidad interior de la válvula.

- La Figura 8 muestra una vista ampliada de un detalle de la Figura 6, en una situación en la cual entra fluido en la válvula a través del conducto de entrada/salida situado en el lado izquierdo de la válvula, según la posición de la Figura 6.

- La Figura 9 muestra una vista ampliada del segundo elemento de estanqueidad de la válvula de la Figura 2 en la situación de la Figura 3.

- La Figura 10 muestra una vista ampliada del segundo elemento de estanqueidad de la válvula de la Figura 2 en la situación de la Figura 4.

- La Figura 1 1 muestra una vista ampliada del segundo elemento de estanqueidad de la válvula de la Figura 2 en la situación de la Figura 5.

Descripción detallada de la invención La Figura 1 muestra una vista en sección de un ejemplo de válvula de bola criogénica conocida en el estado de la técnica. La válvula (1 ) representada es, en este caso, una válvula de entrada superior ("top entry", en inglés), aunque se conocen también válvulas de cuerpo dividido ("split body"). La válvula (1 ) comprende un cuerpo (2) provisto de una cavidad interior (3) y de dos conductos de entrada/salida (4, 5) que se extienden desde el exterior de la válvula (1 ) hasta la cavidad interior (3). Los conductos de entrada/salida están formados alrededor de un respectivo eje longitudinal (6, 7), y comunican el exterior del cuerpo (2) con la cavidad interior (3) para permitir el flujo de un fluido a través de la válvula (1 ) a lo largo de una dirección (d) longitudinal. Dentro de la cavidad interior (3) se localiza una bola (8), la cual está provista de un conducto interior pasante (9). La bola (8) es giratoria con respecto a un eje de giro (10), que en la disposición de la figura se encuentra en posición vertical. En función de la posición rotacional de la bola (8), el conducto interior pasante (9) puede adoptar diversas posiciones con respecto a los conductos de entrada/salida (4, 5). En una de dichas posiciones, el conducto interior pasante (9) queda alineado con los conductos de entrada/salida (4, 5) del cuerpo (2) permitiendo el paso de fluido (por ejemplo GNL) entre los conductos de entrada/salida (4, 5), en cuyo caso se dice que la válvula se encuentra abierta, o puede quedar completamente desalineado, es decir, dispuesto transversalmente con respecto a los conductos de entrada/salida (4, 5) e impidiendo el paso de fluido entre los conductos de entrada/salida (4, 5), en cuyo caso se dice que la válvula (1 ) se encuentra cerrada. En la figura se ha representado la válvula (1 ) en esta segunda posición, es decir, en posición cerrada, con el conducto interior pasante (9) dispuesto transversalmente. Generalmente, las posiciones de válvula abierta válvula cerrada coinciden con las posiciones extremas de la bola (8) en su recorrido giratorio alrededor del eje de giro (10). Los conductos de entrada/salida (4, 5) se corresponden con el interior hueco de dos porciones extremas (1 1 , 12) del cuerpo (2). A dichas porciones extremas (1 1 , 12) se ensamblarán respectivas líneas o conducciones de fluido, no representadas. Los conductos de entrada/salida (4, 5) son sustancialmente cilindricos. Se utiliza el término "sustancialmente" para contemplar que las paredes interiores cilindricas de los conductos puedan estar provistas o no de ciertos entrantes o salientes. En la parte más interior de dichos conductos de entrada/salida (4, 5), la válvula (1 ) comprende respectivos anillos de asiento (13, 14). Los anillos de asiento (13, 14) presentan una posición longitudinal ajustable -entendiéndose por longitudinal a la dirección indicada por la flecha (d)- mediante la regulación de respectivas tuercas (15, 16) conectadas a los anillos de asiento (13, 14) por medio de una unión roscada (17, 18). Las tuercas (15, 16) son longitudinalmente fijas, de forma que el giro de las mismas alrededor de los anillos de asiento (13, 14) provoca que los anillos de asiento (13, 14) se puedan fijar en diferentes posiciones longitudinales. Los anillos de asiento (13, 14) comprenden en sus zonas más próximas a la bola (8) una respectiva junta de estanqueidad (19, 20) que proporciona un punto de contacto estanco y teóricamente flexible con la bola (8) cuando las tuercas (15, 16) se han girado lo suficiente como para aproximar adecuadamente las juntas de estanqueidad (19, 20) a la bola (8). La válvula comprende además dos muñones (20, 21 ) que se acogen parcialmente en respectivas hendiduras practicadas en la zona superior y la zona inferior de la bola (8), de forma que la válvula (1 ) es del tipo conocido como válvula guiada. El muñón (21 ) localizado en la zona superior es el extremo de un eje (23) y está conectado a la bola (8) de forma no rotacional. Sobre dicho eje (23) actúa un sistema de accionamiento exterior, no representado, que permite aplicar un par de giro sobre dicho eje (23) y causar en consecuencia el giro de la bola (8). La válvula (1 ) de la figura comprende además un estrecho conducto de alivio (24) practicado en un anillo de asiento (13), que comunica la cavidad interior (3) del cuerpo (2) con un conducto de entrada/salida (4). Dicho conducto de alivio (24) sirve de zona de escape de fluido desde la cavidad interior (3) hacia el exterior cuando la válvula se encuentra en posición totalmente cerrada, tal como se muestra en la figura, o en posición totalmente abierta. Entonces, en caso de que la válvula se encuentre totalmente cerrada o totalmente abierta, la cavidad interior (3) está comunicada en todo momento con el conducto de entrada/salida (4) a través de dicho conducto de alivio (24).

El ejemplo de válvula (1 ) que se muestra en la figura presenta inconvenientes que han sido descritos en la descripción del estado de la técnica del presente documento. Principalmente, para que los anillos de asiento (13, 14) mantengan un contacto estanco contra la bola (8)deben ajustarse las tuercas (15, 16) de forma que los anillos de asiento (13, 14) aprieten notablemente contra la bola (8). Debido al gran apriete, en la práctica, este elevado apriete produce que los anillos de asiento (13, 14) queden totalmente bloqueados y por tanto no sean realmente flotantes. Ello provoca que sea necesario aplicar sobre el eje (23) un par de giro muy elevado para causar el giro de la bola (8).

La Figura 2 muestra una vista en sección de un primer modo de realización de una válvula de bola criogénica de acuerdo con la invención. Al igual que la válvula (1 ) de la figura anterior, la válvula (100) está provista de un cuerpo (101 ) provisto de una cavidad interior (102) y de dos conductos de entrada/salida (103, 104) sustancialmente cilindricos que se extienden desde el exterior de la válvula (100) hasta la cavidad interior (102). Los conductos de entrada/salida están formados alrededor de respectivo ejes longitudinales (105, 106), que en este modo de realización son coincidentes ya que los conductos de entrada/salida (103, 104) están en línea. Dichos conductos de entrada/salida (103, 104) comunican el exterior del cuerpo (101 ) con la cavidad interior (102) para permitir el flujo de un fluido a través de la válvula (100) a lo largo de una dirección (d) longitudinal, que en este caso coincide con los ejes longitudinales (105, 106). Dentro de la cavidad interior (102) se localiza una bola (107), la cual está provista de un conducto interior pasante (108). La bola (107) es giratoria con respecto a un eje de giro (109), que en la disposición de la figura se encuentra en posición vertical. En función de la posición rotacional de la bola (107), el conducto interior pasante (108) puede adoptar diversas posiciones con respecto a los conductos de entrada/salida (103, 104). En una de dichas posiciones, el conducto interior pasante (108) queda alineado con los conductos de entrada/salida (103, 104) del cuerpo (101 ) permitiendo el paso de fluido entre los conductos de entrada/salida (103, 104), en cuyo caso se dice que la válvula se encuentra totalmente abierta, o puede quedar completamente desalineado, es decir, dispuesto transversalmente con respecto a los conductos de entrada/salida (103, 104) e impidiendo el paso de fluido entre los conductos de entrada/salida (103, 104), en cuyo caso se dice que la válvula (100) se encuentra totalmente cerrada. En la figura se ha representado la válvula (100) en posición totalmente cerrada, con el conducto interior pasante (108) dispuesto transversalmente. La válvula (100) de la presente figura es también una válvula guiada, es decir, comprende dos muñones (1 10, 1 1 1 ) que se acogen parcialmente en respectivas hendiduras practicadas en la zona superior y la zona inferior de la bola (107), de forma que los muñones (1 10, 1 1 1 ) soportan los esfuerzos de la bola (107) como consecuencia de la presión del fluido cuando la válvula (100) se encuentra cerrada. El muñón (1 10) localizado en la zona superior es el extremo de un eje (1 12) y está conectado a la bola (107) de forma no rotacional. Sobre dicho eje (1 12) actúa un sistema de accionamiento exterior, no representado, que permite aplicar un par de giro sobre dicho eje (1 12) y causar en consecuencia el giro de la bola (107). La válvula (100) comprende dos anillos de asiento (1 13, 1 14), uno en el extremo interior de cada conducto de entrada/salida (103, 104), es decir, en el extremo del conducto que se desemboca en la cavidad interior (102) y se encuentra más próximo a la bola (107). El anillo de asiento

(1 13) situado en el conducto de entrada/salida (103) que se encuentra a la izquierda según la posición de la figura presenta un diseño similar al diseño convencional de los anillos de asiento de la válvula (1 ) de la Figura 1 , ya que presenta una posición longitudinal ajustable mediante la regulación de una tuerca (1 15) longitudinalmente fija y conectada al anillo de asiento (1 13) por una unión roscada (1 16); sin embargo, en este caso el roscado de la tuerca (1 15) está limitado por un tope mecánico, no visible en la figura, para apretar un muelle (1 15a) hasta una posición de trabajo ideal que mantiene el anillo de asiento (1 13) en una posición dinámica. El anillo de asiento (1 13) comprende en su zona más próxima a la bola (107) una junta de estanqueidad (1 17) que proporciona un punto de contacto estanco y flexible con la bola (107). Al igual que en la válvula convencional de la figura anterior, además, el anillo de asiento (1 13) presenta un estrecho conducto de alivio (1 18) que sirve para mantener comunicada la cavidad interior (102) con el conducto de entrada/salida (103) evitando así que la cavidad interior (102) forme una cavidad estanca en la que puedan producirse sobrepresiones.

Es en el conducto de entrada/salida (104) opuesto, es decir, situado en el lado derecho de la válvula (100) según la disposición de la figura, donde pueden apreciarse las novedades según la invención. Por una parte, el anillo de asiento (1 14) asociado al conducto de entrada/salida (104) situado en el lado derecho entre la bola (107) y el cuerpo (101 ) es flotante. Por "flotante" se entiende que el anillo de asiento (1 14) es móvil o dinámico en la dirección (d) longitudinal correspondiente a la dirección de desplazamiento del fluido, en cualquiera de los dos sentidos de desplazamiento (de derecha a izquierda o de izquierda a derecha, según la posición de la figura). Además, el anillo de asiento

(1 14) comprende un primer elemento de estanqueidad (1 19) y un segundo elemento de estanqueidad (120). El primer elemento de estanqueidad (1 19) se encuentra dispuesto hacia la bola (107) para proporcionar un contacto estanco con la bola (107), como se verá más adelante; a su vez, el segundo elemento de estanqueidad (120) se encuentra orientado hacia el cuerpo (101 ) para proporcionar un contacto estanco entre el anillo de asiento (1 14) y el cuerpo (101 ). Entre el anillo de asiento (1 14) y el cuerpo (101 ) se dispone además un muelle (121 ) que pre-tensiona el anillo de asiento (1 14) hacia la bola (107).

El segundo elemento de estanqueidad (120) del presente modo de realización está formado por dos componentes de estanqueidad (300, 320), los cuales se muestran en detalle en la Figura 9. Los componentes de estanqueidad (300, 320) son ¡guales entre sí, y se encuentran colocados de forma enfrentada o simétrica. Cada componente de estanqueidad (300, 320) comprende una junta (301 , 321 ) anular con sección en forma aproximada de U, incluyendo una pared exterior (302, 322), una pared interior (303, 323) y una base (304, 324) entre las cuales se delimita un espacio interior (305, 325). La junta (301 , 321 ) está fabricada de un material elástico, por ejemplo de un polímero con base de PTFE (teflón) opcionalmente reforzado. Las paredes exteriores (302, 322) de la junta (301 , 321 ) terminan en un labio exterior (306, 326). De manera similar, las paredes interiores (303, 323) de la junta terminan en un labio interior (307, 327). Para conseguir la estanqueidad entre el cuerpo (101 ) y el anillo de asiento (1 14), los labios exteriores (306, 326) contactan con el cuerpo (101 ) mientras que los labios interiores (307, 327) contactan con el anillo de asiento (1 14). Para que los labios (306, 326; 307, 327) estén siempre en contacto tanto con el anillo de asiento (1 14) como con el cuerpo (101 ), los componentes de estanqueidad (300, 320) presentan además un respectivo muelle interior (308, 328) que empuja en sentidos opuestos a los labios (306, 326, 307, 327), tendiendo a abrirlos. El muelle interior (308, 328) puede presentar diversas formas tales como una sección en "V", una configuración en espiral o cualquier otra geometría que empuje los labios de la manera descrita. En el espacio interior (305, 325) se aloja además un refuerzo interior (309, 329) anular, que rellena sustancialmente dicho espacio y además presenta una porción sobresaliente extrema (310, 330). El refuerzo interior (309, 329) puede estar fabricado por ejemplo de metales tales como acero inoxidable, Inconel, elgiloy, etc., o de un polímero de altas propiedades mecánicas tal como PEEK.

Las juntas (301 , 321 ) presentan la particularidad de que únicamente proporcionan un sellado cuando la presión incide desde el lado de la junta opuesto a la base (304, 324). De acuerdo con la invención, se colocan las juntas (301 , 321 ) en la citada forma simétrica, de manera que las bases (304, 324) contactan y los espacios interiores (305, 325) se extienden en sentidos opuestos. Con referencia nuevamente a la válvula (100) de la Figura 2, la

Figura 3 muestra una vista ampliada de dicha Figura 2, correspondiente a la zona superior derecha de la bola (107). Como puede observarse, el anillo de asiento (1 14) longitudinalmente flotante comprende un primer borde interior (122) más próximo al eje longitudinal (106) y más próximo a la bola (107), un primer borde exterior (123) más alejado del eje longitudinal (106) y más próximo a la bola (107), un segundo borde interior (124) más próximo al eje longitudinal (106) y más alejado de la bola (107), y un segundo borde exterior (125) más alejado del eje longitudinal (106) y más alejado de la bola (107). Por su parte, el primer elemento de estanqueidad (1 19) flexible presenta a su vez una zona de contacto (126) capaz de contactar de forma estanca con la bola (107); dicha zona de contacto (126) presenta un borde interior (127) más próximo al eje longitudinal (106) y un borde exterior (128) más alejado del eje longitudinal (106). A su vez, el segundo elemento de estanqueidad (120) flexible presenta una primera zona de contacto (129) que contacta de forma estanca con el resto del anillo de asiento (1 14), impidiendo el paso de fluido en dirección (d) longitudinal, y una segunda zona de contacto (130) que contacta con el cuerpo (101 ) también de forma estanca e impidiendo el paso de fluido en la dirección (d) longitudinal. De acuerdo con la invención, además, el área radial efectiva (S1 ) entre el segundo borde interior (124) y la segunda zona de contacto (130) es mayor que el área radial efectiva (S2) entre el primer borde interior (122) y el borde interior (127) del primer elemento de estanqueidad (1 19). Por área radial efectiva se entiende el área de la componente radial de una superficie determinada (entendiéndose como dirección radial la dirección perpendicular a la dirección (d) longitudinal). Por ejemplo, en caso de una superficie radial (131 ), el área radial efectiva coincide con el área real de dicha superficie radial (131 ). En cambio, en caso de una superficie oblicua (132), el área radial efectiva es la parte proporcional del área real de dicha superficie oblicua (132) que se encuentra en dirección radial, o lo que es lo mismo, el área real de dicha pared oblicua (132) multiplicada por el seno del ángulo que dicha superficie oblicua (132) forma con la dirección (d) longitudinal. En el caso de una superficie curva (133), el área real efectiva se puede realizar, por ejemplo, descomponiendo la superficie curva (133) en partes y aproximando cada parte a una superficie oblicua que forma un ángulo diferente con respecto a la dirección (d) longitudinal, y realizando el cálculo separadamente para cada una de las partes.

La Figura 4 muestra la válvula (100) anterior en funcionamiento, en una situación en la cual la válvula (100) está cerrada y el fluido está entrando por el conducto de entrada/salida (104) del lado derecho de la válvula, en el sentido indicado por la flecha (P). En esta situación, el fluido ejerce una presión sobre distintas zonas del anillo de asiento (1 14), que da lugar a que se generen distintas fuerzas. Por una parte, debido al hecho de que el anillo de asiento (1 14) es flotante, el fluido entra a la zona entre el segundo borde interior (124) del anillo de asiento (1 14) y la segunda zona de contacto (130) del segundo elemento de estanqueidad (120). La presión producida por el fluido genera unas fuerzas (representadas con flechas que apuntan hacia la izquierda) sobre la superficie entre dicho segundo borde interior (124) y dicha segunda zona de contacto (130), que tienden a desplazar al anillo de asiento (1 14) flotante hacia la bola (107). Por otra parte, el fluido también penetra en el espacio entre la bola (107) y el anillo de asiento (1 14), hasta el borde interior (127) del primer elemento de estanqueidad (1 19). La presión producida por dicho fluido genera unas fuerzas (representadas con flechas que apuntan hacia la derecha) sobre la superficie del anillo de asiento (1 14) entre el primer borde interior (122) y el borde interior (127) del primer elemento de estanqueidad (1 19); dichas fuerzas tienden a separar al anillo de asiento (1 14) flotante de la bola (107). Dado que, de acuerdo con la invención, el área radial efectiva (S1 ) entre el segundo borde interior (124) y la segunda zona de contacto (130) es mayor que el área radial efectiva (S2) entre el primer borde interior (122) y el borde interior (127) del primer elemento de estanqueidad (1 19), la resultante de las fuerzas hacia la bola (107) es mayor que la resultante de las fuerzas contrarias, lo cual produce que el anillo de asiento (1 14) se vea automáticamente desplazado contra la bola (107), consiguiendo la estanqueidad. En consecuencia, la invención permite que el anillo de asiento (1 14) se ajuste de forma dinámica contra la bola (107), sin que sea necesario apretar rígidamente el anillo de asiento contra la bola como ocurría en el las válvulas convencionales. A mayores presiones de fluido en el conducto de entrada/salida (104) por el que entra el fluido, mayor será el empuje del anillo de asiento (1 14) contra la bola (107), y viceversa, lo que significa que la estanqueidad será siempre óptima sin necesidad de que el anillo de asiento (1 14) siempre presente un apriete máximo contra la bola (107). En la instalación de la válvula (100) no es necesario apretar el anillo de asiento (1 14) contra la bola (107) sino que el muelle (121 ) ejerce el tensionado inicial suficiente; entonces, cuando se pone en funcionamiento y se produce un aumento de presión del fluido, es la propia presión del fluido quien provoca que el sellado se adapte a dicha presión. Este carácter adaptativo del sellado entre el anillo de asiento (1 14) y la bola (107) permite optimizar por tanto el par de maniobra de la válvula (100).

La Figura 10 muestra una vista ampliada del segundo elemento de estanqueidad (120) del presente modo de realización, en la situación de la Figura 4. En esta situación, la primera zona de contacto (129), es decir, la zona de contacto estanco entre el segundo elemento de estanqueidad (120) y el anillo de asiento (1 14) se encuentra localizada en el labio interior (327) del componente de estanqueidad (320) dispuesto a la derecha según la posición de la figura, o lo que es lo mismo, dispuesto más alejado de la bola (107). A su vez, la segunda zona de contacto (130), es decir, la zona de contacto estanco entre el segundo elemento de estanqueidad (120) y el cuerpo (101 ) se encuentra localizada en el labio exterior (326) del citado componente de estanqueidad (320).

Con referencia nuevamente a la Figura 4, el muelle (121 ) permite conseguir el cierre o estanqueidad entre el anillo de asiento (1 14) y la bola (107) a muy baja presión, es decir, cuando la presión del fluido no es la suficiente como para desplazar el anillo de asiento (1 14) contra la bola (107). Ello permite que se produzca el contacto entre la zona de contacto (126) y la bola (107) en ausencia de presión, y que se generen por tanto las superficies cuyas áreas radiales efectivas (S1 , S2) cumplen la relación indicada en el párrafo anterior. Entonces, a medida que aumenta la presión del fluido, el anillo de asiento (1 14) se asienta contra la bola (107) correctamente gracias a dicha relación entre S1 y S2 (es decir, gracias a que S1 es mayor que S2), y se mantiene correctamente el comportamiento dinámico del anillo de asiento (1 14). Una vez que existe presión en la válvula (100), el muelle (121 ) contribuye a que la resultante de las fuerzas hacia la bola (107) sea mayor que la resultante de las fuerzas contrarias, y por tanto contribuye a mantener la estanqueidad.

En la válvula (100) del presente modo de realización, los anillos de asiento (1 13, 1 14) proporcionan estanqueidad a través de las juntas de estanqueidad (1 17, 1 19), dentro de los límites elásticos de las juntas y sin que el contacto sea tan fuerte como para que los anillos de asiento (1 13, 1 14) pasen a soportar los esfuerzos laterales de la bola (107). Por tanto, se garantiza además que los esfuerzos laterales sean efectivamente soportados solamente por los muñones (1 10, 1 1 1 ) de sujeción de la bola y no por los anillos de asiento (1 13, 1 14), y que la válvula (100) se comporte efectivamente como una válvula guiada. Esto no ocurre en la válvula (1 ) del estado de la técnica, representada en la Figura 1 ; en dicha válvula (1 ), el hecho de que los anillos de asiento (13, 14) deban ser apretados fuertemente contra la bola (8) para garantizar una estanqueidad correcta cuando la válvula (1 ) está cerrada provoca que los anillos de asiento (13, 14) terminen bloqueados y soportando los esfuerzos laterales de la bola (8), haciendo que la válvula (1 ) se comporte, rigurosamente hablando, como una válvula flotante más que como una válvula guiada.

La Figura 5 muestra la válvula (100) anterior en otra situación en la cual la válvula está cerrada y el fluido está entrando por el conducto de entrada/salida (104) del lado izquierdo de la válvula, como indica la flecha (P). Preferentemente, el área radial efectiva (S3) entre el segundo borde exterior (125) y la primera zona de contacto (129) es mayor que el área radial efectiva (S4) entre el primer borde exterior (123) y el borde exterior (128) del primer elemento de estanqueidad (1 19). Entonces, cuando entra el fluido por el conducto de entrada/salida (103) del lado izquierdo (según la posición de la Figura 2), el fluido pasa hacia la cavidad interior (102) por dos vías: por una parte, el fluido pasa entre el anillo de asiento (1 13) y el cuerpo (101 ), al no existir ningún elemento de estanqueidad que lo impida; por otra parte, el fluido penetra en la cavidad interior (102) por el conducto de alivio (1 18). Desde el espacio interior (102), el fluido entra entre la bola (107) y el anillo de asiento (1 14), hasta el borde exterior (128) del primer elemento de estanqueidad (1 19). La presión producida por dicho fluido genera unas fuerzas (representadas con flechas que apuntan hacia la derecha) sobre la superficie entre el primer borde exterior (123) y el borde exterior (128) del primer elemento de estanqueidad (1 19) que tienden a separar al anillo de asiento (1 14) flotante de la bola (107). A su vez, debido a que el anillo de asiento (1 14) es flotante, el fluido también penetra en el espacio entre el anillo de asiento (1 14) y el cuerpo (101 ), hasta la primera zona de contacto (129) del segundo elemento de estanqueidad (120). La presión producida por dicho fluido genera unas fuerzas (representadas con flechas que apuntan hacia la izquierda) sobre la superficie entre el segundo borde exterior (125) y la primera zona de contacto (129) del segundo elemento de estanqueidad (120) que tienden a empujar al anillo de asiento (1 14) flotante contra la bola (107). Debido a que el área radial efectiva (S3) entre el segundo borde exterior (125) y la primera zona de contacto (129) es mayor que el área radial efectiva (S4) entre el primer borde exterior (123) y el borde exterior (128) del primer elemento de estanqueidad (1 19), la resultante de las fuerzas hacia la bola (107) es mayor que la resultante de las fuerzas contrarias, lo cual produce que el anillo de asiento (1 14) se vea automáticamente desplazado contra la bola (107) al igual que ocurría en la situación de la Figura 4. En consecuencia, en este modo de realización se consigue que la estanqueidad en situación de válvula totalmente cerrada o totalmente abierta sea proporcionada siempre por los mismos elementos -el primer elemento de estanqueidad (1 19) y el segundo elemento de estanqueidad (120) situados en el anillo de asiento (1 14) del conducto de entrada/salida (104) del lado derecho de la válvula (100)-, independientemente de por cuál de los conductos de entrada/salida (103, 104) penetre el fluido en la válvula. Esto significa que la válvula (100) de acuerdo con la invención no tiene ningún lado preferencial, es decir, que consigue una estanqueidad en el cierre idéntica y total para cualquier sentido de entrada del fluido.

La Figura 1 1 muestra una vista ampliada del segundo elemento de estanqueidad (120) del presente modo de realización, en la situación de la Figura 5. En esta situación, la primera zona de contacto (129), es decir, la zona de contacto estanco entre el segundo elemento de estanqueidad (120) y el anillo de asiento (1 14) se encuentra localizada en el labio interior (307) del componente de estanqueidad (300) dispuesto a la izquierda según la posición de la figura, o lo que es lo mismo, dispuesto más próximo a la bola (107). A su vez, la segunda zona de contacto (130), es decir, la zona de contacto estanco entre el segundo elemento de estanqueidad (120) y el cuerpo (101 ) se encuentra localizada en el labio exterior (306) del citado componente de estanqueidad (320).

Opcionalmente, como se aprecia en las Figuras 4 y 5, el segundo elemento de estanqueidad (120), que se encuentra alojado en un espacio (134) delimitado entre el anillo de asiento (1 14) y el cuerpo (101 ), presenta la particularidad de ser móvil a lo largo de la dirección (d) dentro de dicho espacio (134). Ello permite conseguir la estanqueidad independientemente de desde dónde venga el fluido y que la misma presión desplace el elemento de estanqueidad (120) (dependiendo del sentido del fluido) hasta que haga tope, o bien contra el cuerpo (101 ), o bien contra el anillo de asiento (1 14), sin que se deteriore dicho elemento de estanqueidad (120) y manteniendo sus características mecánicas.

Por ejemplo, en la situación de las Figuras 4 y 10, mientras el componente de estanqueidad (320) cierra estancamente, la porción sobresaliente extrema (310) del otro componente de estanqueidad (300) contacta contra la pared del anillo de asiento (1 14) evitando que así lo haga la junta (301 ) de dicho componente de estanqueidad (300) y por tanto protegiendo dicha junta (301 ) y el correspondiente muelle interior (308). De forma análoga, en la situación de las Figuras 5 y 1 1 , mientras el componente de estanqueidad (300) cierra estancamente, la porción sobresaliente extrema (330) del otro componente de estanqueidad (320) contacta contra la pared del cuerpo (101 ) evitando que así lo haga la junta (321 ) de dicho componente de estanqueidad (320) y por tanto protegiendo dicha junta (321 ) y el correspondiente muelle interior (328). En resumen, puede observarse que con la estratégica colocación enfrentada de ambos componentes de estanqueidad (300, 320) se consigue la funcionalidad de sellado deseada y una elevada durabilidad utilizándose unos componentes relativamente sencillos.

La Figura 6 muestra una vista en sección de un segundo modo de realización de la invención. Al igual que en el modo de realización antenor, se trata de una válvula (200) de bola criogénica que comprende un cuerpo (201 ) provisto de una cavidad interior (202), en la cual se dispone una bola (203) giratoria con un conducto interior pasante (204). La válvula (200) comprende además dos conductos de entrada/salida (205a, 205b) de fluido dispuestos alrededor de respectivos ejes longitudinales (206a, 206b) y que comunican el exterior del cuerpo (201 ) con la cavidad interior (202) para permitir el flujo de un fluido en dirección (d) longitudinal, donde los conductos de entrada/salida (205a, 205b) quedan o no comunicados entre sí por el conducto interior pasante (204) dependiendo de la posición rotacional de la bola (203). El presente modo de realización cuenta con anillos de asiento (207a, 207b) según la invención, es decir, dispuestos longitudinalmente flotantes entre la bola (203) y el cuerpo (201 ), en ambos conductos de entrada/salida (205a, 205b) -a diferencia del modo de realización antenor, que comprendía sólo un anillo de asiento según la invención, localizado en el lado derecho de la válvula (100)-. Cada anillo de asiento (207a, 207b) comprende un primer elemento de estanqueidad (208a, 208b), un segundo elemento de estanqueidad (209a, 209b) y un muelle (210a, 210b) de pre-tensión. Nótese que el muelle (210b) es de tipo helicoidal a diferencia del resto de muelles representados en este documento, no siendo esta diferencia relevante para la presente invención. La Figura 7 permite observar con detalle el anillo de asiento (207a) situado en el lado izquierdo de la figura. Al igual que el anillo de asiento del lado derecho de la válvula, este anillo de asiento (207a) del lado izquierdo comprende un primer borde interior (21 1 ) más próximo al eje longitudinal (206a) y más próximo a la bola (203), un primer borde exterior (212) más alejado del eje longitudinal (206a) y más próximo a la bola (203), un segundo borde interior (213) más próximo al eje longitudinal (206a) y más alejado de la bola (203), y un segundo borde exterior (214) más alejado del eje longitudinal (206a) y más alejado de la bola (203). El primer elemento de estanqueidad (1 19) presenta igualmente una zona de contacto (215), la cual está delimitada por un borde interior (216) y un borde exterior (217). El segundo elemento de estanqueidad (209a) presenta igualmente una primera zona de contacto (218) y una segunda zona de contacto (219) que contactan respectivamente con el resto del anillo de asiento (207a) y con el cuerpo (201 ) impidiendo el paso de fluido en la dirección (d) longitudinal. También al igual que en el modo de realización anterior, el área radial efectiva (S1 ) entre el segundo borde interior (213) y la segunda zona de contacto (219) es mayor que el área radial efectiva (S2) entre el primer borde interior (21 1 ) y el borde interior (216) del primer elemento de estanqueidad (208a). A diferencia del modo de realización de las Figuras 2 a 5, el anillo de asiento (207a) comprende además un tercer elemento de estanqueidad (220) flexible. Dicho tercer elemento de estanqueidad (220) está provisto de una primera zona de contacto (221 ), que contacta estancamente con el resto del anillo de asiento (207) impidiendo el paso de fluido en dirección longitudinal (d), y de una segunda zona de contacto (222), que contacta estancamente con el cuerpo (201 ) impidiendo el paso de fluido en dirección longitudinal (d). En el presente modo de realización, además, el área radial efectiva (S4) entre el primer borde exterior (212) y el borde exterior (217) del primer elemento de estanqueidad (208a) es mayor que el área radial efectiva (S5) entre el segundo borde exterior (214) y la primera zona de contacto (221 ) del tercer elemento de estanqueidad (220). Ello permite dotar a la válvula (200) de un novedoso sistema de alivio ante posibles sobrepresiones en la cavidad interior (202) cuando la válvula (200) está totalmente cerrada, como en la figura, o totalmente abierta. Así, en caso de producirse una sobrepresion, indicada esquemáticamente por la flecha (P), el fluido de la cavidad interior (202) ejerce una presión sobre el anillo de asiento (207a) desde el primer borde exterior (212) hasta el borde exterior (217) del primer elemento de estanqueidad (208a), correspondiente al área radial efectiva (S4); al mismo tiempo, el fluido penetra entre el cuerpo (201 ) y el anillo de asiento (207a) y ejerce una presión sobre el anillo de asiento (207a) desde el segundo borde exterior (214) hasta la primera zona de contacto (221 ) del tercer elemento de estanqueidad (220), correspondiente al área radial efectiva (S5). Asimismo, el muelle (210) está ejerciendo una fuerza sobre el anillo de asiento (207a) contra la bola (203). Dado que el área radial efectiva (S4) es sensiblemente mayor que el área radial efectiva (S5), pero teniendo en cuenta también que el muelle (210a) ejerce una fuerza no despreciable (de hecho, la fuerza que ejerce el muelle es proporcional a la clase de la válvula, es decir, a mayor presión de trabajo el muelle estará diseñado más robusto para que realice mayor fuerza), la resultante de las fuerzas empuja ligeramente al anillo de asiento (207a) hacia la bola (203). Sin embargo, si la presión continúa aumentando y llega un momento que la fuerza resultante de la diferencia de áreas efectivas (S4-S5) es mayor que la fuerza que ejerce el muelle (210a), la componente resultante cambia de sentido desplazando al anillo de asiento (207a) hasta que separa ligeramente durante un instante del primer elemento de estanqueidad (208a), comunicando la cavidad interior (202) con el conducto de entrada/salida (205a), y por lo tanto, equilibrando la presión de ambas cavidades (202, 205a). Al equilibrarse otra vez la presión, la fuerza del muelle (210a) vuelve a empujar al anillo de asiento (207a) contra la bola (203), volviendo a conseguirse la estanqueidad en el primer elemento de estanqueidad (208a). Es decir, la invención proporciona un sistema de alivio de sobrepresiones adaptativo al grado de sobrepresión existente, y por tanto muy eficaz y seguro. La Figura 8 muestra la válvula (200) de la figura anterior en una situación en la cual el fluido se encuentra entrando en la válvula (200) por el conducto de entrada/salida (205a) del lado izquierdo, tal como indica la flecha (P). En esta situación, el fluido ejerce una presión sobre distintas zonas del anillo de asiento (207a), que da lugar a que se generen distintas fuerzas. Por una parte, debido al hecho de que el anillo de asiento (207a) es flotante, el fluido entra en la zona entre el segundo borde interior (213) del anillo de asiento (207a) y la segunda zona de contacto (219) del segundo elemento de estanqueidad (209a). La presión producida por el fluido genera unas fuerzas (representadas con flechas que apuntan hacia la derecha) sobre la superficie entre dicho segundo borde interior (213) y dicha segunda zona de contacto (219), que tienden a desplazar al anillo de asiento (207a) flotante hacia la bola (203). Por otra parte, el fluido también penetra en el espacio entre la bola (203) y el anillo de asiento (207a), hasta el borde interior (216) del primer elemento de estanqueidad (208a). La presión producida por dicho fluido genera unas fuerzas (representadas con flechas que apuntan hacia la izquierda) sobre la superficie entre el primer borde interior (21 1 ) y el borde interior (216) del primer elemento de estanqueidad (208a) que tienden a separar al anillo de asiento (207a) flotante de la bola (203). Debido a que el área radial efectiva (S1 ) entre el segundo borde interior (213) y la segunda zona de contacto (219) es mayor que el área radial efectiva (S2) entre el primer borde interior (21 1 ) y el borde interior (216) del primer elemento de estanqueidad (208a), la resultante de las fuerzas hacia la bola (203) es mayor que la resultante de las fuerzas contrarias, lo cual produce que el anillo de asiento (207a) se vea automáticamente desplazado contra la bola (203) consiguiendo la estanqueidad. A esta fuerza resultante contribuye la fuerza de pre-tensión que ejerce el muelle (210a) que empuja al anillo de asiento (207a) contra la bola (203). De este manera, en este segundo modo de realización se puede apreciar una primera deferencia sustancial con respecto al primer modo de realización: en este segundo modo de realización el fluido procedente del conducto de entrada/salida (205a) no entra en la cavidad interior (202) y por lo tanto tampoco alcanza el anillo de asiento (207a) del lado derecho de la válvula (200), evitando que trabajen los elementos de estanqueidad (208b, 209b) de dicho lado derecho. Ello permite dotar a la válvula (200) de una doble segundad de cierre en caso de que el fluido penetre por el conducto de entrada/salida (205a) situado en el lado izquierdo: así, cuando viene el fluido por la izquierda cerrará el anillo de asiento (207a) del lado izquierdo, pero si por alguna inesperada razón fallase en su estanqueidad, pasaría el fluido a la cavidad interior (202) y entonces trabajaría el anillo de asiento (207b) del lado derecho, funcionando de la misma manera que en el primer modo de realización. Esto quiere decir que este segundo modo de realización tiene un sentido preferencial y otro sentido no preferencial. El sentido preferencial es de izquierda a derecha, según la Figura 6, porque pueden trabajar potencialmente dos elementos de estanqueidad (208a, 208b), primero el elemento de estanqueidad (208a) del lado izquierdo y si éste fallara entonces el elemento de estanqueidad (208b) del lado derecho. El sentido no preferencial es de derecha a izquierda, ya que solamente trabaja el elemento de estanqueidad (208b) del lado derecho, debido a la presencia del tercer elemento de estanqueidad (220), destinado a proporcionar la funcionalidad de alivio, en el lado izquierdo (funcionalidad explicada en la Figura 7).

Una ventaja adicional de la invención es que el alivio de la sobrepresión del fluido del interior de la válvula (100, 200) siempre se realiza mediante el anillo de asiento (1 13, 207a) situado en el lado opuesto al anillo de asiento (1 14, 207b) que realiza el cierre, por lo que se puede controlar en todo momento el lado en el que va a aliviar la válvula (100, 200). Ello permite montar la válvula (100, 200) según convenga, es decir, pudiendo seleccionar si se desea que la válvula (100, 200) alivie hacia aguas arriba o hacia aguas abajo de la conducción.

La invención contempla modos de realización alternativos a los representados en las figuras. Por ejemplo, en lo que respecta a los elementos de estanqueidad mencionados en el presente documento, estos pueden estar realizados en forma de juntas de estanqueidad simples (como se ha representado), combinaciones de dos o más juntas de estanqueidad consecutivamente dispuestas, dispuestas separadamente u otras realizaciones equivalentes. Se contempla además que las juntas de estanqueidad puedan ser íntegramente flexibles, parcialmente flexibles, estar formadas de un núcleo no flexible y un componente flexible exterior, o cualquier otra configuración equivalente que permita cerrar un paso de un fluido de forma estanca.

Se contempla también que los anillos de asiento puedan ser piezas únicas o bien conjuntos de varias piezas, o que la válvula pueda comprender más de un anillo de asiento en cada conducto de entrada/salida. En otro ejemplo, se contempla que los conductos de entrada/salida no estén necesariamente alineados de manera que la dirección (d) longitudinal sea necesariamente recta. Es decir, la válvula podrá presentar conductos de entrada/salida desalineados (por ejemplo, formando un codo).

Se contempla también que la válvula pueda disponer de más de dos conductos de entrada/salida.

Se contempla asimismo que las superficies cuyas áreas radiales efectivas (S1 , S2, S3, S4, S5) han sido descritas en este documento presenten cualquier geometría: plana y radial, plana y oblicua, curva (por ejemplo esférica), combinaciones de las mismas, etc.

La invención es aplicable en válvulas de diferente concepto constructivo. Por ejemplo, la invención es aplicable tanto en válvulas de entrada superior ("top entry"), como por ejemplo la válvula de la Figura 2, como en válvulas de cuerpo dividido ("split body"), como por ejemplo la válvula de la Figura 6. Asimismo, la invención es aplicable a válvulas con diferentes tipos de muelles o de elementos de compresión y/o empuje.

Se contempla también que la válvula pueda disponer de más de un cuerpo y/o que cada cuerpo pueda disponer de más de una cavidad interior provista de una bola giratoria.