BR112016028238B1

BR112016028238B1 - Compensador de pressão para compensar as variações de volume de um meio, dispositivo de conexão elétrica para uso subaquático ou em um ambiente úmido ou severo, conjunto de compensação de pressão e método de fabricação de um compensador de pressão

Info

Publication number: BR112016028238B1
Application number: BR112016028238-8A
Authority: BR
Inventors: Christopher Burrow; Richard LEWIN; Christopher Plant; Antonella Simpson; Daniel Walton
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2015-05-08
Publication date: 2022-06-21
Also published as: CN106465558A; BR112016028238A2; BR112016028238B8; EP3152987A1; EP3152987B1; US20170085071A1; WO2015185325A1; CN106465558B; US9899816B2

Abstract

BALANÇA DE PRESSÃO PARA COMPENSAR AS VARIAÇÕES DE VOLUME DE UM MEIO, DISPOSITIVO DE CONEXÃO ELÉTRICA PARA USO SUBAQUÁTICO OU EM UM AMBIENTE ÚMIDO OU SEVERO, CONJUNTO DE COMPENSAÇÃO DE PRESSÃO E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UMA BALANÇA DE PRESSÃO A presente invenção refere- se a uma balança de pressão para compensar as variações de volume de um meio. A balança de pressão tem uma primeira parte de balança (10) e uma segunda parte de balança (20). A primeira parte de balança (10) encerra um primeiro volume (12) e a segunda parte de balança (20) encerra um segundo volume (22). O primeiro e o segundo volumes (12, 22) ficam em comunicação de fluxo. A primeira parte de balança (10) inclui uma primeira porção de fole (11), e a segunda parte de balança (20) inclui uma segunda porção de fole (21). Um elemento móvel (30) é ainda provido, ao qual a primeira porção de fole (11) e a segunda porção de fole (21) são mecanicamente acopladas de tal modo que o deslocamento do elemento móvel (30) ao longo de um eixo predeterminado resulte na compressão de uma das porções de fole (11, 21) e na expansão da outra porção de fole (11, 21).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um compensador de pressão para compensar as variações de volume de um meio e a um método de fabricação de um compensador de pressão. A presente invenção refere-se ainda a um dispositivo de contato elétrico, em particular, a um conector ou conjunto de terminação, compreendendo tal compensador de pressão.

ANTECEDENTES

[002] Devido à crescente demanda de energia, a produção de petróleo e gás em alto mar está se movendo para águas mais profundas. A fim de garantir uma produção eficiente e segura de hidrocarbonetos de um poço submarino, instalações de processamento estão sendo feitas no fundo do oceano. Tais instalações submarinas podem compreender uma variedade de componentes, incluindo bombas, compressores ou similar, bem como uma rede de energia elétrica para o suprimento de tais componentes com energia elétrica. A rede de energia elétrica pode, por exemplo, compreender um transformador submarino, interruptores submarinos e motores submarinos de velocidade (VSD). Tais componentes de uma instalação submarina podem ser instalados a uma profundidade de água de 3000 m ou mais, e, deste modo os mesmos ficam expostos a pressões de até ou ainda maior que 30 MPa. A fim de proteger esses componentes da água do mar corrosiva e lidar com as altas pressões prevalecentes em tal ambiente subaquático, esses componentes são providos com recintos submarinos.

[003] Para a provisão de recintos relativamente leves e compactos, recintos de pressão compensada (também denominados recintos pressurizados) podem ser usados, os quais compreendem um compensador de volume / pressão que equilibra a pressão no recinto à pressão prevalecente na água do mar ambiente. O recinto de pressão compensada é de modo geral enchido com um líquido, e os componentes operados no interior do recinto de pressão compensada são feitos de modo a serem operáveis sob altas pressões. o compensador de pressão / volume compensa as variações de volume do líquido que enche o recinto, o que poderá ocorrer devido às variações de pressão ambiente e/ou de temperatura. As alterações de temperatura podem ser causadas por uma movimentação no local do submarino ou por um aquecimento interno, por exemplo, devido às perdas elétricas.

[004] Os compensadores de pressão podem incluir foles metálicos, foles de borracha, pistões ou similar. Como um exemplo, o documento EP 2501608 A1 descreve um sistema de compensação de pressão que obtém uma dupla barreira contra a entrada de água do mar.

[005] Além disso, o documento EP 2610881 B1 descreve uma configuração que faz uso de uma disposição particular de dois foles, deste modo aumentando o volume de compensação e mantendo o pequeno volume morto. Uma configuração de barreira única de uma confiabilidade maior poderá, portanto, ser obtida.

[006] Tais configurações de modo geral têm partes móveis de um tamanho considerável. Devido ao seu tamanho e formato, essas partes de modo geral não são adequadas para integração em dispositivos elétricos compactos, tais como em conectores elétricos, em conjuntos de terminação ou similar. Por conseguinte, quando tais dispositivos compreendem um volume cheio de óleo que requer uma compensação de pressão, uma parede que encerra tal volume é de modo geral feita de um material resiliente, de modo a prover a flexibilidade necessária para uma compensação de volume e equilíbrio de pressão. No entanto, tais materiais, por exemplo, elastômeros ou similar, de modo geral sofrem com o problema de que, após um certo período de tempo, a água do mar pode penetrar através da barreira feita de tais materiais. Por conseguinte, o meio dielétrico por trás da barreira poderá ser tornar poluído pela entrada de água do mar ao longo do tempo. É, portanto, desejável prover uma compensação de pressão para tais dispositivos de conexão elétrica de uma maneira compacta, sem o risco de penetração de água do mar.

SUMÁRIO

[007] Por conseguinte, existe a necessidade de melhorar a compensação de pressão em dispositivos submarinos, e, em particular, em um compensador de pressão compacta que não sofre de uma difusão ou permeação de água do mar.

[008] De acordo com uma modalidade da presente invenção, um compensador de pressão para compensar as variações de volume de um meio é provido. O compensador de pressão compreende uma primeira parte de compensador que encerra um primeiro volume, e uma segunda parte de compensador que encerra um segundo volume. O primeiro volume e o segundo volume ficam em comunicação de fluxo. A primeira parte de compensador inclui uma primeira porção de fole, e a segunda parte de compensador inclui uma segunda porção de fole. o compensador de pressão compreende ainda um elemento móvel ao qual a primeira porção de fole e a segunda porção de fole são mecanicamente acopladas de tal modo que o deslocamento do elemento móvel em uma direção predeterminada (ou ao longo de um eixo predeterminado) resulte na compressão de uma das porções de fole e na expansão da outra porção de fole. A primeira e a segunda partes de compensador são configuradas de tal modo que um deslocamento do elemento móvel em uma direção predeterminada (ou ao longo de um eixo predeterminado) possa resultar em uma alteração de volume do primeiro volume ou em uma alteração de volume do segundo volume. A alteração de volume do segundo volume é diferente da alteração de volume do primeiro volume.

[009] Em tal configuração, um compensador de pressão relativamente compacto poderá ser obtido, uma vez que a compressão / expansão do fole poderá ocorrer através do elemento móvel ao qual ambas as porções de fole são acopladas, deste modo permitindo o uso de paredes de extremidade fixas. O primeiro e o segundo volumes podem ser separados pelo elemento móvel, e uma comunicação de fluxo poderá ocorrer através / em torno do elemento móvel. Por conseguinte, a vedação de tal compensador de pressão é facilitada, uma vez que não se faz necessário vedar o primeiro volume localizado em um lado do elemento móvel em direção ao segundo volume localizado no outro lado do elemento móvel. A vedação em um elemento móvel, o que é de modo geral bastante difícil, poderá, portanto, ser evitada.

[0010] O primeiro volume e/ou o segundo volume podem, por exemplo, ficar em comunicação de fluxo com um volume que deverá ser compensado em termos de pressão, tal como um volume interno de um conector, de um conjunto de terminação, ou similar. A comunicação de fluxo pode ocorrer através de uma respectiva passagem de fluxo.

[0011] Em uma modalidade, a primeira porção de fole tem um perímetro externo, em particular, uma circunferência, maior que um perímetro externo (ou circunferência) da segunda porção de fole. A alteração de volume do primeiro volume pode ser maior que a alteração de volume do segundo volume ao se deslocar o elemento móvel. Em função de tais porções de fole de diferentes tamanhos, o volume que se desloca após a movimentação do elemento móvel poderá, portanto, se tornar diferente para a primeira parte de compensador e a segunda parte de compensador. Em outras modalidades, a primeira e a segunda porções de fole podem ter circunferências similares, e um diferente deslocamento após o movimento do elemento móvel poderá ser obtido de um formato diferente, por exemplo, ao se fazer uso de uma respectiva estrutura, tal como um fole ou estrutura telescópica, disposta em um dos volumes.

[0012] Em uma modalidade, a primeira parte de compensador tem uma primeira parede de extremidade, e a segunda parte de compensador tem uma segunda parede de extremidade. A primeira e a segunda paredes de extremidade podem ter uma distância fixa. O elemento móvel pode ser móvel com relação à primeira e à segunda paredes de extremidade, em particular entre a primeira e a segunda paredes de extremidade. A primeira e a segunda paredes de extremidade podem ser consideradas para a formação de paredes de extremidade estacionárias, uma vez que as mesmas podem ser estacionárias com relação a um dispositivo ao qual o compensador de pressão deve ser aplicado, em particular, ao qual a mesma deve ser montada.

[0013] O elemento móvel pode ter um formato anular. Uma abertura no elemento móvel poderá prover uma comunicação de fluxo entre o primeiro e o segundo volumes. Tal abertura poderá ser a abertura central provida pelo anel tubular, ou aberturas dedicadas poderão ser providas em um formato anular, por exemplo, em uma porção externa do anel tubular.

[0014] O elemento móvel pode, por exemplo, ter uma abertura central e pode ser configurado de modo a permitir a disposição de uma estrutura cilíndrica através da abertura central. A comunicação de fluxo entre o primeiro e o segundo volumes, nesse caso, poderá ocorrer através de uma abertura formada entre a estrutura cilíndrica e o elemento móvel. Esta abertura poderá ser uma abertura anular ou poderá ser provida por segmentos anulares, por exemplo, nos casos em que o elemento móvel fica em contato (físico) com a estrutura cilíndrica. Tal configuração pode permitir o uso do compensador de pressão em um dispositivo elétrico compacto, uma vez que partes do dispositivo poderão ser atingidas através do compensador de pressão.

[0015] A primeira e a segunda partes de compensador podem ter um formato cilíndrico, e a primeira parte de compensador e a segunda parte de compensador podem ser dispostas coaxialmente sobre um eixo paralelo a uma direção predeterminada.

[0016] O compensador de pressão pode compreender ainda uma estrutura de guia, e o elemento móvel pode ter uma superfície de mancal que se apoia contra a estrutura de guia a fim de orientar o elemento móvel paralelamente ao eixo predeterminado durante o movimento do mesmo. Esta configuração pode evitar danos às partes de fole do compensador de pressão ao evitar movimentos fora de faixa. Além disso, a massa do elemento móvel pode por suportada pela estrutura de guia. Além disso, por meio de tal estrutura de guia, será possível evitar o bloqueio transversal do elemento móvel durante os movimentos de compensação. Em particular, a relação entre o diâmetro do elemento móvel e a largura da superfície de mancal poderá ser escolhida pequena o suficiente de modo a evitar tal bloqueio transversal.

[0017] Em uma modalidade, o elemento móvel pode compreender um anel de rolamento que provê a superfície de mancal. O anel de rolamento pode ser moldado de modo a, pelo menos, parcialmente se sobrepor à primeira ou à segunda porção de fole.

[0018] O elemento móvel pode incluir um flange de acoplamento. O mesmo pode incluir ainda esse anel de rolamento que é fixado, por exemplo, aparafusado ou soldado, ao flange de acoplamento. A montagem do elemento móvel poderá, portanto, ser facilitada.

[0019] Além disso, ao se prover a sobreposição, poderá ser obtida uma largura da superfície de mancal que não é acrescentada ao comprimento geral do compensador de pressão, desta maneira provendo um design compacto. A superfície de mancal pode ser feita mais larga sem afetar o empacotamento do fole no compensador, e, ao mesmo tempo, manter uma pequena relação entre diâmetro e largura no sentido de evitar um bloqueio transversal. Além disso, ao se configurar a superfície de mancal com uma respectiva sobreposição ao longo da porção de fole, a superfície de mancal poderá atuar como um limitador de curso a fim de evitar o excesso de compressão da porção de fole. Quando a primeira e a segunda porções de fole têm diferentes circunferências, o anel de rolamento de preferência se sobrepõe à porção de fole menor.

[0020] A estrutura de guia pode compreender um alojamento de compensador. A primeira parte de compensador e a segunda parte de compensador podem ser dispostas no alojamento de compensador. A superfície de mancal pode compreender uma superfície periférica externa do elemento móvel que se apoia contra uma superfície interna do alojamento de compensador. Uma orientação precisa e eficaz do elemento móvel poderá, portanto, ser obtida e, ao mesmo tempo, manter um design compacto.

[0021] Adicionalmente ou em alternativa, a estrutura de guia pode compreender uma estrutura (cilíndrica) disposta dentro da primeira e/ou da segunda parte de compensador. A superfície de mancal pode compreender uma superfície interna, em particular, uma superfície de diâmetro interno, do elemento móvel, que se apoia contra uma superfície externa da estrutura de guia. Deve ficar claro que a superfície interna, em particular, a superfície de diâmetro interno, não precisa ser necessariamente contínua, mas sim poderá, por exemplo, ter recessos ou entalhes, por exemplo, de modo a permitir a comunicação de fluxo entre o primeiro e o segundo volumes.

[0022] Além disso, a estrutura de guia pode compreender ou consistir de um material flexível, em particular, um material elastomérico, contra o qual a respectiva superfície de mancal se apoia. Como um exemplo, a estrutura de guia pode ser provida com uma estrutura de suporte rígida e uma camada de material flexível. Por meio do material flexível, o deslocamento do elemento móvel devido a vibrações ou similar poderá ser amortecido, e colisões danosas entre a estrutura de guia e a superfície de mancal poderão ser evitadas.

[0023] Em um exemplo particular, a superfície de mancal ou a superfície complementar da estrutura de guia pode ter cristas orientadas substancialmente paralelas à direção de deslocamento do elemento móvel, ou seja, para a direção predeterminada. As cristas podem se sobrepor contra a respectiva outra superfície. As cristas podem ser feitas do material flexível, como também podem ser moldadas de modo a aumentar progressivamente a taxa de mola sob compressão. Uma redução efetiva dos movimentos transversais do elemento móvel poderá, portanto, ser obtida.

[0024] Em uma modalidade, a primeira parte de compensador tem uma primeira parede de extremidade anular, e a segunda parte de compensador tem uma segunda parede de extremidade anular. O elemento móvel tem um formato anular e fica disposto entre a primeira e a segunda paredes de extremidade anular além de ser móvel com relação às mesmas. A primeira e a segunda paredes de extremidade anular e o elemento móvel são arranjados coaxialmente entre si. A primeira e a segunda paredes de extremidade e o elemento móvel podem ser configurados de modo a ficarem dispostos sobre uma estrutura cilíndrica ou de modo a permitir a passagem de uma estrutura cilíndrica através dos mesmos. A direção predeterminada ou eixo (ao longo da qual o elemento móvel se desloca) pode ser, por exemplo, paralela ou corresponde ao eixo central da estrutura cilíndrica. Em tal configuração, um desenho compacto pode ser obtido, uma vez que uma parte de um dispositivo de conexão elétrica submarino, tal como um conector elétrico, pode passar através do compensador de pressão. Devido à configuração do compensador de pressão, não é necessário vedar o elemento móvel na estrutura cilíndrica. Em vez disso, o fluxo de fluido através do ou pelo elemento móvel, por exemplo, entre o elemento móvel e a estrutura cilíndrica, pode ser permissível no sentido de prover a comunicação de fluxo acima mencionada. Uma vez que as paredes de extremidade anular podem ser estacionárias, as mesmas poderão ser vedadas de uma maneira relativamente simples na estrutura cilíndrica. Em outras configurações, uma parede de extremidade ou ambas as paredes de extremidade poderão não precisar ser vedadas na estrutura cilíndrica, por exemplo, de modo a permitir uma comunicação de fluido através de um espaço entre a estrutura cilíndrica e a respectiva parede de extremidade. Tal comunicação de fluido pode ocorrer na direção de um volume ou câmara do respectivo dispositivo para o qual o compensador de pressão provê uma compensação de volume e um equilíbrio de pressão.

[0025] Em particular, a primeira parede de extremidade e/ou a segunda parede de extremidade podem ser montadas na estrutura cilíndrica ou no dispositivo em uma posição que é fixa com relação à estrutura cilíndrica ou ao dispositivo, em particular, em uma estrutura cilíndrica sob a forma de um condutor isolado que passa através da primeira e da segunda paredes de extremidade e do elemento móvel.

[0026] Em uma modalidade, a primeira e a segunda porções de fole são porções de fole cilíndricas, cada qual sendo montada em uma extremidade no elemento móvel e, na outra extremidade, em uma parede de extremidade das respectivas primeira ou segunda partes de compensador. A primeira porção de fole tem um diâmetro maior que a segunda porção de fole, e a primeira e a segunda porção de fole e o elemento móvel são dispostos no sentido coaxial entre as paredes de extremidade.

[0027] Como um exemplo, as porções de fole podem ser providas com um flange em cada extremidade e podem ser aparafusadas na respectiva parede de extremidade e no elemento móvel. Em outras modalidades, essas porções podem ser soldadas ou ligadas com solda forte à parede de extremidade e/ou ao elemento móvel.

[0028] As porções de fole podem ser, em particular, porções de fole metálico. Por conseguinte, a difusão ou permeação de um meio indesejado, tal como água do mar, através de tal porção de fole poderá ser evitada.

[0029] Em uma configuração particular, cada porção de fole pode ser feita de elementos de fole de concertina, compreendendo uma pluralidade de discos de metal soldados juntos em suas respectivas bordas. Uma configuração compacta e confiável das porções de fole poderá, desta maneira, ser obtida, e, ao mesmo tempo, prover uma barreira aperfeiçoada contra a entrada de água do mar.

[0030] O primeiro volume e o segundo volume podem ser enchidos com um meio dielétrico, em particular, um líquido ou um gel dielétrico. Um meio viscoso, tal como óleo ou gel, poderá prover suporte como também poderá atenuar altas acelerações, deste modo evitando danos à compensador de pressão devido a vibrações ou similar. Além disso, tal líquido ou gel dielétrico é de modo geral compatível com os componentes elétricos que podem estar presentes em uma câmara para a qual o compensador de pressão provê volume e compensação de pressão, por exemplo, a um condutor isolado ou exposto.

[0031] O primeiro e o segundo volumes podem fazer parte de um volume secundário (ou seja, ficam em comunicação de fluxo com o mesmo), e a primeira e a segunda porções de fole podem prover uma separação para um volume primário. O volume primário pode também ser enchido com um líquido ou gel dielétrico. Como um exemplo, um espaço entre um alojamento de compensador e a primeira e a segunda porções de fole podem ser enchidas com tal líquido ou gel dielétrico.

[0032] O compensador de pressão pode ser configurado de modo a prover um equilíbrio de pressão entre uma câmara de um dispositivo submarino e um ambiente de alta pressão. Em particular, o compensador de pressão pode ser configurado de modo a poder ser operado a uma pressão de até pelo menos 20 MPa, de preferência pelo menos 30 MPa, mais preferivelmente, pelo menos 45 MPa. O mesmo pode ser configurado de modo a ser operado a uma profundidade marinha de pelo menos 2000 m, de preferência pelo menos 3000 m.

[0033] De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, é provido um dispositivo de conexão elétrica para uso subaquático ou em um ambiente úmido ou severo. O dispositivo de conexão elétrica compreende um alojamento, uma câmara no alojamento enchido com um meio dielétrico, e uma estrutura cilíndrica, em particular, um condutor ou pino isolado, ou uma passagem cilíndrica disposta no alojamento. O dispositivo de conexão elétrica compreende ainda um compensador de pressão que é configurada de acordo com qualquer uma das modalidades e configurações acima descritas. O compensador de pressão é disposto no alojamento em torno da estrutura cilíndrica ou da passagem cilíndrica. O primeiro e o segundo volumes do compensador de pressão ficam em comunicação de fluxo com a câmara de modo a prover uma compensação de pressão para a câmara. Com tal concepção de compensador de pressão, torna-se possível dispor o compensador em torno da estrutura ou passagem cilíndrica de modo que um dispositivo de conexão elétrica muito compacta possa ser obtido. Além disso, devido ao uso de porções de fole no lugar de uma membrana, a proteção contra a entrada de água do mar no primeiro e no segundo volumes e, por conseguinte, no interior da câmara poderá ser aperfeiçoada.

[0034] Em uma modalidade, o dispositivo de contato elétrico é uma parte de conexão de um conector, em particular, uma parte de tomada, um conjunto de terminação de cabo, um prensa-cabos, ou uma unidade de interface para um conector, por exemplo, uma parte de acoplamento acoplada entre a parte de conector e o conjunto de terminação de cabo. O dispositivo de conexão elétrica pode ser, em particular, uma parte de tomada de um conector subaquático que tem um corpo de tomada formado pelo dito alojamento, com um pino oscilante sendo disposto no corpo de tomada. A câmara que é compensada em pressão por meio do compensador de pressão pode ser localizada no corpo de tomada no sentido traseiro do oscilante (no estado não conjugado da parte de tomada).

[0035] Em uma modalidade, o compensador de pressão é disposto no alojamento de modo a prover uma compensação de pressão para um volume secundário, o compensador de pressão provendo ainda uma barreira hermética a líquido entre o volume secundário e um volume primário. O dispositivo de conexão elétrica pode compreender ainda pelo menos um outro compensador de pressão configurada de modo a prover um equilíbrio de pressão entre o volume primário e um meio ambiente que circunda o dispositivo de contato elétrico quando instalado subaquático. O outro compensador de pressão pode ser, por exemplo, um compensador de pressão do tipo membrana ou diafragma, embora, em outras modalidades, a mesma possa ser um compensador da pressão configurada de acordo com qualquer uma das modalidades acima descritas. Uma dupla barreira contra a entrada de água do mar poderá, portanto, ser obtida e, ao mesmo tempo, manter uma configuração compacta.

[0036] De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, é provido um conjunto de compensação de pressão, que compreende um primeiro compensador de pressão configurada de acordo com qualquer uma das modalidades acima descritas. O conjunto de compensação da pressão inclui ainda um segundo compensador de pressão configurada de acordo com qualquer uma das modalidades acima descritas. O conjunto de compensação de pressão tem uma primeira câmara, o primeiro compensador de pressão ficando em comunicação de fluxo com a primeira câmara de modo a prover uma compensação de pressão. O primeiro compensador de pressão é disposto em uma segunda câmara, e o segundo compensador de pressão fica em comunicação de fluxo com a segunda câmara de modo a prover uma compensação de pressão da mesma. Tal configuração pode obter uma dupla barreira contra a entrada do meio ambiente circundante.

[0037] O primeiro compensador de pressão e o segundo compensador de pressão podem ser dispostas coaxialmente em um eixo paralelo à direção predeterminada. Em algumas modalidades, os compensadores podem ser dispostas de tal modo que as porções de fole do primeiro compensador de pressão se sobreponham às porções de fole do segundo compensador de pressão. As mesmas podem, por exemplo, ser dispostas de tal modo que o primeiro compensador de pressão fique disposta dentro do segundo compensador de pressão. Embora tal solução seja relativamente compacta na direção longitudinal ao longo do eixo predeterminado, a mesma requer mais espaço na direção transversal.

[0038] Em outras modalidades, o primeira e o segundo compensadores de pressão podem ser dispostas sobre um eixo paralelo à direção predeterminada de tal modo que as porções de fole do primeiro compensador de pressão não se sobreponham às porções de fole do segundo compensador de pressão (ou seja, sem sobreposição na direção radial). Em tal configuração, a dimensão transversal do conjunto de compensação da pressão poderá se manter relativamente pequena.

[0039] O dispositivo de conexão elétrica e o conjunto de compensação de pressão podem, cada um dos mesmos, ser configurados de modo a serem operados em um ambiente de alta pressão, em particular, a uma profundidade de água de pelo menos 2000 m, de preferência, de pelo menos 3000 m.

[0040] De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, é provido um método de fabricação de um compensador de pressão. O método compreende as etapas de prover uma primeira parte de compensador incluindo uma primeira porção de fole, a primeira parte de compensador encerrando um primeiro volume; prover uma segunda parte de compensador incluindo uma segunda porção de fole, a segunda parte de compensador encerrando um segundo volume; e prover um elemento móvel, sendo que o primeiro volume e o segundo volume ficam em comunicação de fluxo através ou em torno do elemento móvel. O método inclui ainda a etapa de acoplar mecanicamente a primeira porção de fole e a segunda porção de fole ao elemento móvel de tal modo que o deslocamento do elemento móvel em uma direção predeterminada (ou ao longo de um eixo predeterminado) resulte na compressão de uma das porções de fole e na expansão da outra porção de fole. A primeira e a segunda partes de compensador são configuradas de tal modo que um deslocamento do elemento móvel em uma direção predeterminada (ou ao longo de um eixo predeterminado) resulte em uma alteração de volume do primeiro volume e em uma alteração de volume do segundo volume que é diferente da alteração de volume do primeiro volume.

[0041] Por meio de tal método, um compensador de pressão que tem vantagens semelhantes às dos compensadores acima descritos poderá ser obtida. O método pode ser realizado de modo a se obter um compensador da pressão em qualquer uma das modalidades ou configurações acima descritas.

[0042] Deve-se entender que as características acima mencionadas e aquelas que ainda serão explicadas a seguir podem ser usadas não somente nas respectivas combinações indicadas, mas também em outras combinações ou isoladamente, sem sair do âmbito de aplicação da presente invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0043] O acima exposto e outras características e vantagens da presente invenção tornar-se-ão mais aparentes a partir da descrição detalhada a seguir quando lida em conjunto com os desenhos em anexo. Nos desenhos, numerais de referência similares referem-se a elementos similares.

[0044] A Figura 1 é um desenho esquemático mostrando um compensador de pressão de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0045] A Figura 2 é uma vista em perspectiva lateral em seção de um compensador de pressão de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0046] As Figuras 3A e 3B são vistas em perspectiva laterais em seção do compensador de pressão da Figura 2 em dois estados diferentes de compensação.

[0047] A Figura 4 é um desenho esquemático mostrando uma vista lateral em seção de um dispositivo de conexão elétrica que inclui um compensador de pressão de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0048] As Figuras 5A e 5B são desenhos esquemáticos mostrando vistas em perspectiva em seção de um compensador de pressão de acordo com uma outra modalidade da presente invenção.

[0049] As Figuras 6A e 6B são desenhos esquemáticos mostrando vistas em perspectiva em seção de um compensador de pressão de acordo com uma outra modalidade da presente invenção.

[0050] As Figuras 7A e 7B são desenhos esquemáticos mostrando vistas em seção de um compensador de pressão de acordo com uma outra modalidade da presente invenção.

[0051] A Figura 8 é uma vista lateral em seção de um conjunto de compensação de pressão compreendendo um compensador de pressão de acordo com uma outra modalidade da presente invenção.

[0052] A Figura 9 é uma vista lateral em seção de um conjunto de compensação de pressão compreendendo um compensador de pressão de acordo com uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0053] A seguir, as modalidades ilustradas nos desenhos em anexo são descritas em mais detalhe. Deve ficar claro que a descrição a seguir é tão somente ilustrativa e não restritiva. Os desenhos são apenas representações esquemáticas, e os elementos nos desenhos não necessariamente se encontram em escala uns com relação aos outros.

[0054] A Figura 1 mostra um compensador de pressão 100 de acordo com uma modalidade da presente invenção incluindo a primeira parte de compensador 10 e a segunda parte de compensador 20. A primeira parte de compensador 10 compreende a primeira porção de fole 11 que é mecanicamente acoplada ao elemento móvel 30, e a segunda parte de compensador 20 compreende a segunda porção de fole 21 que é mecanicamente acoplada ao elemento móvel 30. A primeira parte de compensador 10 inclui ainda a parede de extremidade 15 e encerra o primeiro volume 12. A segunda parte de compensador 20 inclui ainda a parede de extremidade 25 e encerra o segundo volume 22. No elemento móvel 30, é provida uma passagem de fluxo 31 através da qual o primeiro e o segundo volumes 12, 22 ficam em comunicação de fluxo. O elemento móvel 30 provê uma separação entre o primeiro e o segundo volumes 12, 22.

[0055] As paredes de extremidade 15, 25 são estacionárias com relação ao dispositivo para o qual o compensador de pressão 100 deve ser usado. No presente exemplo, é provido um alojamento 45 no qual as paredes de extremidade 15, 25 são montadas. O alojamento 45 pode ser um alojamento de compensador dedicado e, desta maneira, faz parte de compensador de pressão 100 ou poderá fazer parte do dispositivo no qual o compensador de pressão 100 é montado, por exemplo, um alojamento de um conector elétrico ou conjunto de terminação.

[0056] O elemento móvel 30 é móvel (para frente e para trás) entre as paredes de extremidade 15, 25 em uma direção predeterminada, ou seja, paralela ao eixo 40, que vem a ser um eixo longitudinal ao longo do qual o compensador de pressão 100 se estende. O movimento possível é indicado pelas setas da Figura 1. As paredes de extremidade 15, 25 e o elemento móvel 30 podem ter a forma de um disco ou ser de um formato anular, como também podem ser alinhados no sentido coaxial, com o eixo 40 sendo o eixo central.

[0057] O compensador de pressão 100 é configurado de tal modo que, quando o elemento móvel 30 se desloca ao longo do eixo 40 na direção de uma das setas, a alteração de volume do volume 12 passa a ser diferente da alteração de volume do volume 22. Por conseguinte, o volume total disponível na (encerrado pela) primeira e segunda partes de compensador 10, 20 é alterado. No exemplo da Figura 1, quando o elemento móvel 30 se desloca na direção para a direita, o volume 12 aumenta em uma quantidade maior que aquela na qual o volume 22 é reduzido, de modo que, no total, ocorra um aumento de volume. Por outro lado, quando o elemento móvel 30 se desloca na direção para a esquerda, o volume 12 diminui em uma quantidade maior que o aumento do volume 22, de modo que, no total, ocorra uma diminuição de volume. Sendo assim, o compensador de pressão 100 poderá ajustar um volume total de meio que enche o primeiro e o segundo volumes 12, 22 ao permitir o deslocamento do elemento móvel 30 em uma respectiva direção.

[0058] No exemplo da Figura 1, é obtida a provisão da primeira porção de fole 11 com um perímetro maior na direção circunferencial que a segunda porção de fole 21. Em particular, a mesma tem uma circunferência externa maior e um diâmetro maior que a segunda porção de fole 21.

[0059] Outras configurações para a obtenção de diferentes variações de volume são concebíveis. Como um exemplo, em algumas modalidades, a primeira e a segunda porções de fole 11, 21 podem ter a mesma circunferência, e as diferenças de deslocamento de volume após o deslocamento do elemento móvel 30 poderão ser obtidas por meio da provisão de um elemento, tal como um outro elemento de fole, um elemento telescópico ou similar, em um dos volumes a fim de alterar a quantidade de meio deslocado.

[0060] Na Figura 1, o compensador de pressão 100 provê a compensação de pressão para um meio que enche a câmara 42, o qual pode ser um "volume secundário". O meio pode ser, por exemplo, um líquido ou um gel dielétrico. Quando a câmara de enchimento de meio 42 se expande ou se contrai, por exemplo, devido a mudanças de temperatura, o respectivo meio poderá entrar ou sair do primeiro volume 12 através da passagem de fluxo 16 provida na parede de extremidade 15 (adicionalmente ou em alternativa, uma correspondente passagem de fluxo 26 poderá ser provida na parede de extremidade 25). Além disso, o meio que enche os volumes 12, 22 pode, por si só, alterar o seu volume, por exemplo, devido às mudanças de temperatura acima citadas, e, por conseguinte, poderá requerer uma compensação de volume.

[0061] Quando o meio na câmara 42 e/ou nos volumes 12, 22 se expande, a pressão aumentará, o que, por sua vez, fará com que o elemento móvel 30 seja empurrado para a direita. Sendo assim, o volume combinado 12, 22 é aumentado, deste modo acomodando a expansão do meio e igualando a pressão. O deslocamento do elemento móvel 30, por conseguinte, compensará a alteração de volume e irá equilibrar a pressão dentro do volume 12, 22 à pressão prevalecente no lado de fora do mesmo. De maneira similar, quando o meio se contrai devido a mudanças de temperatura, o volume será reduzido em função do deslocamento do elemento móvel 30 para a esquerda. Deve-se notar que não apenas as alterações de volume devido a mudanças de pressão e temperatura poderão ser acomodadas, mas também as alterações de volume que são causadas pelo deslocamento de um componente, tal como um pino de um conector que entra na câmara 42 ou similar.

[0062] De maneira similar, os volumes 13, 23 localizados entre as porções de fole 11, 21 e o alojamento 45 podem ser enchidos com um meio, tal como um líquido ou gel dielétrico, ou os mesmos poderão ser enchidos com um meio ambiente, tal como a água do mar, quando instalados subaquáticos. O meio que enche esses volumes pode fluir através ou em torno do elemento móvel 30 durante o movimento do mesmo, ou o elemento móvel 30 poderá compreender passagens de fluxo dedicadas no sentido de permitir o fluxo de tal meio. Além disso, o volume combinado 13, 23, de maneira similar, se altera durante o deslocamento do elemento móvel 30, uma vez que o volume do meio no mesmo poderá mudar devido às variações de temperatura, variações essas que poderão ser acomodadas ao se permitir que o meio flua para fora ou para dentro desses volumes 13, 23 através de uma passagem de fluxo 17 na parede de extremidade 15 e/ou de uma passagem de fluxo 27 na parede de extremidade 25. O meio pode ficar em comunicação de fluxo com um outro compensador de pressão a fim de acomodar essas alterações de volume, ou poderá ser provida uma passagem de fluxo em direção ao meio ambiente circundante, de tal modo que a água do mar possa, por exemplo, fluir para dentro e para fora desses volumes. O meio pode, por exemplo, fluir para a câmara 41 ou para o "volume primário" que poderá, mais uma vez, ser compensado em pressão com relação a um meio ambiente, tal como a água do mar em um ambiente subaquático.

[0063] Deve ficar claro que a configuração pode também ser invertida, de modo que os volumes 13 e 23 constituam, por exemplo, o segundo e o primeiro volumes, respectivamente, com a câmara 41 formando o volume secundário para o qual um compensador de pressão 100 provê compensação de pressão. Esses volumes são, nesse caso, encerrados pela parede externa 45, pelas paredes de extremidade 15, 25, pela primeira e segunda porções de fole 11, 21 e pelo elemento móvel 30. Em ainda outras configurações, nenhum tipo de alojamento 45 poderá ser provido, e o compensador de pressão 100 poderá simplesmente ser disposta no interior de uma câmara ou poderá ser diretamente disposta no ambiente subaquático.

[0064] A Figura 2 ilustra uma implementação particular do compensador de pressão 100 da Figura 1. Por conseguinte, as explicações acima são igualmente aplicáveis. Na Figura 2, as paredes de extremidade 15, 25 são paredes de extremidade anulares dotadas de uma abertura central. Além disso, o elemento móvel 30 tem um formato anular com uma abertura central.

[0065] É ainda provida uma estrutura cilíndrica 50. A estrutura cilíndrica 50 pode fazer parte do compensador de pressão 100, ou poderá fazer parte de um dispositivo de conexão elétrica no qual o compensador de pressão 100 é montada. A estrutura cilíndrica 50 pode ser, por exemplo, implementada na forma de um cilindro simples (por exemplo, um revestimento ou luva), ou, como no exemplo da Figura 2, como um condutor isolado. A parede de extremidade 15 é montada e selada na estrutura cilíndrica 50. O diâmetro interior da abertura central da segunda parede de extremidade 25 é maior que o diâmetro externo da estrutura cilíndrica 50, de modo que uma passagem anular seja provida entre a estrutura cilíndrica 50 e a parede de extremidade 25. Esta passagem anular 26 provê um canal de fluxo através do qual um meio poderá entrar e sair do primeiro e segundo volumes 12, 22. A parede de extremidade 25 pode ser montada ou fixada em uma outra parte do dispositivo de conexão elétrica no qual o compensador de pressão 100 é montada, por exemplo, em um alojamento. Em outras modalidades, a passagem de fluxo 26 pode ser provida de maneira diferente, por exemplo, por meio apenas de seções anulares abertas, ou por meio de furos de passagem na parede 25.

[0066] De maneira similar, o elemento móvel 30 tem uma abertura central com um diâmetro maior que o diâmetro externo da estrutura cilíndrica 50. Por conseguinte, a passagem de fluxo 31 é provida pela passagem de fluxo anular formada entre o elemento móvel 30 e a estrutura cilíndrica 50, e permite que o fluido escoe entre o primeiro e o segundo volumes 12, 22. Mais uma vez, a passagem de fluxo 31 poderá ser configurada de maneira diferente, ou seja, a mesma poderá, por exemplo, ser provida apenas por seções anulares abertas, ou poderá ser provida por meio de furos de passagem ou outras aberturas dentro do elemento móvel 30.

[0067] Em tal configuração, não há necessidade de se ter uma vedação entre o elemento móvel 30 e a estrutura cilíndrica 50. Isto é benéfico, uma vez que a provisão de uma vedação entre um componente estacionário e um componente móvel é de modo geral um desafio técnico, em particular quando uma operação tem de ser assegurada por prolongados períodos de tempo, tal como por dezenas de anos, para equipamentos subaquáticos. A configuração do compensador de pressão, tal como ilustrada na Figura 2 permite a passagem da estrutura cilíndrica 50 através do compensador de pressão sem a necessidade de tal vedação. Por conseguinte, uma configuração muito compacta do compensador de pressão 100 poderá ser obtida, ao mesmo tempo mantendo a complexidade relativamente baixa e, desta maneira, permitindo tempos de vida relativamente longos. Além disso, o compensador de pressão 100 tem, em ambas as extremidades, paredes de extremidade fixas, nas quais outros componentes do conector poderão ser montados e vedados, facilitando, assim, a instalação do compensador de pressão 100, por exemplo, em um conector subaquático ou um conjunto de terminação subaquática.

[0068] A Figura 3A mostra o compensador de pressão 100 da Figura 2 com a primeira porção de fole 11 em um estado comprimido no qual o volume combinado 12, 22 fica relativamente pequeno. Tal como se pode observar, a primeira porção de fole de diâmetro maior 11 é comprimida e, ao mesmo tempo, a segunda porção de fole de menor diâmetro 21 é expandida. O volume total encerrado por essas porções de fole é, por conseguinte, menor do que no estado ilustrado na Figura 2. Na Figura 3B, o compensador de pressão 100 se encontra no estado expandido no qual o elemento móvel 30 se movimenta para a direita, a primeira porção de fole 11 é expandida, e a segunda porção de fole 21 é comprimida. Tal como se pode observar, o volume combinado 12, 22 encerrado pelo compensador de pressão 100 é maior que no estado ilustrado na Figura 2.

[0069] A Figura 4 mostra um dispositivo de conexão elétrica 200 compreendendo um compensador de pressão de acordo com uma modalidade da presente invenção. O compensador de pressão 100 pode ser configurado tal como descrita acima, de modo que as explicações acima serão igualmente aplicáveis. O dispositivo de conexão elétrica 200 é, no exemplo da Figura 4, uma parte do conector, em particular uma parte de tomada de um conector subaquático. A parte de tomada tem um alojamento 80 e um pino oscilante 81, que é empurrado para dentro depois de se acoplar a uma parte de conector complementar (uma parte de receptáculo, não mostrada). A parte de tomada compreende a estrutura cilíndrica 50 com uma superfície externa 51. A parte de tomada tem uma câmara 42 ou "volume secundário" para o qual o compensador de pressão 100 provê uma compensação de pressão.

[0070] O compensador de pressão 100 inclui a primeira parede de extremidade 15 que é montada na estrutura cilíndrica 50 e inclui a passagem de fluxo 16 em direção ao volume secundário 42. Tal como indicado em mais detalhe acima, o fluxo de passagem 16 pode também ser provido como uma abertura anular entre a estrutura cilíndrica 50 e a parede de extremidade 15. A segunda parede de extremidade 25 é montada e selada na estrutura cilíndrica 51. A primeira e a segunda porções de fole 11, 21 são montadas, em uma extremidade, na respectiva parede de extremidade 15, 25 e, na outra extremidade, no elemento móvel 30. Na Figura 4, é ilustrado um estado comprimido no qual a porção de fole de diâmetro maior 11 é comprimida e, por conseguinte, o volume combinado 12, 22 é relativamente pequeno. O elemento móvel 30 poderá, nesse caso, ir para a esquerda a fim de aumentar o volume combinado, deste modo comprimindo a segunda porção de fole 21 e expandindo a primeira porção de fole 11.

[0071] O elemento móvel 30 tem, além disso, uma superfície de mancal 33 que se apoia contra a superfície externa 51 da estrutura cilíndrica 50. Por conseguinte, o elemento móvel 30 e, desta forma, as porções de fole 11, 21 são suportados e protegidos contra movimentos laterais. No elemento móvel 30, uma passagem de fluxo 31 de modo a permitir uma comunicação de fluxo entre os volumes 12, 22 é provida por meio de aberturas dedicadas, mas poderá, também, ser provida em qualquer uma das formas acima descritas.

[0072] O compensador de pressão 100 separa a câmara 42 e, por conseguinte, o volume secundário da câmara 41 e, desta maneira, o volume primário. Deste modo, o volume primário também muda de acordo com o deslocamento do elemento móvel 30. Esta alteração de volume é acomodada pelo elemento resiliente 61, que provê uma compensação de volume e um equilíbrio de pressão entre a câmara e o volume primário 41 e um meio ambiente que envolve o dispositivo de conexão elétrica 200. O elemento resiliente 61 pode ser uma membrana elastomérica. Tal como um exemplo, quando instalada em condições subaquáticas, a água do mar poderá entrar na câmara 60 através de uma passagem de fluxo 62, e o elemento resiliente 61 poderá prover um equilíbrio de pressão entre a água do mar e o volume primário 41.

[0073] As porções de fole 11, 22 são feitas de metal. Por conseguinte, mesmo que a água do mar penetre através do elemento resiliente 61 no volume primário 41 (por exemplo, devido à difusão ou permeação), as porções de fole 11, 21 formarão uma barreira impermeável à água do mar, desta maneira protegendo o volume secundário 42 contra a entrada de água do mar. Em outras modalidades, um outro compensador de pressão empregando um fole de metal, a qual pode ser configurada tal como descrito no presente documento, ou qualquer outro compensador de pressão poderá ser empregada em vez do elemento resiliente 61. Em outras configurações, nenhum volume primário 41 pode ser provido e as porções de fole 11, 21 podem ser diretamente expostas a um meio ambiente, por exemplo, à água do mar.

[0074] Cada porção de fole 11, 21 pode ser provida em ambas as extremidades com um flange por meio do qual a mesma é aparafusada na respectiva parede de extremidade e no elemento móvel. Uma vedação pode ser feita por meio de um anel em O, tal como uma vedação elastomérica ou uma vedação de anel em O metálico. Em outras modalidades, uma ou ambas as extremidades da respectiva porção de fole podem ser soldadas ou ligadas com solda forte à parede de extremidade e/ou ao elemento móvel.

[0075] Na Figura 4, o elemento móvel 30 é apoiado por meio da superfície de mancal 33 contra a estrutura cilíndrica interna 50. Na modalidade da Figura 5A, a superfície de mancal 33 é provida em uma porção de diâmetro externo do elemento móvel 30 de modo a apoiar o elemento móvel 30 em sua periferia externa contra, por exemplo, um alojamento 45 (ver, por exemplo, figura 1). A superfície de mancal 33 se apoia contra o alojamento 45 que constitui uma estrutura de guia que orienta o elemento móvel 30 ao longo do eixo predeterminado 40. Devido a esta orientação e suporte, os movimentos laterais do elemento móvel 30 ficam restritos, aumentando, assim, a resistência do compensador de pressão 100 contra vibrações ou similar.

[0076] A Figura 5B é uma vista ampliada da região circulada da Figura 5A e ilustra o elemento móvel 30 em mais detalhe. O elemento móvel 30 é provido por um flange de acoplamento de peça ao qual a primeira e a segunda porções de fole 11, 21 são fixadas. O flange de acoplamento é moldado de modo a prover a superfície de mancal 33. Esse flange tem uma seção cilíndrica, a superfície externa da seção cilíndrica provendo a superfície de mancal 33. A estrutura de guia, por exemplo, o alojamento cilíndrico 45, que apoia o flange de acoplamento na superfície de suporte 33 não é mostrado para fins de clareza. A largura da superfície de mancal 33 na direção axial é suficientemente larga com relação ao diâmetro do elemento móvel 30 de modo a evitar o bloqueio transversal do elemento móvel 30 na respectiva estrutura de guia, por exemplo, no alojamento 45.

[0077] Na Figura 6A, o elemento móvel 30 é composto por um flange de acoplamento 34 e pelo anel de rolamento 35. A Figura 6B é uma vista ampliada da região circulada da Figura 6A. Mais uma vez, ambas as porções de fole 11, 21 são fixadas ao flange de acoplamento 34. O anel de rolamento 35 (que tem a forma de uma seção cilíndrica) é montado no flange de acoplamento 34. O anel de rolamento 35 se sobrepõe à segunda porção de fole 21. Isto permite uma configuração compacta, uma vez que a superfície de mancal 33 que é provida sobre a circunferência externa do anel de rolamento 35, não contribui para a extensão axial do compensador de pressão 100. Além disso, a largura do anel de rolamento 35 pode ser ainda mais aumentada no sentido de melhorar a proteção contra um bloqueio transversal no interior do alojamento cilíndrico 45, sem afetar a extensão axial total do compensador 100. O anel de rolamento 35 pode ser configurado de modo a ter uma largura que permita que o anel de rolamento 35 atue como um limitador de curso ao se sobrepor à parede de extremidade 25. Uma compressão excessiva da segunda porção de fole 21 é, portanto, evitada. O anel de rolamento 35 pode ser fixado ao flange de acoplamento 34 por meio de uma junta de solda 36, ou poderá ser aparafusado ao mesmo ou similar.

[0078] A Figura 7A ilustra uma outra modalidade do compensador de pressão 100 que pode ser empregada com quaisquer estruturas de guia acima descritas. No exemplo da Figura 7A, a estrutura de guia é mais uma vez provida com um alojamento 45. O alojamento 45 tem uma estrutura rígida 46 e uma estrutura 47 feita de um material flexível. A superfície de mancal 33 se apoia contra o material flexível. Por conseguinte, as altas acelerações do elemento móvel 30 poderão ser atenuadas de uma forma eficaz, e as acelerações locais devido a colisões entre a estrutura de guia e a superfície de mancal do elemento móvel, que podem ocorrer durante uma vibração, poderão ser evitadas.

[0079] A Figura 7B mostra uma vista ampliada de uma seção transversal tomada no plano indicado na Figura 7A. Tal como se pode observar, a estrutura 47 do material flexível poderá ser provida com cristas 48 que se projetam a partir da superfície. Essas cristas podem, por exemplo, ser alinhadas substancialmente paralelas à direção axial. As cristas podem prover um amortecimento progressivo à superfície de mancal 33. Essas estrias ou cristas de material flexível podem também ser aplicadas diretamente à estrutura rígida 46. As cristas ou estrias 48 também oferecem proteção ao elemento móvel 40 contra vibração por meio de uma progressiva contenção do deslocamento.

[0080] Além disso, o amortecimento contra vibrações poderá adicionalmente ou em alternativa ser provido por ao se encher o volume para dentro e/ou para fora das porções de fole com um meio viscoso, tal como óleo ou gel. Desta forma, um suporte poderá ser provido e altas acelerações poderão ser atenuadas.

[0081] Embora as Figuras 5, 6 e 7 ilustrem modalidades nas quais a superfície de mancal 33 é uma superfície externa que se apoia contra uma superfície interna de uma estrutura de guia, deve ficar claro que as características destas modalidades são igualmente aplicáveis a outras configurações, por exemplo, a uma configuração na qual a superfície de mancal 33 é uma superfície interna que se apoia contra uma superfície externa de uma estrutura de guia, tal como a superfície externa 51 da estrutura cilíndrica 50 ilustrada na Figura 4.

[0082] A Figura 8 ilustra um conjunto de compensação de pressão 300 que inclui um compensador de pressão 100 com qualquer uma das configurações descritas acima. Em particular, o compensador de pressão 100 inclui a primeira e a segunda paredes de extremidade 15, 25, a primeira e a segunda porções de fole 11, 21 e o elemento móvel 30. Em torno deste primeiro compensador de pressão, é provida um segundo compensador de pressão 350, que inclui a primeira e a segunda porções de fole 311, 321 e o elemento móvel 330. O segundo compensador de pressão pode empregar as mesmas paredes de extremidade 15, 25, embora possa, em outras modalidades, empregar paredes de extremidade separadas. Por conseguinte, em tal configuração, uma dupla barreira contra a entrada de água do mar poderá ser obtida. Como um exemplo, o elemento móvel interno 30 pode ser suportado pela estrutura cilíndrica 50, enquanto que o elemento móvel externo 330 pode ficar apoiado contra um alojamento cilíndrico (não mostrado). O primeiro compensador de pressão pode, por exemplo, prover uma compensação de pressão para um volume secundário, enquanto que o segundo compensador de pressão pode prover uma compensação de pressão para um volume primário, tal como explicado com relação às Figuras 1 e 4. No exemplo, o segundo compensador de pressão 350 essencialmente forma uma câmara em torno do primeiro compensador de pressão 100. As passagens de fluxo em direção às câmaras que são compensadas em pressão não são mostradas na Figura 8.

[0083] A Figura 9 ilustra uma outra modalidade do conjunto de compensação de pressão 300. A câmara 42 ou o volume secundário é compensado em pressão por um primeiro compensador de pressão 100 que compreende as paredes de extremidade 15, 25, as porções de fole 11, 21 e o elemento móvel 30. O primeiro compensador de pressão fica disposta na câmara 41 ou no volume primário. O elemento móvel 30 pode ser suportado e guiado pelo alojamento 45 e/ou pela estrutura cilíndrica 50.

[0084] É ainda provida um segundo compensador de pressão 350 que compreende a extremidade das paredes 315, 325, as porções de fole 311, 321 e o elemento móvel 330. O segundo compensador de pressão 350 fica em comunicação de fluxo com a câmara 41 ou com o volume primário. Tal como poderá ser observado, o primeiro e o segundo compensadores de pressão são dispostos ao longo do eixo 40 de tal modo que as porções de fole 11, 21 e 311, 321 do primeiro e do segundo compensadores não se sobrepõem em uma direção radial. Por conseguinte, uma disposição compacta com uma extensão radial relativamente baixa poderá ser obtida. Do lado de fora do segundo compensador de pressão, um meio, tal como a água do mar, por exemplo, poderá estar presente.

[0085] Qualquer um dos compensadores de pressão ilustrados nas Figuras 8 e 9 pode ser configurado de acordo com qualquer uma das modalidades e configurações descritas em detalhe acima.

[0086] Ambos os conjuntos de compensação da pressão 300 das Figuras 8 e 9 apresentam uma dupla barreira contra a entrada de água do mar usando um fole de metal, o que poderá melhorar a confiabilidade e a vida útil de um dispositivo de conexão elétrica no qual essas configurações são empregadas.

[0087] Embora modalidades específicas sejam descritas no presente documento, várias alterações e modificações poderão ser feitas sem nos afastarmos do âmbito de aplicação da presente invenção. As presentes modalidades devem ser consideradas em todos os seus aspectos como ilustrativas e não restritivas.

Claims

1. Compensador de pressão para compensar as variações de volume de um meio, caracterizado pelo fato de que compreende, - uma primeira parte de compensador (10) e uma segunda parte de compensador (20), sendo que a primeira parte de compensador (10) encerra um primeiro volume (12) e a segunda parte de compensador (20) encerra um segundo volume (22), sendo que o primeiro e o segundo volumes (12, 22) ficam em comunicação de fluxo, sendo que a primeira parte de compensador (10) inclui uma primeira porção de fole (11) e a segunda parte de compensador (20) inclui uma segunda porção de fole (21), o compensador de pressão compreendendo ainda, - um elemento móvel (30) ao qual a primeira porção de fole (11) e a segunda porção de fole (21) são mecanicamente acopladas de tal modo que o deslocamento do elemento móvel (30) em uma direção predeterminada resulte na compressão de uma das ditas porções de fole e na expansão das outras porções de fole, sendo que a primeira e a segunda partes de compensador (10, 20) são configuradas de tal modo que um deslocamento do elemento móvel (30) em uma direção predeterminada resulte em uma alteração de volume do primeiro volume (12) e em uma alteração de volume do segundo volume (22) que é diferente da alteração de volume do primeiro volume (12); e sendo que o elemento móvel (30) é movido em uma direção predeterminada quando o volume de um meio que preenche o primeiro e o segundo volume (12, 22) muda.

2. Compensador de pressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira porção de fole (11) tem um perímetro externo que é maior que um perímetro externo da segunda porção de fole.

3. Compensador de pressão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o perímetro externo compreende uma circunferência.

4. Compensador de pressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a primeira porção de fole (11) tem uma circunferência que é maior que uma circunferência da segunda porção de fole (21), a alteração de volume do primeiro volume (12) sendo maior que a alteração de volume do segundo volume (22) ao se deslocar o dito elemento móvel (30).

5. Compensador de pressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a primeira parte de compensador (10) tem uma primeira parede de extremidade (15) e a segunda parte de compensador (20) tem uma segunda parede de extremidade (25), sendo que a primeira e a segunda paredes de extremidade (15, 25) têm uma distância fixa, o elemento móvel (30) sendo móvel com relação à primeira e à segunda paredes de extremidade.

6. Compensador de pressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o elemento móvel (30) tem um formato anular, sendo que uma abertura no elemento móvel (30) provê a dita comunicação de fluxo entre o primeiro e o segundo volumes (12, 22).

7. Compensador de pressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dito elemento móvel (30) tem uma abertura central e é configurado de modo a permitir a disposição de uma estrutura cilíndrica (50) através da abertura central de tal modo que a comunicação de fluxo entre o primeiro e o segundo volumes (12, 22) possa ocorrer através de uma abertura formada entre a estrutura cilíndrica (50) e o elemento móvel (30).

8. Compensador de pressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma estrutura de guia (45, 50), o elemento móvel (30) tendo uma superfície de mancal (33) que se apoia contra a estrutura de guia (45, 50) a fim de orientar o elemento móvel em uma direção predeterminada durante o movimento do mesmo.

9. Compensador de pressão, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o elemento móvel (30) compreende um anel de rolamento (35) que provê a superfície de mancal (33), o anel de rolamento (35) sendo formado de modo a pelo menos parcialmente se sobrepor à primeira ou à segunda porção de fole (11, 21).

10. Compensador de pressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a estrutura de guia compreende um alojamento de compensador (45), a primeira parte de compensador (10) e a segunda parte de compensador (20) sendo pelo menos parcialmente dispostas no alojamento de compensador (45), a superfície de mancal (33) compreendendo uma superfície periférica externa do elemento móvel (30) que se apoia contra uma superfície interna do alojamento de compensador (45).

11. Compensador de pressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que a estrutura de guia compreende uma estrutura (50) disposta dentro da primeira e/ou da segunda parte de compensador (10, 20), a superfície de mancal (33) compreendendo uma superfície interna do elemento móvel (30) que se apoia contra uma superfície externa (51) da estrutura (50).

12. Compensador de pressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a primeira parte de compensador (10) tem uma primeira parede de extremidade anular (15), e a segunda parte de compensador (20) tem uma segunda parede de extremidade anular (25), e sendo que o elemento móvel (30) tem um formato anular e fica disposto entre a primeira e a segunda paredes de extremidade anular (15, 25) e móvel com relação às mesmas, a primeira e a segunda paredes de extremidade anular (15, 25) e o elemento móvel (30) sendo dispostos coaxialmente entre si, sendo que a primeira e a segunda paredes de extremidade (15, 25) e o elemento móvel (30) são configurados de modo a ficarem dispostos sobre uma estrutura cilíndrica (50) ou de modo a permitir a passagem de uma estrutura cilíndrica através dos mesmos.

13. Compensador de pressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda porções de fole (11, 21) são porções de fole cilíndricas, cada qual sendo montada em uma extremidade do elemento móvel (30) e a outra extremidade em uma parede de extremidade (15, 25) da respectiva primeira ou segunda parte de compensador (10, 20), a primeira porção de fole (11) tendo um diâmetro maior que a segunda porção de fole (21), a primeira e a segunda porções de fole (11, 21) e o elemento móvel (30) sendo dispostos entre as paredes de extremidade (15, 25).

14. Dispositivo de conexão elétrica para uso subaquático ou em um ambiente úmido ou severo, o dispositivo sendo caracterizado pelo fato de que compreende, - um alojamento (45, 80), - uma câmara (42) no alojamento (45, 80) enchida com um meio dielétrico, - uma estrutura cilíndrica (50) ou uma passagem cilíndrica disposta no alojamento (45, 80), e - um compensador de pressão (100) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, sendo que o compensador de pressão (100) é disposto no alojamento (45, 80) em torno da estrutura cilíndrica (50) ou da passagem cilíndrica, o primeiro e o segundo volumes (12, 22) do compensador de pressão (100) ficando em comunicação de fluxo com a dita câmara (42) de modo a prover uma compensação de pressão para a dita câmara (42).

15. Dispositivo de conexão elétrica, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de conexão elétrica (200) é uma parte de conector, um conjunto de terminação de cabo, um prensa-cabos, ou uma unidade de interface para um conector.

16. Dispositivo de conexão elétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que o compensador de pressão (100) é disposto no alojamento (45, 80) de modo a prover uma compensação de pressão para uma primeira câmara (42), o compensador de pressão provendo ainda uma barreira hermética a líquidos entre a primeira câmara (42) e uma segunda câmara (41), o dispositivo de conexão elétrica compreendendo ainda pelo menos um outro compensador de pressão (61, 350) configurado de modo a prover um equilíbrio de pressão entre a segunda câmara (41) e um meio ambiente que envolve o dispositivo de conexão elétrica (200) quando instalado submerso.

17. Conjunto de compensação de pressão, compreendendo um primeiro compensador de pressão (100) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, e um segundo compensador de pressão (350) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que em que o conjunto (300) compreende ainda uma primeira câmara (42), o primeiro compensador de pressão (100) ficando em comunicação de fluxo com a primeira câmara (42) de modo a prover uma compensação de pressão, sendo que o primeiro compensador de pressão (100) fica disposto em uma segunda câmara (41), e sendo que o segundo compensador de pressão (350) fica em comunicação de fluxo com a segunda câmara (41) de modo a prover a compensação de pressão das mesmas.

18. Método de fabricação de um compensador de pressão, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de, - prover uma primeira parte de compensador (10) incluindo uma primeira porção de fole (11), a primeira parte de compensador (10) encerrando um primeiro volume (12); - prover uma segunda parte de compensador (20) incluindo uma segunda porção de fole (21), a segunda parte de compensador (21) encerrando um segundo volume (22); - prover um elemento móvel (30), sendo que o primeiro volume (12) e o segundo volume (22) ficam em comunicação de fluxo através do ou em torno do elemento móvel (30); e - acoplar mecanicamente a primeira porção de fole (11) e a segunda porção de fole (21) ao elemento móvel (30) de tal modo que o deslocamento do elemento móvel (30) em uma direção predeterminada resulte na compressão de uma das ditas porções de fole e na expansão das outras porções de fole, sendo que a primeira e a segunda partes de compensador (10, 20) são configuradas de tal modo que um deslocamento do elemento móvel (30) na direção predeterminada resulte em uma alteração de volume do primeiro volume (12) e em uma alteração de volume do segundo volume (22) que é diferente da alteração de volume do primeiro volume (12); e o elemento móvel (30) é movido em uma direção predeterminada quando o volume de um meio que preenche o primeiro e o segundo volume (12, 22) muda.

19. Método de fabricação de um compensador de pressão de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a primeira porção de fole (11) tem um perímetro externo que é maior que um perímetro externo da segunda porção de fole; e, sendo que a alteração de volume do primeiro volume (12) é maior que a alteração de volume do segundo volume (22) ao se deslocar o elemento móvel (30).