BR102019028037A2 - válvula de isolamento de trecho para sistema de transporte pneumático - Google Patents
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Abstract
A válvula de isolamento de trecho da invenção é montada no dorso inferior da via elevada (1), sendo a base do obturador (2) articulada em uma carcaça (3) fixada à via elevada (1) através de um flange (4) para rápida conexão e desconexão. A carcaça (3) é dotada de uma caixa coletora d’água (5) pluvial. A válvula de isolamento de trecho é composta por um obturador (2) montado em uma carcaça (3) fixada à via elevada através de um flange (4) para rápida conexão e desconexão. O obturador (2) é movido através de um atuador linear de acionamento (6), cuja haste exerce força em uma articulação (7). A articulação (7) é pivotada superiormente no obturador (2) e inferiormente em um quadro (8) fixado na base da carcaça (3). O conjunto é bloqueado mecanicamente através uma came (9) de travamento de posição fechada, deslocado automaticamente através de molas (10). Um pino trava de segurança (11) é acionado por um solenoide de liberação (12). A posição da válvula de isolamento de trecho é dada por um sensor de posição (13).
Description
[01] A presente invenção refere-se ao aperfeiçoamento desenvolvido em válvula de isolamento de trecho de via elevada que atua simultaneamente como duto de propulsão pneumática de veículos de transporte para passageiros e cargas, sendo que a válvula de isolamento de trecho é dotada de múltiplas funcionalidades.
[02] A patente de invenção PI 9912112-3 e sua correspondente US 6,213,026 descrevem um sistema de transporte cujos veículos são propulsionados pneumaticamente ao longo de uma via guia por meio de uma placa de propulsão estendida para o interior do duto de ar que é definido pela própria via guia.
[03] Os veículos são dotados de truques contendo preferencialmente quatro rodas metálicas cada, sendo pelo menos um dos eixos conectado a um mastro voltado para baixo e parafusado a uma placa de propulsão que possui uma área correspondente a área transversal livre do duto e que é responsável pela conversão do empuxo fluídico em trabalho mecânico para movimentação dos veículos sobre trilhos assentados sobre a via elevada especial.
[04] A superestrutura da via elevada é montada sobre pilares verticais e possui uma primeira função de sustentação e direcionamento dos veículos e uma segunda e não menos importante função que se caracteriza por formar em seu interior um duto de propulsão. Assim, a via elevada é responsável pelo meio físico de apoio e guia do deslocamento dos veículos, bem como meio de propagação do fluxo de ar gerado por grupos motopropulsores estacionários posicionados em estações distribuídas ao longo do trajeto do veículo.
[05] Cada grupo motopropulsor é integrado por um ventilador industrial de serviço pesado e um conjunto de válvulas de controle e de direcionamento de fluxo, sendo responsáveis por elevar ou reduzir a pressão no interior do duto definido pelas vigas que formam a superestrutura.
[06] O sistema de transporte pneumático opera segundo o princípio de separação da via em múltiplas seções distintas, definindo circuitos de propulsão dedicados e, por conseguinte, blocos de controle automático exclusivos e independentes para cada veículo. Destarte, o avanço de um determinado veículo para um próximo bloco de controle só é permitido se este estiver desocupado.
[07] O documento de patente BR 10 2018 074144-6 de título Sistema de Propulsão Pneumática para Transporte de Alta Capacidade de Passageiros e/ou Cargas detalha possíveis circuitos de propulsão que, dependendo do nível de empuxo requerido, podem propelir um veículo por até dois grupos motopropulsores, cada qual localizado em uma das extremidades do trecho, o primeiro trecho trabalhando em regime de pressão e, o segundo, trecho em regime de sucção. Como regra geral, esses circuitos de propulsão estendem-se de uma estação de passageiros à outra, porém as especificidades de cada aplicação, com razoável frequência, demandam a introdução de seções intermediárias entre elas, ou ainda, a abrangência de um número maior de estações. Os blocos de controle dos referidos circuitos de propulsão são dinâmicos, assim sendo, durante a movimentação normal do veículo, esses podem ser reconfigurados e ajustados em função da posição do veículo na via, de um comando para alinhamento de rota e/ou do controle de tráfego relacionado aos demais veículos em operação simultânea.
[08] A válvula de isolamento de trecho é o dispositivo que torna possível a interrupção física do duto de propulsão e, logo, a criação dessas divisões em blocos de controle individuais. O mecanismo de acionamento da válvula de isolamento de trecho é montado no dorso inferior da via elevada e o seu obturador fica posicionado no interior do duto de propulsão da via elevada. A válvula de isolamento de trecho compartimenta um circuito de propulsão em relação a outro adjacente bloqueando a passagem do ar.
[09] A válvula de isolamento de trecho assume apenas duas posições: totalmente aberta ou totalmente fechada, sendo sua falha-segura caracterizada pelo travamento na última posição conhecida pelo subsistema de controle automático. Na posição aberta o duto é desobstruído permitindo o livre escoamento do ar e a passagem das placas de propulsão do veículo. A sua passagem através de uma válvula aberta permite o seu ingresso seguro na próxima seção ou circuito de propulsão.
[010] A forma mecânica original da válvula de isolamento de trecho é apresentada na patente PI 8301706-2 e sua respectiva patente correspondente US 4,658,732, que detalham um sistema de acionamento giratório, tipo borboleta, que é frágil e dependente da resistência do seu eixo. Ainda outro inconveniente dessa forma original é a placa que fica exposta a severo esforço de flexão gerado pelas pressões internas ao duto de propulsão. Mais outro inconveniente dessa forma original é que gera um grande volume inferior à via elevada, que além de resultar em efeito estético indesejado ainda compromete o vão livre inferior que pode ser usado para trânsito de pessoas e veículos. Também outro inconveniente é a falta de um travamento intrínseco na posição aberta ou fechada, que impeça uma movimentação involuntária não acionada.
[011] Outra forma mecânica da válvula de isolamento de trecho foi descrita na patente PI 8503504-1 e sua respectiva patente correspondente US 4,774,891, que detalham um sistema de acionamento basculante, tipo placa em rampa, que exige uma estrutura tipo treliça para movimentação da placa por meio de um cilindro pneumático. Essa treliça é necessária para compensar o comprimento do cilindro e da sua haste, a fim de reduzir as dimensões da carenagem que abriga o conjunto da válvula. Mais outro inconveniente desse dispositivo é também o grande volume inferior à via elevada, que além de resultar em efeito estético indesejado ainda compromete o vão livre inferior que pode ser usado para trânsito de pessoas e veículos. Também outro inconveniente é a falta de um travamento intrínseco na posição aberta ou fechada, que impeça uma movimentação involuntária e não acionada.
[012] O aperfeiçoamento em válvula de isolamento de trecho de duto de propulsão pneumática de veículos de transporte para passageiros e cargas da presente invenção soluciona eficazmente os inconvenientes do estado da técnica anteriormente referidos.
[013] No aperfeiçoamento em válvula de isolamento de trecho da invenção o atuador linear não mais aplica força diretamente no obturador, mas sim em uma articulação disposta segundo um mecanismo de três barras. Ao contrário do modelo anterior em que nada era especificado sobre seu travamento, a válvula de isolamento de trecho aperfeiçoada passa a contar com um sistema redundante quádruplo:
- a) Travamento intrínseco na posição aberta ou fechada devido ao ângulo formado entre as barras de articulação e o atuador em ambos fins de curso, caracterizando a válvula como “monoestável”;
- b) Travamento através da ação de um came paralelo ao eixo de giro do obturador, atuado por duas molas, e que desliza na direção de duas reentrâncias presentes na armação do obturador, uma para a posição aberta e outra para fechada;
- c) Travamento positivo com dois pinos de segurança redundantes, posicionados em lados opostos da armação do obturador, que conta com dois orifícios cada, para garantia do bloqueio na posição aberta ou fechada; os pinos de segurança são atuados via solenoide para sua liberação.
[014] Uma disposição alternativa compacta da válvula de isolamento de trecho da invenção, não prevista nas patentes supracitadas, é especialmente aplicável às vigas de desvio que apresentam restrições geométricas para montagem em função de sua curvatura de raio reduzido, é também revelada. A disposição alternativa é do tipo gaveta e é executada com um obturador subdividido em vários segmentos articulados (palhetas) que são bobinados no dorso inferior da via elevada pela ação de um atuador acoplado a um redutor, com travamento de posição através de cilindros pneumáticos lineares. Essa alternativa ainda oferece a vantagem de baixo impacto visual.
[015] O aperfeiçoamento em válvula de isolamento de trecho de duto de propulsão pneumática de veículos de transporte da presente invenção resulta nas seguintes vantagens em relação as concepções anteriores do estado da técnica:
- - Equipamento seguro quanto à sua abertura inintencional através de bloqueio redundante;
- - Redução significativa do volume externo ocupado pelo equipamento, mitigando o impacto visual e liberando ao tráfego um maior espaço abaixo da via elevada;
- - Disposição alternativa da válvula de isolamento de trecho, cuja dimensão da carcaça é reduzida, permitindo a montagem em curvas de raio reduzido e resultando em ainda menor volume externo com menor impacto visual.
[016] A fim de que o aperfeiçoamento em válvula de isolamento de trecho de duto de propulsão pneumática de veículos de transporte da presente invenção seja plenamente compreendido e levado à prática por qualquer grupo multidisciplinar de técnicos deste setor tecnológico, a mesma passa a ser descrita de forma clara e suficiente com base nos desenhos anexos abaixo listados:
Figura 1 - perspectiva de um segmento da via elevada com uma válvula de isolamento de trecho preferencial instalada;
Figura 2 - vista em corte axial de um segmento da via elevada com uma válvula de isolamento de trecho preferencial acionada;
Figura 3 - vista em corte axial de um segmento da via elevada com a válvula de isolamento de trecho preferencial não acionada;
Figura 4 - perspectiva explodida da válvula de isolamento de trecho preferencial;
Figura 5 - perspectiva de um segmento da via elevada com uma válvula de isolamento de trecho alternativa instalada;
Figura 6 - perspectiva da válvula de isolamento de trecho alternativa com o obturador estendido;
Figura 7 - perspectiva explodida da válvula de isolamento de trecho alternativa com o obturador estendido.
Figura 1 - perspectiva de um segmento da via elevada com uma válvula de isolamento de trecho preferencial instalada;
Figura 2 - vista em corte axial de um segmento da via elevada com uma válvula de isolamento de trecho preferencial acionada;
Figura 3 - vista em corte axial de um segmento da via elevada com a válvula de isolamento de trecho preferencial não acionada;
Figura 4 - perspectiva explodida da válvula de isolamento de trecho preferencial;
Figura 5 - perspectiva de um segmento da via elevada com uma válvula de isolamento de trecho alternativa instalada;
Figura 6 - perspectiva da válvula de isolamento de trecho alternativa com o obturador estendido;
Figura 7 - perspectiva explodida da válvula de isolamento de trecho alternativa com o obturador estendido.
[017] A figura 1 ilustra um segmento da via elevada (1) com uma válvula de isolamento de trecho preferencial instalada e com o obturador (2) na posição fechada.
[018] As figuras 2 e 3 ilustram a válvula de isolamento de trecho preferencial montada no dorso inferior da via elevada (1) com o obturador (2) na posição aberta e na posição fechada, respectivamente. A base do obturador (2) articula-se em uma carcaça (3) fixada à via elevada (1) através de um flange (4) para rápida conexão e desconexão. A carcaça (3) é dotada de uma caixa coletora d’água (5) pluvial.
[019] A figura 4 detalha a válvula de isolamento de trecho preferencial composta por um obturador (2) montado em uma carcaça (3) fixada à via elevada através de um flange (4) para rápida conexão e desconexão. O obturador (2) é movido através de um atuador linear de acionamento (6), cuja haste exerce força em uma articulação (7). A articulação (7) é pivotada superiormente no obturador (2) e inferiormente em um quadro (8) fixado na base da carcaça (3).
[020] Preferencialmente, o conjunto é bloqueado mecanicamente através uma came (9) de travamento de posição fechada, deslocado automaticamente através de molas (10). Um pino trava de segurança (11) é acionado por um solenoide de liberação (12). Trata-se de uma função vital atrelada diretamente ao subsistema de proteção automática (ATP), impedindo a movimentação da válvula de isolamento de trecho frente a um comando espúrio. A posição da válvula de isolamento de trecho é dada por um sensor de posição (13).
[021] As figuras 5 a 7 detalham a válvula de isolamento de trecho alternativa composta por um obturador (20) composto por palhetas que se deslocam através de duas guias laterais (21) que são montadas no interior do duto formado pela via elevada (1). As guias laterais (21) são fixadas a uma carcaça inferior (22) onde rotacionam discos de bobinar (23) montados em um eixo (24) dotado de um acoplamento (25) conectado, por sua vez, a um atuador (26) do tipo pneumático, preferivelmente. O disco de bobinar (23) projeta e recolhe o obturador (20) que compõe o obturador (20).
[022] Os discos de bobinar (23) podem possuir orifícios (27) para introdução de um pino trava comandado por um solenoide (28).
[023] Opcionalmente, o obturador (20) pode ser uma lâmina flexível, preferencialmente executada em material polimérico.
Claims (13)
- VÁLVULA DE ISOLAMENTO DE TRECHO PARA SISTEMA DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO que é instalada no dorso inferior de um segmento de via elevada (1) e dotada de um obturador (2) que se articula em uma carcaça (3) fixada à via elevada (1), caracterizada por ser o obturador (2) movido através de um atuador linear (6), cuja haste exerce força em uma articulação (7) que é pivotada superiormente no obturador (2) e inferiormente em um quadro (8) fixado na base da carcaça (3).
- VÁLVULA DE ISOLAMENTO DE TRECHO PARA SISTEMA DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por ser a carcaça (3) dotada de uma caixa coletora d’água (5) pluvial.
- VÁLVULA DE ISOLAMENTO DE TRECHO PARA SISTEMA DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO, de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada por ser o conjunto bloqueado mecanicamente através uma came (9) de travamento de posição fechada, deslocado automaticamente através de molas (10).
- VÁLVULA DE ISOLAMENTO DE TRECHO PARA SISTEMA DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO, de acordo com uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizada por possuir um pino trava de segurança (11) que é acionado por um solenoide de liberação (12).
- VÁLVULA DE ISOLAMENTO DE TRECHO PARA SISTEMA DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO, de acordo com uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizada por ser a posição da válvula de isolamento de trecho dada por um sensor de posição (13).
- VÁLVULA DE ISOLAMENTO DE TRECHO PARA SISTEMA DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO que é instalada no dorso inferior de um segmento de via elevada (1) e dotada de uma carcaça (3) fixada à via elevada (1), caracterizada por ser o obturador articulado (20) composto por palhetas que se deslocam através de duas guias laterais (21) que são montadas no interior do duto formado pela via elevada (1), sendo as guias laterais (21) fixadas a uma carcaça (22) onde rotacionam discos de bobinar (23) montados em um eixo (24) dotado de um acoplamento (25) conectado a um atuador (26).
- VÁLVULA DE ISOLAMENTO DE TRECHO PARA SISTEMA DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por ser o atuador (26) do tipo pneumático.
- VÁLVULA DE ISOLAMENTO DE TRECHO PARA SISTEMA DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO, de acordo com uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizada por serem os discos de bobinar (23) dotados de orifícios (27) para introdução de um pino trava comandado por um solenoide (28).
- VÁLVULA DE ISOLAMENTO DE TRECHO PARA SISTEMA DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO que é instalada no dorso inferior de um segmento de via elevada (1) e dotada de um obturador (2) que é montado em uma carcaça (3) fixada à via elevada (1), caracterizada por ser constituída por um obturador articulado (20) composto por palhetas que se deslocam através de duas guias laterais (21) que são montadas no interior do duto formado pela via elevada (1), sendo as guias laterais (21) fiadas em uma carcaça inferior (22) onde rotacionam discos de bobinar (23) montados em um eixo (24) dotado de um acoplamento (25) conectado, por sua vez, a um atuador (26).
- VÁLVULA DE ISOLAMENTO DE TRECHO PARA SISTEMA DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por ser o atuador (26) do tipo pneumático.
- VÁLVULA DE ISOLAMENTO DE TRECHO PARA SISTEMA DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por serem os discos de bobinar (23) dotados de orifícios (27) para introdução de um pino trava comandado por um solenoide (28).
- VÁLVULA DE ISOLAMENTO DE TRECHO PARA SISTEMA DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por ser o obturador (20) uma lâmina flexível.
- VÁLVULA DE ISOLAMENTO DE TRECHO PARA SISTEMA DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por ser o obturador (20) uma lâmina flexível executada em material polimérico.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B06W | Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 27/12/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |