BR112015021581B1 - Dispositivo de controle de fluxo de fluido e método para formar o mesmo - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVOS E SISTEMAS DE CONTROLE DE FLUXO DE FLUIDO, E MÉTODOS DE ESCOAR FLUIDOS ATRAVÉS DOS MESMOS. A presente invenção refere-se a dispositivos de controle de fluxo de fluido que compreendem um corpo cilíndrico que se estende ao longo de um eixo longitudinal e tendo uma parede lateral. O corpo cilíndrico tem um primeiro canal que se estende longitudinalmente ao longo da parede lateral e um segundo canal que se estende longitudinalmente ao longo da parede lateral. Pelo menos uma parte de pelo menos um primeiro canal e pelo menos um segundo canal estende-se longitudinalmente em um ângulo oblíquo em relação ao eixo longitudinal para formar um padrão de canais para melhorar as características do fluxo dos de um fluido através dos canais.

Description

REIVINDICAÇÃO DE PRIORIDADE

[0001] Este pedido reivindica o benefício da data de apresentação do Pedido de Patente Provisória dos Estados Unidos No. 13 / 840.906 apresentado em 15 de março de 2013, para "Dispositivos e Sistemas de Controle de Fluxo de Fluido e Métodos de Escoar Fluidos".

CAMPO TÉCNICO

[0002] A presente descrição refere-se genericamente aos dispositivos de controle de fluxo de fluido. Mais particularmente, concretizações da presente invenção referem-se a dispositivos configurados para reduzir a pressão e energia de um fluido passando através deles.

ANTECEDENTES

[0003] Em muitas áreas da indústria, muitas vezes é necessário reduzir a pressão e energia de fluidos (líquidos e gases) dentro de um oleoduto / gasoduto ou válvula. Um ou mais dispositivos controle podem ser empregados para este propósito. Vários modelos para dispositivos de controle têm sido apresentados na técnica. Por exemplo, um dispositivo pode ser utilizado para dividir o fluxo através do dispositivo em uma pluralidade de fluxos separados configurado como uma pluralidade de caminhos de escoamento do fluido tortuosos no interior do dispositivo. Conforme o fluido passa através dos caminhos de fluxo do fluido tortuosos, o líquido muda de direção muitas vezes. Além disso, como o fluido se desloca através dos caminhos tortuosos de escoamento de fluido, a área total de seção transversal do caminho de escoamento de fluido pode aumentar para proporcionar uma redução na velocidade do fluido dentro do caminho de escoamento. A pressão do fluido e a energia do fluido são parcialmente dissipadas ao longo desses caminhos como resultado das perdas causadas pelo atrito entre as paredes do caminho, mudanças rápidas na direção do fluido e câmaras de expansão ou contração. Estes dispositivos podem incluir os que são comumente chamados de "dispositivos de aparar caminhos tortuosos".

[0004] Um dispositivo de controle de fluxo de fluido é muitas vezes fornecido dentro de um corpo de uma válvula, tal como uma válvula de controle, que tem um corpo que é convencionalmente configurado para direcionar o fluido a partir de uma entrada em direção ao dispositivo oco e cilíndrico de controle de fluxo de fluido. A válvula pode também ser configurada para direcionar o fluido que passa através do dispositivo de controle de fluxo de fluido para o exterior do mesmo no sentido de uma saída de fluido. A válvula pode incluir um pistão, esfera, disco ou outro dispositivo configurado para ser inserido em uma região central da válvula para interromper o fluxo de fluido através da válvula e para fechar a válvula.

[0005] Fluidos pressurizados contêm energia potencial mecânica armazenada. Um dispositivo de controle de fluxo de fluido dissipa a energia através da redução da pressão e da velocidade do fluido. À medida que o fluido flui através das passagens de fluido, o fluxo de fluido pode ser turbulento. Fluido turbulento tem pressão associada e flutuações de pressão e velocidade que atuam sobre os elementos estruturais dos tubos e dispositivos de controle de fluido nos quais o fluido está correndo. Estas flutuações de pressão e velocidade são geralmente acompanhadas por outros problemas como a erosão, ruído, vibração e cavitação. Em muitas aplicações, estes problemas que acompanham são indesejáveis são características indesejáveis ou inaceitáveis de um dispositivo de controle de fluxo de fluido. Os dispositivos convencionais de controle de fluxo de fluido não têm limitado adequadamente os problemas associados com as flutuações de pressão e velocidade associados com os fluidos.

DESCRIÇÃO

[0006] Várias concretizações da presente invenção compreendem dispositivos de controle de fluxo de fluido que superam muitos dos problemas dos dispositivos de controle de fluxo de fluido convencionais. A presente divulgação descreve concretizações dos dispositivos de controle de fluxo, que incluem caminhos de fluido configurados para controlar melhor a cavitação, vibração e outros problemas associados com o controle de fluxo de fluido.

[0007] Em uma ou mais concretizações, um dispositivo de controle de fluxo de fluido pode compreender um corpo substancialmente cilíndrico que se estende ao longo de um eixo longitudinal e que tem uma parede lateral. O corpo cilíndrico pode incluir pelo menos um primeiro canal que se estende longitudinalmente ao longo da parede lateral e pelo menos um segundo canal que se estende longitudinalmente ao longo da parede lateral. Pelo menos uma parte de pelo menos um primeiro canal e pelo menos um segundo canal estende- se longitudinalmente em um ângulo oblíquo em relação ao eixo longitudinal para formar um padrão de canais para melhorar as características do fluxo dos de um fluido através dos canais.

[0008] Numa outra concretização, pelo menos um primeiro canal e, pelo menos, um segundo canal se estendem, pelo menos, substancialmente longitudinalmente a partir de uma primeira extremidade do corpo cilíndrico a uma segunda extremidade do corpo cilíndrico. Em uma outra concretização, pelo menos um primeiro canal e, pelo menos, um segundo canal se entrecruzam. Ainda em uma outra concretização, o corpo cilíndrico é um primeiro corpo cilíndrico, e o dispositivo de controle de fluxo de fluido pode compreender adicionalmente um segundo corpo cilíndrico situado concentricamente em uma cavidade cilíndrica interna do primeiro corpo cilíndrico. Em outras concretizações, um ou mais corpos cilíndricos adicionais podem estar cada um concentricamente localizados em uma cavidade cilíndrica interna de outro corpo cilíndrico. Em uma concretização, o primeiro corpo cilíndrico e o segundo corpo cilíndrico cada um têm uma parede lateral curvada de tal modo que o primeiro corpo cilíndrico e o segundo corpo cilíndrico formam uma válvula de esfera substancialmente esférica.

[0009] Em outras concretizações do dispositivo de controle de fluxo, pelo menos um primeiro canal cruza com uma pluralidade de outros canais. Em uma concretização, pelo menos um primeiro canal e, pelo menos, um segundo canal podem ser configurados em um padrão de cavitação para controlar a cavitação de uma substância que passa através do primeiro canal e do segundo canal. Por exemplo, pelo menos um primeiro canal e, pelo menos, um segundo canal podem formar um padrão de tijolo deslocado na parede lateral, ou pelo menos um primeiro canal e, pelo menos, um segundo canal formam um padrão de diamante sobre a parede lateral. Em uma outra concretização, pelo menos, um pelo menos um primeiro canal e, pelo menos, um segundo canal estendem-se longitudinalmente ao longo da parede lateral em um padrão em ziguezague. Em uma outra concretização, pelo menos um primeiro canal e, pelo menos, um segundo canal não se entrecruzam.

[00010] Em várias concretizações, os canais podem ser configurados em várias formas e tamanhos. Em uma concretização, pelo menos o primeiro canal e o segundo canal têm uma superfície interior arredondada. Em outra concretização, pelo menos o primeiro canal e o segundo canal têm uma superfície interior quadrada tendo duas superfícies de parede formadas substancialmente ortogonais a uma superfície de fundo. Ainda em outra concretização, pelo menos o primeiro canal e o segundo canal têm uma superfície interior angular que compreende duas superfícies de parede que se cruzam em um ângulo. Em uma concretização particular, pelo menos o primeiro canal e o segundo canal têm uma profundidade que varia em relação a uma superfície da parede lateral. Em uma concretização adicional, pelo menos o primeiro canal e o segundo canal têm uma largura que varia ao longo do eixo longitudinal. Em uma outra concretização, o corpo cilíndrico é configurado como um bujão, e o dispositivo de controle de fluxo de fluido compreendem adicionalmente um anel sede situado ao redor do bujão.

[00011] Concretizações adicionais incluem métodos para a formação de um dispositivo de controle de fluxo de fluido. Em uma ou mais concretizações de tais métodos, os métodos incluem a formação de pelo menos uma primeira ranhura em uma superfície de pelo menos um corpo substancialmente cilíndrico, pelo menos uma primeira ranhura que se prolonga longitudinalmente ao longo de, pelo menos, um corpo substancialmente cilíndrico; e formando pelo menos uma segunda ranhura na superfície de pelo menos um corpo substancialmente cilíndrico, em que pelo menos uma parte, de pelo menos uma primeira ranhura e pelo menos de uma segunda ranhura estende-se longitudinalmente em um ângulo oblíquo em relação ao eixo longitudinal. Os métodos, em algumas concretizações, podem ainda incluir a combinação de uma pluralidade de corpos substancialmente cilíndricos em um conjunto concêntrico.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00012] A FIGURA 1 ilustra uma vista em perspectiva de um dispositivo de controle de fluxo de fluido de acordo com pelo menos uma concretização.

[00013] A FIGURA 2 ilustra uma vista em perspectiva de um recorte do dispositivo controle de fluxo de fluido da FIGURA 1 configurado como um bujão e anel sede de acordo com uma ou mais concretizações.

[00014] A FIGURA 3 é uma vista em perspectiva de um recorte de um conjunto concêntrico com um padrão de diamante dos canais que inclui uma pluralidade de corpos cilíndricos de acordo com uma concretização da invenção.

[00015] A FIGURA 4 é uma vista em perspectiva em corte transversal de uma pluralidade de tipos de canais de acordo com várias concretizações.

[00016] A FIGURA 5 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de controle de fluxo de fluido de acordo com pelo menos uma concretização.

[00017] A FIGURA 6 é uma vista em perspectiva de um conjunto concêntrico com um padrão de tijolo deslocado dos canais, de acordo com pelo menos uma concretização.

MODO(S) DE REALIZAR A INVENÇÃO

[00018] Referência ao longo deste documento a "uma concretização", "uma concretização" ou um termo semelhante significa que um determinado recurso, estrutura, ou característica descrita em relação com a concretização está incluído em pelo menos uma concretização da presente invenção. Assim, o aparecimento das frases "uma concretização," "em uma concretização," e termos semelhantes ao longo desta especificação podem, mas não necessariamente, referir-se todos à mesma concretização.

[00019] As ilustrações aqui apresentadas são, em alguns casos, vistas não reais, de qualquer dispositivo de controle de fluxo de fluido particular, retentor da sede, ou válvula de controle, mas são meramente representações idealizadas que são utilizadas para descrever a presente invenção. Na seguinte descrição detalhada da invenção, se faz referência aos desenhos anexos que formam parte da mesma, e em que são mostradas a título de ilustração concretizações específicas nas quais a invenção pode ser posta em prática. Estas concretizações são descritas com detalhes suficientes para permitir que uma pessoa especialista na técnica empregue a invenção. Todavia, outras concretizações podem ser utilizadas, e alterações estruturais, lógicas e elétricas podem ser feitas sem se afastar do âmbito da invenção. As ilustrações aqui apresentadas não pretendem ser vistas reais de qualquer dispositivo ou sistema, mas são apenas representações idealizadas que são utilizadas para descrever concretizações da presente invenção. Os desenhos não estão necessariamente desenhados à escala. Além disso, os elementos comuns entre desenhos podem manter à mesma ou ter designações numéricas semelhantes.

[00020] Várias concretizações da presente invenção compreendem dispositivos de controle de fluxo de fluido. A FIGURA 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma concretização de um dispositivo de controle de fluxo de fluido 100 configurado com um corpo substancialmente cilíndrica 102 que se estende ao longo de um eixo longitudinal 103 e tendo uma parede lateral 112. Na concretização representada, a parede lateral 112 é uma superfície externa do corpo cilíndrico 102 na qual um padrão 114 de canais 104, 106, 108, e 110 está situado. Em uma concretização alternativa os canais podem ser formados em a superfície interna do corpo cilíndrico 102. Em conformidade com a presente descrição, vários padrões de caminhos de canal podem ser formados na parede lateral 112 para impedir a cavitação de um fluido ou para melhorar de outro modo o fluxo de um fluido através dos canais 104, 106, 108, e 110.

[00021] Geralmente, um padrão 114 de canais 104, 106, 108, e 110 pode ser mapeado em torno do corpo cilíndrico 102, para atuar como um elemento de redução de pressão para as válvulas de controle, bem como para fornecer elementos associados à jusante. A geometria dos canais 104, 106, 108, 110 e pode agir para controlar cavitações nos fluidos (tais como líquidos e/ou gases) para reduzir o ruído. Comprimentos longos de tubos cilíndricos podem ser utilizados para reduzir a turbulência, cisalhamento, e a velocidade do fluido. Algumas concretizações que podem ser usadas são configuradas para lidar com sólidos em suspensão nos fluidos de processo de fase única ou de múltiplas fases e pastas fluidas. O corpo cilíndrico 102 pode ser combinado com corpos cilíndricos adicionais (ver FIGURA 3) de um modo concêntrico para formar um conjunto concêntrico que controla o fluxo de fluido através do mesmo. Em outras concretizações, os corpos cilíndricos de um conjunto concêntrico podem ser configurados em forma de uma bola ou esfera para permitir a formação de elementos de controle de fluxo esféricos, tais como válvulas de esfera, válvulas de globo, e semelhantes. Em outras concretizações, um corpo cilíndrico 102 pode ser usado como elementos tubulares de derrubada à jusante e de afogar. Como um elemento a jusante, conjuntos concêntricos de corpos cilíndricos podem ser usados para produzir o controle da queda de pressão quer em uma configuração de ligar / desligar ou em conjunto com um elemento de estrangulamento a montante que pode incluir uma válvula, coletor, ou bujão, quer de um modo linear ou rotativo. Deste modo, o dispositivo de controle de fluxo de fluido 100 pode ser implementado para proporcionar as características desejadas de controle do fluxo de fluido.

[00022] Na concretização representada na FIGURA 1, um primeiro canal 104 estende-se longitudinalmente ao longo da parede lateral 112 do corpo cilíndrico 102. Os canais também podem ser designados aqui como ranhuras. Como representado, o primeiro canal 104 estende-se longitudinalmente em ângulo oblíquo em relação ao eixo longitudinal 103 do corpo cilíndrico 102. Isto resulta no formato espiral do canal em torno da superfície exterior do corpo cilíndrico 112. Um segundo canal 106 pode estender-se longitudinalmente em um ângulo oblíquo em relação ao eixo longitudinal 103 do corpo cilíndrico 102. O segundo canal 106 pode ser configurado para se estender com um ângulo oposto ao ângulo do primeiro canal 106. Na concretização representada, um terceiro canal 108 e um quarto canal 110 também são implementados. No entanto, o número de canais e a configuração dos canais ao longo da parede lateral 112 podem variar com cada aplicação desejada. Na concretização representada, o primeiro canal 104, segundo canal 106, terceiro canal 108, e quarto canal 110 se cruzam um com outro na medida em que se estendem em torno do corpo cilíndrico 102.

[00023] A combinação de caminhos de canais e cruzamentos de canais forma o padrão 114 na parede lateral 112. O padrão 114 dos canais de 104, 106, 108, e 110 ajuda a definir propriedades de cavitação de um fluido que escoa através dos canais 104, 106, 108, e 110. Em pelo menos uma concretização, o padrão 114 dos canais pode ser definido para reduzir as cavitações de um líquido que passa através do mesmo. Na concretização representada, um padrão de diamante é formado na parede lateral 112 do corpo cilíndrico 102. Em outras concretizações, são contemplados outros padrões, incluindo os padrões de tijolos deslocados, padrões de grade, padrões em ziguezague e similares. Além disso, o padrão 114 pode ser configurado para ter separação constante de tal modo que o espaçamento de canais permanece constante ao longo do comprimento do corpo cilíndrico 102, ou podem ser configuradas, em algumas concretizações, para ter uma separação expandida de tal modo que espaçamento dos canais muda ou varia ao longo do comprimento do corpo cilíndrico 102.

[00024] Em algumas concretizações, os canais 104, 106, 108, e 110 podem percorrer substancialmente todo o comprimento do corpo cilíndrico 102. Em concretizações os canais 104, 106, 108, e 110 podem percorrer apenas uma parte do comprimento do corpo cilíndrico 102. Em pelo menos uma concretização, o corpo cilíndrico 102 pode ser formado com uma cavidade cilíndrica interna 116. A cavidade cilíndrica interna 116 pode ser configurada para alojar nela corpos cilíndricos adicionais para formar um conjunto concêntrico de corpos cilíndricos com uma pluralidade de canais que se estendem através da mesma.

[00025] O corpo cilíndrico 102 pode ser formado utilizando materiais, tais como cerâmica, metais e plásticos. É claro, é contemplado que outros materiais também podem ser usados, dependendo da aplicação. Em pelo menos uma concretização, o corpo cilíndrico 102 pode ser fabricado através da formação dos canais 104, 106, 108, e 110 sobre uma folha plana e formando a folha plana em um cilindro. Em uma concretização, a folha pode ser enrolada em uma espiral de tal modo que os canais formados na folha proporcionam um padrão de canais entre cada uma das superfícies adjacentes do rolo. Em uma outra concretização, o corpo cilíndrico 102 pode ser formada em um cilindro e os canais 104, 106, 108, e 110 podem ser formados na parede lateral do cilindro 112 através de um meio, tal como usinagem.

[00026] A FIGURA 2 representa uma concretização do corpo cilíndrico 102 formado como um bujão 202 e inserida em um anel sede 204. Como representado, uma pluralidade de canais 206 é formada ao longo do comprimento do bujão 202. A parede lateral externa 208 do bujão pode estar situada em contato com a parede interna 210 do anel sede 204. Na concretização representada, os canais 206 se estendem apenas parcialmente ao longo do comprimento do bujão 202. Isto permite que o bujão 202 impeça o fluxo de fluido entre a parede lateral externa 208 do bujão 202 e a parede interna 210 do anel sede 204 quando o bujão 202 é totalmente inserido no anel sede 204 (não representado). Por outro lado, quando o bujão 202 é parcialmente deslocado do anel sede 204, os canais 206 fornecem um caminho para um fluido escoar entre a parede lateral externa 208 do bujão 202 e a parede interna 210 do anel sede 204. Como observado, o padrão formado pelos canais 206 proporciona características melhoradas de cavitação e pode ser usado para reduzir a turbulência, cisalhamento, e a velocidade do fluido. Na concretização representada, um padrão de diamante é usado.

[00027] O bujão 202 e o anel sede 204 podem ser usados, em uma concretização, para fornecer um controle de queda de pressão de multiestágios de caminho único que pode ser regulado. Isto poderia ser usado de forma independente em combinação com, por exemplo, um retentor de disco empilhado como discutido no Pedido de Patente dos Estados Unidos N° 12 / 473.007.

[00028] Em uma outra concretização, o dispositivo de controle de fluxo pode ser incorporado em um conjunto de válvula. O conjunto de válvula, o qual também pode ser caracterizado como uma válvula de controle pode incluir um corpo de válvula definindo uma entrada de fluido e uma saída de fluido, o qual em uso pode ser conectado aos tubos que transportam o fluido de e para o conjunto da válvula. Uma câmara de bujão pode ser posicionada entre a entrada e a saída, e uma cabeça de bujão pode ser disposta nela. A cabeça do bujão pode ser acoplada a um eixo e pode ser configurada para se mover dentro da câmara do bujão entre uma posição totalmente aberta e uma posição fechada. Na posição aberta, cabeça do bujão pode ser retraída para proporcionar a comunicação de fluido entre a entrada de fluido e a saída de fluido, permitindo que o fluido escoe a partir da entrada de fluido para a câmara do bujão e dentro da saída de fluido. Na posição fechada, cabeça do bujão está em contato com uma sede de válvula, formando uma vedação que interrompe fisicamente a comunicação de fluido entre a entrada de fluido e a saída de fluido, e bloqueia eficazmente o fluxo de fluido através do corpo de válvula.

[00029] O eixo pode incluir um atuador acoplado ao mesmo controlavelmente e configurado para controlar a posição da cabeça do bujão. O atuador pode compreender qualquer atuador adequado conhecido dos especialistas na técnica. Além disso, um posicionador pode ser operacionalmente ligado ao atuador. O posicionador pode compreender qualquer posicionador convencional adequado para uso com o atuador selecionado como é conhecido por aqueles versados na técnica.

[00030] A FIGURA 3 representa uma concretização de um conjunto concêntrico 300 para controlar o fluxo de um fluido. Conforme ilustrado, uma pluralidade de corpos cilíndricos 302, 304, 306, e 308 é configurada concentricamente um dentro do outro para formar um conjunto concêntrico 300 com uma pluralidade de canais 310 que passam através da mesma. Nesta concretização, um corpo cilíndrico 302 está situado dentro de uma cavidade cilíndrica interna 312 de outro corpo cilíndrico 304 ligeiramente maior. Em pelo menos uma concretização, a parede lateral externa de um corpo cilíndrico 302 cantata com a parede lateral interna do outro corpo cilíndrico 304 de tal modo que os canais 310 formam um caminho para o fluido se deslocar entre as mesmas. Da mesma forma, um corpo cilíndrico ainda maior 306 aloja os dois primeiros corpos cilíndricos 302 e 304 em uma cavidade cilíndrica interna 314. Corpos cilíndricos 302 adicionais podem ser adicionados até um tamanho desejado e o número de corpos cilíndricos ser atingido. Em uma concretização, um invólucro externo 316 pode ser configurado para alojar cada um dos corpos cilíndricos 302, 304, 306, e 308 para completar o conjunto concêntrico. O invólucro externo 316 pode ser configurado com ou sem canais 310 formados no mesmo. Em pelo menos uma concretização, o invólucro externo 316 pode compreender um tubo no qual o conjunto concêntrico 300 está situado para controlar o fluxo de um fluido através do tubo. Em algumas concretizações, o conjunto concêntrico 300 e / ou corpo cilíndrico 102 podem ser encaixados por encolhimento. Em outra concretização, o conjunto concêntrico 300 e / ou do corpo cilíndrico pode ser mantido unido ou situado em um tubo ou carcaça utilizando flanges ou anéis de retenção.

[00031] A FIGURA 4 representa uma vista em perspectiva e a seção transversal de vários tipos de canais que estão contemplados de acordo com a presente descrição. No entanto, outras estruturas de canal e formas não mostrados aqui também estão contempladas. A FIGURA 4 descreve três tipos diferentes de canais 502, 504, e 506. O primeiro tipo de canal representado 502 tem uma superfície interior arredondada 503 de tal forma que uma seção transversal do canal aparece como um semicírculo ou forma de meia elipse.

[00032] O primeiro tipo de canal representado 504 tem uma superfície interior de forma quadrada 505 de tal forma que uma seção transversal do canal aparece como um semi-quadrado ou meio retângulo. A superfície interna de forma quadrada 505 tem duas superfícies de parede 508, 510 formadas substancialmente ortogonais a uma superfície de fundo 512. O terceiro tipo de canal representado 506 tem uma superfície interna inclinada 514. A superfície interna inclinada 514 tem duas superfícies de parede 516, 518 formadas se cruzando em um ângulo para formar uma seção transversal em forma de triângulo.

[00033] Cada tipo de canal diferente tem diferentes propriedades e características que afetam o fluxo de um fluido através dos canais correspondentes. Assim, o tipo de canal pode ser selecionado de acordo com a aplicação para conseguir a funcionalidade desejada dos canais.

[00034] Em algumas concretizações, os tipos de canais não estão limitados a uma profundidade ou largura constante, mas pode variar em ambas ou apenas uma delas; profundidade e largura. Em pelo menos uma concretização, a profundidade e / ou largura de um canal pode aumentar ou diminuir à medida que o canal se estende ao longo do comprimento de um corpo cilíndrico 102. Em outras concretizações, a profundidade e / ou largura de um canal pode variar ao longo do caminho do canal para definir melhor as características de escoamento com cada canal.

[00035] A FIGURA 5 representa um padrão de canal alternativo 602 sobre a superfície de um corpo cilíndrico 604. O padrão 602 representado é formado por uma pluralidade de canais 606 que se entrecruzam uns aos outros para formar um padrão de tijolo deslocado.

[00036] Como se observa, outros padrões de canal também são contemplados aqui, incluindo um padrão de diamante, ziguezague, um padrão de dentes, ou outros padrões que formam um caminho tortuoso desejado. Por exemplo, em pelo menos uma concretização, um ou mais canais podem estender-se longitudinalmente ao longo da parede lateral de um corpo cilíndrico 604 em ziguezague para trás e para frente para formar um padrão em ziguezague. Em pelo menos uma concretização, os canais em ziguezague podem não se entrecruzar entre si, mas podem ser configurados para cada um fornecer um caminho de fluido separado através do padrão em ziguezague.

[00037] A FIGURA 6 representa um conjunto concêntrico 700 de corpos cilíndricos 604, tendo cada um deles um padrão de tijolo deslocado 602 de canais formados na sua superfície. Tal conjunto pode ser utilizado em aplicações tais como elementos tubulares de derrubada a jusante e afogamento e outros elementos relacionados à jusante. Em pelo menos uma concretização, os conjuntos concêntricos e / ou corpos cilíndricos aqui descritos podem ser inseridos em um caminho de fluido, tal como o interior de um tubo.

[00038] Concretizações adicionais da presente descrição compreendem métodos de formação de dispositivos de controle de fluxo de fluido. As concretizações de tais métodos são descritas com referência às FIGURAS 1-6. Conforme estabelecido acima, pelo menos, algumas concretizações de um dispositivo de controle de fluxo de fluido 102 da presente descrição podem compreender um ou mais corpos cilíndricos 102 que podem ser configurados de forma concêntrica para formar um conjunto concêntrico 300. Os corpos cilíndricos 102 podem ser formados com uma forma substancialmente cilíndrica e podem incluir uma cavidade central cilíndrica 116 formada no mesmo. A espessura dos corpos cilíndricos 102 pode ser selecionada de acordo com a aplicação particular.

[00039] Passagens de fluido sob a forma de canais 104, 106, 108, e 110 podem ser formados sobre uma superfície dos corpos cilíndricos 102. Em pelo menos algumas concretizações, os canais 104, 106, 108, e 110 podem ser formados usando uma ferramenta de corte para cortar os canais dentro dos corpos cilíndricos 102. A título de exemplo e não de limitação, o dispositivo de corte pode compreender uma serra de copo, a qual pode ser adequada para formar canais arqueados, ou uma serra rotativa, a qual pode ser adequada para formar canais substancialmente lineares. A ferramenta de corte pode afundar parcialmente para dentro dos corpos cilíndricos 102, para uma profundidade selecionada sem cortar completamente através da superfície do conjunto cilíndrico.

[00040] A profundidade dos canais 104, 106, 108 e 110 pode variar dependendo da aplicação particular e a espessura dos corpos cilíndricos 102. Por exemplo, um corpo cilíndrico mais fino 102 só permitirá canais mais rasos, enquanto que um corpo cilíndrico 102 relativamente grosso irá permitir canais muito mais profundos. A largura dos canais 104, 106, 108 e 110 também pode variar de acordo com a aplicação particular. Normalmente, a largura dos canais 104, 106,108 e 110 pode ser determinada pela espessura da ferramenta de corte utilizada para formar os canais 104, 110 e 106,108. No entanto, um canal 104, 106, 108 e 110 que é mais largo do que a espessura da ferramenta de corte pode ser formado por afundamento da ferramenta de corte duas ou mais vezes dentro da superfície do corpo cilíndrico 102 cerca do mesmo local.

[00041] Cada corpo cilíndrico 102 pode ser disposto concentricamente dentro de uma cavidade interna 116 de um outro corpo cilíndrico 102 para formar o conjunto concêntrico 300. Os canais 104, 106, 108 e 110 são configurados para proporcionar uma passagem de fluido entre as superfícies dos corpos cilíndricos concêntricos 102 do conjunto concêntrico. Em pelo menos uma concretização, os corpos cilíndricos 102 são encaixados por encolhimento. Em uma outra concretização, os corpos cilíndricos são mantidos juntos por um flange ou outro dispositivo de fixação.

[00042] Estes métodos podem ser praticados em algumas concretizações com menos etapas ou em uma ordem diferente daquela mostrada. Muitas adições, deleções e modificações às concretizações preferidas podem ser feitas sem se afastarem do âmbito da invenção, como reivindicado daqui em diante. Além disso, o presente invento pode ser concretizado noutras formas específicas sem se afastar do seu espírito ou características essenciais. As concretizações descritas devem ser consideradas em todos os aspectos apenas como ilustrativas e não restritivas. O âmbito da invenção é, portanto, indicado pelas reivindicações anexas e não pela descrição anterior. Todas as mudanças que vêm dentro do significado e alcance de equivalência das reivindicações são para serem abraçadas dentro do seu escopo.

[00043] Enquanto certas concretizações têm sido descritas e mostradas nos desenhos anexos, tais concretizações são meramente ilustrativas e não restritivas do escopo da descrição, e esta descrição não está limitada às construções e disposições específicas mostradas e descritas, uma vez que vários outros acréscimos e modificações e supressões às concretizações descritas serão evidentes para qualquer especialista na técnica. Assim, o escopo da descrição é limitado somente pela linguagem literal, e equivalentes legais, das reivindicações que se seguem.

Claims (14)

1. Dispositivo de controle de fluxo, que compreende: um anel sede (204) que tem uma parede interna (210); um bujão (202) que tem um corpo cilíndrico (102), o corpo cilíndrico (102) se estende ao longo de um eixo longitudinal e tem uma parede lateral externa (112), o anel sede (204) situado ao redor do bujão (202), o bujão (202) com: - pelo menos um primeiro canal (104) que se estende ao longo da parede lateral externa (112); - pelo menos um segundo canal (106) que se estende ao longo da parede lateral externa (112); - o primeiro canal (104) e o segundo canal (106) se estendem em um ângulo oblíquo com relação ao eixo longitudinal; - o primeiro canal (104) e o segundo canal (106) se entrecruzam; caracterizado pelo fato que: - a parede lateral externa (208) é situada em contato com a parede interna (210) do anel sede (204); - o primeiro canal (104) e o segundo canal (106) se estendem apenas parcialmente ao longo do comprimento do bujão (202) de modo que o fluxo de fluido entre a parede lateral externa (208) do bujão (202) e a parede interna (210) do anel sede (204) é impedido quando o bujão (202) é totalmente inserido no anel sede (204) na posição fechada em que o bujão está em contiguidade com o anel sede (204) para definir uma vedação que interrompe fisicamente a comunicação fluida entre o bujão (202) e o anel sede (204), e quando o bujão (202) é parcialmente deslocado do anel sede (204) na posição aberta, o bujão (202) é retraído para fornecer comunicação fluida entre o bujão (202) e o anel sede (204) e, pelo menos, os canais (206) fornecem um caminho para um fluido fluir entre a parede externa lateral (208) do bujão (202) e a parede interna (210) do anel sede (204).

2. Dispositivo de controle de fluxo de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo cilíndrico compreende o primeiro corpo cilíndrico (304) e o segundo corpo cilíndrico (302), que é concentricamente situado em uma cavidade cilíndrica interna do primeiro corpo cilíndrico (304).

3. Dispositivo de controle de fluxo de fluido, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um ou mais corpos cilíndricos adicionais (306, 308) cada um concentricamente localizados em uma cavidade cilíndrica interna de outro corpo cilíndrico.

4. Dispositivo de controle de fluxo de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro canal (104) e o segundo canal (106) exibem uma profundidade constante.

5. Dispositivo de controle de fluxo de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro canal (104) e o segundo canal (106) formam um padrão de diamante (114) sobre a parede lateral externa (112).

6. Dispositivo de controle de fluxo de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro canal (606) e o segundo canal formam um padrão de tijolo deslocado (602) sobre a parede lateral externa (112).

7. Dispositivo de controle de fluxo de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro canal (502) e o segundo canal têm uma superfície interior arredondada.

8. Dispositivo de controle de fluxo de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro canal (504) e o segundo canal tem uma superfície interior quadrada (505) tendo duas superfícies de parede (508) ortogonais a uma superfície de fundo (510).

9. Dispositivo de controle de fluxo de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro canal (506) e o segundo canal têm uma superfície interior angular (514) compreendendo duas superfícies de paredes (516, 518) cruzando em um ângulo.

10. Dispositivo de controle de fluxo de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro canal e o segundo canal têm uma profundidade que varia em relação a uma superfície da parede lateral.

11. Dispositivo de controle de fluxo de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro canal e o segundo canal têm uma largura variável ao longo do eixo longitudinal.

12. Dispositivo de controle de fluxo de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro canal e o segundo canal estendem-se longitudinalmente ao longo da parede lateral em um padrão em zigue-zague.

13. Método para formar um dispositivo de controle de fluxo de fluido compreendendo: fornecer um bujão (202) que tem um corpo cilíndrico (102) que se estende ao longo de um eixo longitudinal e tem uma parede lateral externa (112), o bujão (202) é configurado para ser situado dentro de um anel sede (204), em que o anel sede (204) inclui uma parede interna (210), em que fornecer o bujão (202) compreende: formar pelo menos um primeiro canal (104) em uma superfície externa (112) de, pelo menos, um corpo cilíndrico (102), sendo que o primeiro canal (104) se estende ao longo do corpo cilíndrico (102); formar pelo menos um segundo canal (106) na superfície externa (112) do corpo cilíndrico (102); caracterizado pelo fato de formar um dispositivo de acordo com as reivindicações 1 a 12; um primeiro canal (104) e um segundo canal (106) se estendem em um ângulo oblíquo com relação ao eixo longitudinal; um primeiro canal (104) e um segundo canal (106) se entrecruzam.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a combinação de corpos cilíndricos (302, 304, 306, 308) em um conjunto concêntrico.

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