BR102012029637A2 - Grupo construído de ímã para um aparelho medidor de fluxo de passagem - Google Patents
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Abstract
GRUPO CONSTRUÍDO DE ÍMÃ PARA UM APARELHO MEDIDOR DE FLUXO DE PASSAGEM. A presente invenção refere-se a um grupo construído de ímãs (1) para um aparelho medidor de fluxo permanente (2) como disposição com componentes. O grupo construído de ímãs de acordo com a invenção, cuja introdução nos encaixes de ímas do dispositivo magnetizador do aparelho medidor de fluxo é simplificada e que evita, especialmente, rupturas de material magnético nos ímãs permanentes, se caracteriza pelo fato de que a disposição (3) possui um revestimento (4) para proteção dos ímãs permanentes (2) contra rupturas de material magnético causadas por solicitações mecânicas, especialmente na introduçã do grupo construído de ímãs (1) dentro dos encaixes magnéticos do aparelho medidor de fluxo, e/ou para a introdução simplificada os ímãs permanentes (2) nos encaixes magnéticos pela fricção reduzida entre o grupo construído de ímãs (1) e os encaixes de ímãs e/ou para influenciação do campo magnético, gerado pelos ímãs permanentes (2).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "GRUPO CONSTRUÍDO DE ÍMÃ PARA UM APARELHO MEDIDOR DE FLUXO DE
PASSAGEM".
A presente invenção se refere a um grupo construído de ímã pa- ra um aparelho medidor de fluxo de passagem de núcleo magnético, com ao menos uma disposição, abrangendo um ímã permanente como componente.
Aparelhos medidores de fluxo de núcleo magnético determ.nam o fluxo de passagem das diferentes fases de um fluido multifásico, as veloci- dades de fluxo das diferentes fases, bem como as parcelas relativas das diferentes fases em fluido multifásico em um tubo medidor, através da med.- ção e da avaliação da tensão induzida pela ressonância do núcleo magnet.- co do fluido multifásico em um sensor adequado.O princípio medidor da res- sonância de núcleo magnético é designado, em inglês, como Nuclear Mag- netic Resonance (Ressonância Nuclear Magnética), baseia-se na propne- dade de os núcleos do átomo com um momento magnético livre, o chamado fuso do núcleo, realizarem a precessão na presença de um campo magnét.- co A precessão do vetor que representa o momento magnético de um nú- cleo de átomo e se verifica, no caso, com relação ao vetor que representa o campo magnético no lugar do núcleo do átomo, sendo que a precessão .n- duz uma tensão no sensor. A freqüência da precessão é designada como freqüência de Lamor coL= VS1 sendo que o y representa a relação g.ro- magnética e 8 representa a extensão da intensidade do campo magnét.co. A relação giromagnética y é máxima para núcleos de hidrogênio; especialmen- te devido a esta razão, os fluidos com núcleos de hidrogênio são adequados
para aparelhos medidores de fluxo de núcleo magnético.
A partir de fontes de óleo é deslocado um fluido multifásico, con- sistindo essencialmente, de óleo cru, gás natural e água salgada. Os cha- mados separadores de teste ramificam uma parcela do fluido transportado, separam reciprocamente as diferentes fases do fluido e determinam as par- celas das diferentes fases no fluido. Separadores de teste são dispendiosos, não podem ser instalados em ambiente submarino e não permitem med.çoes próximas de tempo real. Especialmente estes separadores de teste não es- 10
15
«O em condições de medir, de modo contei, pa.ce,as de 6,eo cru ,n enc- « a 5% Como a parceia de óleo cru de cada fonte cai contmuamente e a
(^nrela^e óleo cru de uma variedade de fontes já é inferior e não é possível explorar estas fontes de uma mane,ra econom.ca utt.
contêm núcleos de hidrogênio, para os quais - —e > *
relação giromagnética y ê a mãxima. Aparelhos med,dores sagem portanto, são especiaímente adequados para emprego em fontes de ZlLm em ambiente submarino, imediatamente na fonte no fundo do Γ ot não estão restr.cs a este emprego. Outros empregos surgem
pÜs medidores de fluxo de passagem com nücleo magnét,co apr^ am custos menores, menor necessidade de manutenção e podem med,, Tp^lente, também parcelas de 6leo cru inferiores a « no «o, com que se torna possivel, inicialmente, a exploração - ad,c,onal - de um grande
""L conhecido do relatório descritivo americano
, 2008/0174309 um dispositivo magnetizador de uma pilha de
formando um imã pendente em formato de cilindro oco, sendo que
:: :ané«co»ο— d0 Ldor é homogêneo, abrangendo a pilha uma variedade de ,mas disco,d,
estes estão presos por meio de parafusos e de matena , Darte de cada imã disccidal uma variedade de ímãs em forma de varas
ai a atendo os grupos construídos de ímãs integrados, sempre entre
rr: de material amagnêtíco. dentro de concavidades de un,ao po*
"====
!!Γ BaldO na variedade de grupos construídos magnet,ccs, bem 10
justapostos em cada um dos imãs discoidais, pelo efeito cambiante dos IZ magnéticos dos distes grupos de ímãs
sideráveis ações de força dos grupos magnéticos entre „. Estas ações de Írça diflcultam consideravelmente a introdução dos dantes g^pos £ néL construídos e freqüentemente - na introdução nas ações de força as - resulta um contato desfavorável dos grupos magnéticos con^ - Z com os encaixes dos incas, apresentando-se rupturas do matenal m g ico por seareste matéria, fragiiizado. Devido a estas rupturas de matna, ZL o campo magnético de um grupo construído de ímãs e mod£ Te portanto,também será negativamente influenciada a
campo magnético resuítante no compartimento interno do d^pos >vo magnetizador. Como a tensão induzida peia precessâo dos Zos no sensor depende da freqüência Larmor e esta, por sua de da intensidade do campo magnético, as rupturas de matenai magnefco
têm por conseqüência maior def,ciência da quaiidade de medição.
0 objeto da presente invenção reside em indicar um grupo cons- truído de ímãs, cuja introdução nos encaixes de ímãs no dispositivo magne- Tdor do aparelho medidor de fluxo de passagem é
especiaimente, rupturas de matéria, magnético nos Imfc P"^
O grupo construído de ímãs de acordo com a mvençao, no qual
é solucionada a tarefa antes derivada e indicada, inicialmente se —. essencialmente, pelo fato de que a disposição é feita com um — to . título de proteção dos ímãs pen— contra rupturas de — ma9 nético devido a so,,citações mecânicas, especia,mente na ,ntegraçao do ■5 ^ construído de ímãs Noé encaixes dos ímãs do aparelho med,dor de xo de passagem, e/ou para a introdução simpliflcada dos ímãs perma- te nos encaixes dos ímãs por fricção menor entre o grupo constado de Π os encaixes dos ímãs e,ou para influenciação do campo magnet,co,
qerado pelos ímãs permanentes.
o revestimento do grupo construído que envoive, ao menos, um imâ permanente, deverá ser previsto ao menos nos pontos de cont*o errtre o Im permanente e o encaixe dos ímãs. O matéria, do revest,mento devera 10
ser sempre selecionado no sentido de evitar rupturas de matenal no contato do grupo construido de imãs no contato co grupo consto de ímãs com o encaixe de ímãs e também antes, na manipulação do grupo construído de imãs Para tanto sâo considerados, como materiais, especial- mente plásticos dúcteis ou também metais apresentando, entre outros as- pectos, menor fragilidade e especialmente menor fragilidade do que a do
material dos ímãs.
Surpreendentemente, a introdução do grupo construído de ,mas
de acordo com a invenção nos encaixes dos imãs é mais simples do que de um grupo construido de imãs conhecido do estado da técnica. Portan o, em outros ensaios, foi otimizada a equiparação de materiais entre o revestimen- t0 e os encaixes de imãs, objetivando menor possível fricção. No contexto dos ensaios ficou revelado, de forma inesperada, que o campo magnet,co resultante do grupo construído de imãs de acordo com a invenção pode ser vantajosamente influenciado pela condutibilidade magnética do revestimento do ímã permanente. Por exemplo, o revestimento poderá atuar na área dos polos dos ímãs permanentes de um material de elevada condu- tibilidade magnética, à semelhança de uma lente magnética, compondo o
campo magnético. _
Em uma modalidade preferida do grupo construído de ,mas de a-
oordo com a invenção, a disposição abrange, além de ao menos um ímã per- manente, como componentes também, ao menos, um distanciador como com- ponente. Freqüentemente, todos os ímãs permanente apresentam as mesmas dimensões espaciais, com o que são reduzidos custos e a formação do grupo de ímãs é simplificada. Freqüentemente são dispostos distanc,adores entre ,mas permanentes, a fim de comporem o campo magnético resultante. A fcr- mação do campo magnético resuKante pode, no caso, ser feto não somente pela conforma geométrica dos distanciadores, mas também pela escolha do
material dos distanciadores, Tendo em vista a permeabilidade. i0 Em outra modalidade preferida do grupo construído de ,mas de
acordo com a invenção, ao menos dois dos componentes - os componentes são os ímãs permanentes e os distanciadores de uma disposição - estão em contato recíproco. Preferencialmente as áreas em contato das superfícies dos componentes são faces planas. Especialmente as faces placas dos componentes que estão em contato, podem estar alinhadas, sendo dispos- tos preferencialmente, em caráter adicional, em forma alinhada. O grupo construído de ímãs constituída desta forma, é monolítico e, assim, permite um alto grau de liberdade na conformação do campo magnético resultante. Adicionalmente, as áreas em contato das superfícies também podem ser interligadas em forma de uma união coesa. Pela união, a disposição será fixada em forma mecânica robusta, sendo simplificada a manipulação.
Em uma modalidade especialmente preferida do grupo construí- do de ímãs de acordo com a invenção, vários componentes, cujas faces pla- nas e alinhadas estão em contato recíproco serão de tal modo dispostos que resulta uma disposição em forma de vara, e os diferentes componentes são de tal forma constituída que em relação o contorno transversal da disposição em forma de vara, externa em relação ao eixo longitudinal da vara, poderá apresentar simetria rotatacional relativamente ao eixo longitudinal da vara, sendo preferencialmente retangular. O contorno transversal em simetria ro- tacional possibilita a disposição com fecho devido à forma do grupo constru- ído de ímãs em forma de vara nos encaixes de ímãs do dispositivo magneti- zador, de tal sorte que um giro do grupo construído de ímãs ao redor do eixo longitudinal do grupo construído de ímãs não é possível. A viabilidade do giro do grupo construído de ímãs prejudicaria a homogeneidade no compar- timento interno do dispositivo magnetizador do campo magnético.
Em outra modalidade vantajosa do grupo construído de ímãs conforme a invenção, o revestimento consiste ao menos de uma tira aplica- da em ao menos uma das faces externas da disposição. Especialmente no caso de uma disposição em forma de varas dos componentes, as tiras po- dem estar dispostas ao longo do eixo longitudinal da vara, com o que será minimizado o trabalho da instalação do revestimento. As faces externas da disposição resultam da disposição dos componentes. As tiras podem ser,por exemplo, laminados plásticos ou metálicos ou chapas metálicas, sendo, por- tanto, laminados de metal mais grossas. Enquanto os laminados plásticos oferecem apenas proteção contra rupturas de material magnético, viabilizan- do a introdução mais simples do grupo construído de ímãs no encaixe de ímãs, os laminados metálicos, ou seja, as chapas metálicas - tendo em vista a condutibilidade magnética do material selecionado - oferecem, também, uma influenciação do campo magnético resultante.
Em uma forma de realização especialmente preferida do grupo construído de ímãs de acordo com a invenção, os componentes são recipro- camente fixados por tiras dispostas em união positiva. A possibilidade de se poder fixar os componentes através das tiras, servindo de revestimento, com suficiente estabilidade mecânica recíproca, surgiu, surpreendentemente, du- rante os ensaios relativos aos efeitos do material das tiras sobre o campo magnético resultante.
Desta forma, além de sua função protetora contra rupturas de material magnético e redução da fricção na introdução do grupo construído de ímãs em um dos encaixes de ímãs, as tiras apresentam uma terceira fun- cionalidade. Pela possibilidade de fixar reciprocamente, em forma mecânica, vários componentes por meio de tiras de uma forma simples, torna-se, ago- ra, possível produzir os ímãs permanentes e os distanciadores de uma dis- posição de uma forma simples, introduzindo o grupo construído de ímãs em um passo de trabalho em um dos encaixes de ímãs. Desta forma, será niti- damente reduzido o esforço de produção de um dispositivo magnetizador. De forma alternativa ou adicional, ao menos umas das tiras poderá ser unida com ao menos um dos componentes, de referência de modo coeso.
Em outra modalidade preferida do grupo construído de ímãs consoante a invenção, o revestimento é constituído por um tubo, no qual será introduzida a disposição em forma de vara. Por sua vez, o tubo estará, depois, integrado em um dos encaixes de imãs, podendo estar disposto gi- rável no encaixe de ímã, sendo fixável contra giros. Normalmente, o tubo é produzido de material magnético, a fim de evitar influenciação adicional do campo magnético. Pela possibilidade do giro do tubo no encaixe de ímã, é possível influenciar o campo magnético resultante no compartimento interno do ímã permanente em forma de cilindro. Preferencialmente, o contorno transversal interno. perpendicular para C0m
rá de tal modo ajustado ao contorno transversa *e™JP ^
com o eixo longitudinal da vara, de mane.ra gu t ^
redor do ei» longitudinal do tubo^- - ^ J^ nâo
grada no tubo. Caso os ,mas^ a homogeneidade do
estiverem dispostos ,sentos de folga, cilindr0.
campo magnético no interior do Ce conformar e
ampliar o grupo constru.do de ,mas rejvindiCação 1
da -Ocrl^0 fragmentada, uma modalidade pre-
fendadeux:rr::^r::r^maFigura 1·com -da Fi9ura 1com cobre-
juntas agora rebordadas. especialmente clara na apresen-
Como pode ser v,sto de de dez imâs
taçâo fragmentada na figura 1, o grupo ^ ^
permanentes 2 gue compõem uma d,spos,ça β *q ^^
e latão alongadas, formando um r—to 4. T^os os P tes 2 sâ0 conformados como ^ se
„ gue as faces placas dos ^ de maneira gue
encontram P^J^^, o contorno da «o 10
formando o revestimento 4, nas quatro faces livres da disposição de vara 3 ao longo do eixo longitudinal da vara. As tiras de chapa de letão 5 estão dispostos com união positiva ao longo do eixo longitudinal da vara. As t,ras de chapa de latão 5 estão posicionadas com união positiva nas faces, porem não estão com estas unidas. Pela escolha de latão como material para as tiras o campo magnético resultante não será influenciado. As tiras de chapa de latão 5 são mais longas do que a disposição das varas 3 . as ponta triangulares da «ira de chapa de Iatto 5 , salientes por cima da d,spos,çao da
vara 3, formam cobrejuntas 6. ^ .
A Figura 3 apresenta o grupo construído de imãs 1 em estado
montado fina, com cobrejuntas 6 rebordadas. Peio rebordamento em união
positiva das cobrejuntas 6 nas faces frontais dos imãs permanentes 2, na
extremidades da disposição de varas 3, os ímãs permanentes 2 da d,sp os,
0ο de varas 2 serão mecanicamente fixadas entre si. O compnmento das
L de chapa de latão 5 e a forma das extremidades das tiras de chapa de
btto 5 são selecionadas precisamente de tal forma que as cobrejuntas 6
rebordadas não se tocam reciprocamente. Devido às tiras de chapa de Ia ao
a face transversal do grupo construído de ímãs 1 permanece com s.metna
rotacional, de maneira que é suprimido um giro do grupo construído de ,mas
, !, nos encaixes de ímãs de um dispositivo magnetizador, ao redor do e,xo
longitudinal do grupo construído de ímãs 1.
As tiras de chapa de latão 5, servindo de revesfmento 4, cum- prem três tarefas. Em primeiro lugar, protegem o material magnético frag.i dos ímãs permanente 2 contra ruptura por solicitaç6es mecânicas, tanto na manipulação geral, como também na integração nos encaixes dos ,mas. Em segundo lugar, simplificam a introdução, jã que, por um lado, a fncçao entre
fricção entre o material magnético e os encaixes de ímãs e, por outro lado, podem ser introduzidos dez ímãs permanentes 2 em um passo - ao ,nves de i0 L imã permanente. Em terceiro lugar, as tiras de chapa de latão 5 f,xam os imâs permanentes 2 da disposição de varas 3, de uma mane,ra s.mples e
custo vantajoso.
Claims (15)
1. Grupo construído de imãs para um aparelho medidor de fluxo de núcleo magnético, com uma disposição que abrange, ao menos, um íma permanente como componente, caracterizado pelo fato de que a dispôs,çao (3) possui um revestimento (4) como proteção dos imãs permanentes (2 contra rupturas de material magnético por solicitações mecânicas, especal- mente na introdução do grupo construído de imãs (1) nos encaixes de ,mas do aparelho medidor de fluxo de passagem, e /ou para introdução «npU» da dos ímãs permanentes (2) nos encaixes dos ímãs, devido à menor fricção entre o grupo construído de ímãs (1) e os encaixes dos ímãs e/ou para ,nflu- enciar o campo magnético, gerado pelo imã permanente (2).
2. Grupo construído de ímãs de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que faz parte da disposição (3) ao menos um d,s- tanciador, representante um componente.
3. Grupo construído de ímãs de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que ao menos dois dos componentes estão em contato recíproco. _
4. Grupo construído de ímãs de acordo com a re.vmdicaçao 3, caracterizado pelo fato de que as áreas em contato recíproco das superfíces dos comoventes, constituem faces planas.
5. Grupo construído de ímãs de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as faces planas dos componentes, em conta- to recíproco, estão alinhadas, e, de preferência, estão dispostos em forma na alinhada.
6. Grupo construído de ímãs de acordo com a re,v,nd,caçao 5, caracterizado pelo fato de que vários componentes estão de tal modo dis- postos que resulta uma disposição (3) em forma de vara e os d,ferentes componentes estão de «a, modo conformados que os contornos transversa, externos, perpendiculares para com o eixo longitudinal da vara, são constan- tes e iguais ao longo do eixo longitudinal da vara.
7. Grupo construído de ímãs de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o contorno transversal da disposição (3) em forma de vara, relativamente ao eixo longitudinal da vara, apresenta simetria rotativa relativamente ao eixo longitudinal da vara, sendo, preferencialmente, retangular.
8. Grupo construído de ímãs, de acordo com uma das reivindi- cações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o revestimento consiste ao menos de uma tira, disposta em ao menos uma das faces externas da dis- posição (3), sendo, preferencialmente uma tira de chapa de latão (5).
9. Grupo construído de ímãs de acordo com a reivindicação 6 ou 7 e de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as tiras estão dispostas ao longo do eixo longitudinal da vara.
10. Grupo construído de ímãs de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que os componentes estão reciprocamente fixados por meio de tiras.
11. Grupo construído de ímãs de acordo com uma das reivindi- cações de 8 a 10, caracterizado pelo fato de que ao menos uma das tiras está unida com ao menos um dos componentes, preferencialmente com uni- ão positiva.
12. Grupo construído de ímãs de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o revestimento (4) é um tubo, especial- mente um tubo introduzido no encaixe magnético em forma giratória e fixado contra movimento de giro.
13. Grupo construído de ímãs de acordo com as reivindicações 7 e 12,caracterizado pelo fato de que o contorno transversal interno, perpendi- cular para com o eixo longitudinal do tubo, está de tal modo ajustado ao con- torno transversal externo perpendicular em relação ao eixo longitudinal da vara que está excluído um giro ao redor do eixo longitudinal do tubo, relati- vamente ao revestimento (4) da disposição (3), integrada no revestimento (4).
14. Grupo construído de ímãs e acordo com uma das reivindica- ções de 1 a 13, caracterizado pelo fato de que ao menos dois dos compo- nentes estão unidos, especialmente em forma coesa.
15. Grupo construído de ímãs de acordo com uma das reivindi- cações de 1 a U, caracterizado pelo fato de que os imãs permanentes apresentam idênticas dimensões espaciais.
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