BRPI1006059B1

BRPI1006059B1 - Saliência para um recipiente pressurizado, recipiente pressurizado e método para formação de um recipiente pressurizado

Info

Publication number: BRPI1006059B1
Application number: BRPI1006059-6A
Authority: BR
Inventors: Norman L. Newhouse; Dale B. Tiller
Original assignee: Hexagon Technology As
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2010-01-08
Publication date: 2020-06-23
Also published as: CN102282409A; US9644790B2; US20150345702A1; CA2749311C; CN102282409B; JP2012514727A; AU2010203557B2; EP2384408B1; KR20110105851A; BRPI1006059A2; US10180210B2; RU2511881C2; US9103500B2; AU2010203557A1; US20110303681A1; RU2011133220A; US20170205029A1; JP5587339B2; CA2749311A1; WO2010080948A1

Abstract

SALIÊNCIA PARA UM RECIPIENTE PRESSURIZADO, RECIPIENTE PRESSURIZADO E MÉTODO PARA FORMAÇÃO DE UM RECIPIENTE PRESSURIZADO Tem-se uma saliência (16A, 16B) para um recipiente pressurizado (10) apresentando um flange (30A, 30B). O flange (30A, 30B) incluindo um rasgo de chaveta interna (44) apresentando uma parede lateral interna (50) e uma pluralidade de orifícios (48) dispostos junto a parede lateral interna (50). Um recipiente pressurizado (10) incluindo uma seção de corpo principal (12) e uma seção de extremidade (14). A seção de extremidade (14) incluindo uma saliência (16A, 16B) e a saliência (16A, 16B) incluindo um flange (30A, 30B). O flange (30A, 30B) incluindo um rasgo de chaveta interno (44) apresentando uma parede lateral interna (50). Por outro lado, um recipiente pressurizado (10) inclui uma casca externa (18), um alinhador interno (20) e uma saliência (16A) que inclui um flange (30A) com um lado externo (62) e um lado interno (60). O alinhador (20) encontra-se mecanicamente integrado com o flange (30A) através de uma pluralidade de âncoras (49), com cada âncora (49) contactando o flange (30A) somente no lado interno (60). Um método de formação de um recipiente pressurizado (10) inclui a disponibilizaçâo de uma saliência (16A, 16b) apresentando um flange (30A, 30B). O flange (30A, 30B) apresenta um rasgo de chaveta interna (44) incorporando uma parede lateral interna (50) e uma pluralidade (...).

Description

Recipientes pressurizados são utilizados, em geral, para a retenção de uma gama de fluidos sob pressão, tal como para a estocagem de oxigênio, gás natural, nitrogênio, propano e outros tipos de combustíveis, por exemplo. Os materiais para contêiner adequados incluem camadas laminadas de filamentos de fibra de vidro enrolada ou outros tipos de filamentos sintéticos aglutinados por meio de uma cura térmica ou por meio de resina termoplástica. Um elastomérico ou outro tipo de alinhador resiliente não-metálico ou lamina- dor são posicionados muito frequentemente no interior de uma casca de compósito no sentido de vedarem o recipiente e impedirem o contato dos fluidos internos com o material composto. A construção de compósito dos recipientes proporciona com numerosas vantagens, tais como a leveza de peso e a resistência a corrosão, fadiga e falha catastrófica. Esses atributos são advindos em função dos elevados esforços específicos das fibras ou filamentos de reforço serem orientados, tipicamente, na direção das forças principais quando da construção dos recipientes pressurizados.

As Figs. 1 e 2 ilustram um recipiente pressurizado 10 oblongo, de acordo com a descrição inclusa no documento de Patente Norte-Americana N° 5476189, incorporada junto ao relatório presente como referência. O recipiente 10 apresenta uma seção de corpo principal 12 tendo seções de extremidades 14. Uma saliência 16 é disposta junto a uma, ou a ambas extremidades do recipiente 10 proporcionando com uma entrada para comunicação com o interior do recipiente 10. O recipiente 10 é formado a partir de um alinhador de polímero interno 20 revestido por uma casca de compósito externa 18. Neste caso, a palavra “compósito” significa material de matriz de resina reforçada, tal como um filamento enrolado ou uma estrutura laminada.

O alinhador 20 apresenta uma seção de extremidade em formato genérico hemisferoidal 22 com a inclusão de uma abertura 24 alinhada no interior de uma abertura 26 na casca de compósito externa 18. A saliência 16 faz- se posicionada no interior das aberturas alinhadas e inclui uma porção de gargalo 28 e uma porção de flange se projetando radialmente para fora 30. A saliência 16 define uma admissão 32 através da qual o fluido sob alta pressão pode se encontrar em comunicação com o interior do recipiente pressurizado 10.

O alinhador 20 inclui uma abertura 24 circunscrevendo o rebordo de camada dupla no alinhador 20, tendo a presença de um segmento de rebordo externo 34 e um segmento de rebordo interno 36 definindo um recesso anular 38 entre os mesmos para a admissão da porção de flange 30 da saliência 16. Os mecanismos de travamento entre-engatados samblados 40 são fornecidos entre a porção de flange 30 e os segmentos de rebordo interno e externo 34 e 36, respectivamente, para travamento do alinhador 20 junto à saliência 16.

Este tipo de alinhador de entretravamento e de estrutura em saliência tem se demonstrado eficaz em certas aplicações, tal como para contêiner de combustível de gás natural comprimido (CNG). Entretanto, para funcionamento sob pressão elevada (por exemplo, 700 bar) tem sido observadas distorções do material de alinhamento plástico adjacente à saliência, com isso levando a alguma tendência no sentido do plástico vir a ser deslocado do rasgo de chaveta (ou seja, saindo do mecanismo de entretravamento 40). A “distorção” desta área para aplicações sob pressão elevada advêm da presença de gás sob alta pressão no rasgo de chaveta entre o alinhador 20 e a saliência 16. O gás sob pressão elevada satura o material de alinhamento e promove a liberação dos gases quando da queda da pressão. Assim, o gás localizando-se na área entre o alinhador 20 e a saliência 16 pode vir a apresentar uma pressão mais elevada do que o gás contido no interior do recipiente 10, tal como, na situação em que o gás está sendo ventilado a partir do recipiente 10. Resultan do em que o excesso de pressão ocorrendo entre o alinhador 20 e a saliência 16 pode levar a que o material de alinhamento venha a ser forçado para fora do rasgo de chaveta. Desse modo, permanece a necessidade uma estrutura de interface de saliência e um alinhador que impeçam a separação do alinhador e da saliência sob condição de pressão elevada, possibilitando a ventilação de qualquer tipo de gás aprisionado no rasgo de chaveta entre o alinhador e a saliência.

SUMÁRIO

Por um lado, o relatório descritivo detalha uma saliência para um recipiente pressurizado, com a saliência incorporando um flange. O flange compreende de um rasgo de chaveta interna incorporando uma parede lateral interna e uma pluralidade de orifícios dispostos na parede lateral interna.

Em uma outra perspectiva, o relatório descritivo detalha um recipiente pressurizado contendo uma seção de corpo principal e uma seção de extremidade conectada junto ao corpo principal. A seção de extremidade consiste de uma saliência, com a saliência contendo um flange. O flange compreende de um rasgo de chaveta interno incorporando uma parede lateral interna e uma pluralidade de orifícios dispostos na parede lateral interna.

Em ainda uma outra faceta, o relatório descritivo detalha um recipiente pressurizado compreendendo de uma invólucro/casca de compósito e uma saliência. A casca de compósito/casca composta consistindo de uma casca externa e de um alinhador interno disposto no interior da casca externa. A saliência define uma admissão na casca de compósito e compreende de um flange tendo um lado externo e um lado interno. O alinhador encontra-se mecanicamente integrado com o flange via uma pluralidade de âncoras, com cada âncora contatando o flange somente no seu lado interno.

Em ainda uma outra perspectiva, um método de formação de um recipiente pressurizado compreende de uma saliência incorporando um flange. O flange apresenta um rasgo de chaveta interna incorporando uma parede lateral interna e uma pluralidade de orifícios posicionados na parede lateral interna. O método consiste de possibilitar a que o material polimérico fluido flua para o interior do rasgo de chaveta em direção a pluralidade de orifícios.

Este sumário é fornecido para a introdução de conceitos em formato simplificado que são descritos adiante na seção de Descrição Detalhada. Este sumário não está voltado para a identificação dos aspectos relevantes ou fatores essenciais do relatório ou da matéria em questão ora reivindicada, nem está voltado na descrição de cada modalidade introduzida ou quanto a cada implementação introduzida da matéria em questão ora reivindicada ou a ser descrita. Em termos específicos, os aspectos presentemente descritos com respeito a uma modalidade podem vir a ser igualmente aplicáveis junto a uma outra modalidade. Além disso, este sumário não pretende vir a ser utilizado como expediente de auxílio na determinação do escopo da matéria em questão ora reivindicada. Muitas outras vantagens, aspectos, e relações tornar-se-ão evidentes conforme o decorrer da descrição. As figuras e a descrição exemplificam mais particularmente as modalidades ilustradas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A matéria em questão ora descrita será detalhada tendo como referência as figuras anexadas, sendo que os elementos de sistema ou de estrutura similares são referenciados através de numerais de referência idênticos ao longo das diversas ilustrações visuais.

A Fig. 1 representa uma vista da elevação lateral de um típico recipiente pressurizado oblongo.

A Fig. 2 consiste de uma vista da seção transversal parcial através de uma extremidade de um recipiente pressurizado, tomada ao longo da linha da Fig. 1

A Fig. 3 consiste de uma vista em perspectiva de uma primeira modalidade de uma saliência do presente relatório descritivo.

A Fig. 4A consiste de uma vista da seção transversal parcial através da saliência da Fig. 3 tomada ao longo da linha 4-4.

A Fig. 4B é semelhante a Fig. 4A, porém apresenta a saliência conectada junto ao alinhador de recipiente.

A Fig. 5 consiste de uma vista em perspectiva de uma segunda modalidade de uma saliência do presente relatório descritivo.

A Fig. 6A consiste de uma vista de seção transversal parcial através da saliência da Fig. 5, tomada ao longo da linha 6-6.

A Fig. 6B é semelhante a Fig. 6A porém apresenta a saliência conectada junto a um alinhador de recipiente.

Muito embora as figuras identificadas acima tenham sido estabelecidas para uma ou mais modalidades da matéria em questão ora descrita, outras modalidades podem ser igualmente contempladas, conforme salientado pelo relatório descritivo. Em todas situações, este relatório descritivo apresenta a matéria em questão descrita como forma de representação e não de limitação. Deve-se entender que numerosas outras modificações e modalidades podem ser previstas pelos especialistas da área vindo a estarem inseridas dentro do escopo e espírito dos princípios deste relatório.

As figuras não foram desenhadas em escala. Mais ainda, aonde quer que sejam utilizados palavras como acima, abaixo, sob, sobre, topo, fundo, lateral, direita, esquerda, etc, deve-se entender que estas são empregadas somente para facilitação do entendimento da descrição. Pode-se admitir que as estruturas possam vir a ser orientadas de outra maneira.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Em uma modalidade, tem-se a ilustração de uma saliência e de uma estrutura de interface de alinhamento aperfeiçoadas junto à saliência 16A das Figs. 3, 4A e 4B. O rasgo de chaveta externo ou externo anular 42 e o ras- go de chaveta interno ou interno anular 44 são disponibilizados, respectivamente, junto ao flange 30 para conjugação, com as chavetas de entretravamento 42a e 44a do alinhador 20. Conforme empregado neste relatório descritivo, a palavra “sambladura” detalha um rasgo de chaveta ou uma configuração de chaveta de entre travamento contendo um rebordo, entalhe, erupção, projeção ou estrutura correspondente ou similar de maneira que uma junta formada entre o rasgo de chaveta da saliência 16A e das chavetas de entretravamento 42a/44a do alinhador 20 venham a estruturalmente serem impedidas de se separarem. O rasgo de chaveta externo 42 inclui um rebordo anular 52 se estendendo em uma direção axial para impedir a separação na direção radial e um rebordo anular 54 se estendendo em uma direção radial para impedir a separação na direção axial, De forma similar, o rasgo de chaveta interno 44 inclui um rebordo anular 56 se estendendo em uma direção axial para impedir a separação na direção radial, e um rebordo 58 se estendendo em uma direção radial para impedir a separação na direção axial.

Define-se uma ranhura anular 46 junto ao lado interno do flange 30A da saliência 16A, em sentido radialmente interno da chaveta principal interno 44. A ranhura 46 é conectada junto ao rasgo de chaveta interno 44 por meio de uma pluralidade de orifícios discretos 48 formados entre a parede lateral interna 50 do rasgo de chaveta interno 44 e a ranhura 46, com cada orifício 48 apresentando junto a uma de suas extremidades, uma primeira abertura 48a no rasgo de chaveta interno 44, e junto a uma segunda de suas extremidades, uma segunda abertura na ranhura 46. Na seção transversal, os orifícios 48 podem assumir um formato circular ou alongado, por exemplo, Em uma modalidade de exemplo, a ranhura 46 se apresenta sob um formato substancialmente como um “V”.

Um método de formação de um recipiente pressurizado 10 inclui a viabilização de um material polimérico fluido para o alinhador 20 escoando e preenchendo o interior do rasgo de chaveta externo 42, o rasgo de chaveta interno 44, a ranhura 46 e a saliência 48. O material de alinhamento vem a se solidificar posteriormente, dando constituição a chaveta 42a, a chaveta 44a e a âncora 49. O alinhador 20 é mecanicamente entretravado com a saliência 16A por meio de âncoras 49 formadas no interior dos orifícios 48, conectando o material de alinhamento na ranhura 46 com o material de alinhamento no rasgo de chaveta interno 44 (chaveta 44a). Por consequência, sob condições de extrema pressão, se consegue impedir a separação do alinhador 20 da saliência 16A. De fato, teria de ocorrer o rompimento do material de alinhamento 20 antes de haver a separação do alinhador 20 e da saliência 16A.

O flange 30A apresenta um lado interno 60 e um lado externo 62. Em uma modalidade de exemplo, cada âncora 49 contacta o lado interno do flange 30A, e não entra em contacto com o lado externo do flange 30A. Devido o rasgo de chaveta interno 44, a ranhura 46 e os orifícios 48 se apresentarem todos localizados no lado interno 60 do flange 30A, não existe qualquer passagem para a fuga de gás pelo lado interno do flange 30A em direção ao lado externo do flange 30A. Mais ainda, qualquer acúmulo de gás se dando entre o alinhador 20 e a saliência 16A pode vir a escapar de volta ao recipiente 10 pela abertura 24 do alinhador 20 (veja a Fig. 2), impedindo que ocorra a ruptura ou separação junto a interface do alinhador 20 e da saliência 16A.

Tem-se a ilustração de um outra saliência de exemplo do presente relatório descritivo pelas Figs. 5, 6A e 6B. A construção desta saliência 16B de exemplo é semelhante aquele em referência à saliência 16A, discutida anteriormente, exceto pelo fato de não haver provisão de nenhuma ranhura projetada em sentido radial interno do rasgo de chaveta interno 44. No interior do rasgo de chaveta interno 44, uma pluralidade de orifícios discretizados 48 são disponibilizados na saliência 16B em uma direção próxima a radial, através das aberturas 48a na parede lateral 50 do rasgo de chaveta 44. De acordo com a utilização presente no relatório, a palavra “orifício” não significa necessariamente um prolongamento através de um componente. De modo que o orifício 48 pode se estender a partir de sua abertura 48a até uma de suas extremidades fechadas, como junto a 48c nas Figs. 6A e 6B. Uma vez tendo sido formado o recipiente 10, o material de alinhamento 20 forma novamente as chavetas anulares que escoam para o interior e fazem o travamento com os rasgos de chavetas anulares 42 e 44 (a chaveta externa 42b e a chaveta interna 44b, respectivamente). A partir da chaveta interna 44b, o material de alinhamento preenche os orifícios 48 para dar condição a que as âncoras 49 impeçam a separação da saliência 16B do alinhador 20.

Cada uma das construções de saliência discutidas anteriormente (a saliência 16A ilustrada nas Figs. 3, 4A e 4B e a saliência 16B ilustrada nas Figs. 5, 6A e 6B) pretendem dar provisão a uma interface altamente estabilizada e integrada entre os anéis 16A/B e o alinhador 20, de modo a impedir o bloqueio e/ou o acúmulo de gás entre os anéis 16A/B e o alinhador 20.

Muito embora o tema abordado por este relatório tenha sido uma descrição referenciada a várias modalidades, os especialistas na área irão identificar que podem ser feitas alterações no formato e nos detalhes sem haver o desvido quanto ao espírito e escopo desta descrição, Além disso, qualquer aspecto detalhado com respeito a uma das modalidades pode vir a ser incluído junto a uma outra modalidade, e vice-versa. Por exemplo, alguns orifícios podem vir a se prolongar ao longo de toda uma porção do flange (tal como mostrado, por exemplo, nas Figs. 3, 4A e 4B), enquanto que outros não (tal conforme apresentado, por exemplo, nas Figs. 5, 6A e 6B). As configurações de orifícios podem se alternar radialmente em torno do flange (por todo o trajeto ao longo do orifício, até o orifício com a extremidade fechada, ao longo de todo o orifício, etc.) ou podem ser posicionadas em qualquer formato de disposição de configuração de orifício entrelaçado em torno do flange.

Claims

Saliência para um recipiente pressurizado, a saliência possuindo um flange que possui um lado externo e um lado interno, a saliênciaCARACTERIZADA pelo fato de compreender
um rasgo de chaveta interno disposto no lado interno e possuindo uma parede lateral interna; e

uma pluralidade de orifícios dispostos na parede lateral interna em comunicação com o rasgo de chaveta interno, em que os orifícios não se comunicam com o lado externo. fato de ainda compreender:
Saliência, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo uma ranhura no lado interno disposto radialmente para dentro do rasgo de chaveta interno, a pluralidade de orifícios conectando o rasgo de chaveta interno e a ranhura.
Saliência, de acordo com a reivindicação 2,CARACTERIZADA pelo fato da ranhura ser em formato de “V”.
Saliência, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo fato de o rasgo de chaveta interno compreender um rebordo se estendendo em uma direção axial da saliência.
Saliência, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo fato de o rasgo de chaveta interno compreender um rebordo se estendendo em uma direção radial da saliência.
Saliência, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo fato de compreender ainda um rasgo de chaveta externo disposto no lado externo.
Saliência, de acordo com a reivindicação 6,CARACTERIZADO pelo fato de o rasgo de chaveta externo compreender um rebordo se estendendo em uma direção axial da saliência.
Saliência, de acordo com a reivindicação 6,CARACTERIZADA pelo fato de o rasgo de chaveta externo compreender um rebordo se estendendo em uma direção radial da saliência.
Saliência, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo fato de cada orifício possui uma primeira abertura para esse orifício se estendendo para dentro do flange da saliência.
Saliência, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos um orifício se estende através de uma porção do flange até uma segunda abertura para esse orifício no lado interno do flange.
Saliência , de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADA pelo fato de que cada segunda abertura é disposta em uma ranhura anular no lado interno do flange.
Saliência, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADA pelo fato de cada orifício se estender através da porção do flange até a segunda abertura para esse orifício em um lado interno do flange.
Saliência, de acordo com a reivindicação 9,CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos um orifício se estende para uma porção do flange até a uma extremidade fechada do orifício no interior do flange.
Recipiente pressurizado,CARACTERIZADO pelo fato de compreender:
uma casca composta incluindo uma seção de corpo principal e uma seção de extremidade conectada à seção de corpo principal, a casca composta compreendendo:

uma casca externa; e

um alinhador interno disposto no interior da casca externa; e

uma saliência definindo uma entrada na seção de extremidade da casca composta, a saliência compreendendo:

um flange com um lado externo e um lado interno, o flange com- preendendo:

um rasgo de chaveta interno disposto no lado interno e tendo uma parede lateral interna; e

uma pluralidade de orifícios dispostos na parede lateral interna em comunicação com o rasgo de chaveta interno, em que a pluralidade de orifícios não se comunica com o lado externo,

em que o alinhador interno é integrado mecanicamente com o flange por meio de uma pluralidade de primeiras âncoras, cada uma da pluralidade de primeiras âncoras dispostas no rasgo de chaveta interno e em pelo menos uma da pluralidade de orifícios, cada uma da pluralidade de primeiras âncoras contatando o flange somente no lado interno do flange.
Recipiente pressurizado, de acordo com a reivindicação 14,CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma ranhura no lado interno disposta radialmente para dentro do rasgo de chaveta interno, a pluralidade de orifícios conectando o rasgo de chaveta interno e a ranhura.
Recipiente pressurizado, de acordo com a reivindicação 15,CARACTERIZADO pelo fato de a ranhura ser em formato de “V”.
Recipiente pressurizado, de acordo com a reivindicação 14,CARACTERIZADO pelo fato de o rasgo de chaveta interno compreender um rebordo se estendendo em uma direção axial da saliência.
Recipiente pressurizado, de acordo com a reivindicação 14,CARACTERIZADO pelo fato de o rasgo de chaveta interno compreender um rebordo se estendendo em uma direção radial da saliência.
Recipiente pressurizado, de acordo com a reivindicação 14,CARACTERIZADO pelo fato de o flange compreender ainda um rasgo de chaveta externo disposto no lado externo, e em que o alinhador interno é integrado mecanicamente com o flange por meio de uma segunda âncora disposta no rasgo de chaveta externo.
Recipiente pressurizado, de acordo com a reivindicação 19,CARACTERIZADO pelo fato de o rasgo de chaveta externo compreender um rebordo se estendendo em uma direção axial da saliência.
Recipiente pressurizado, de acordo com a reivindicação 14,CARACTERIZADO pelo fato de o rasgo de chaveta externo compreender um rebordo se estendendo em uma direção radial da saliência.
Recipiente pressurizado,CARACTERIZADO pelo fato de compreender:
uma casca composta compreendendo:

uma casca externa; e

um alinhador interno disposto no interior da casca externa; e

uma saliência definindo uma entrada na casca composta, a saliência compreendendo:

um flange com um lado externo e um lado interno

um rasgo de chaveta interno disposto no lado interno, e

uma pluralidade de orifícios dispostos em comunicação com o rasgo de chaveta interno, em que a pluralidade de orifícios não se comunica com o lado externo,

em que o alinhador interno é integrado mecanicamente com o flange por meio de uma pluralidade de primeiras âncoras, cada da pluralidade de primeiras âncoras disposta no rasgo de chaveta interno e em pelo menos uma da pluralidade de orifícios, cada da pluralidade de primeiras âncoras contatando o flange somente no lado interno do flange.
Método de formação de um recipiente pressurizado,CARACTERIZADO pelo fato de incluir:
prover uma saliência incluindo um flange tendo um lado interno e um lado externo, o flange compreendendo:

um rasgo de chaveta interno disposto no lado interno e tendo uma parede lateral interna; e

uma pluralidade de canais dispostos em comunicação com o rasgo de chaveta interno e na parede lateral interna, em que a pluralidade de canais não se comunica com o lado externo; e

permitir que um material polimérico fluido escoe para o rasgo de chaveta interno e para a pluralidade de canais.
Método, de acordo com a reivindicação 23,CARACTERIZADO pelo fato da saliência compreender ainda uma ranhura disposta no lado interno do flange radialmente para dentro do rasgo de chaveta interno, pelo menos parte da pluralidade de canais conectando o rasgo de chaveta interno e a ranhura, o método incluindo permitir que o material polimérico fluido preencha o rasgo de chaveta interno, a ranhura, e a pelo menos parte da pluralidade de canais.