BR112015022397B1

BR112015022397B1 - Válvula de purgação de gás

Info

Publication number: BR112015022397B1
Application number: BR112015022397-4A
Authority: BR
Inventors: Itzhak Ogen
Original assignee: A.R.I. Flow Control Accessories Ltd
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2022-02-22
Also published as: CN105026811B; PE20160586A1; CA2902394A1; RU2015143451A; CU24318B1; AU2014229208B2; WO2014141254A1; CU20150111A7; DK2971898T3; PT2971898T; US20160003368A1; MX2015011330A; AU2014229208A1; ZA201507524B; RU2659705C2; CA2902394C; PL2971898T3; NZ711212A; US9958077B2; ES2681423T3

Abstract

VÁLVULA DE PURGAÇÃO DE GÁS Trata-se de uma válvula de purgação de gás (20) que compreende um alojamento (22) configu-rado com uma câmara de boia (40) que se estende entre uma porta de entrada de fluido (36) e uma porta de saída de fluido (38), sendo que a câmara de boia acomoda um conjunto de válvula ativado por boia (50) deslocável axialmente dentro da câmara de boia. O conjunto de válvula compreende pelo menos um componente de vedação cinética (54) que é deslocável axialmente dentro do alojamento entre pelo menos uma posição fechada que engata de modo vedável um suporte de vedação (48) da porta de saída de fluido e uma posição aberta em que é desengata-da do suporte de vedação. A porta de entrada de fluido está em comunicação de fluxo com a câ-mara de boia através de um percurso de entrada de fluido configurado com um regulador de fluxo de fluido (100) configurado com um percurso de fluxo de descarga de fluido (102). O arranjo é de modo que o diâmetro mínimo do percurso de fluxo de descarga de fluido seja maior do que o diâ-metro de pelo menos uma porção inferior do conjunto de válvula.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A matéria aqui revelada está no campo de válvulas de fluxo de fluido e mais particularmente se refere a válvulas de purgação de gás.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[002] Referências consideradas relevantes como antecedentes da matéria aqui revelada são listadas abaixo:

[003] Patente n° U.S. 4.770.201

[004] Publicação de Pedido de Patente n° U.S. 2010/0108156

[005] O reconhecimento das referências acima no presente documento não deve ser inferido como significando que estas são de qualquer forma relevantes para a patenteabilidade da matéria aqui revelada.

ANTECEDENTES

[006] Inúmeras válvulas são conhecidas na técnica, configuradas para governar fluxo de fluido através de sistemas de fluido.

[007] Por exemplo, a Patente n° U.S. 4.770.201 revela uma válvula de fluxo de fluido tal como uma torneira ou válvula de purgação de ar que compreende um alojamento que define na mesma uma ranhura de fluxo atravessante de fluido com um suporte de válvula formada no alojamento e delimita tal ranhura. Uma membrana de fechamento flexível é presa em uma extremidade ao alojamento e é adaptada para ser enviesada, sob pressão de fluido no alojamento, contra o suporte de válvula de modo a vedar a ranhura. Meios de deslocamento de membrana são presos em uma extremidade oposta da membrana de modo que o deslocamento do meio de deslocamento em um primeiro sentido desafixe progressivamente porções transversais sucessivas da membrana a partir do suporte de modo a abrir a ranhura enquanto o deslocamento do meio de deslocamento em um sentido oposto permite que a membrana se torne enviesada de modo vedável contra o suporte.

[008] A Publicação de Pedido de Patente n° U.S. 2010/0108156 pelo mesmo requerente conforme o presente pedido revela é uma válvula de purgação de gás que inclui um alojamento formado com uma entrada de fluido e uma saída de fluido. A saída de fluido é delimitada por um suporte de válvula cinética e um conjunto de vedação, que inclui um membro de boia deslocável coaxialmente dentro do alojamento e uma tampa de vedação acoplada ao dito membro de boia. A tampa de vedação é deslocável axialmente em relação ao membro de boia entre uma primeira posição em que a mesma se une à boia e uma segunda posição em que a mesma deixa a boia. A tampa de vedação é formada em uma face de fora da mesma com uma vedação cinética equipada para engate de vedação do suporte de válvula cinética e uma ranhura de válvula automática formada na tampa de vedação e delimitado por um suporte de válvula automática. Um membro de vedação automático articulado está em uma extremidade superior do membro de boia para engate de vedação do suporte de válvula automática.

DESCRIÇÃO GERAL

[009] De acordo com a matéria aqui revelada, há uma válvula de purgação de gás que compreende um alojamento configurado com uma câmara de boia que se estende entre uma porta de entrada de fluido e uma porta de saída de fluido, sendo que a dita câmara de boia acomoda um conjunto de válvula ativado por boia deslocável axialmente dentro da câmara de boia, sendo que o dito conjunto de válvula compreende pelo menos um componente de vedação cinética que é deslocável axialmente dentro do alojamento entre pelo menos uma posição fechada que engata de modo vedável um suporte de vedação da porta de saída de fluido e uma posição aberta em que é desengatada do dito suporte de vedação; em que a porta de entrada de fluido está em comunicação de fluxo com a câmara de boia através de um percurso de entrada de fluido configurado com um regulador de fluxo de fluido configurado com um percurso de fluxo de descarga de fluido; o arranjo é de modo que o diâmetro mínimo do percurso de fluxo de descarga de fluido seja maior do que o diâmetro de pelo menos uma porção inferior do conjunto de válvula.

[010] O regulador de fluxo de fluido disposto dentro do percurso de entrada de fluido é configurado para controlar desempenho de fechamento prematura da válvula, nomeadamente para eliminar ou reduzir substancialmente ondas de choque para uma linha de fluido ou sistema empregado com uma ou mais válvulas de fluxo de acordo com a revelação, causado por deslocamento rápido do membro de boia e seu impacto contra o suporte de vedação do alojamento.

[011] A configuração do percurso de fluxo de descarga de fluido que é de diâmetro maior do que o diâmetro de pelo menos uma porção inferior do conjunto de válvula, resulta em controlar o diferencial de pressão ΔP exigido para deslocar o conjunto de válvula em sua posição fechada, em que ΔP é a diferença entre pressão atmosférica Patm e a pressão dentro da linha Pline [ΔP= Patm - Pline].

[012] O fornecimento do regulador de fluxo de fluido não resulta em desacelerar o deslocamento do conjunto de válvula para sua posição fechada, mas ao invés disso age para controlar e adiar deslocamento espontâneo do conjunto de válvula até que um diferencial de pressão ΔP suficiente acumule, nomeadamente para governar a pressão de fechamento prematuro que faz o conjunto de válvula se deslocar para sua posição fechada.

[013] Na prática, o regulador de fluxo de fluido gera um “obscurecimento de fluxo”, nomeadamente desvia o fluxo de fluido e faz um obstáculo de fluxo de modo a governar a dita pressão de fechamento prematuro. O fluxo desviado também não irá se chocar diretamente em uma face de fundo do conjunto de válvula.

[014] O regulador de fluxo de fluido é configurado com aberturas de fluxo que constituem o percurso de fluxo de descarga de fluido, sendo que as ditas aberturas de fluxo têm um diâmetro mínimo Dmin e um diâmetro máximo Dmax, em que Dmax >> Dmin o que dessa forma eleva uma seção de escoamento significativa. O arranjo é adicionalmente de modo que Dmin > Dfloat, em que Dfloat é o diâmetro de pelo menos a porção inferior do conjunto de válvula.

[015] De acordo com uma modalidade particular da revelação, o conjunto de válvula compreende uma única unidade de vedação de boia, que age como uma válvula de descarga cinética e, de acordo com outra modalidade, o conjunto de válvula é um conjunto de válvula do tipo combinada configurado com um componente cinético e um componente automático.

[016] O termo componente cinético (por vezes também denominado como componente de gás/vácuo) conforme usado no presente documento na especificação e reivindicações denota um componente da válvula projetado para descarregar ou admitir grandes volumes de gás durante enchimento ou a drenagem de um oleoduto ou sistema de tubulação. Essa válvula irá abrir para aliviar pressões negativas sempre que uma separação de coluna de água ocorrer.

[017] O termo componente automático (por vezes também denominado como componente de liberação automática/de gás) conforme usado no presente documento na especificação e reivindicações denota um componente da válvula projetado para liberar automaticamente para a atmosfera pequenos bolsões de gás conforme acumulam em pontos altos locais ao longo de um oleoduto quando o oleoduto ou sistema de tubulação está cheio e operando sob pressão.

[018] Um conjunto de válvula do tipo combinada opera de tal modo que enquanto sob pressão, apenas o componente automático opere, enquanto o componente cinético permanece vedado.

[019] O componente cinético compreende um membro de boia automática deslocável axialmente dentro da câmara de boia e compreende um membro de vedação configurado para engate de vedação com um suporte de vedação da porta de saída quando o membro de boia é impulsionado para uma posição de vedação/fechada do mesmo.

[020] De acordo com um exemplo particular, o membro de boia cinética é configurado em uma porção de topo do mesmo com um anel de vedação configurado para engate de vedação com um ombro correspondente que constitui o suporte de vedação da porta de saída.

[021] Qualquer um ou mais dos recursos, projetos e configurações seguintes podem ser implantados com a válvula em questão da matéria aqui revelada, em forma única ou em combinações da mesma:

[022] Uma face de fundo do regulador de fluxo de fluido, voltada para a porta de entrada do alojamento, pode ser configurada com um formato hidrodinâmico. Por exemplo, a face de fundo pode ser convexa, em formato de domo;

[023] O regulador de fluxo de fluido pode ser configurado para articulação dentro do alojamento por engate com rosca, encaixe rápido, um anel de retenção de encaixe e similares;

[024] O regulador de fluxo de fluido pode ser ajustável axialmente dentro do percurso de entrada de fluido de modo a controlar desempenho de fechamento prematuro da válvula;

[025] O regulador de fluxo de fluido pode ser configurado com uma ou mais ranhuras para aumentar uma área de seção de fluxo de fluido através do regulador de fluxo de fluido. Entretanto, em que o diâmetro Dapert da uma ou mais ranhuras é significativamente menor do que o diâmetro mínimo Dmin do percurso de fluxo de descarga de fluido. Respectivamente, a área de corte transversal da uma ou mais ranhuras é significativamente menor do que o percurso de fluxo de descarga de fluido;

[026] De acordo com uma configuração o diâmetro máximo Dmax é substancialmente similar a um diâmetro nominal Dnom da válvula, o que dessa forma aumenta uma área de corte transversal de fluxo efetiva do percurso de fluxo de descarga de fluido;

[027] De acordo com um exemplo particular Dmin está na faixa de 0,9 + 0,98 Dnom, e mais particularmente Dmin = 0,94 Dnom ;

[028] O regulador de fluxo de fluido é configurado para operar em valores de faixa diferente, dependendo do tamanho nominal da válvula. Por exemplo, para válvulas que têm um diâmetro nominal na faixa de cerca de 1'' + 4'', o diferencial de pressão ΔP está na faixa de cerca de 4^7 metros (coluna de água) e para válvulas que têm um diâmetro nominal maior do que cerca de 4'', o diferencial de pressão ΔP está na faixa de cerca de 2^4 metros (coluna de água);

[029] O conjunto de válvula pode ser configurado com um ou mais arranjos de aumento de arrasto para aumentar o enviesamento do conjunto de válvula durante seu deslocamento para a posição fechada. Isso resulta em deslocamento espontâneo aprimorado do conjunto de válvula para a posição fechada e elimina adicionalmente ou reduz substancialmente a probabilidade do chamado afogamento do conjunto de válvula sob forte corrente de fluxo de fluido ultrapassar o conjunto de válvula e age em um sentido oposto, isto é, na direção para deslocar o mesmo para sua posição aberta;

[030] De acordo com algumas configurações, a porção inferior do um ou mais arranjos de aumento de arrasto podem ser winglets e/ou cavidades formadas em paredes laterais e/ou em uma face de fundo do conjunto de válvula;

[031] As aberturas de fluxo do regulador de fluxo de fluido podem se estender ao longo de um percurso anular segmentado que tem um diâmetro interno Dmin e um diâmetro externo Dmax;

[032] O regulador de fluxo de fluido pode ser configurado com reforços, tais como nervuras, para enrijecer a estrutura do regulador de fluxo de fluido, de modo que possa resistir a impactos também quando um conjunto de válvula pesado colide com o mesmo mediante o deslocamento para a posição aberta;

[033] O regulador de fluxo de fluido pode ser configurado com uma projeção configurada para engatar dentro de uma abertura correspondente formada em uma face de fundo do membro de válvula, para direcionar deslocamento axial do mesmo;

[034] O diâmetro do membro de boia (que constitui o componente cinético) substancialmente corresponde ao diâmetro nominal da válvula;

[035] O membro de boia pode ser um único corpo uniforme ou ser composto por dois ou mais elementos de corpo articulados um ao outro;

[036] Onde o membro de boia é composto por dois (ou mais) elementos de corpo articulados uns aos outros, o diâmetro Dfloat de um primeiro (mais inferior) elemento de corpo é maior do que o diâmetro Dfloat2 de um segundo elemento de corpo articulado ao longo do primeiro elemento de corpo e em que Dfloat é substancialmente similar ao diâmetro nominal Dnom da válvula;

[037] De acordo com uma razão particular, Dfloat = 0,97 Dfloat2;

[038] O equilíbrio das forças flutuantes do membro de boia pode se dar adicionando-se peso à boia ou configurando-se vazios fechados ou abertos na mesma;

[039] O conjunto de válvula pode compreender um componente automático configurado articuladamente sobre uma porção de topo do componente cinético;

[040] O conjunto de válvula pode compreender um componente automático configurado articuladamente dentro de uma porção de topo do componente cinético;

[041] O regulador de fluxo de fluido pode ser configurado com um ou mais more pinos que se projetam para cima para sustentar o membro de boia quando o mesmo repousa sobre o mesmo, em sua posição totalmente aberta. De acordo com um arranjo particular, o um ou mais pinos que se projetam para cima são dispostos em conjunção com localizações de recebimento correspondentes configuradas em uma superfície de fundo do membro de boia;

[042] Um dentre o regulador de fluxo de fluido e uma face de dentro do alojamento pode ser configurado com uma ou mais projeções laterais e o outro dentre o regulador de fluxo de fluido e uma face de dentro do alojamento pode ser configurado com uma ou mais reentrâncias laterais que correspondem à localização e geometria da uma ou mais projeções laterais, para posicionamento verdadeiro do regulador de fluxo de fluido dentro do alojamento, isto é, em uma orientação particular relativa ao mesmo e ao membro de boia, respectivamente;

[043] O regulador de fluxo de fluido pode ser configurado com uma porção de engate de alojamento que tem um diâmetro Dmax e aberturas de fluxo que constituem o percurso de fluxo de descarga de fluido, sendo que as ditas aberturas de fluxo têm um diâmetro mínimo Dmin, em que a porção de engate de alojamento é deslocada axialmente em relação às aberturas de fluxo. De acordo com uma configuração particular a porção de engate de alojamento se estende atrás das aberturas de fluxo, com uma pluralidade de pernas que sustentam uma porção de disco em formato de domo;

[044] O componente automático é um chamado componente de válvula “descolável”.

[045] O componente automático compreende uma saída de fluido automática configurada com uma ranhura de saída tipo fenda substancialmente alongado; um suporte de válvula que delimita a dita ranhura de saída de fluido automática; um membro de boia automática localizado no dito alojamento acima ou dentro da boia cinética e deslocável axialmente dentro do dito alojamento e respectivo ao membro de boia cinética; uma tira de membrana de fechamento flexível alongada ancorada pelo menos em uma extremidade da mesma para uma extremidade do dito membro de boia automática adjacente à dita saída de fluido automática e em uma porção da mesma deslocada em relação à dita saída;

[046] O arranjo é de modo que forças de flutuação que agem no dito membro de boia automática tendem a pressionar a dita tira de membrana em engate de vedação com a dita ranhura de saída automática enquanto as forças da gravidade agem no dito membro de boia automática tendem a deslocar o dito membro de boia para longe da dita saída de modo a desafixar progressivamente a dita tira do engate de vedação com a dita ranhura de saída automática;

[047] O componente automático pode andar sobre o membro de boia cinética e podem ser deslocáveis axialmente em relação um ao outro;

[048] O componente automático pode ser configurado dentro de um receptáculo configurado dentro do membro de boia cinética e podem ser deslocáveis axialmente em relação um ao outro, tipicamente o componente automático é configurado dentro de uma porção de topo do componente cinético;

[049] A válvula pode ser uma chamada “válvula nominal”, isto é, em que um diâmetro de saída da válvula é substancialmente similar a um diâmetro de entrada da mesma. Essa configuração pode oferecer diversos benefícios tais como perda de fluido mínima, um alojamento fabricado como um monobloco, peça única, etc.;

[050] A válvula pode ser configurada em uma porção de topo do alojamento, acima da porta de saída de fluido, sendo uma porta de dreno configurada para drenar líquidos residuais que caso contrário acumulam em uma câmara de saída (que se tipicamente se estende para um cano de saída ou um desviador de fluxo de saída);

[051] A câmara de boia do alojamento pode ser configurada com uma porta de calibrador, ou uma preparação para uma porta de calibrador, para articular à mesma um calibrador de pressão;

[052] Uma superfície exterior do alojamento pode ser configurada com configurações de aprimoramento de pega, tais como nervuras e similares, para fixar o alojamento sobre um acoplador;

[053] O alojamento pode ser configurado em um lado de entrada do mesmo com uma porção com flange para acoplar a um acoplador correspondente.

[054] De acordo com uma modificação da revelação, a válvula pode ser facilmente convertida de uma válvula do tipo combinada para uma válvula do tipo única, de acordo com uma das seguintes opções: a) O componente automático pode ser removido do alojamento, em que a abertura de topo é vedada por um plugue fixado. Ao fazê-lo, a válvula age apenas como uma válvula cinética; b) O componente cinético pode ser enviesado para sua posição mais superior (por exemplo, por uma mola de propensão, um anel/êmbolo de adaptador, etc.), em que a válvula agora age apenas como uma válvula automática.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[055] A fim de compreender melhor a matéria que é revelada no presente documento e para exemplificar como pode ser executada na prática, as modalidades serão descritas agora, a título de exemplos não limitadores apenas, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[056] A Figura 1A é uma vista em perspectiva de uma válvula de acordo com um primeiro projeto da presente revelação;

[057] A Figura 1B é uma vista frontal da válvula da Figura 1A;

[058] A Figura 2A é uma seção longitudinal da válvula da Figura 1, tirada ao longo da linha B-B na Figura 1B, a válvula em uma posição totalmente aberta da mesma;

[059] A Figura 2B é uma ampliação, em vista em perspectiva, da porção marcada III na Figura 4;

[060] A Figura 2C é uma ampliação da porção marcada IV na Figura 4;

[061] A Figura 3A é uma vista em perspectiva de um regulador de fluxo de fluido para uso em conjunção com uma válvula de acordo com a presente revelação;

[062] A Figura 3B é uma vista em perspectiva superior da Figura 3A;

[063] A Figura 4 é uma seção longitudinal da válvula da Figura 1, sendo a válvula ilustrada com a válvula cinética em um estado fechado e uma válvula automática em uma posição aberta;

[064] A Figura 5 é uma seção longitudinal da válvula da Figura 1, a válvula estando em uma posição totalmente fechada da mesma;

[065] A Figura 6A é uma vista em perspectiva de uma válvula de acordo com outro projeto da presente revelação;

[066] A Figura 6B é uma vista posterior da válvula da Figura 6A;

[067] A Figura 7A é uma seção longitudinal da válvula da Figura 6A, tirada ao longo da linha C-C na Figura 6B, a válvula em uma posição totalmente aberta da mesma;

[068] A Figura 7B é uma vista ampliada da porção marcada V na Figura 7A; e

[069] A Figura 8 é uma vista isométrica da Figura 7.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES

[070] Atenção é direcionada primeiramente para as Figuras 1 a 5 dos desenhos, que ilustram uma válvula de acordo com uma primeira modalidade da matéria aqui revelada, sendo a válvula geralmente designada 20.

[071] A válvula compreende um alojamento cilíndrico alongado 22 configurado em uma extremidade de fundo do mesmo com uma base com flange dotada de uma pluralidade de aberturas 26 para prender a válvula a uma linha de fluido (não mostrada). Empregado em uma extremidade de topo do alojamento 22 há um tubo de extensão 33, que serve para acoplar ao mesmo um dispositivo de manuseio de líquido tal como um cano desviador 22 (por exemplo, conforme visto, por exemplo, no exemplo das Figuras 6 a 8).

[072] O alojamento 22 é configurado com uma porta de entrada de fluido 36 em uma porção de fundo do mesmo e uma porta de saída de fluido 38 em uma porção superior do mesmo, com uma câmara de boia 40 que se estende entre as mesmas. A câmara de boia é configurada com diversas nervuras que se estendem longitudinalmente 44 (quatro no presente exemplo), que servem como guias de boia para garantir inserção correta e deslocamento linear suave de um membro de boia dentro do alojamento, nomeadamente para impedir o mesmo de rotacionar ou inclinar dentro da câmara de boia 40. Em uma porção de topo do alojamento 22 há um suporte de vedação de válvula anular 48, que serve também para restringir deslocamento axial do membro de boia 54 em sua posição vedada mais superior, conforme será explicado de agora em diante.

[073] Deslocável axialmente dentro da câmara de boia 40 há um conjunto de válvula ativado por boia geralmente designado 50, que conforme será explicado de agora em diante em maiores detalhes, o dito conjunto de válvula 50 é um conjunto de válvula do tipo combinada configurado com um componente cinético na forma de membro de boia cinética 54 e um componente automático designado 58.

[074] O membro de boia 54 é empregado em uma porção de topo do mesmo com um arranjo de vedação na forma de anel 60, configurado para engate de vedação com o suporte de vedação de válvula anular 48. Entretanto, é verificado que outras soluções de vedação são possíveis também tal como o fornecimento de um anel de vedação no suporte de vedação 48, etc.

[075] Conforme pode ser mais bem visto na Figura 2B, o componente automático 58 é totalmente recebido dentro do membro de boia cinética 54 e compreende uma saída de fluido automática 66 que se estende através de um plugue 68 acoplada com rosca em 69 a uma porção de topo do membro de boia cinética 54, de um modo vedado em virtude de um anel de vedação 67. A saída de fluido automática 66 é configurada com uma ranhura de saída do tipo fenda substancialmente alongado 70 com um suporte de válvula 72 que delimita a dita ranhura de saída de fluido automática 70. Um membro de boia automática 76 está localizado dentro do membro de boia cinética 54 e é deslocável axialmente dentro do mesmo. Uma tira de membrana de fechamento flexível alongada 80 é ancorada em ambas as extremidades da mesma 82 e 83 para uma porção de topo do dito membro de boia automática 76 adjacente à dita saída de fluido automática 70 e em uma porção da mesma deslocada em relação à dita saída, isto é, acima de uma superfície de apoio inclinada 84.

[076] É verificado que o plugue 68 (acoplado com porca em 69 a uma porção de topo do membro de boia cinética 54) de fato eleva uma subcâmara de volume pequeno, vedada dentro do membro de boia cinética, necessária para operação do componente de válvula automática.

[077] É, entretanto, verificado que de acordo com outra configuração (não mostrada), a tira de membrana de fechamento flexível alongada 80 pode ser presa apenas em uma extremidade da mesma ao dito membro de boia automática 76.

[078] Conforme pode ser visto nas Figuras, a porta de entrada de fluido 36 está em comunicação de fluido com a câmara de boia 40 através de um percurso de entrada de fluido 90 (Figuras 4 e 5), configurada com um regulador de fluxo de fluido 100 configurado com um percurso de fluxo de descarga de fluido 102 que se estende através de ranhuras 104, o arranjo é de tal modo que o diâmetro mínimo Dmin do percurso de fluxo de descarga de fluido 102 (isto é, o diâmetro mínimo das ranhuras 104) seja maior do que o diâmetro Dfloat de pelo menos uma porção inferior do conjunto de boia cinética 54.

[079] Conforme pode ser visto nas Figuras, a porta de entrada de fluido 36 está em comunicação de fluido com a câmara de boia 40 através de um percurso de entrada de fluido 90 (Figuras 4 e 5), configurada com um regulador de fluxo de fluido 100 configurado com um percurso de fluxo de descarga de fluido 102 que se estende através de ranhuras 104, o arranjo é de tal modo que o diâmetro mínimo Dmin do percurso de fluxo de descarga de fluido 102 (isto é, o diâmetro mínimo das ranhuras 104) seja maior do que o diâmetro Dfloat de pelo menos uma porção inferior do conjunto de boia cinética 54.

[080] As ranhuras atravessantes 104 do regulador de fluxo de fluido 100 constituem o percurso de fluxo de descarga de fluido 102, sendo que as ditas aberturas de fluxo 104 têm um diâmetro mínimo Dmin e um diâmetro máximo Dmax, em que Dmax >> Dmin dessa forma eleva uma seção escoamento significativa. O arranjo é adicionalmente de modo que Dmin > Dfloat, em que Dfloat é o diâmetro de pelo menos a porção inferior do conjunto de válvula.

[081] De acordo com uma configuração particular o diâmetro máximo Dmax é substancialmente similar a um diâmetro nominal Dnom da válvula, o que dessa forma aumenta uma área de corte transversal de fluxo efetiva do percurso de fluxo de descarga de fluido;

[082] De acordo com um exemplo particular Dmin está na faixa de 0,9 + 0,98 Dnom, e mais particularmente Dmin = 0,94 Dnom.

[083] O regulador de fluxo de fluido 100 é configurado com um anel de engate de alojamento 116 que tem um diâmetro interno Dmax e os ditas ranhuras de fluxo 104 se estendem entre o anel 116 e o diâmetro mínimo, sendo que os ditas ranhuras de fluxo 104 têm um diâmetro mínimo Dmin, em que a porção de engate de alojamento 116 é deslocada axialmente abaixo das ranhuras de fluxo. O anel de engate de alojamento 116 se estende atrás das aberturas de fluxo, com uma pluralidade de pernas 120 que sustentam a porção de disco em formato de domo invertida (convexa) 115. As pernas 120 e a porção de disco em formato de domo 115 são reforçadas por nervuras de apoio 122, para enrijecer a estrutura do regulador de fluxo de fluido, de modo que possa resistir a impactos também quando um conjunto de válvula pesado colide com o mesmo mediante o deslocamento para a posição aberta.

[084] Conforme visto nas Figuras 3A e 3B, o regulador de fluxo de fluido 100 é configurado com uma pluralidade de pinos que se projetam para cima 110 para sustentar o membro de boia 54 quando o membro repousa no mesmo, em sua posição totalmente aberta (Figura 2A). Os pinos que se projetam para cima 110 são dispostos em conjunção com localizações de recebimento correspondentes em uma superfície de fundo do membro de boia.

[085] O regulador de fluxo de fluido é configurado para operar em valores de faixa diferente, dependendo do tamanho nominal da válvula. Por exemplo, para válvulas que têm um diâmetro nominal na faixa de cerca de 1'' + 4'', o diferencial de pressão ΔP está na faixa de cerca de 4^7 metros (coluna de água) e para válvulas que têm um diâmetro nominal maior do que cerca de 4'', o diferencial de pressão ΔP está na faixa de cerca de 2^4 metros (coluna de água).

[086] No exemplo particular, o regulador de fluxo de fluido 100 é preso na entrada do alojamento 22 por um anel de retenção do tipo mola 130, preso de modo com encaixe dentro de um sulco anular 132 do alojamento 22. De acordo com outras configurações o regulador de fluxo de fluido 100 pode ser deslocado axialmente dentro da porta de entrada do alojamento, de modo a controlar diferentes parâmetros de fluxo, nomeadamente para controlar um “obscurecimento de fluxo” gerado pelo regulador de fluxo de fluido 100, nomeadamente que desvia o fluxo de fluido e faz um obstáculo de fluxo de modo a governar a dita pressão de fechamento prematuro.

[087] O regulador de fluxo de fluido 100 disposto dentro do percurso de entrada de fluido 36 é configurado para controlar desempenho de fechamento prematura da válvula, nomeadamente para eliminar ou reduzir substancialmente ondas de choque para uma linha de fluido ou sistema empregado com uma ou mais válvulas de fluxo de acordo com a revelação, causado por deslocamento rápido do membro de boia 54 e seu impacto contra o suporte de vedação 48 do alojamento 22.

[088] A válvula 20 é configurável entre diversas posições de operação. Em uma posição totalmente aberta (Figura 2A) a câmara de boia 40 é drenada de líquido enquanto ambos o componente cinético e o componente automático estão abertos, nomeadamente a boia 54 é deslocada para baixo e repousa sobre o regulador de fluxo de fluido 100, de tal modo que a vedação no anel de vedação 60 desengate do suporte de vedação de válvula 48 e a porta de saída 38 é aberta largamente e facilita uma taxa de fluxo de fluido alta (por exemplo, ar ou outro gás) através da saída da linha (no caso de recarregar uma linha) ou para a linha (no caso de um dreno rápido de uma linha). Da mesma forma, a boia automática 76 é deslocada para baixo para sua posição aberta.

[089] Na posição da Figura 4 a câmara de boia 40 é preenchida com líquido enquanto o componente cinético está aberto, nomeadamente a boia 54 é deslocada para cima para o engate de vedação do anel de vedação 60 contra o suporte de vedação de válvula 48, o que impede egresso de líquido através da porta de saída 38. Entretanto, o componente de válvula automática 58 é livre para se deslocar entre uma posição aberta e uma fechada (ilustrada aberta na Figura 4), o que desse modo facilita liberar automaticamente para a atmosfera bolsões pequenos de ar/gás conforme acumulam em pontos altos de local ao longo de um oleoduto quando o oleoduto ou sistema de tubulação está cheio e operando sob pressão.

[090] Na Figura 5 ambos o componente de válvula cinética 54 e o componente de válvula automática 58 são ilustrados em sua posição fechada, respectivamente, o que impede qualquer fluxo de fluido através da válvula 20.

[091] Conforme pode ser visto adicionalmente nos desenhos, o regulador de fluxo de fluido 100 é configurado com uma ranhura central 103 para aumentar a área de seção de fluxo de fluido através do regulador de fluxo de fluido. Entretanto, em que o diâmetro Dapert da ranhura 103 é significativamente menor do que o diâmetro mínimo Dmin do percurso de fluxo de descarga de fluido.

[092] Dando-se atenção agora para as Figuras 6 a 8 dos desenhos, é ilustrada uma válvula de fluxo de acordo com uma modificação da revelação, sendo a válvula geralmente designada 220 e em que elementos similares são designados referências numéricas similares conforme nas Figuras 1 a 5, entretanto, trocada por 200.

[093] No exemplo das Figuras 6 a 8 a válvula é configurada com um alojamento cilíndrico alongado 222 configurado em uma extremidade de fundo do mesmo com um acoplamento roscado interior 225 para acoplar a válvula a uma linha de fluido (não mostrada). Empregado em uma extremidade de topo do alojamento 22 há um tubo de extensão invertido 33, que serve como um cano desviador de modo que quaisquer líquidos respingados da válvula durante sua operação sejam direcionados para os lados ao invés de gotejar na válvula e equipamento abaixo.

[094] O alojamento 222 é configurado com uma porta de entrada de fluido 236 em uma porção de fundo do mesmo e uma porta de saída de fluido 238 em uma porção superior do mesmo, com uma câmara de boia 240 que se estende entre as mesmas. Em uma porção de topo do alojamento 22 há um suporte de vedação de válvula anular 248, que serve também para restringir deslocamento axial do membro de boia 254 em sua posição vedada mais superior.

[095] Deslocável axialmente dentro da câmara de boia 240 há um conjunto de válvula ativado por boia geralmente designado 250, sendo um conjunto de válvula do tipo combinada configurado com um componente cinético na forma de membro de boia cinética 254 e um componente automático designado 258 montado sobre o mesmo.

[096] O membro de boia 254 é empregado em uma porção de topo do mesmo, com um arranjo de vedação na forma de anel 260 (que de fato anda sobre uma porção do componente de válvula automática) e configurado para engate de vedação com o suporte de vedação de válvula anular 248. Entretanto, é verificado que outras soluções de vedação são possíveis também tal como o fornecimento de um anel de vedação no suporte de vedação 248, etc.

[097] Diferentemente do exemplo anterior, o componente de válvula automática 258 anda sobre o membro de boia cinética 254 e compreende uma saída de fluido automática 266 que se estende através de um membro de topo 268 que repousa sobre um apoio 271, em uma porção de topo do membro de boia cinética 254. A saída de fluido automática 266 é configurada com uma ranhura de saída do tipo fenda substancialmente alongado 270 com um suporte de válvula 722 que delimita a dita ranhura de saída de fluido automática 270. Um membro de boia automática 276 está localizado sobre o membro de boia cinética 54 e é deslocável axialmente acima do mesmo. Uma tira de membrana de fechamento flexível alongada 280 é ancorada em ambas as extremidades da mesma 282 e 283 para uma porção de topo do dito membro de boia automática 276 adjacente à dita saída de fluido automática 270 e em uma porção da mesma deslocada em relação à dita saída, isto é, acima de uma superfície de apoio inclinada 284.

[098] Similar à revelação do exemplo anterior, a porta de entrada de fluido 236 está em comunicação de fluxo com a câmara de boia 240 através de um percurso de entrada de fluido 290 configurado com um regulador de fluxo de fluido 300 configurado com um percurso de fluxo de descarga de fluido 302 que se estende através de ranhuras 304. O regulador de fluxo de fluido 300 é similar ao elemento 100 no exemplo anterior e é feita referência ao mesmo.

[099] O arranjo é de tal modo que o diâmetro mínimo Dmin do percurso de fluxo de descarga de fluido 302 (isto é, o diâmetro mínimo das ranhuras 304) seja maior do que o diâmetro Dfloat da porção inferior do conjunto de boia cinética 254 que por sua vez é maior do que o diâmetro Dfloat2 do membro de boia automática 276.

[0100] As ranhuras atravessantes 304 do regulador de fluxo de fluido 300 constituem o percurso de fluxo de descarga de fluido 102, sendo que as ditas aberturas de fluxo 104 têm um diâmetro mínimo Dmin e um diâmetro máximo Dmax, em que Dmax >> Dmin dessa forma eleva uma seção escoamento significativa. O arranjo é adicionalmente de modo que Dmin > Dfloat, em que Dfloat é o diâmetro de pelo menos a porção inferior do conjunto de válvula.

[0101] De acordo com um exemplo particular Dmin está na faixa de 0,9 + 0,98 Dnom, e mais particularmente Dmin = 0,94 Dnom.

[0102] No exemplo das Figuras 6 a 8, o membro de boia é composto de dois elementos de corpo nomeadamente o membro de boia cinética 254 e o membro de boia dinâmica 271 que andam no mesmo, em que o diâmetro Dfloat de um primeiro (mais inferior) elemento de corpo é maior do que o diâmetro Dfloat2 de um segundo elemento de corpo articulado sobre o primeiro elemento de corpo e em que Dfloat é substancialmente similar ao diâmetro nominal Dnom da válvula. De acordo com uma razão particular, Dfloat = 0,97 Dfloat2.

[0103] Também é verificado que o regulador de fluxo de fluido 300 é retido dentro da porta de entrada de fluido 236 do alojamento 222 acoplando-se com rosca acerca do acoplamento roscado interior 225, o que dessa forma facilita ajuste axial do regulador de fluxo de fluido 300 em relação ao deslocamento do membro de boia, de modo a controlar parâmetros do percurso de fluxo para a câmara de boia 240.

[0104] A válvula 220 é configurada em uma porção de topo do alojamento 222, acima da porta de saída de fluido, com uma porta de dreno 227 articulada a um cano de dreno 229, configurado para drenar líquidos residuais que poderiam acumular em uma câmara de saída. Isso é em particular importante, onde a válvula é configurada para uso com água potável, para impedir que água fique parada por tempo prolongado e possivelmente seja contaminada (com o risco potencial de fluir de volta para a válvula através da porta de saída).

[0105] Ainda mais, o alojamento 222 é configurado com uma porta de calibrador 331 que se estende para a câmara de boia 240 para articular à mesma um calibrador de pressão e similar (não mostrado). A porta de calibrador 331 pode ser cancelada pelo fornecimento de um plugue de vedação. Entretanto, é verificado que a válvula alojamento pode ser dotada de uma ou mais portas de calibrador, em localizações diferentes do alojamento, ou pode ser desprovida de quaisquer tais portas de calibrador.

[0106] Também notável, a superfície exterior do alojamento 222 é configurada com uma pluralidade de nervuras longitudinais 333, que servem como pegas para afixar o alojamento sobre um acoplador (não mostrado).

[0107] É verificado que operação da válvula ilustrada no exemplo das Figuras 6 a 8 é substancialmente similar àquela revelada em conexão com o exemplo discutido em conexão com as Figuras 1 a 5 e é feita referência à mesma. Nas Figuras 7A, 7B e 8 a válvula 220 é ilustrada em sua posição totalmente fechada, que corresponde à posição da Figura 4 do exemplo anterior, nomeadamente com ambos o componente de válvula cinética e o componente de válvula automática estando em suas posições vedadas e fechadas, respectivamente.

[0108] De acordo com a revelação, a válvula pode ser facilmente convertida de uma válvula do tipo combinada em uma válvula do tipo única, por manipulação simples.

[0109] De acordo com um primeiro exemplo, o componente automático (por exemplo, o membro de boia automática 58 na Figura 1) pode ser removido do membro de boia cinética 54 desaparafusando-se o mesmo e por substituição do mesmo com um plugue de vedação (não mostrado), de modo que a abertura de topo esteja agora veada. Ao fazê-lo, a válvula age apenas como uma válvula cinética;

[0110] De acordo com um segundo exemplo, o componente cinético (membro de boia 54 na Figura 1) pode ser enviesado permanentemente em sua posição mais superior, conforme na Figura 4. Tal enviesamento pode ocorrer, por exemplo, por uma mola de propensão (não mostrada) que se estende entre uma porção de fundo do membro de boia 54 e uma face de topo do disco de regulador de fluxo 100, ou por projeções que se estendem para cima (não mostradas) que se estendem do disco de regulador de fluxo 100 na direção do membro de boia, etc., de modo que a válvula agora aja apenas como uma válvula automática.

Claims

1. VÁLVULA DE PURGAÇÃO DE GÁS (20), que compreende um alojamento (22) configurado com uma câmara de boia (40) que se estende entre uma porta de entrada de fluido (36) e uma porta de saída de fluido (38), sendo que a dita câmara de boia (40) acomoda um conjunto de válvula ativado pela boia (50), que possui uma porção inferior com um diâmetro Dboia e sendo deslocável axialmente dentro da câmara de boia (40), sendo que o dito conjunto de válvula ativado pela boia (50) compreende pelo menos um componente cinético (54) que é deslocável axialmente dentro do alojamento (22) entre pelo menos uma posição fechada que engata de modo vedável um suporte de vedação (48) da porta de saída de fluido (38) e uma posição aberta, em que o dito componente cinético (54) é desengatado do dito suporte de vedação (48); em que a porta de entrada de fluido (36) está em comunicação de fluxo com a câmara de boia (40) através de um percurso de entrada de fluido (90) configurado com um regulador de fluxo de fluido (100) configurado com um percurso de fluxo de descarga de fluido (102); caracterizada pelo dito regulador de fluxo de fluido (100) compreender: - uma porção de disco em formato de domo (115) com uma face inferior voltada para a porta de entrada de fluido (36) do alojamento (22) e tem um diâmetro Dmin que é um diâmetro mínimo do percurso de fluxo de descarga de fluido (102); - um anel de engate de alojamento (116) que possui um diâmetro interno Dmax; - uma pluralidade de pernas (120) que se estendem do anel de engate de alojamento (116) e suportam a porção de disco em formato de domo (115) de modo que o dito anel de engate de alojamento (116) seja axialmente deslocado abaixo da porção de disco em formato de domo (115); e - uma pluralidade de aberturas de fluxo (104) formadas entre a porção de disco em formato de domo (115), as pernas (120) e o anel de engate de alojamento (116) e constituindo o dito percurso de fluxo de descarga de fluido (102); em que o anel de engate de alojamento (116) é deslocado axialmente em relação às aberturas de fluxo (104), e o arranjo é tal que Dmin > Dboia e Dmax > Dmin.

2. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo componente cinético compreender um membro de boia cinético deslocável axialmente dentro da câmara de boia (40) e compreender um membro de vedação configurado para engate de vedação com o suporte de vedação na posição fechada do componente cinético.

3. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo componente cinético compreender um membro de boia cinético configurado com uma porção superior e um anel de vedação (60) disposto na dita porção superior do componente cinético, de modo que, na posição fechada do componente cinético, o dito anel de vedação está engatado de forma vedada com um ombro correspondente que constitui o suporte de vedação da porta de saída do fluido.

4. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo dito diâmetro máximo Dmax do percurso de fluxo de descarga de fluido (102) ser substancialmente similar a um diâmetro nominal Dnom da válvula.

5. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo conjunto de válvula ativado por boia (50) ser configurado com um ou mais arranjos de aumento de arrasto para aumentar o enviesamento do conjunto de válvula durante seu deslocamento para a posição fechada.

6. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo diâmetro Dboia do componente cinético (54) corresponder substancialmente ao diâmetro nominal Dnom da válvula.

7. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo conjunto de válvula ativado por boia (50) compreender um componente automático configurado articuladamente dentro ou sobre uma porção do topo do componente cinético.

8. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo regulador de fluxo de fluido ser ainda configurado com um ou mais pinos que se projetam para cima (110) para sustentar o componente cinético (54) na posição aberta do componente cinético.

9. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por um dentre o regulador de fluxo de fluido (100) e uma face de dentro do alojamento (22) ser configurado com uma ou mais projeções laterais, e o outro dentre o regulador de fluxo de fluido e uma face de dentro do alojamento ser configurado com uma ou mais reentrâncias laterais que correspondem à localização e geometria da uma ou mais projeções laterais, para posicionamento do regulador de fluxo de fluido dentro do alojamento.

10. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo componente automático ser configurado dentro de um receptáculo configurado dentro do componente cinético (54) e ser deslocável axialmente em relação ao outro.

11. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por um diâmetro de saída da válvula ser substancialmente similar a um diâmetro de entrada da mesma.

12. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela válvula ser configurada em uma porção de topo do alojamento (22), acima da porta de saída de fluido, com uma porta de dreno configurada para drenar líquidos residuais que caso contrário poderiam acumular em uma câmara de saída.