BR112018068782B1

BR112018068782B1 - Aparelho para vaso de pressão, vaso de pressão e método para formar um vaso de pressão

Info

Publication number: BR112018068782B1
Application number: BR112018068782-0A
Authority: BR
Inventors: Brian Yeggy; Duane V. Byerly
Original assignee: Hexagon Technology As
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2024-02-15
Also published as: US20200200328A1; WO2017161085A1; US11117226B2; RU2737488C2; CN108779894A; JP2019512650A; AU2017232650A1; KR102249349B1; KR20180121997A; US20170268725A1; US10648620B2; RU2018136201A; BR112018068782A2; CA3013367A1; JP6971250B2; EP3430305A1; RU2018136201A3; CN108779894B; CA3013367C

Abstract

trata-se de um aparelho (28) que é configurado para ser posicionado entre uma projeção (16) e um revestimento (18) de um vaso de pressão (10). a projeção (16) inclui um orifício (26) através dela, e o orifício (26) tem um eixo longitudinal (36). o aparelho (28) inclui um corpo anular e um recurso permeável a gás (30). o corpo anular inclui uma superfície interna (38) configurada para encostar na projeção (16) e uma superfície externa (46) configurada para encostar no revestimento (18). o corpo anular tem uma primeira extremidade (42) e segunda extremidade (44) oposta em relação ao eixo longitudinal (36). um recurso permeável a gás (30) é fornecido na superfície interna (38) e se estende pelo menos desde a primeira extremidade (42) até a segunda extremidade (44). a divulgação também descreve um vaso de pressão (10) que inclui um revestimento (18) e uma projeção (16), e um aparelho (28) posicionado entre a projeção (16) e o revestimento (18). um método para formar um vaso de pressão (10) inclui a montagem de uma projeção (16) em um mandril, posicionando um encaixe anular (28) em torno de um gargalo (22) da projeção (16), formando um forro (20) e formando um revestimento externo (18).

Description

Fundamentos

[001] Os vasos de pressão são comumente usados para conter uma variedade de fluidos sob pressão, como hidrogênio, oxigênio, gás natural, nitrogênio, propano, metano e outros combustíveis, por exemplo. Em geral, os vasos de pressão podem ser de qualquer tamanho ou configuração. Os recipientes podem ser pesados ou leves, de uso único (por exemplo, descartáveis), reutilizáveis, sujeitos a altas pressões (maiores que 50 psi, por exemplo), baixas pressões (menos de 50 psi, por exemplo) ou usados para armazenar fluidos em temperaturas elevadas ou criogênicas, por exemplo.

[002] Os materiais de casco de vaso de pressão adequados incluem metais, tais como aço; ou compostos, que podem incluir camadas laminadas de filamentos de fibra de vidro enrolados ou outros filamentos sintéticos ligados entre si por uma resina termoplástica ou de encaixe térmico. A fibra pode ser fibra de vidro, aramida, carbono, grafite ou qualquer outro material de reforço fibroso geralmente conhecido. O material de resina usado pode ser epóxi, poliéster, éster vinílico, termoplástico ou qualquer outro material resinoso adequado capaz de fornecer ligação fibra a fibra, ligação camada a camada de fibra e resistência à fragmentação necessária para a aplicação particular na qual o vaso deve ser usado. A construção composta dos vasos oferece inúmeras vantagens, que inclui leveza de peso e resistência à corrosão, fadiga e falha catastrófica. Estes atributos se devem, pelo menos em parte, às altas forças específicas das fibras ou filamentos de reforço.

[003] Um forro ou vesícula resiliente polimérico ou outro não metálico é frequentemente disposto dentro de um casco composto para vedar o vaso e impedir que os fluidos internos entrem em contato com o material composto. O forro pode ser fabricado mediante a moldagem por compressão, moldagem por sopro, moldagem por injeção ou qualquer outra técnica geralmente conhecida. Em alternativa, o forro pode ser produzido a partir de outros materiais, que inclui aço, alumínio, níquel, titânio, platina, ouro, prata, aço inoxidável e quaisquer de suas ligas. Tais materiais podem ser geralmente caracterizados como que tem um alto módulo de elasticidade. Em uma modalidade, o forro 20 é formado por polietileno de alta densidade moldado por sopro (HDPE).

[004] A figura 1 ilustra um vaso de pressão alongado 10, tal como descrito na Patente U.S. N° 5.476.189, intitulada "Pressure vessel with damage mitigating system”, que é aqui incorporado a título de referência. O vaso 10 tem uma seção do corpo principal 12 e as seções terminais 14 substancialmente hemisféricas ou em forma de cúpula. Uma projeção 16, tipicamente construída em alumínio, é proporcionada em uma ou em ambas as extremidades do vaso 10 para proporcionar uma porta para se comunicar com o interior do vaso 10. Como mostrado na figura 2, o vaso 10 é formado com um forro interno de polímero 20 coberto por um casco composto externo 18. O casco composto 18 resolve as cargas estruturais no vaso 10.

[005] A figura 2 ilustra uma vista em corte parcial, considerada ao longo da linha 2-2 da figura 1, de uma seção final típica 14 que inclui a projeção 16, tal como a divulgada na Patente U.S. N° 5.429.845, intitulada "Boss for a filament wound pressure vessel", que é aqui incorporada a título de referência. A projeção 16 tem tipicamente um gargalo 22, uma porta 26 que permite a comunicação fluida com o interior do vaso 10 e um flange anular 24 que se estende de modo radial a partir da porta 26. A projeção 16 é ajustada ao casco externo 18 e ao forro 20 de tal modo que a porta 26 se estende entre interior e exterior do vaso de pressão 10. Tipicamente, o casco 18 encosta no gargalo 22. Em geral, o flange 24 está contido entre as partes do forro 20 e/ou é intercalado entre o forro 20 e o casco 18. Em certas modalidades, o flange 24 pode incluir pelo menos uma ranhura anular 32 configurada para aceitar a(s) aba(s) anular(s) 34 correspondente(s) no forro 20. Essa construção fixa a projeção 16 ao vaso 10 e proporciona uma vedação nas interfaces entre a projeção 16, o casco 18 e o forro 20.

[006] Um método para a formação de um vaso de pressão 10 inclui a montagem de uma projeção em um mandril e permite que um material de polímero de fluido para o forro 20 flua em torno do flange 24 e na ranhura 32 da projeção 16. O material de forro então solidifica, formando assim as partes do forro 20 adjacentes ao flange 24 e à aba 34 recebida dentro da ranhura 32. O forro 20 é deste modo mecanicamente interligado com a projeção 16. Consequentemente, mesmo sob condições de pressão extrema, a separação do forro 20 da projeção 16 é prevenida.

[007] Em uma modalidade de exemplo, o casco externo 18 é formado a partir de fibras enroladas e circunda o forro 20 e pelo menos uma parte do flange 24 da projeção 16. Em um método de exemplo, uma cabeça de liberação para as fibras desloca-se de tal modo para envolver a fibra no forro 20 em um padrão desejado. Se o vaso 10 for cilíndrico, em vez de esférico, o enrolamento de fibra é normalmente aplicado em um padrão de enrolamento substancialmente longitudinal (helicoidal) e circunferencial (arco). Este processo de enrolamento é definido por vários fatores, tais como o conteúdo de resina, configuração da fibra, tensão do enrolamento e o padrão do revestimento em relação ao eixo do forro 20. Os detalhes relevantes para a formação de um vaso de pressão de exemplo são descritos na Patente U.S. N° 4.838.971, intitulada "Filament Winding Process and Apparatus", que é aqui incorporada a título de referência.

[008] Embora o forro 20 forneça uma barreira contra gás sob condições de operação típicas, o design de um vaso de pressão 10 desse tipo produz um fenômeno em que o gás se difunde no forro 20 sob pressurização do vaso 10. Quando ocorre despressurização do vaso 10, este gás difunde-se para fora do forro 20 e, em alguns casos, para o espaço entre o forro 20 e o casco 18. Uma bolsa de gás pode ser formada, fazendo com que o forro 20 aumente ligeiramente para dentro e fique possivelmente esticado. Além disso, o gás na interface entre o forro 20 e o casco 18 pode promover uma separação indesejável entre o forro 20 e o casco 18. Adicionalmente, após a repressurização, o gás aprisionado entre o forro 20 e o casco 18 pode ser expulso abruptamente através de microfissuras no casco 18 que se formam em altas pressões. A expulsão relativamente repentina de gás pode disparar detectores de vazamento, quando, na realidade, o vaso de pressão 10 não apresenta vazamento constante.

Sumário

[009] Em um aspecto, um aparelho é configurado para ser posicionado entre uma projeção e um casco de um vaso de pressão. A projeção inclui um orifício através da mesma e o orifício tem um eixo longitudinal. O aparelho inclui um corpo anular e um recurso permeável a gás. O corpo anular inclui uma superfície interna configurada para encostar na projeção e uma superfície externa configurada para encostar no casco. O corpo anular tem primeira e segunda extremidades opostas em relação ao eixo longitudinal. A recurso permeável a gás é fornecida na superfície interna e se estende pelo menos a partir da primeira extremidade até a segunda extremidade.

[010] Em outro aspecto, um vaso de pressão inclui um casco e a projeção, e um aparelho posicionado entre a projeção e o casco. A projeção inclui um orifício através da mesma e o orifício tem um eixo longitudinal. O aparelho inclui um corpo anular e um recurso permeável a gás. O corpo anular inclui uma superfície interna configurada para encostar na projeção e uma superfície externa configurada para encostar no casco. O corpo anular tem primeira e segunda extremidades opostas em relação ao eixo longitudinal. O recurso permeável a gás é fornecido na superfície interna e se estende a partir da primeira extremidade à segunda extremidade.

[011] Em outro aspecto, um método para formar um vaso de pressão inclui a montagem de uma projeção em um mandril. A projeção tem um gargalo, o gargalo tem um orifício com um eixo longitudinal. A projeção tem um flange que se estende de modo radial para fora do orifício. O método inclui o posicionamento de um encaixe anular em torno do gargalo da projeção. O encaixe inclui primeira e segunda extremidades opostas em relação ao eixo longitudinal. O método inclui a formação do forro do vaso de pressão em pelo menos uma parte do flange. O casco externo é formado para envolver o forro, o flange e o encaixe. O método é executado de modo que um recurso permeável a gás se estende pelo menos a partir da primeira extremidade à segunda extremidade.

[012] Esta divulgação, nas suas várias combinações, quer em forma de aparelho ou de método, pode também ser caracterizada pela listagem de itens a seguir: 1. Um aparelho configurado para ser posicionado entre uma projeção e um casco de um vaso de pressão, que inclui a projeção um orifício através do orifício, e o orifício que tem um eixo longitudinal, o aparelho que inclui: um corpo anular, que inclui uma superfície interna configurada para encostar na projeção e uma superfície externa configurada para encostar no casco, em que o corpo anular tem primeira e segunda extremidades opostas em relação ao eixo longitudinal; e um recurso permeável a gás fornecido na superfície interna e que se estende pelo menos a partir da primeira extremidade à segunda extremidade. 2. O aparelho do item 1, em que o recurso permeável a gás inclui uma pluralidade de canais 3. O aparelho do item 2, em que pelo menos um da pluralidade de canais está substancialmente alinhado com o eixo longitudinal. 4. O aparelho de qualquer um dos itens 2-3, em que pelo menos alguns da pluralidade de canais estão espaçados substancialmente de modo circunferencial em torno da superfície interna. 5. O aparelho de qualquer dos itens 2-4, em que pelo menos um da pluralidade de canais tem um perfil transversal substancialmente retangular. 6. O aparelho de qualquer um dos itens 1-5, em que o corpo anular inclui um gargalo e um flange que se estende de modo radial a partir do gargalo. 7. Um vaso de pressão que inclui: um casco; uma projeção que inclui um orifício através da mesma, o orifício que tem um eixo longitudinal; um aparelho posicionado entre a projeção e o casco, o aparelho que inclui: um corpo anular que inclui uma superfície interna configurada para encostar na projeção e uma superfície externa configurada para encostar no casco, em que o corpo anular tem primeira e segunda extremidades opostas em relação ao eixo longitudinal; e um recurso permeável a gás fornecido na superfície interna e que se estende pelo menos a partir da primeira extremidade à segunda extremidade. 8. O vaso de pressão do item 7, em que o vaso de pressão inclui um forro disposto dentro do casco para formar uma interface entre o forro e o casco, e em que o recurso permeável a gás está em comunicação fluida com a interface na primeira extremidade e com um exterior do vaso na segunda extremidade. 9. O vaso de pressão de qualquer um dos itens 7-8, em que o recurso permeável a gás inclui uma pluralidade de canais. 10. O vaso de pressão do item 9, em que pelo menos um da pluralidade de canais está substancialmente alinhado com o eixo longitudinal. 11. O vaso de pressão de qualquer um dos itens 9-10, em que pelo menos alguns da pluralidade de canais estão substancialmente espaçados de modo circunferencial em torno da superfície interna. 12. O vaso de pressão de qualquer um dos itens 7 a 11, em que o corpo anular inclui um gargalo e um flange que se estende de modo radial a partir do gargalo. 13. Um método para formar um vaso de pressão que inclui: montar uma projeção em um mandril, a projeção que tem um gargalo, o gargalo que tem um orifício com um eixo longitudinal, e a projeção que tem um flange que se estende de modo radial para fora a partir do orifício; posicionar um encaixe anular em torno do gargalo da projeção, o encaixe que inclui primeira e segunda extremidades opostas em relação ao eixo longitudinal; formar um forro do vaso de pressão em pelo menos uma parte do flange; e formar um casco externo que circunda o forro, o flange e o encaixe; em que os recursos permeáveis o gás se estende pelo menos a partir da primeira extremidade à segunda extremidade. 14. O método do item 13, em que o posicionamento do encaixe anular em torno do gargalo da projeção ocorre antes da formação do forro. 15. O método de qualquer um dos itens 13 a 14, em que o posicionamento do encaixe anular em torno do gargalo da projeção ocorre após a formação do forro. 16. O método de qualquer dos itens 13 a 15, em que a formação do forro inclui a disposição de um material não metálico em torno do mandril e, pelo menos, da parte do flange. 17. O método de qualquer um dos itens 13-16, que inclui ainda o posicionamento do recurso permeável a gás no forro antes de posicionar o encaixe anular em torno do gargalo da projeção.

[013] Esse sumário é fornecido para introduzir os conceitos de forma simplificada que são descritos mais adiante na Descrição Detalhada. Esse sumário não se destina a identificar as características-chave ou características essenciais do objeto divulgado ou reivindicado e não se destina a descrever cada modalidade divulgada ou cada implementação do assunto divulgado ou reivindicado. Especificamente, as características aqui divulgadas em relação a uma modalidade podem ser igualmente aplicáveis a outra. Além disso, esse sumário não pretende ser usado como um auxílio na determinação do escopo do objeto reivindicado. Muitas outras novas vantagens, características e relações se tornarão aparentes à medida que essa descrição avança. As figuras e a descrição a seguir exemplificam mais particularmente as modalidades ilustrativas.

Breve Descrição Dos Desenhos

[014] O assunto divulgado será explicado adicionalmente com referência às figuras anexas, em que os elementos de estrutura ou sistema semelhantes são referidos por números de referência iguais ao longo das várias vistas. Todas as descrições aplicam-se aos elementos descritos, bem como aos elementos análogos numerados de forma semelhante.

[015] A figura 1 é uma vista lateral de um vaso de pressão típico;

[016] a figura 2 é uma vista parcial em corte transversal de uma extremidade do vaso de pressão da figura 1, considerada ao longo da linha 2-2 da figura 1 e que mostra uma projeção e forro típicos;

[017] a figura 3 é uma vista em corte transversal radial explodida de uma projeção e um encaixe ventilado de exemplo da presente divulgação;

[018] a figura 4 é uma vista em corte transversal radial de uma montagem de exemplo do encaixe ventilados e projeção da figura 3;

[019] a figura 5 é uma vista em corte transversal radial de perspectiva parcial de uma seção terminal de um vaso de pressão que tem a montagem de exemplo da figura 4 posicionada pelo menos parcialmente dentro de um casco do vaso de pressão, e que tem um forro do vaso de pressão formado com o mesmo;

[020] a figura 6 é uma vista parcial em corte transversal radial da seção final da figura 5, que mostra um caminho de ventilação de gás a partir de uma bolsa de gás exagerada;

[021] a figura 7 é uma vista em corte radial de uma segunda modalidade de exemplo de um encaixe ventilado;

[022] a figura 8 é uma vista parcial em corte transversal radial de uma seção terminal de um vaso de pressão que inclui uma terceira modalidade de exemplo de um encaixe ventilado, que mostra um caminho de ventilação de gás a partir de uma bolsa de gás exagerada.

[023] Embora as figuras acima identificadas estabeleçam uma ou mais modalidades do objeto divulgado, outras modalidades também são contempladas, como observado na descrição. Em todos os casos, esta divulgação apresenta o assunto divulgado por meio de representação e não limitação. Deve ser entendido que outras modificações e modalidades podem ser observadas pelos versados na técnica que se encaixam no escopo dos princípios dessa divulgação.

[024] As figuras não podem ser desenhadas em escala. Em particular, alguns recursos podem ser ampliados em relação a outros recursos para maior clareza. Além disso, quando termos como acima, abaixo, acima, abaixo, cima, baixo, lado, direita, esquerda, etc., são usados, deve ser entendido que eles são usados apenas para facilitar a compreensão da descrição. Observa-se que as estruturas podem ser orientadas de outro modo.

Descrição Detalhada

[025] A presente descrição descreve uma estrutura de ventilação de fluido para o uso em um vaso de pressão que impede a separação do forro do casco sob pressão. O aparelho descrito permite a ventilação do gás preso entre o forro e o casco. Esta divulgação refere-se, em um aspecto, a um encaixe 28, fornecido na forma de uma manga em uma modalidade de exemplo, que colocada sobre partes de uma projeção 16 de um vaso pressurizado 10. O encaixe 28 tem características para permitir que o gás que se acumula entre forro 20 e o casco 18 saia para a atmosfera fora do vaso de pressão 10. Por exemplo, como mostrado nas figuras 3 e 6, os canais 30 no encaixe 28 proporcionam caminhos através dos quais o gás pode ventilar a partir de uma interface 56 entre o casco 18 e o forro 20 para o exterior do ambiente ao vaso de pressão 10. Assim, o dano potencial ao forro 20 e a ventilação indesejada através do casco 18 podem ser reduzidos ou prevenidos.

[026] A figura 3 mostra modalidades de exemplo de uma projeção 16 e um encaixe anular 28. A projeção 16 inclui o gargalo 22 que tem uma porta ou orifício 26 que permite a comunicação de fluido entre um interior I do vaso de pressão 10' e um ambiente E exterior ao vaso de pressão 10' (vide a figura 5). A porta 26 tem o eixo longitudinal 36. A projeção 16 tem tipicamente um flange anular 24 que se estende de modo radial para fora da porta 26 e configurado para se fixar a um forro 20. Em uma modalidade de exemplo, o flange 24 tem uma ranhura anular 32 para aceitar uma aba anular complementar 34 no forro 20, como mostrado na figura 5. Os interbloqueios mecânicos (isto é, elementos que são estruturalmente inibidos da separação) são mostrados, mas observa-se que outros métodos de fixação mecânica, friccional ou quimicamente (por exemplo, pelo uso de adesivos) que prendem o forro 20 à projeção 16 podem ser usados. Observa-se que, em uma modalidade de exemplo, uma parte 35 do forro 20 se estende sobre a superfície externa do flange 24 para auxiliar na ligação do forro 20 e da projeção 16.

[027] Em uma modalidade de exemplo, o encaixe 28 tem um corpo geralmente anular. Nessa descrição, o termo "anular" não é estritamente em forma de anel, mas descreve mais amplamente um corpo que tem uma passagem 40 através do mesmo entre as extremidades opostas 42 e 44. O corpo pode ter uma forma geralmente de modo radial simétrica em torno do eixo longitudinal 36. O corpo pode seguir os contornos da projeção subjacente 16 e/ou forro 20. Nas modalidades ilustradas, um recurso permeável a gás na superfície interna 38 (isto é, sobre, dentro ou adjacente a) é fornecido na forma de um ou mais canais (tal como canais de ventilação interiores 30) na ou através do encaixe 28 para conectar fluidamente a interface 56 entre o forro 20 e o casco 18 ao meio exterior ao vaso 10', por meio do caminho de ventilação 54, mostrado nas modalidades de exemplos nas figuras 6 e 8. O encaixe 28 impede assim que o fluido que atravessou o forro 20 e para dentro da interface 56 fique preso. O encaixe 28 pode ser formado por um material metálico ou não metálico. Para materiais metálicos, tais como, por exemplo, alumínio ou aço, a formação do encaixe 28 por usinagem é especialmente adequada. Para um material não metálico, tal como, por exemplo, um polímero ou material composto, a formação de um encaixe 28 por moldagem por injeção é especialmente adequada. No entanto, outros métodos conhecidos de formação de partes também podem ser usados.

[028] Em uma modalidade de exemplo, o encaixe 28 é configurado como uma manga que tem um gargalo 29 e um flange 31 que se estende de modo radial para fora do gargalo 29. Enquanto apenas metade do encaixe 28 é mostrada, deve ser entendido que a outra metade pode ser uma imagem espelhada da metade ilustrada. A superfície interna curvada 38 do encaixe 28 define a abertura 40 e inclui canais de ventilação 30 que se estendem da extremidade 42 do flange 31 até à extremidade 44 do gargalo 29. Em uma modalidade de exemplo, um recurso permeável a gás inclui canais 30 que estão uniformemente espaçados em torno da circunferência da abertura 40, têm um perfil de seção transversal substancialmente retangular e seguem caminhos substancialmente retos (por exemplo, substancialmente alinhados com o eixo longitudinal 36) na superfície interna curva 38 entre a extremidade 42 e a extremidade 44. Contudo, outros recursos permeáveis o gás que incluem os canais de diferentes configurações, estruturas de ventilação ou mecanismos são contemplados. Por exemplo, a superfície interna 38 pode incluir mais ou menos canais e/ou canais de várias profundidades, larguras ou formas (por exemplo, canais curvos e/ou canais com formas de seção transversal geralmente hemisféricas, elípticas ou arredondadas). Além disso, a superfície interna 38 pode ser pelo menos parcialmente formada de, ou revestida com, um material permeável a gás, e/ou pode incluir partes elevadas ou ressaltos entre os quais o gás pode fluir da extremidade 42 para a extremidade 44. Ainda em outras modalidades, um recurso permeável a gás pode incluir uma camada de material permeável a gás fornecida na superfície interna 38 e/ou entre a superfície interna 38 e uma superfície externa da projeção 16.

[029] Ainda em outra modalidade, um recurso permeável a gás pode incluir respiradouros longitudinais fornecidos em uma superfície externa do forro 20 e/ou da projeção 16, tal como as aberturas longitudinais descritas na Publicação do Pedido de Patente U.S. N° 2012/0048865, intitulada "Pressure Vessel Longitudinal Vents", que é aqui incorporada a título de referência em sua totalidade. Quando o recurso permeável a gás é um respiradouro longitudinal, aplica-se uma tira de um elemento definidor de ventilação a uma superfície externa do forro 20. Os elementos adequados que definem a ventilação incluem, por exemplo, um fio; fios de fibra de vidro; fita de fibra de vidro de tecelagem aberta; polietileno; pano de liberação de nylon; ou uma tira dobrada ou desdobrada de outro material têxtil ou filme. O encaixe 28 em uma modalidade de exemplo é fornecido e cobre o elemento de definição de ventilação, de modo que o recurso permeável a gás está ligado (isto é, adjacente) à superfície interna 38 do encaixe 28. Onde o elemento de definição de ventilação pode ser um têxtil que tem propriedades "absorção" (tais como, por exemplo, um material de pano de vidro), os recursos permeáveis a gás são assim protegidos pelo encaixe 28 da infusão de resina durante a subsequente formação do casco composto 18 por enrolamento de resina e filamento. Assim, o encaixe 28 evita o entupimento das características porosas do recurso permeável a gás. Um recurso permeável a gás pode incluir um dos, ou uma combinação de, canais e materiais permeáveis a gás na, sobre, ou adjacentes à superfície interna 38 do encaixe 28. Além disso, um recurso permeável a gás pode se estender para além da extremidade 42 ou 44 do encaixe 28.

[030] Em certas modalidades, o encaixe 28 pode não ser completamente anular, mas em vez disso pode caber sobre uma ou mais partes da circunferência do gargalo 22 em vez de circundar a totalidade do gargalo 22. Em algumas modalidades, o encaixe 28 pode ser mais longo do que ilustrado, de modo que a extremidade 42 se estende para além do flange 24 da projeção 16. Nesses casos, o encaixe 28 pode ser colocado em torno da projeção 16 e de uma parte do forro 20 após a formação do forro 20 na projeção 16. O encaixe 28 pode mesmo se estender para além da extremidade abaulada a seção 14 do vaso de pressão 10 para a seção principal do corpo 12. Além disso, a extremidade 42 pode afunilar em espessura. O mecanismo de ventilação pode depender da aplicação desejada, desde que o encaixe 28 permita um caminho de fluxo de gás de pelo menos uma parte da interface 56 entre o forro 20 e o casco 18 para o ambiente E externo ao vaso de pressão 10'.

[031] Como mostrado na figura 4, uma montagem 48 inclui o encaixe 28 e a projeção 16. O gargalo 22 da projeção 16 é inserido na abertura 40 do encaixe 28 de tal modo que o gargalo 29 do encaixe 28 encaixa em pelo menos uma parte do gargalo 22 da projeção 16. O flange 31 do encaixe 28 encaixa em pelo menos uma parte do flange 24 da projeção 16 e opcionalmente sobre uma parte da camisa 20. A superfície interna 38 é contornada para complementar substancialmente um contorno externo da projeção 16, que inclui pelo menos partes do gargalo 22 e do flange 24, e opcionalmente parte do forro 20. Um encaixe por interferência, características de bloqueio por encaixe complementares, adesivo em fita ou outra forma, ou outros meios podem ser fornecidos no encaixe 28 e na projeção 16 e/ou forro 20 para impedir a separação não intencional.

[032] As figuras 5 e 6 mostram uma modalidade de exemplo da montagem 48 na seção final 14 do vaso de pressão 10'. Em uma modalidade de exemplo, para formar o vaso de pressão 10', a projeção 16 é inserida no encaixe 28 e montada em um mandril que está configurado para definir a forma do vaso de pressão 10'. É permitido que o material de forro de polímero fluido (ou outro não metálico) flua sobre o mandril e sobre uma parte do flange 24 de modo que o material de forro 20 preencha a ranhura 32 e encoste na extremidade 42 do encaixe 28. Em uma modalidade de exemplo do encaixe 28', como mostrado na figura 7, os canais 30' se estendem para a extremidade 42 e o material de forro é permitido fluir sobre o flange 31 de tal maneira que o material de forro não entra ou cobre os canais 30'. O material polimérico solidifica para formar o forro 20.

[033] Em outro método de formação de vaso de pressão, o forro 20 é formado em uma projeção 16 montada no mandril sem o encaixe 28. Os recursos permeáveis a gás, tais como os elementos que definem a ventilação longitudinal, são colocadas no forro 20. Em seguida, o encaixe 8 é preso ao redor da projeção 16, pelo menos uma parte dos recursos permeáveis o gás e, opcionalmente, uma parte do forro 20. Os recursos permeáveis a gás são, deste modo, inseridos entre uma superfície externa da projeção 16 e uma superfície interna 38 do encaixe 28.

[034] O casco 18 é formado por enrolamento filamentar sobre a montagem 48 e o forro 20, de tal modo que o encaixe 28 e a parte 35 do forro 20 são colocados entre o casco 18 e o flange 24 da projeção 16. O casco 18 se liga à superfície externa 46 do encaixe 28, assim impedindo que o gás aprisionado entre o casco 18 e o forro 20 entrem na interface 60 entre o casco 18 e o encaixe 28. O encaixe 28 tem canais 30 na superfície interna 38 em vez da superfície externa 46 de modo que o material do casco não preenche os canais 30 durante a formação do vaso de pressão 10'.

[035] Como mostrado na figura 6, em uma modalidade de exemplo, a superfície interna 38 do encaixe 28 encosta na projeção 16 de uma maneira que permite a ventilação através dos canais 30, que está em comunicação fluida com a interface 56 entre o forro 20 e o casco 18. Em uma modalidade de exemplo, o gargalo 29 do encaixe 28 é afunilado desde a extremidade 44 de modo radial para dentro (como em 58) para proporcionar um recesso para o casco 18 que impede o movimento axial (tal como ao longo do eixo longitudinal 36) do casco 18 em relação aa montagem 48. Na modalidade ilustrada, a extremidade 44 do encaixe 28 e os recursos adjacentes permeáveis ao gás (por exemplo, extremidades dos canais 30), são expostos ao ambiente atmosférico exterior ao vaso de pressão 10' (por exemplo, em E das figuras 5, 6 e 8).

[036] Na modalidade de exemplo mostrada na figura 6, uma bolsa de gás 50 é retida em uma interface 56 entre o casco 18 e o forro 20, causando uma deformação 52 do forro 20. Como mostrado pelo caminho 54, seguindo um caminho de menor resistência, o gás 50 desloca-se da deformação 52 ao longo da interface 56 entre o forro 20 e o casco 18 até a extremidade 42 do encaixe 28. O gás entra nos canais 30 na extremidade 42 e desloca-se através dos canais 30 até à extremidade 44, onde o gás 50 sai dos canais 30 para o ambiente E externo ao vaso de pressão 10'. A deformação 52 é mostrada como sendo uma protuberância ou bolha no forro 20 perto da seção final 14', mas é mostrada como tal meramente para fins de discussão. Diferentes quantidades de gás 50 podem existir em qualquer ponto da interface 56 entre o forro 20 e o casco 18. Além disso, o tamanho da deformação 52 é bem exagerado para fins ilustrativos; deve ser entendido que, na realidade, o fornecimento do encaixe 28 na projeção 16 permite a ventilação que impede a formação de tais deformações 52.

[037] A figura 8 é uma vista parcial em corte transversal radial de uma seção terminal de um vaso de pressão 10", que inclui uma terceira modalidade de exemplo de um encaixe ventilado 28". Nessa modalidade, a extensão radial do flange 31" do encaixe 28" é substancialmente igual à extensão radial do flange 24 da projeção 16. Além disso, a extremidade 42" do encaixe 28" é afunilada, proporcionando desse modo um caminho de ventilação mais suave 54" entre deformação 52 e extremidade 44 do encaixe 28" que está exposto à atmosfera fora do vaso de pressão 10".

[038] Embora o assunto desta divulgação tenha sido descrito com referência a várias modalidades, os versados na técnica reconhecerão que as alterações podem ser feitas em forma e detalhe sem se afastar do âmbito da divulgação. Além disso, qualquer recurso divulgado em relação a uma modalidade pode ser incorporado em outra modalidade e vice-versa.

Claims

1. Aparelho (28) configurado para ser posicionado entre uma projeção (16) e um casco (18) de um vaso de pressão (10), a projeção (16) incluindo um orifício (26) através da mesma, e o orifício (26) tendo um eixo longitudinal (36), a projeção (16) incluindo um gargalo de projeção (22) e um flange de projeção (24) que se estende para longe do eixo longitudinal (36) em relação ao gargalo de projeção (22), o aparelho (28) CARACTERIZADO por: um corpo anular incluindo uma superfície interna (38) configurada para contatar e encostar no gargalo de projeção (22) e no flange de projeção (24), e uma superfície externa (46) configurada para encostar no casco (18), em que o corpo anular tem: primeira (44) e segunda (42) extremidades opostas em relação ao eixo longitudinal (36); um gargalo de corpo (29) adjacente à primeira extremidade (44); e um flange de corpo (31) adjacente à segunda extremidade (42), em que o flange de corpo (31) se estende para longe do eixo longitudinal (36) em relação ao gargalo de corpo (29), em que o flange de corpo (31) é configurado para pelo menos parcialmente circundar o flange de projeção (24), e em que a segunda extremidade (42) é configurada para encostar em um forro (20) do vaso de pressão (10); e um recurso permeável a gás fornecido na superfície interna (38) e que se estende pelo menos a partir da primeira extremidade (44) à segunda extremidade (42).

2. Aparelho (28), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o recurso permeável a gás inclui uma pluralidade de canais (30, 30’).

3. Aparelho (28), de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um da pluralidade de canais (30, 30’) está substancialmente alinhado com o eixo longitudinal (36).

4. Aparelho (28), de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos alguns da pluralidade de canais (30, 30’) estão espaçados substancialmente uniformemente de modo circunferencial em torno da superfície interna (38).

5. Aparelho (28), de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um da pluralidade de canais (30, 30’) tem um perfil transversal substancialmente retangular.

6. Vaso de pressão (10’) incluindo o aparelho (28) definido na reivindicação 1, o vaso de pressão (10’) CARACTERIZADO pelo fato de que inclui: um casco (18) formado sobre o aparelho (28); e o forro (20) disposto dentro do casco (18).

7. Vaso de pressão (10’), de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o vaso de pressão (10’) inclui uma interface (56) entre o forro (20) e o casco (18), e em que o recurso permeável a gás está em comunicação fluida com a interface (56) na segunda extremidade (42) com um exterior (E) do vaso na primeira extremidade (44).

8. Vaso de pressão, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o recurso permeável a gás inclui uma pluralidade de canais (30, 30’).

9. Vaso de pressão, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um da pluralidade de canais (30, 30’) está substancialmente alinhado com o eixo longitudinal (36).

10. Vaso de pressão, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos alguns da pluralidade de canais (30, 30’) estão espaçados substancialmente uniformemente de modo circunferencial em torno da superfície interna (38).

11. Método para formar um vaso de pressão (10’) CARACTERIZADO pelo fato de que inclui: montar uma projeção (16) em um mandril, a projeção (16) tendo um gargalo de projeção (22), o gargalo de projeção (22) tendo um orifício (26) com um eixo longitudinal (36), e a projeção (16) tendo um flange de projeção (24) se estendendo de modo radial para fora a partir do orifício (26); posicionar o aparelho (28) definido na reivindicação 1 em torno do gargalo (22) da projeção (16) e em contato com o gargalo de projeção (22) e o flange de projeção (24), formar o forro (20) do vaso de pressão (10’) em pelo menos uma parte do flange de projeção (24); e formar um casco exterior (18) circundando o forro (20), o flange de projeção (24), e o aparelho (28); em que um recurso permeável a gás se estende pelo menos da primeira extremidade (44) à segunda extremidade (42).

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que posicionar o aparelho (28) em torno do gargalo (22) da projeção (16) ocorre antes de formar o forro (20).

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que posicionar o aparelho (28) em torno do gargalo (22) da projeção (16) ocorre após formar o forro (20).

14. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que formar o forro (20) inclui dispor um material não metálico ao redor do mandril e pelo menos na parte do flange de projeção (24).

15. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui ainda posicionar o recurso permeável a gás no forro (20) antes de posicionar o aparelho (28) em torno do gargalo (22) da projeção (16).