BR112018005875B1

BR112018005875B1 - Disposição de válvula de vedação para uma instalação de carregamento de forno de cuba

Info

Publication number: BR112018005875B1
Application number: BR112018005875-0A
Authority: BR
Inventors: Patrick Hutmacher; Yves HEINEN; Charel Steichen; Harald Lang; Paul Tockert
Original assignee: Paul Wurth S.A
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2016-09-06
Publication date: 2022-08-23
Also published as: JP2018534515A; EA201890802A1; EP3353481A1; US10502491B2; WO2017050560A1; UA120076C2; TWI682999B; EP3353481B1; CN108139156A; JP6453523B2; CN108139156B; BR112018005875A2; LU92837B1; TW201718878A; US20180266768A1; KR20180039736A; EA034271B1; KR101911414B1

Abstract

DISPOSIÇÃO DE VÁLVULA DE VEDAÇÃO PARA UMA INSTALAÇÃO DE CARREGAMENTO DE FORNO DE TIRANTE. A presente invenção refere-se, de modo geral, a uma disposição de válvula de vedação para uma instalação de carregamento de forno de tirante, em que a dita disposição compreende um obturador disposto para cooperar com um assento de válvula e um dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado, e, mais especificamente, a uma disposição de válvula de vedação superior ou inferior para impedir a perda de gás do forno em uma instalação de carregamento de altoforno.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se, de modo geral, a uma disposição de válvula de vedação para uma instalação de carregamento de forno de cuba e, mais especificamente, a uma disposição de válvula de vedação superior ou inferior para impedir a perda de gás do forno em uma instalação de carregamento de alto-forno.

ANTECEDENTES

[002] As instalações de carregamento de forno de cuba do tipo BELL LESS TOP® encontraram uso generalizado na indústria nas últimas décadas. Um exemplo inicial de tal instalação é revelado, por exemplo, no documento n° US 4.071.166. Essa instalação minimiza o escape de gás de alto-forno do bocal de forno operando-se um ou mais funis de armazenamento de material de carga intermediária na forma de uma comporta ou câmara pressurizada. Para esse efeito, cada funil tem uma válvula de vedação superior e uma válvula de vedação inferior para o fechamento por vedação da entrada e da saída do funil, respectivamente. Durante o preenchimento do funil, a válvula de vedação superior é aberta enquanto a válvula de vedação inferior é fechada. Quando o material é carregado a partir do funil no forno, a válvula de vedação inferior é aberta enquanto a válvula de vedação superior é fechada. O documento n° US 4.071.166 revela uma disposição de válvula de vedação comumente usada com uma válvula tipo oscilante, em que o obturador é inclinável ao redor de um tirante único. O eixo geométrico desse tirante é disposto aproximadamente no plano do assento de válvula. Uma vez que o obturador deve ser completamente removido do trajeto de fluxo de material na posição aberta, a disposição de acordo com o documento n° US 4.071.166 requer um espaço considerável na direção vertical, tanto dentro do alojamento de válvula de vedação inferior quanto dentro de cada funil de armazenamento intermediário (consulte, por exemplo, a Figura 1 desta patente). Em outras palavras, essa disposição de válvula requer uma determinada altura livre dentro do alojamento de válvula de vedação e limita a altura de preenchimento máxima dos funis.

[003] A fim de reduzir o espaço construtivo vertical “perdido”, os assim denominados dispositivos de atuação de obturador de movimento duplo aprimorado foram propostos. O documento n° US 4.514.129 propõe tal dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo. Esse dispositivo é configurado para inclinar a válvula ao redor de um primeiro eixo geométrico e girar separadamente o obturador em conjunto com o braço de montagem do mesmo ao redor de um segundo eixo geométrico que é perpendicular ao primeiro eixo geométrico. Esse dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo permite mover o obturador em uma posição de descanso mais alta localizada lateralmente e parcialmente acima do assento. A disposição de válvula de acordo com o documento n° US 4.514.129, assim, reduz consideravelmente a altura construtiva requerida. O documento n° US 4.755.095 revela um dispositivo de atuação de obturador similar em uma disposição de válvula de vedação superior, isto é, para vedar a entrada do funil. Um inconveniente desses tipos de dispositivos de atuação de obturador, no entanto, reside no fato de que os mesmos têm uma série de peças articuladas propensas a desgastar e serem expostas a condições adversas.

[004] O documento WO 2010/015721 A1 descreve uma montagem de válvula de vedação inferior de movimento duplo adicional para uma instalação de carregamento de forno de cuba que compreende um alojamento de válvula de vedação inferior com um assento de válvula. O obturador é adaptado para cooperar com o assento de válvula e conectado operacionalmente a um mecanismo de atuação de válvula, que pode ser sustentado pela placa de topo do alojamento de válvula de vedação inferior, para mover o obturador dentro e fora do contato de vedação com o assento de válvula. Em particular, o mecanismo de atuação de válvula compreende uma junta cilíndrica de deslizamento giratório que sustenta o obturador. A junta cilíndrica tem um eixo geométrico de junta substancialmente vertical de acordo com o qual a junta permite a translação do obturador para cima e para baixo, e. na direção vertical, e em um plano perpendicular ao qual a junta permite girar o obturador, tipicamente em um plano substancialmente horizontal. A junta cilíndrica de deslizamento giratório compreende: um tirante, que atua como tirante de saída da junta, uma manga oca intermediária, em que o tirante está montado, e uma carcaça exterior, que sustenta a manga e que forma a armação fixa da junta. O tirante é fixado axialmente e giratório sobre o eixo geométrico da junta na manga oca. A manga é axialmente deslizável ao longo do eixo geométrico da junta na carcaça exterior que é fixada ao alojamento. O mecanismo compreende adicionalmente um primeiro cilindro hidráulico para a translação axial (deslizante) e um segundo cilindro hidráulico para a rotação (giratório). O primeiro cilindro tem um lado conectado à carcaça exterior e o outro lado conectado à manga oca, para transladar axialmente o tirante com a manga ao longo do eixo geométrico de junta em relação à carcaça. O segundo cilindro hidráulico tem um lado articulado para a manga e o outro lado articulado para o tirante a fim de girar o tirante em relação à manga intermediária ao redor do eixo geométrico de junta. No entanto, novamente, devido ao fato de que o movimento translacional é realizado em um ambiente empoeirado, o tempo de vida útil do mecanismo é encurtado devido ao fato de que, durante a atuação, o pó pode entrar nas vedações e danificar as superfícies de vedação. Uma desvantagem adicional dessa solução é o fato de que as partículas que estão no obturador podem não cair.

[005] O documento WO 2011/000966 A1 revela um dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo adicional do tipo configurado para conferir ao obturador uma superposição de duas rotações ao redor de eixos substancialmente paralelos e de compensação, isto é, tirantes de compensação que têm uma orientação relativa mais próxima a paralela do que perpendicular. Para esse efeito, o dispositivo compreende um braço de basculamento primário sustentado por um primeiro eixo de basculamento, que está equipado com mancais para sustentar de modo giratório o braço de basculamento primário em uma estrutura estacionária, tipicamente um alojamento de válvula de vedação inferior ou na carcaça de um funil de armazenamento intermediário, de forma giratória sobre um primeiro eixo geométrico estático; um braço de basculamento secundário que transporta o obturador e é sustentado por um segundo eixo de basculamento, que está equipado com mancais que sustentam de modo giratório o braço de basculamento secundário no braço de basculamento primário, de forma giratória em torno de um segundo eixo geométrico que é essencialmente paralelo ao primeiro eixo geométrico e se move com o braço de basculamento secundário; e um mecanismo configurado para conferir rotação em torno do segundo eixo geométrico ao braço de basculamento secundário ao mesmo tempo que o braço de basculamento primário gira em torno do primeiro eixo geométrico. Nessa solução, o primeiro eixo de basculamento é configurado como tirante de manga oca e o dispositivo de atuação de obturador compreende uma haste de referência que se estende através do primeiro eixo de basculamento. Essa haste de referência tem uma porção de extremidade distal a ser conectada a uma estrutura estacionária e uma porção de extremidade proximal com um membro de referência, em que o mecanismo tem um lado acionado que está engatado com o membro de referência. A desvantagem principal dessa solução é o número de peças móveis, que tornam o dispositivo mais oneroso em termos de fabricação e montagem. Por fim, o mecanismo deve ser operado dentro de um ambiente empoeirado, embora revestido contra poeira.

PROBLEMA DA TÉCNICA

[006] Em vista do acima exposto, é um objetivo da presente invenção fornecer uma disposição de válvula de vedação com um dispositivo de atuação de obturador que combina a altura de construção reduzida com o número reduzido de peças móveis, de preferência, um número reduzido de peças móveis diretamente expostas a condições severas.

DESCRIÇÃO GERAL DA INVENÇÃO

[007] Para alcançar esse objetivo, a presente invenção propões em um primeiro aspecto uma disposição de válvula de vedação, especialmente para disposições de válvula de vedação inferior ou superior para uma instalação de carregamento de um forno de cuba, tal como um alto-forno. A disposição de válvula de vedação compreende um obturador disposto para cooperar com um assento de válvula de uma válvula de vedação e um dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado para mover o dito obturador entre uma posição fechada vedada em contato de vedação com o assento de válvula e uma posição aberta remota a partir do assento de válvula, de preferência, localizado lateralmente do mesmo. Na dita posição aberta, a passagem ou trajeto de fluxo de material através da válvula de vedação é totalmente limpo pelo obturador.

[008] O dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado compreende: - uma montagem de movimento primário para mover o dito obturador a partir da dita posição fechada vedada para uma posição não amortecida ou não vedada em que o obturador é liberado a partir do assento de válvula; e - uma montagem de movimento secundário para a inclinação do dito obturador a partir da dita posição não amortecida ou não vedada para a dita posição aberta remota a partir do assento de válvula, em que a dita montagem de movimento secundário compreende um braço de basculamento fixado ao dito obturador e conectado a um eixo de basculamento que define um eixo geométrico de rotação e um atuador de eixo de basculamento configurado para transmitir uma rotação angular sobre o dito eixo geométrico para o dito braço de basculamento.

[009] De acordo com a presente invenção, o dito dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado compreende adicionalmente uma manga cilíndrica exterior estacionária. A montagem de movimento primário compreende um eixo de manga excêntrica interior (primeiro eixo de manga excêntrica) montado rotativamente dentro da dita manga cilíndrica exterior e um atuador de movimento primário configurado para transmitir rotação angular para o dito eixo de manga excêntrica interior, em que o movimento primário é uma função da excentricidade e rotação angular do eixo de manga excêntrica interior. Além disso, o dito eixo de basculamento da dita montagem de movimento secundário está montado rotativamente dentro do dito eixo de manga excêntrica interior da dita montagem de movimento primário, em que o movimento secundário é uma função da rotação angular do eixo de basculamento.

[010] A principal vantagem da invenção é que todas as peças responsáveis pelos movimentos primários e secundários do obturador, isto é, a liberação do assento de válvula e a inclinação do obturador em uma posição de descanso são realizados com uma montagem que tem apenas muito poucas peças e construtivamente simples, que são, além disso, facilmente úteis e protegidas contra poeira e temperatura.

[011] Conforme indicado acima, o movimento primário, em particular, a distância e o trajeto pelo qual o obturador é movido durante esse movimento primário, é uma função da excentricidade e rotação angular do eixo de manga excêntrica interior. Um eixo de manga excêntrica no contexto da invenção geralmente se assemelha a um tirante de manga convencional, isto é, um tirante com um furo longitudinal central (coaxial) para retenção, e. um tirante adicional, exceto que o centro do furo não é central ou coaxial, mas sim deslocado ou compensado (descentrado) por uma distância em relação ao eixo geométrico central do tirante da manga. Essa distância de compensação, também denominada excentricidade, determinará a extensão máxima do movimento primário, isto é, a distância máxima que o obturador pode ser movido para longe do assento de válvula. Conforme será exemplificado adicionalmente abaixo, a distância máxima é duas vezes a excentricidade se o eixo de manga excêntrica for girado por 180°. Consequentemente, girando-se o eixo de manga excêntrica interior a partir de uma posição em que a posição de excentricidade (posição do centro de compensação do furo ou centro do tirante colocado no dito furo) está em uma posição de excentricidade verticalmente superior (obturador fechado) em 180° para sua posição mais baixa, o obturador pode ser totalmente amortecido por uma distância de duas vezes a excentricidade. Por conseguinte, escolhendo-se de modo apropriado a excentricidade, o obturador pode ser não amortecido e movido para longe o suficiente do assento de válvula para ser inclinado pelo movimento de inclinação secundário. Esse movimento de inclinação secundário requer simplesmente a rotação do tirante dentro do furo excêntrico por um ângulo suficiente.

[012] Observou-se, no entanto, que, pelo menos para uma série de aplicações, o desgaste do assento de válvula e da gaxeta é aumentado de forma indesejável, se a liberação inicial do obturador do assento de válvula implicar em movimentos paralelos ao eixo geométrico central do assento de válvula.

[013] Desse modo, em uma modalidade adicional, o eixo de manga excêntrica interior é disposto dentro da manga cilíndrica exterior de modo que a posição de excentricidade seja localizada lateralmente em cerca da distância de excentricidade a partir do centro da manga cilíndrica exterior quando o obturador está na posição fechada vedada. Em outras palavras, em tal modalidade, o movimento primário não inicia a partir de uma posição de excentricidade verticalmente superior, mas em vez disso a partir de uma situação em que a posição da manga excêntrica é girada em 90° com relação à posição vertical superior.

[014] De forma notável, tal configuração fornece um componente inicial vantajoso do movimento primário que é quase paralelo ao eixo geométrico do assento de válvula, assim, permitindo uma operação de liberação de redução de desgaste comparativamente suave. Em tais configurações, o movimento primário implicará que a manga excêntrica interior seja girada, de preferência, com um ângulo de 90°, que move o obturador por distâncias verticais e horizontais iguais à excentricidade.

[015] Consequentemente, mesmo o uso de apenas um eixo de manga excêntrica para o movimento primário permite uma liberação inicialmente quase translacional. Isso significa que, no início da abertura, o movimento fornecido pela excentricidade é de modo que o obturador seja levantado a partir do assento com um trajeto quase direto, essencialmente paralelo ao eixo geométrico do assento de válvula.

[016] Se desejado ou necessário, a peça translacional do movimento primário pode até ser reforçada por uma variante mais simples construtivamente da disposição de válvula de vedação da invenção.

[017] Em tal modalidade adicional, a montagem de movimento primário compreende ainda um eixo de manga excêntrica exterior (segundo eixo de manga excêntrica) montado rotativamente dentro da dita manga cilíndrica exterior, em que o dito eixo de manga excêntrica interior (primeiro eixo de manga excêntrica) está montado rotativamente dentro do dito eixo de manga excêntrica exterior (segundo eixo de manga excêntrica), em que o movimento primário é uma função da excentricidade e rotação angular dos eixos de manga excêntrica interior e exterior.

[018] Ao combinar dois eixos de manga excêntrica encaixados (primeiro e segundo), em que cada um é móvel rotativamente, o movimento primário pode ser ajustado novamente como uma função da excentricidade e rotação angular, mas dessa vez, daquela do eixo de manga excêntrica exterior. Sua excentricidade e seu ângulo de rotação podem ser adaptados de forma independente para se adequarem melhor à situação real e aos objetivos estabelecidos pelo operador. Como será facilmente compreendido com os exemplos fornecidos abaixo, a distância máxima (líquida) permitida será o dobro da soma de ambas as excentricidades se ambos os eixos de manga excêntrica forem girados em 180°.

[019] No entanto, uma montagem de eixo de manga excêntrica dupla também permite um movimento primário que pode ser particularmente vantajoso ou desejável em certas situações. Portanto, em uma modalidade adicional, com dois eixos de manga excêntrica, os eixos de manga excêntrica interior e exterior (primeiro e segundo) têm a mesma excentricidade. Além disso, um atuador excêntrico é configurado, de preferência, para transmitir uma rotação angular contrarrotatória simultânea para os ditos eixos de manga excêntrica interior e exterior. De fato, ao combinar a mesma excentricidade e contrarrotação simultânea pelo mesmo ângulo de ambos os eixos de manga excêntrica (internos e externos), o movimento primário se torna inteiramente translacional sem o deslocamento lateral a qualquer momento durante o movimento primário, isto é, o trajeto do obturador durante o movimento primário é inteiramente direto.

[020] Os movimentos primário e secundário podem ser efetuados por um número apropriado de atuadores separados. Em geral, o uso de um atuador por montagem de movimento permitirá um controle conveniente sem a adição de complexidade indevida para a disposição de válvula de vedação. No entanto, pode ser desejável ou necessário reduzir ainda mais o número de peças de uma disposição de vedação, conforme descrito no presente documento.

[021] Consequentemente, em uma modalidade adicional, o atuador do eixo de basculamento pode ser uma haste de controle usada para girar simultaneamente o eixo de basculamento com a rotação da excentricidade interior (ou exterior). Em uma modalidade, uma haste de controle está conectada rotativamente com uma extremidade a um ponto estacionário e com a outra ao eixo de basculamento ou a uma manivela associada ao mesmo, de modo que a rotação da excentricidade (movimento primário) com um atuador, tal como um macaco hidráulico ou similar, acione a rotação do eixo de basculamento (movimento secundário) por meio da haste de controle.

[022] No contexto da invenção, deve ser entendido que um número maior de eixos de manga excêntrica encaixados pode ser usado se desejado ou considerado útil. Em geral, entretanto, a complexidade da montagem e, especialmente, do mecanismo de atuação aumenta rapidamente com números mais altos de mangas excêntricas.

[023] Em uma modalidade adicional, o movimento secundário de inclinação do obturador para a sua posição de descanso pode ser acompanhado ou concluído de forma simultânea ou subsequente ao movimento de inclinação secundário também girando o eixo de manga excêntrica (ou qualquer um dos mesmos, se presente) por um ângulo adicional. Por exemplo, girando-se a posição (posições) de excentricidade do tirante (tirantes) de manga excêntrica para o lado da posição de descanso, o obturador pode ser colocado ainda mais longe do centro da válvula, conforme seria apenas pelo movimento secundário.

[024] Embora acima apenas a operação de abertura do obturador tenha sido descrita, é evidente para a pessoa versada que o fechamento do obturador basicamente implica na reversão das etapas descritas para a abertura, entendendo- se que um desvio ligeiro da ordem inversa exata pode ser considerado, se desejado.

[025] O braço de basculamento, de preferência, é um braço de cantiléver que é sustentado em uma porção de extremidade pelo dito eixo de basculamento dentro do eixo de manga excêntrica interior e em outra porção de extremidade transporta o obturador. O obturador pode ser de qualquer tipo apropriado, de preferência, o obturador é um obturador de válvula do tipo cônico, esférico, parabólico ou oscilante.

[026] De preferência, os um ou mais eixos de manga excêntrica, bem como o eixo de basculamento dentro do dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado são montados rotativamente com mancais axialmente espaçados.

[027] Com a invenção uma série de vantagens pode ser alcançada em comparação com as soluções existentes, dentre as quais os benefícios mais importantes são: • Durante a abertura do obturador, as partículas do obturador podem cair devido ao movimento de inclinação. • Devido ao fato de que o dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado funcionar apenas com movimentos rotacionais, a fixação do gás pode ser facilmente alcançada com gaxetas de tirante axiais. Para a comparação, o movimento translacional de um cilindro em um ambiente empoeirado tem um curto tempo de vida útil devido ao fato de que durante a atuação, a poeira está constantemente entrando nas vedações e danificando as superfícies de vedação. • Não há perda de altura de trabalho durante o movimento de abertura do obturador. • A maior peça do mecanismo pode ser facilmente colocada fora do invólucro de válvula. • Com um eixo de manga excêntrica, uma solução construtivamente simples pode ser fornecida que se ajusta na maioria das situações, especialmente quando o movimento primário começa com apenas um componente vertical (eixos A e B em um mesmo plano horizontal, consulte também Figuras 1 e 3). • Com dois eixos de manga excêntrica, o braço de basculamento é montado em pivô no eixo de manga excêntrica interior. O eixo de manga excêntrica interior é montado em pivô no eixo de manga excêntrica exterior. O tirante excêntrico exterior é montado em pivô na manga ou invólucro exterior. Com dois eixos de manga excêntrica com posição de excentricidade oposta e excentricidade igual, um movimento uniforme e puramente translacional (horizontal/vertical) de um obturador pode ser realizado quando ambos os eixos de manga excêntricos são atuados simultaneamente em direções opostas durante o movimento de liberação/preensão.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[028] Uma modalidade preferencial da invenção será agora descrita, a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos em que: As Figuras 1A a C são uma série de vistas em corte transversal verticais parciais de uma primeira modalidade de uma disposição de vedação de válvula que mostra o dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado com um eixo de manga excêntrica; A Figura 2 é uma série de vistas em corte transversal verticais parciais de uma modalidade, tal como retratado na Figura 1 que mostra a disposição de vedação de válvula dentro de seu invólucro; As Figuras 3A a C são uma série de vistas em corte transversal verticais parciais de uma segunda modalidade de uma disposição de vedação de válvula que mostra o dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado com um eixo de manga excêntrica com uma disposição preferencial de atuadores associados; As Figuras 4A1 a B2 são uma série de vistas em corte transversal de uma terceira modalidade de uma disposição de vedação de válvula que mostra o dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado com dois eixos de manga excêntrica; e As Figuras 5A a C são uma série de vistas traseiras de uma quarta modalidade de uma disposição de vedação de válvula que mostra o dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado com um eixo de manga excêntrica de uma disposição de atuador alternativa com um atuador de movimento primário e uma haste de controle de inclinação. Detalhes e vantagens adicionais da presente invenção serão evidentes a partir da descrição detalhada a seguir de várias modalidades não limitantes com referência aos desenhos anexos.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES PREFERENCIAIS

[029] As Figuras 1A a C são uma série de vistas em corte transversal verticais parciais de uma primeira modalidade de uma disposição de vedação de válvula 10 que mostra o dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado com um eixo de manga excêntrica 20. Na Figura 1A, o obturador 40 montado em uma extremidade do braço de basculamento 30 está na posição fechada firmemente assentada no assento de válvula 50. O dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado compreende uma manga cilíndrica exterior estacionária 25 em que um eixo de manga excêntrica interior 20 é montado rotativamente com meios de mancais 26. O eixo de manga excêntrica interior 20 pode ser girado ao redor do eixo geométrico central A por meio de manivela excêntrica 21 à qual é conectado.

[030] Dentro do furo de compensação do eixo de manga excêntrica interior 20 o tirante cilíndrico conectado em uma extremidade ao braço de basculamento 30 e na outra extremidade à manivela de inclinação 31 é montado com meios de mancais 36 para girar ao redor do eixo geométrico B quando a manivela de inclinação 31 é atuada.

[031] A excentricidade na modalidade das Figuras 1A a C é a distância entre os centros A e B. Como um exemplo não limitante, em disposições de válvula de vedação comuns, a excentricidade será, geralmente, escolhida para ser entre 50 e 200 mm, de preferência, entre 80 e 120 mm. Na posição fechada na Figura 1A, o eixo geométrico B é localizado em um plano vertical perpendicular à direção de inclinação que compreende o eixo geométrico C da válvula de vedação (assento) 50. O eixo geométrico estacionário A é situado a partir do eixo geométrico móvel B (também denominada posição de excentricidade no presente documento).

[032] O movimento primário é efetuado girando-se o eixo de manga excêntrica 20 movendo-se a manivela excêntrica 21 a partir da posição mostrada na Figura 1A para a da Figura 1 B. No início do movimento de liberação, o obturador 40 se move quase verticalmente para baixo, essencialmente paralelo ao eixo geométrico C do assento de válvula (consulte também a descrição da Figura 2 abaixo). A extensão da distância inicial quase vertical pode ser controlada pela excentricidade, quanto maior a excentricidade, maior a distância inicial quase reta. De fato, na prática, o momento mais importante em termos de desgaste do assento e da gaxeta são os primeiros milímetros do movimento primário. De fato, em casos comuns, as gaxetas estão firmemente comprimidas na posição fechada vedada do obturador. Tais gaxetas têm alturas de compressibilidade de alguns milímetros, tal como aproximadamente 3 mm. Então, se, nesse caso, o obturador tiver sido abaixado por esses 3 mm a partir do assento, não haverá mais contato entre o obturador e o assento e, assim, o movimento subsequente pode ser escolhido mais livremente. Durante o movimento primário, o eixo de manga excêntrica 20 é girado em um ângulo de 90° no sentido anti-horário e o trajeto do eixo geométrico móvel B (e, portanto, do obturador) é um quadrante com um raio igual à excentricidade até o eixo geométrico B estar abaixo do eixo geométrico A na Figura 1 B. O obturador 40 está agora a uma distância do assento de válvula que é suficiente para iniciar o movimento secundário de inclinar o braço de basculamento 30 com o obturador 40 para uma posição de descanso lateral, conforme ilustrado na Figura 1 C.

[033] A operação de inclinação (movimento secundário) é efetuada girando-se o eixo de basculamento ao redor do eixo geométrico B por meio de um atuador (não representado) que gira a manivela de inclinação 31 no sentido anti-horário em um ângulo suficiente para limpar a passagem da válvula.

[034] O movimento vertical inicial quase reto de um mecanismo de movimento duplo excêntrico, conforme descrito no presente documento, é adicionalmente ilustrado na Figura 2. A Figura 2 ilustra uma disposição de válvula de vedação essencialmente, conforme descrito em conexão com as Figuras 1A a C dentro de um alojamento 60. A curva referida Pp e Ps representa o trajeto feito por qualquer ponto do obturador (tal como seu centro) durante o movimento primário (Pp) e o movimento secundário (Ps). Como pode ser visto o trajeto Pp tem apenas inicialmente um componente vertical, que é geralmente vantajoso para reduzir o desgaste do assento de válvula, das gaxetas de vedação e do obturador.

[035] Deve-se verificar que, se o desgaste não for uma questão (principal), a posição inicial do eixo geométrico B na Figura 1A pode ser escolhida em um local mais alto ou mais baixo do que o eixo geométrico A sabendo que, nesses casos, o movimento inicial terá tanto um componente vertical quanto um componente horizontal que resultam em um desbloqueio parcial do obturador do assento de válvula. Escolhendo-se uma posição inicial que é mais alta do que na Figura 1A, a distância do obturador do assento de válvula será maior, em que a distância máxima é duas vezes a excentricidade (consulte também acima).

[036] As Figuras 3A a C mostram uma disposição similar à das Figuras 1 A a C, mas com um mecanismo de atuação preferencial. O atuador de movimento primário 22, por exemplo, um macaco hidráulico, é fixado a um ponto de montagem estacionário em uma extremidade e à manivela 21 na outra. Atuando-se o atuador 22, o eixo de manga excêntrica 20 é girado para uma posição, conforme ilustrado na Figura 3B. Na modalidade das Figuras 3A a C, o atuador de movimento secundário (de inclinação) 32 é conectado em uma extremidade a uma montagem de haste de controle com uma haste de controle 33, uma alavanca 34 que pivota ao redor de um ponto estacionário 35. O objetivo da montagem de haste de controle é manter o braço do obturador 30 essencialmente vertical durante o movimento primário. À medida que a manivela excêntrica 21 é movida, uma haste de controle 33 atua sobre uma alavanca 34 que pivota ao redor de um ponto 35 em que a alavanca atua em uma extremidade do atuador 32 de modo a manter o braço do obturador 30 vertical durante o movimento primário. Quando o movimento primário é terminado, o atuador 32 gira o eixo de basculamento através da manivela de inclinação 31 para levantar o obturador 40 em uma posição de descanso, conforme ilustrado na Figura 3C.

[037] Em uma modalidade não ilustrada da disposição de válvula de vedação, o atuador de movimento secundário 32 pode ser montado (de forma semelhante ao atuador 22) para um ponto estacionário em uma extremidade e para a manivela de inclinação 32 na outra. Vale ressaltar que manter o braço do obturador vertical durante o movimento primário não é essencial. Além disso, mesmo se desejado, isso pode ser alcançado por outros meios, tal como controlando-se a orientação do eixo de basculamento por meio de seu atuador 32.

[038] As Figuras 4A1 e B1 mostram um corte transversal de uma disposição de válvula de vedação em que o dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado compreende um eixo de manga excêntrica interior 201 e exterior 202 em uma manga cilíndrica exterior 25. Ambas as excêntricas têm a mesma excentricidade. Como um exemplo não limitante, em disposições de válvula de vedação comuns, cada excentricidade será geralmente escolhida entre 20 e 100 mm, de preferência, entre 30 e 60 mm. O eixo de basculamento 37 conectado em uma extremidade ao braço de basculamento 30 é mantido rotativamente dentro do furo do eixo de manga excêntrica interior 201. As Figuras 4A1 e B1 representam a posição do obturador antes e depois do movimento primário, isto é, com o obturador em uma posição fechada vedada em contato de vedação com o assento de válvula (A1) e uma posição aberta não amortecida a partir do assento de válvula (B1). As Figuras A2 e B2 retratam a mesma situação que um corte transversal através do dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado.

[039] Girando-se os eixos de manga excêntrica interior e exterior 201 e 202, simultaneamente, mas em direções opostas, o centro do eixo de basculamento é movido ao longo de um trajeto direto por uma distância igual à soma das excentricidades se cada excêntrica for girada em 90° ou mesmo até duas vezes a soma de excentricidades se a rotação angular for de 180° para cada eixo de manga excêntrica.

[040] As Figuras 5A a C mostram uma disposição similar à das Figuras 1A a C, mas com uma modalidade alternativa do dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado. Um atuador de movimento primário (não mostrado), e. um macaco hidráulico, é fixado a um ponto de montagem estacionário em uma extremidade e à manivela 21 na outra. Atuando-se o atuador de movimento primário, o eixo de manga excêntrica 20 é girado para uma posição, conforme ilustrado na Figura 5B. Na modalidade das Figuras 5A a C, o atuador de movimento secundário (de inclinação) 32 é uma haste de controle que está conectada de forma pivotante em uma extremidade a um ponto estacionário e na outra extremidade ao eixo de basculamento 37 ou à sua manivela associada 31. À medida que a manivela excêntrica 21 é movida, a haste de controle 32 atua no eixo de basculamento 37 (através da manivela de inclinação 31) para elevar o obturador 40 em uma posição de descanso, conforme ilustrado na Figura 5C. LEGENDAS: 10 Disposição de vedação de válvula com dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado 20 , 201 Eixo de manga excêntrica interior 202 Eixo de manga excêntrica exterior 21 manivela excêntrica 22 Atuador de movimento primário 25 Manga cilíndrica exterior 26 Mancais 30 Braço de basculamento 31 Manivela de inclinação 32 Atuador de movimento secundário 33 Haste de controle 34 Alavanca 35 Ponto estacionário 36 Mancais 37 Eixo de basculamento 40 Obturador 50 Assento de válvula 60 Alojamento A Eixo geométrico de manga exterior cilíndrica B Eixo geométrico de eixo de basculamento C Eixo geométrico central da válvula de vedação PP Trajeto de movimento primário Ps Trajeto de movimento secundário

Claims

1. Disposição de válvula de vedação (10) para uma instalação de carregamento de forno de cuba, a dita disposição compreendendo: um obturador (40) disposto para cooperar com um assento de válvula (50), caracterizado por compreender: um dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado para mover o dito obturador (40) entre uma posição fechada vedada em contato de vedação com o assento de válvula (50) e uma posição aberta remota a partir do assento de válvula (50), em que o dito dispositivo de atuação de obturador de duplo movimento integrado compreende: - uma montagem de movimento primário para mover o dito obturador (40) a partir da dita posição fechada vedada até uma posição não amortecida em que o obturador (40) é liberado a partir do assento de válvula; - uma montagem de movimento secundário para inclinar o dito obturador (40) a dita posição não amortecida até a dita posição aberta remota a partir do assento de válvula (50), em que a dita montagem de movimento secundário compreende um braço de basculamento (30) que transporta o dito obturador (40) e é conectada a um eixo de basculamento que define um eixo geométrico de rotação e um atuador de eixo de basculamento configurado para transmitir uma rotação angular ao redor do dito eixo geométrico para o dito braço de basculamento (30); em que o dito dispositivo de atuação de obturador de movimento duplo integrado compreende adicionalmente uma manga cilíndrica exterior estacionária (202), em que a dita montagem de movimento primário compreende um eixo de manga excêntrica interior (20, 201) montado rotativamente dentro da dita manga cilíndrica exterior (202) e um atuador de movimento primário configurado para transmitir rotação angular para o dito eixo de manga excêntrica interior (20, 201), em que o movimento primário é uma função de excentricidade e rotação angular do eixo de manga excêntrica interior (20, 201); e em que o dito eixo de basculamento (37) da dita montagem de movimento secundário é montado dentro do dito eixo de manga excêntrica interior (20, 201), em que o movimento secundário é uma função da rotação angular do eixo de basculamento.

2. Disposição de válvula de vedação (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o eixo de manga excêntrica interior (20, 201) ser disposto dentro da manga cilíndrica exterior (202) de modo que sua posição de excentricidade seja localizada lateralmente por cerca de uma distância excêntrica a partir do centro da manga cilíndrica exterior (202) quando o obturador (40) está na posição fechada vedada.

3. Disposição de válvula de vedação (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por a dita montagem de movimento primário compreender adicionalmente um eixo de manga excêntrica exterior montado rotativamente dentro da dita manga cilíndrica exterior (202), em que o dito eixo de manga excêntrica interior (20, 201) é montado rotativamente dentro do dito eixo de manga excêntrica exterior, em que o movimento primário é uma função da excentricidade e rotação angular de ambos os eixos de manga excêntrica interior e exterior.

4. Disposição de válvula de vedação (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por os eixos de manga excêntrica interior e exterior terem a mesma excentricidade, e em que um atuador excêntrico (22) é configurado para transmitir uma rotação angular contrarrotatória simultânea para os ditos eixos de manga excêntrica interior e exterior.

5. Disposição de válvula de vedação (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por o dito braço de basculamento ser um braço de cantiléver que é sustentado em uma porção de extremidade pelo dito eixo de basculamento (37) e em outra posição de extremidade transporta o obturador.

6. Disposição de válvula de vedação (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por o dito obturador ser um obturador de válvula do tipo cônico, esférico, parabólico ou oscilante.

7. Disposição de válvula de vedação (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por o eixo (eixos) de manga excêntrica ser montado rotativamente com mancais (36) axialmente espaçados.