BR112012026469B1 - Sistema de válvula de corte rápido controlado de maneira pneumática, válvula de ventilação para um sistema de válvula controlado de maneira pneumática, método para um controle pneumático de uma válvula de corte rápido e método para recolocar uma válvula de corte rápido controlada de maneira pneumática - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE VÁLVULA DE CORTE RÁPIDO CONTROLADO DE MANEIRA PNEUMÁTICA, VÁLVULA DE VENTILAÇÃO PARA UM SISTEMA DE VÁLVULA CONTROLADORA DE MANEIRA PNEUMÁTICA, MÉTODO PARA UM CONTROLE PNEUMÁTICO DE UMA VÁLVULA DE CORTE RÁPIDO E MÉTODO PARA RECOLOCAR UMA VÁLVULA DE CORTE RÁPIDO CONTROLADA DE MANEIRA PNEUMÁTICA Trata-se de sistemas e métodos para fornecer controle pneumático de um sistema de válvula de corte rápido controlado de maneira pneumática compreende: uma válvula de corte rápido que tem uma entrada (124) e uma saída (126) e um elemento de fechamento interno disposto entre as mesmas; um sistema de ligação mecânica que tem uma extremidade distal de uma alavanca catraca (160) em contato com uma alavanca de chapeleta (168) fixada ao elemento de fechamento de válvula; um conjunto de atuador (136) que inclui um diafragma de atuador (156) e um pino de atuador (158), sendo que o dito pino de atuador (158) está em contato com uma extremidade proximal do sistema de ligação mecânica, sendo que o dito controlador ainda inclui um diafragma operável para receber um sinal de pressão pneumática em um primeiro lado e mover o pino de atuador (158), conectado ao diafragma (156); pelo menos uma válvula de controle de disparo (130, 132) operável para receber uma pressão detectada a jusante da (...)

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a válvulas controladas pneumaticamente.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] São usadas estações de regulação de pressão para controlar a pressão em sistemas de distribuição de gás. A maioria dos sistemas de distribuição de gás modernos exigem múltiplas camadas de proteção para prevenir a tubulação a jusante de uma estação de regulação de ser sobrepressurizada e potencialmente falhar. Códigos, estatutos e leis nacionais, internacionais e locais e práticas operacionais governam as exigências de uma instalação em particular. Válvulas de corte rápido são usadas em sistemas de gás natural para fornecer uma camada adicional de proteção ao interromper o fluxo de gás. Em muitas áreas do mundo são exigidas válvulas de corte rápido por estatuto ou lei.

[003] Cada camada de proteção adiciona ao custo de instalação e operação de um sistema de distribuição. Embora o custo de compra e instalação de equipamento adicional seja intuitivo, o custo operacional maior é mais complexo. Cada camada de proteção de pressão deve estar alocada a uma faixa de pressão na qual a mesma opera. Essa faixa está compreendida entre a pressão máxima para a qual a tubulação é classificada e sua pressão de operação normal. O comprimento da faixa de pressão é uma função da precisão do equipamento. O impacto de uma pressão de operação de tubulação inferior é uma taxa de fluxo inferior de gás no sistema de distribuição.

[004] As válvulas de corte rápido podem ser projetadas para uso com um regulador de redução de pressão para fornecer uma proteção de pressão a jusante secundária. Tais válvulas podem ser projetadas para interromper o fluxo de gás quando a pressão de detecção ou de saída no sistema ou exceda ou caia abaixo de pressões pontuais ajustadas. Historicamente, as válvulas de corte rápido tipicamente incluem: um elemento sensor de pressão que opera diretamente uma trava que segura a válvula de corte rápido na posição aberta; e um elemento de fechamento atuado por mola que pode ser um plugue ou uma chapeleta que fecha contra um assento. Uma típica válvula de corte rápido do estado da técnica é incluída conforme a Figura 1. A precisão e regularidade de desempenho são significativamente afetadas por projetos e tipos de mecanismos de travamento diferentes. As desvantagens do estado da técnica incluem a válvula que fecha a uma pressão muito baixa ou alta devido a vibração, vazamentos de válvula, variações em pressão de disparo devido a desgaste e contaminação, o que exige o despacho de uma equipe de manutenção. O custo de propriedade é aumentado pelo invento de múltiplas molas e diafragmas são necessárias para variar as pressões ajustadas.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[005] As válvulas, conforme descrito nesta invenção, podem ser usadas para interromper o fluxo de fluidos (por exemplo, gases) quando a pressão de detecção ou de saída em um sistema ou exceda ou caia abaixo de pressões pontuais ajustadas. Essas válvulas podem fornecer tanto uma capacidade de interrupção de sobrepressão quanto de subpressão. Os pontos de regulagem são ajustáveis e passíveis de repetição ao longo de faixas amplas de taxas de fluxo, pressões de entrada e temperaturas.

[006] Em uma realização, um sistema de válvula de corte rápido controlado de maneira pneumática inclui: uma válvula de corte rápido que tem uma entrada e uma saída e um elemento de fechamento interno disposto entre as mesmas; um sistema de ligação mecânica que tem uma extremidade distal de uma alavanca catraca em contato com uma alavanca de chapeleta fixada ao elemento de fechamento de válvula; um conjunto de atuador que inclui um diafragma de atuador e um pino de atuador, em que o dito pino de atuador está em contato com uma extremidade proximal do sistema de ligação mecânica, em que o dito conjunto de atuador ainda inclui um diafragma operável para receber um sinal de pressão pneumática em um primeiro lado e move o pino de atuador conectado ao diafragma; pelo menos uma válvula de controle de disparo operável pra receber uma pressão detectada a jusante da válvula de corte rápido; pelo menos uma válvula de controle de disparo operável a emitir um sinal de pressão pneumática de uma porta de descarga; um sistema de conduto e conectado à porta de descarga de pelo menos uma válvula de controle de disparo e operável para transmitir o sinal de pressão pneumática para a entrada do conjunto de atuador a ser aplicado ao diafragma no mesmo; uma válvula de ventilação conectada ao conduto, em que a dita válvula de ventilação tem um pino móvel com uma extremidade distal que está em contato com a alavanca de chapeleta quando o elemento de fechamento interno está em uma posição aberta, em que um contato entre a alavanca de chapeleta e o pino móvel mantém a válvula de ventilação em uma posição aberta, o que libera a pressão pneumática nos sistemas de conduto entre a válvula de controle de disparo e o conjunto de atuador. As realizações podem incluir um ou mais dos recursos a seguir.

[007] Em algumas realizações, os sistemas também incluem uma protuberância de recolocação disposto em uma extremidade distal do eixo de chapeleta conectada à alavanca de chapeleta.

[008] Em algumas realizações, o sistema de ligação mecânica ainda inclui: uma mola de fechamento de trava que inclina uma alavanca catraca de uma posição aberta para uma posição fechada quando a ligação mecânica é atuado por um movimento do pino de atuador em contato com a extremidade proximal do sistema de ligação mecânica.

[009] Em algumas realizações, os sistemas são configurados tal que quando o elemento de fechamento interno está em uma posição fechada, a válvula de ventilação está em uma posição fechada que segura a pressão pneumática nos sistemas de conduto entre a válvula de controle de disparo e o conjunto de atuador. Em alguns casos, a válvula de ventilação compreende um membro flexível que inclina a válvula de ventilação na direção de uma posição fechada.

[010] Em algumas realizações, o pino móvel e o alojamento de válvula de ventilação definem uma região anular pequena que fornece um orifício em forma de anel através do qual um vazamento de fluido pequeno pode passar pela válvula de ventilação. Em alguns casos, a região anular pequena da válvula de ventilação é dimensionado tal que o fluxo de fluido entre o alojamento de controlador e o pino móvel é menor que o fluxo de fluido através da válvula de controle de disparo quando aberta.

[011] Em algumas realizações, os métodos para um controle pneumático de uma válvula de corte rápido incluem: detectar uma pressão a jusante da válvula de corte rápido; transmitir a pressão detectada para uma válvula de controle de disparo; emitir um sinal de pressão pneumática da válvula de controle de disparo ao diafragma de atuador de um conjunto de atuador que move um pino de atuador conectado a um diafragma do controlador de válvula e mover uma extremidade proximal de uma ligação mecânica com o pino de atuador; e transmitir um movimento da extremidade proximal do sistema de enlaçamento por meio da ligação mecânica a uma extremidade distal da ligação mecânica, e desse modo: iniciar um movimento de um elemento de fechamento da válvula de corte rápido de uma posição de válvula aberta para uma posição de válvula fechada; e liberar uma válvula de ventilação para se mover para sua posição fechada. As realizações podem incluir um ou mais dos recursos a seguir.

[012] Em algumas realizações, um movimento do elemento de fechamento da válvula de corte rápido de uma posição de válvula aberta para uma posição de válvula fechada compreende um giro do elemento de fechamento em torno do eixo geométrico de um eixo. Em alguns casos, os métodos também incluem mover axialmente o elemento de fechamento ao longo de um pino que se estende radialmente a partir do eixo.

[013] Em algumas realizações, os métodos também incluem, quando o membro de fechamento está aberto, liberar um fluido de pressão através da válvula de ventilação a partir de um conduto, que se estende entre a válvula de controle de disparo, ao diafragma de atuador.

[014] Em algumas realizações, os métodos para recolocar uma válvula de corte rápido controlada de maneira pneumática inclui: girar o eixo de chapeleta: para mover um elemento de fechamento interno de uma válvula de corte rápido de uma posição fechada para uma posição aberta; e para colocar a chapeleta fixada ao eixo de chapeleta em contato com o pino móvel de uma válvula de ventilação conectada a um sistema de conduto e entre a válvula de controle de disparo e um controlador de válvula; abrir a válvula de ventilação através de contato da chapeleta fixada ao eixo de chapeleta em contato com o pino móvel; e liberar uma pressão do sistema de conduto entre a válvula de controle de disparo e um conjunto de atuador. As realizações podem incluir um ou mais dos recursos a seguir.

[015] Em algumas realizações, liberar uma pressão pneumática nos sistemas de conduto compreende equalizar uma pressão pneumática em lados opostos do diafragma do controlador de válvula. Em alguns casos, equalizar uma pressão pneumática em lados opostos do diafragma do controlador de válvula permite um membro flexível a colocar um membro de ligação mecânica em contato com a alavanca de chapeleta.

[016] Outros mecanismos podem ser usados para fornecer a funcionalidade de partes individuais dos sistemas de controle. Por exemplo, o movimento de atuação fornecido pelo sistema de ligação mecânica e um sistema de alavanca podem ser realizados por outros tipos de dispositivos inclusive, por exemplo, deslizadores lineares, pistões e foles.

[017] Realizações podem fornecer uma ou mais das vantagens a seguir.

[018] As válvulas, conforme descritas nesta invenção, podem ser confiáveis. Mover partes mecânicas são bem mantidas sob controle e resistente a efeitos negativos de vibração. O mesmo pode fornecer níveis reduzidos de disparos incômodos induzidos por vibração referentes a válvulas de corte rápido operadas por elementos de detecção.

[019] As válvulas, conforme descritas nesta invenção, podem ser configuradas para fornecer para uma interrupção completa sem exigências de diferencial de pressão (por exemplo, não exige uma diferença entre a entrada e uma pressão de detecção para operar).

[020] As válvulas, conforme descritas nesta invenção, podem ser fáceis de preservar e ajustar. As válvulas podem ser resistentes a pegajosidade devido à água congelante ou fragmentos em uma tubulação porque o elemento de fechamento não está localizado no fundo da tubulação onde água e fragmentos se acumulam. Ao trocar uma parte única, a mola, essas válvulas podem fornecer um desempenho e precisão excelentes ao longo de uma faixa de pressão grande. Além do mais, a válvula pode ser redeterminada em uma operação única após uma equalização de pressão sem remover quaisquer tampas ou coberturas. A combinação de componentes em um pacote aumenta uma simplicidade de sistema.

[021] Algumas das vantagens da configuração exclusiva do sistema pneumático e da invenção incluem: uma pressão de disparo de sistema não é sensível a uma pressão de entrada visto que uma válvula de ventilação que abre durante uma configuração de operação normal permite o inferior das válvulas de disparo a estar a uma pressão ambiente. A válvula de ventilação, atuada por uma alavanca de chapeleta, se fecha e impede o fluxo de um gás a jusante para a atmosfera após um incidente de disparo. A válvula de ventilação também sangra automaticamente a pressão de atuador durante uma operação de redeterminação.

[022] Os detalhes de uma ou mais realizações da invenção são apresentados nos desenhos em anexo e na descrição abaixo. Outros recursos, objetivos e vantagens da invenção serão aparentes a partir da descrição e dos desenhos, e a partir das reivindicações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[023] A Figura 1 é uma vista em seção transversal de uma válvula de corte rápido do estado da técnica.

[024] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma válvula de corte rápido e um regulador de função única da presente invenção.

[025] A Figura 3 é uma vista em perspectiva de uma válvula de corte rápido e um regulador de dupla função da presente invenção.

[026] A Figura 4 é uma esquemática do sistema de controle pneumático da Figura 3.

[027] A Figura 5 é uma vista lateral em recorte parcial de uma válvula de controle de disparo de subpressão.

[028] A Figura 6 é uma vista lateral em recorte parcial de uma válvula de controle de disparo de sobrepressão.

[029] A Figura 7 é uma vista lateral em recorte parcial de um atuador e uma trava pneumáticos e uma vista lateral parcial da válvulas de controle de disparo de subpressão e sobrepressão das Figuras 5 e 6.

[030] A Figura 7A é uma vista lateral em recorte parcial ampliada do mecanismo de atuador e trava pneumático da Figura 7.

[031] A Figura 7B é uma vista em seção transversal parcial de uma válvula de ventilação da Figura 7.

[032] A Figura 8A é uma vista em seção transversal parcial de uma válvula de chapeleta de corte rápido.

[033] A Figura 8B é uma vista em seção transversal parcial de uma válvula de chapeleta de corte rápido.

[034] As Figuras de 9A a 9C são esquemáticas que ilustram a operação da válvula de corte rápido e do regulador da Figura 3.

[035] As Figuras de 10A a 10D são perspectivas explodidas da válvula de corte rápido e do regulador da Figura 3.

[036] Símbolos de referência similares nos vários desenhos indicam elementos similares.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[037] Em referência a Figura 1, um corte transversal de uma válvula de corte rápido do estado da técnica 10 é ilustrada. A válvula 10 inclui uma mola 4; um diafragma 6; um mecanismo de travamento 8; e um membro de fechamento de chapeleta 2.

[038] Em referência a Figura 2, uma vista em perspectiva de um sistema de regulador-válvula de corte rápido combinados de função única 100 é ilustrada, que inclui um regulador 110, uma cobertura 112, um módulo de válvula 114, e um módulo de controlador 116. O módulo de controlador 116 é montado ao lado de um módulo de válvula 114. O sistema 100 ilustrado na Figura 2 é configurado com um controlador de função única para fornecer seja uma proteção contra interrupção por sobrepressão ou proteção contra interrupção por subpressão.

[039] Conforme ilustrado na Figura 2, condutos de fluido 102, 103, 105 conectam um módulo piloto 120 com o regulador 110 e um fluido a montante e a jusante do sistema de regulador-válvula combinados 100. Um filtro 122 é fornecido em um daqueles condutos. Os módulos piloto e de filtro são acessórios para a porção reguladora do sistema combinado e não são exigidos para uma operação da porção de válvula de corte rápido do sistema.

[040] A Figura 3 ilustra uma vista em perspectiva de um sistema de regulador-válvula de corte rápido combinado de dupla função 100 que é configurado com um controlador de dupla função que fornece tanto uma proteção contra interrupção por sobrepressão quanto uma proteção contra interrupção por subpressão, com ambas as funções sendo controladas por uma porta de detecção comum 108 (ver Figura 4). Em algumas realizações, os sistemas de regulador-válvula combinados 100 podem ser configurados com controladores de função dupla que fornecem uma proteção contra interrupção por sobrepressão e/ou uma proteção contra interrupção por subpressão com cada função sendo controlada por uma porta de detecção independente. Essa aproximação permite um monitoramento de dois locais independentes para uma condição de sobrepressão ou subpressão, cada uma com seu próprio ponto de regulagem. Isso exige duas molas principais 144, cada uma montada em um revestimento de mola 118.

[041] Em algumas realizações, conforme ilustrado na Figura 2 e na Figura 3 e nas vistas explodidas de 10A a 10D, uma válvula autônoma pode incluir um corpo com um módulo de válvula 114 e uma cobertura 112 montados no topo do módulo de válvula 114 sem um regulador associado 110. O módulo de controlador 116 é montado ao lado de um módulo de válvula 114.

[042] A Figura 4 ilustra o sistema de controle pneumático de um sistema de regulador-válvula de corte rápido combinado 100 com um módulo de controlador de dupla função que fornece tanto uma proteção contra interrupção por sobrepressão quanto uma proteção contra interrupção por subpressão com ambas as funções sendo controladas por uma porta de detecção em comum 108 que monitora uma pressão a jusante do sistema de regulador-válvula de corte rápido combinado 100 ou, de maneira alternativa, por portas de detecção individuais. Nesse exemplo, um gás natural de pressão alta 104 é entregue ao sistema de regulador-válvula de corte rápido combinado 100 através de uma tubulação de entrada 124. O sistema de regulador-válvula de corte rápido combinado 100 fornece um gás natural a pressões mais baixas 106 através de uma tubulação de saída 126. Tais válvulas podem ser usadas em estações de controle de pressão usadas em sistemas de distribuição de gás industriais, comerciais e domésticos.

[043] Uma pressão de gás na tubulação de saída 126 é monitorada na porta de detecção 108. Um conduto de detecção de válvula de corte rápido 128 fornece uma comunicação fluida entre a tubulação de saída 126, uma válvula de controle de disparo de subpressão 130 e uma válvula de controle de disparo de sobrepressão 132. A válvula de controle de disparo de subpressão 130 e a válvula de controle de disparo de sobrepressão 132 são discutidas em mais detalhes abaixo. Conforme usado no presente documento, "fluido" inclui gás, líquido ou uma combinação de fases. Na maioria das realizações, o fluido que opera os elementos pneumáticos da presente invenção será o mesmo fluido gasoso que flui através de tubulações de entrada e saída 124, 126 (por exemplo, gás natural).

[044] Um conduto de controle de atuador 134 fornece uma comunicação fluida entre as saídas da válvula de controle de disparo de subpressão 130, a válvula de controle de disparo de sobrepressão 132, um atuador 136 e uma válvula de ventilação 138. Um fluido aplicado ao atuador 136 é expelido do sistema através de uma válvula de ventilação 138 e um ventilador 140 quando uma alavanca de chapeleta 168 (ver Figura 8 A) é girada para a posição travada. Embora ilustrado na Figura 4 como deslocada, a alavanca de chapeleta 168 e o conjunto de válvula de chapeleta 142 são alinhados e fisicamente conectados por um eixo 170 (ver Figuras 10A e 10C).

[045] Em referência às Figuras 4, 5, e 10B, a válvula de controle de disparo de subpressão 130 inclui uma mola principal 144, alojada no revestimento de mola 118, que engata em um conjunto de diafragma 146. Um conduto 148 fornece uma conexão fluida entre o conduto de válvula de corte rápido 128 e o conjunto de diafragma 146. Um pino 153 é guiado por um guia 154 e conecta mecanicamente o conjunto de diafragma 146 com um conjunto de gatilho que inclui um gatilho 150 e uma mola de retorno de gatilho 152. Quando a pressão de fluido, entregue de uma porta de detecção 108 por meio de um conduto 128 para o conjunto de diafragma 146 da válvula de controle de disparo de subpressão 130, cai abaixo do ponto de regulagem determinado pela mola principal 144, a válvula de controle de disparo de subpressão 130 é atuada e fornece uma pressão fluida ao conduto de controle de atuador 134.

[046] Será entendido que a pressão de regulagem nas válvulas de controle 130 e 132 pode ser ajustada ao remover a cobertura superior 117 de revestimento de mola 118 e ao girar a haste de ajustamento 119 que é recebida de maneira rosqueada em um revestimento de mola 118 e, através disso, elevar ou abaixar a haste de ajustamento 119 conectada mecanicamente a um suporte de mola 141 para comprimir ou descomprimir a mola 144.

[047] Em referência à Figura 4 e à Figura 6, a válvula de controle de disparo de sobrepressão 132 inclui substancialmente os mesmos componentes que a válvula de controle de disparo de subpressão 130. A posição da válvula de retorno de gatilho e a aplicação de pressão fluida do conduto de detecção de válvula 128 são revertidas em relação à válvula de controle de disparo de subpressão 130. Quando a pressão de fluido entregue pelo conduto de detecção de válvula 128 por meio de conduto 148 para o conjunto de diafragma 146 da válvula de controle de disparo de sobrepressão 130 é elevada acima do ponto de regulagem determinado pela mola principal 144, a válvula de controle de disparo de sobrepressão 130 é atuada e fornece uma pressão fluida ao conduto de controle de atuador 134.

[048] Em referência às Figuras 4, 7, 7A, 7B, 10A, 10B, 10C, e 10D, o conduto de controle de atuador 134 fornece uma comunicação fluida entre as saídas da válvula de controle de disparo de subpressão 130 e a válvula de controle de disparo de sobrepressão 132, a válvula de ventilação 138 (Figura 7B), e o conjunto de atuador 136. Um vazamento de fluido pequeno através de válvulas de controle de disparo 130 e 132 pode ocorrer durante uma operação normal do sistema, particularmente conforme se aproxima de dos pontos de regulagem de válvula de controle de disparo. Tal vazamento de fluido pequeno sai pela válvula de ventilação 138 e impede o acúmulo de pressão contra o atuador 136 e reduz a probabilidade de disparos em falso da válvula de corte rápido. Uma pressão fluida comunicada das válvulas de controle de disparo 130, 132 é aplicada a um conjunto de diafragma 156 no conjunto de atuador 136 por meio de uma trajetória fluida 134. O conjunto de diafragma 156 inclui um pino de atuador 158 que engata em uma alavanca catraca em forma de L 160 de mecanismo de trava 169. Conforme ilustrado na Figura 10A, uma vista em perspectiva explodida, o mecanismo de trava 169 inclui a alavanca catraca 160 montada de modo articulado no pino 162 (ver Figura 10B). Uma mola de fechamento de trava 163 inclina a alavanca catraca para um engate com uma alavanca de chapeleta 168. Um rolo 164 disposto entre a alavanca catraca 160 e a alavanca de chapeleta 168 age como um rolamento, e desse modo reduz uma fricção entre a alavanca catraca 160 e a alavanca de chapeleta 168 durante uma atuação do sistema de válvula de corte rápido. O rolo é retido no lugar por um enlace mestre 161 que tem um primeiro pino 165 que se estende através do rolo 164 e um segundo pino 165 que se estende através da alavanca catraca 160. Em algumas realizações o enlace mestre é similar a um enlace mestre em uma corrente de bicicleta. O enlace mestre inclui os dois pinos 165 rebitados em uma placa superior. Na parte inferior do enlace há uma placa inferior que desliza nos pinos. Um retentor de mola retém a segunda placa plana. Conforme ilustrado na Figura 10A, quando montado, o rolo 164 se instala no primeiro pino 165. O segundo pino 165 é folgadamente retido em uma abertura na alavanca catraca 160. O espaço livre entre o pino 165 e a abertura é predeterminado tal que o rolo pode se mover livremente na alavanca catraca. A superfície em que o rolo se move é um raio com seu centro que coincide com o orifício pivô 160. Isso resulta em um dispositivo quase sem fricção.

[049] Conforme mostrado nas Figuras 7, 7A, 10A e 10D, a alavanca de chapeleta 168 engata em um eixo 170 da válvula de chapeleta tal que a alavanca de chapeleta 168 mantém a válvula de chapeleta aberta até um movimento da alavanca catraca 160 para a direita (ver seta giratória R1) que permite um giro para baixo R2 da alavanca de chapeleta 168. O eixo de válvula de chapeleta 170 inclui um encaixe sextavado 171 que é disposto fora do alojamento (ver Figuras 2 e 3) e que pode ser usado para recolocar a válvula de chapeleta 142 e a alavanca de chapeleta 168 em suas posições abertas após uma atuação do sistema. Conforme ilustrado nas Figuras 2, 3 e 7A, o módulo de controlador 116 inclui uma janela 172 e uma armação de janela 177 mantidas no lugar por parafusos 173. A janela 172 fornece um acesso visual para o mecanismo de trava 169. Em algumas realizações, a janela e a armação de janela podem ser formadas como uma parte unitária de uma lâmina usinada de policarbonato ou outro material apropriado.

[050] As Figuras 8A, 8B e 10D ilustram a válvula de chapeleta 142. O eixo 170 da válvula de chapeleta 142 engata na alavanca de chapeleta 168, conforme discutido em respeito às Figuras 7 e 7A. O membro de fechamento 176 da válvula de chapeleta 142 define uma fresta 172 que recebe um pino 174. O pino 174 é fixado ao eixo 170 da válvula de chapeleta 142. Um membro flexível (por exemplo, uma mola de torção 175 na Figura 8B) inclina o membro de fechamento 176 em direção a uma posição fechada em que o membro de fechamento 176 engata em uma base de válvula 178. Uma vez que o membro de fechamento 176 está na posição fechada, a mola 175 fornece uma força suficiente fazer com que o membro de fechamento 176 comprima a vedação 178, o que interrompe o fluxo de gás. O membro flexível 175 gira o membro de fechamento 176 para sua posição fechada.

[051] A Figura 7B ilustra a válvula de ventilação 138. A válvula de ventilação 138 inclui um gatilho 180 e uma vara 186 que se estende através de uma fresta 187 definida pelo alojamento de válvula de ventilação 188. Quando a alavanca de chapeleta 168 está em sua posição aberta, um engate entre a alavanca de chapeleta 168, o gatilho 180 e a vara 186, ergue o gatilho 180 e a vara 186 fora de engate com o assento 182. Quando a alavanca de chapeleta 168 está em sua posição fechada, uma mola de retorno 184 inclina o gatilho 180 e a vara 186 para engatar com um assento 182. Durante operações de redeterminação, essa configuração sangra automaticamente uma pressão de atuador do sistema para permitir uma fácil redeterminação de sistema. Em particular, referente às Figuras 7A e 7B, quando a alavanca de chapeleta 168 é girada para cima (direção oposta de R2), uma vara de gatilho 186 move para cima uma abertura de válvula de ventilação 138 para ventilar o fluido no conduto 134, o que permite uma recolocação futura da válvula de corte rápido.

[052] Em uma operação normal, uma região anular pequena entre a vara 186 e o alojamento de válvula de ventilação 188 fornece um orifício em forma de anel através do qual um vazamento de fluido pequeno sai pela válvula de ventilação 138, o que impede o acúmulo de pressão contra o atuador 136 e reduz a probabilidade de disparos em falso da válvula de corte rápido, conforme discutido acima. A cavidade de alavanca se comunica com o meio ambiente através de uma abertura 140 no alojamento de controlador (ver Figuras 2 e 3). O orifício em forma de anel é pequeno o suficiente para que, quando as válvulas 130 e 132 abram, o fluxo de fluido seja significantemente restringido entre o alojamento de controlador e a haste de válvula de ventilação 186 tal que uma pressão cresce no conduto de controle 134. Em resposta, o conjunto de atuador 136 e enlaces mecânicos associados liberam a alavanca de chapeleta 168 para sua posição fechada e assim permitem a válvula de ventilação a engatar no assento 182 e prevenir vazamento de gás do sistema.

[053] As Figuras 7, 7A, 9A, 9B e 9C ilustram a operação normal do sistema. Durante uma operação normal, o mecanismo de trava 169 mantém o elemento de fechamento (chapeleta) 176 aberto, conforme mostrado na Figura 9A. O detector ou a pressão a jusante é monitorado pelos diafragmas de válvulas de controle de disparo 130 e 132 altas e baixas. Os diafragmas de válvula de disparo 146 convertem o detector pressão em uma força proporcional a pressão. A força produzida pelo diafragma de válvula de disparo 146 é contrabalanceada pela mola de ajuste de ponto de regulagem 144 localizada em um revestimento de mola 118. A haste de ajustamento 119 é usada para variar uma força de mola e controlar o ponto de regulagem de sobrepressão ou o ponto de regulagem de subpressão, conforme descrito anteriormente.

[054] Quando a pressão a jusante excede o ponto de regulagem de sobrepressão ou é menor que o ponto de regulagem de subpressão opcional, o diafragma de válvula de disparo e a mola se movem, e abrem tanto a válvula de controle 130 quanto 132. A válvula de controle aberta 130, 132 permite uma pressão de entrada a fluir para o diafragma de atuador 156, ver Figura 9B. A pressão age no diafragma 156 que empurra no pino 158. O pino move a alavanca catraca em forma de L 160 na direção R1 e libera a alavanca de chapeleta 168. Quando a alavanca de chapeleta 168 é liberada, um conjunto de molas (por exemplo, a mola de torção 175) empurra a chapeleta 176 fechada contra o assento 178 e fornece a força inicial para vedar a válvula, ver Figura 9C.

[055] Para recolocar a válvula de corte rápido, a pressão é sangrada da passagem de entrada 124 e da passagem de saída 126 através de válvulas na estação. A válvula de chapeleta e a alavanca de chapeleta 168 são giradas para a posição aberta ao girar uma porca 171 no sentido anti-horário na direção oposta de R2. O contato com a alavanca de chapeleta 168 abre a válvula de ventilação 138, o que permite a pressão que atua no diafragma 156 a escapar por meio da válvula de ventilação 138 e do ventilador 140. A mola 163 que fecha a trava (ver Figura 7A) gira a alavanca catraca em forma de L 160 de maneira que o rolo 164 engata com a alavanca de chapeleta 168 e a trava é fechada.

[056] Várias realizações da invenção foram descritas. Todavia, será entendido que várias modificações podem ser feitas sem desviar do espírito e escopo da invenção. Consequentemente, outras realizações estão no escopo das reivindicações a seguir.

Claims (18)

1. SISTEMA DE VÁLVULA DE CORTE RÁPIDO (100) CONTROLADO DE MANEIRA PNEUMÁTICA, caracterizado por compreender: uma válvula de corte rápido que tem uma entrada (124), uma saída (126) e um elemento de fechamento interno (176) disposto entre as mesmas; um sistema de ligação mecânica que tem uma extremidade distal de uma alavanca catraca (160) em contato com uma alavanca de chapeleta (168) fixada ao elemento de fechamento interno (176); um conjunto de atuador (136) que inclui um diafragma de atuador (156) e um pino de atuador (158), sendo que o pino de atuador (158) está em contato com uma extremidade proximal do sistema de ligação mecânica, em que o diafragma de atuador (156) é operável para receber um sinal de pressão pneumática em um primeiro lado e mover o pino de atuador (158) conectado ao diafragma de atuador (156); pelo menos uma válvula de controle de disparo (130, 132) operável para receber uma pressão detectada a jusante da válvula de corte rápido, sendo que a pelo menos uma válvula de controle de disparo (130, 132) é operável para emitir um sinal de pressão pneumática de uma porta de descarga; um sistema de conduto (134) conectado à porta de descarga da pelo menos uma válvula de controle de disparo (130, 132) e operável para transmitir o sinal de pressão pneumática para o primeiro lado do diafragma de atuador (156); uma válvula de ventilação (138) conectada ao sistema de conduto (134), sendo que a válvula de ventilação (138) tem um pino móvel (186) com uma extremidade distal em contato com a alavanca de chapeleta (168) quando o elemento de fechamento interno (176) está em uma posição aberta, em que um contato entre a alavanca de chapeleta (168) e o pino móvel (186) mantém a válvula de ventilação (138) em uma posição aberta, liberando a pressão pneumática no sistema de conduto (134) entre a pelo menos uma válvula de controle de disparo (130, 132) e o conjunto de atuador (136) de válvula.

2. SISTEMA DE VÁLVULA (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ainda incluir: uma protuberância de recolocação disposta em uma extremidade distal do eixo (170) de chapeleta conectado à alavanca de chapeleta (168).

3. SISTEMA DE VÁLVULA (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sistema de ligação mecânica incluir ainda: uma mola de fechamento de trava (163) que inclina a alavanca catraca (160) de uma posição aberta para uma posição fechada quando a ligação mecânica é atuada por um movimento do pino de atuador (158) em contato com a extremidade proximal do sistema de ligação mecânica.

4. SISTEMA DE VÁLVULA (100), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela ligação mecânica incluir ainda um rolo (164) retido no lugar por um enlace mestre (161) que tem um primeiro pino (165) que se estende através do rolo (164) e um segundo pino (165) que se estende através da alavanca catraca (160), sendo que o enlace mestre (161) inclui o primeiro e o segundo pinos (164, 165) rebitados em uma placa superior e inclui ainda uma placa inferior que desliza nos pinos (165).

5. SISTEMA DE VÁLVULA (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser configurado tal que, quando o elemento de fechamento interno (176) está em uma posição fechada, a válvula de ventilação (138) está em uma posição fechada, mantendo a pressão pneumática nos sistemas de conduto (134) entre a válvula de controle de disparo (130, 132) e o conjunto de atuador (136).

6. SISTEMA DE VÁLVULA (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pela válvula de ventilação (138) compreender um membro flexível (175) que inclina a válvula de ventilação (138) em direção a uma posição fechada.

7. SISTEMA DE VÁLVULA (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo pino móvel (186) e um alojamento de válvula de ventilação (188) definirem uma região anular que fornece um orifício em forma de anel através do qual um vazamento de fluido pode sair pela válvula de ventilação (138).

8. SISTEMA DE VÁLVULA (100), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela região anular da válvula de ventilação (138) ser dimensionada tal que o fluxo de fluido entre o alojamento de controlador (116) e o pino móvel (186) seja menor que o fluxo de fluido através da válvula de controle de disparo (130, 132) quando aberta.

9. VÁLVULA DE VENTILAÇÃO (138) PARA UM SISTEMA DE VÁLVULA CONTROLADO DE MANEIRA PNEUMÁTICA, caracterizada pela válvula de ventilação (138) ser adaptada para liberar uma pressão pneumática em um sistema de conduto (134) entre uma válvula de controle de disparo (130, 132) e um conjunto de atuador (136), em que a válvula de ventilação (138) inclui: um pino móvel (186) com uma extremidade distal em contato com uma alavanca de chapeleta (168) de uma válvula de corte rápido compreendendo um elemento de fechamento interno (176) tendo uma primeira posição e uma segunda posição e compreendendo um sistema de ligação mecânica acoplado ao elemento de fechamento interno (176), o sistema de ligação mecânica compreendendo a alavanca de chapeleta (168); e em que, quando a alavanca de chapeleta (168) está em uma posição aberta, o contato entre a alavanca de chapeleta (168) e o pino móvel (186) mantém a válvula de ventilação (138) em uma posição aberta.

10. VÁLVULA DE VENTILAÇÃO (138), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por compreender um alojamento com uma abertura (188), em que o pino móvel (186) se estende pela abertura (188), e em que o pino móvel (186) e a abertura (188) formam uma região anular que fornece um orifício em forma de anel que é configurado para permitir que um vazamento de fluido pode passar pela válvula de ventilação (138) na posição aberta.

11. VÁLVULA DE VENTILAÇÃO (138), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo sistema de ligação mecânica compreender uma segunda alavanca acoplada a alavanca de chapeleta (168) e com o conjunto de atuador (136), em que o conjunto de atuador (136) compreende um diafragma (156), e em que, em resposta ao movimento do diafragma (156), a segunda alavanca é configurada para rotacionar para liberar a alavanca de chapeleta (168) e causar o elemento de fechamento interno (176) a mover da primeira posição para a segunda posição.

12. MÉTODO PARA UM CONTROLE PNEUMÁTICO DE UMA VÁLVULA DE CORTE RÁPIDO, caracterizado por compreender: detectar uma pressão a jusante de uma válvula de corte rápido; transmitir a pressão detectada para uma válvula de controle de disparo (130, 132); emitir um sinal de pressão pneumática da válvula de controle de disparo (130, 132) a um diafragma de atuador (156) de um conjunto de atuador (136); mover um pino de atuador (158) conectado ao diafragma (156) do conjunto de atuador (136) e mover uma extremidade proximal de uma ligação mecânica com o pino de atuador (158); e transmitir um movimento da extremidade proximal do sistema de ligação por meio da ligação mecânica para uma extremidade distal da ligação mecânica do mesmo, iniciando um movimento de um elemento de fechamento (176) da válvula de corte rápido de uma posição de válvula aberta para uma posição de válvula fechada, em que transmitir um movimento da extremidade proximal do sistema de ligação por meio da ligação mecânica para uma extremidade distal da ligação mecânica inclui ainda liberar um gatilho (180) em uma válvula de ventilação (138) para se mover para sua posição fechada.

13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por um movimento do elemento de fechamento (176) da válvula de corte rápido de uma posição de válvula aberta para uma posição de válvula fechada compreender um giro do elemento de fechamento (176) em torno do eixo geométrico de um eixo (170).

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender, quando o membro de fechamento (176) está aberto, liberar um fluido de pressão através da válvula de ventilação (138) de um conduto (134) que se estende entre a válvula de controle de disparo (130, 132) ao diafragma de atuador (156).

15. MÉTODO PARA RECOLOCAR UMA VÁLVULA DE CORTE RÁPIDO CONTROLADA DE MANEIRA PNEUMÁTICA, caracterizado por compreender: girar um eixo (170) de chapeleta para: mover um elemento de fechamento interno (176) de uma válvula de corte rápido de uma posição fechada para uma posição aberta; e mover uma chapeleta fixada ao eixo (170) de chapeleta em contato com o pino móvel (186) de uma válvula de ventilação (138) conectada a um sistema de conduto (134) entre uma válvula de controle de disparo (130, 132) e um conjunto de atuador (136); abrir a válvula de ventilação (138) através de contato da chapeleta fixada ao eixo (170) de chapeleta em contato com o pino móvel (186); e liberar uma pressão do sistema de conduto (134) entre a válvula de controle de disparo (130, 132) e o conjunto de atuador (136).

16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por liberar pressão do sistema de conduto (134) entre a válvula de controle de disparo (130, 132) e um controlador de válvula mover um diafragma (156) e um pino de atuador (158) do conjunto de atuador (136).

17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por liberar pressão pneumática nos sistemas de conduto (134) compreender equalizar uma pressão pneumática em lados opostos do diafragma (156) do conjunto de atuador (136).

18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por equalizar uma pressão pneumática em lados opostos do diafragma (156) do controlador de válvula permitir que um membro flexível (175) mova um membro de ligação mecânica em contato com a alavanca de chapeleta (168).

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