BR112020009001B1

BR112020009001B1 - Conjunto de ressalto para um vaso de pressão e método de usar um conjunto de ressalto

Info

Publication number: BR112020009001B1
Application number: BR112020009001-8A
Authority: BR
Inventors: Brad James Moutray; John Allen Eihusen; Brian Christopher Yeggy
Original assignee: Hexagon Technology As
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2023-03-28
Also published as: CA3077365A1; BR122022016219B1; JP7209712B2; CN113983356B; CN111295546B; US10753474B2; US20190136978A1; BR112020009001A2; EP3707427A1; AU2018365587A1; CN113983356A; EP3707427B1; US11209085B2; KR102508591B1; US20200347935A1; JP2021501855A; WO2019094214A8; RU2760415C1; EP3707427B8; WO2019094214A1

Abstract

A presente invenção se refere a um conjunto de ressalto (28) para um vaso de pressão (10) que inclui um ressalto (30), um encaixe (32), uma primeira vedação (60b) e uma segunda vedação (60a). O ressalto (30) inclui um furo (26) com uma superfície interna e um primeiro recurso de parada (36). O encaixe (32) é configurado para pelo menos inserção parcial dentro do ressalto (30) para evitar comunicação de fluido entre um interior (17) e um exterior (19) do vaso de pressão (10), o encaixe (32) incluindo uma superfície externa (70) e um segundo recurso de parada (38). Cada uma das primeiras (60b) e segundas (60a) vedações é posicionada ao longo da superfície externa (70). O encaixe (32) é móvel entre a primeira e a segunda posições. Na primeira posição, a primeira vedação (60b) é engatada de maneira vedada entre as superfícies interna (26) e externa (70) e a segunda vedação (60a) não é engatada de maneira vedada entre as mesmas. Na segunda posição, a primeira vedação (60b) não é engatada de maneira vedada entre as superfícies interna (26) e externa (70), a segunda vedação (60a) é engatada de maneira vedada e os primeiro (36) e segundo (38) recursos de parada entram em contato mutuamente.

Description

Antecedentes

[001] Vasos de pressão são comumente usados para conter uma variedade de fluidos sob pressão, tais 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 vasos podem ser pesados ou leves, de uso único (por exemplo, descartáveis), reutilizáveis, sujeitos a altas pressões (maiores que 50 psi, por exemplo), baixas pressões (menores que 50 psi, por exemplo) ou usados para armazenar fluidos a temperaturas elevadas ou criogênicas, por exemplo.

[002] Os materiais adequados da carcaça do vaso de pressão incluem metais, como aço; ou compósitos, que podem incluir camadas laminadas de filamentos de fibra de vidro enrolados ou outros filamentos sintéticos ligados entre si por uma resina de consolidação térmica ou termoplástica. A fibra pode ser fibra de vidro, aramida, carbono, grafite ou qualquer outro material de reforço fibroso geralmente conhecido. O material de resina utilizado pode ser epóxi, poliéster, éster de vinil, termoplástico ou qualquer outro material resinoso adequado capaz de fornecer ligação fibra a fibra, ligação camada a camada de fibra e a resistência à fragmentação necessária para a aplicação específica em que o vaso deve ser usado. A construção composta dos vasos oferece inúmeras vantagens, como leveza no peso e resistência à corrosão, fadiga e falhas catastróficas. Esses atributos são devidos às altas forças específicas das fibras ou filamentos de reforço.

[003] Um revestimento ou bexiga resiliente polimérico ou outro não metálico é frequentemente disposto dentro de um invólucro composto para vedar o vaso e impedir que fluidos internos entrem em contato com o material compósito. O revestimento pode ser fabricado por moldagem via sistema de compressão, moldagem via sistema de sopro, moldagem por injeção ou qualquer outra técnica geralmente conhecida. Alternativamente, o revestimento pode ser feito de outros materiais, incluindo aço, alumínio, níquel, titânio, platina, ouro, prata, aço inoxidável e quaisquer ligas dos mesmos. Tais materiais podem geralmente ser caracterizados como tendo um alto módulo de elasticidade. Em uma modalidade, o revestimento 20 é formado de polietileno de alta densidade moldado por sopro (HDPE).

[004] A Figura 1 ilustra um vaso de pressão alongado 10, tal como o divulgado na Patente U.S. No. 5.476.189, intitulado "Pressure vessel com damage mitigating system", que é aqui incorporado por referência. O vaso de pressão 10 tem uma seção do corpo principal 12 e seções de extremidade substancialmente hemisféricas ou em forma de cúpula 14. Um ressalto 16, tipicamente construído em alumínio, é fornecido em uma ou em ambas as extremidades do vaso de pressão 10 para fornecer uma porta para comunicação entre o ambiente interno 17 do vaso de pressão 10 e ambiente externo 19. Como mostrado na Figura 2, o vaso de pressão 10 é formado com o revestimento 20 (como um revestimento interno de polímero) coberto por um invólucro 18. Em um exemplo, o invólucro 18 pode ser um invólucro de compósito enrolado em filamento. O invólucro 18 resolve cargas estruturais no vaso de pressão 10, enquanto o revestimento 20 fornece uma barreira de gás.

[005] A Figura 2 ilustra uma vista em seção transversal parcial, tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1, de uma seção final 14 incluindo o ressalto 16, tal como o descrito na Patente US 5.429.845, intitulada "Boss for a filament wound pressure vessel", que é aqui incorporado por referência. O ressalto 16 inclui o pescoço 22 com superfície externa 23 e uma porta 26. A porta 26 atravessa perpendicularmente a superfície externa 23 do ressalto 16 e permite a comunicação fluida entre o ambiente externo 19 e o ambiente interno 17 do vaso de pressão 10. O ressalto 16 também inclui um flange 24 (representado como um flange anular) que se estende radialmente para fora da porta 26 do pescoço 22. Em geral, o flange 24 do ressalto 16 está contido entre as partes do revestimento 20 e/ou é disposto entre o revestimento 20 e o invólucro 18. Normalmente o invólucro 18 encosta no pescoço 22.

[006] Nesta descrição, superfícies, direções e elementos voltados para o ambiente interior 17 são referidos com o descritor "interior", e superfícies, direções e elementos voltados para o ambiente externo 19 são referidos com o descritor "exterior". É preciso entender que essa notação não é limitativa; ao contrário, é fornecido para conveniência e facilidade de compreensão, e outros descritores também podem ser usados e/ou adequados. Detalhes relevantes para a formação de um exemplo de vaso de pressão são descritos na Patente U.S. No. 4.838.971, intitulada "Filament Winding Process e Apparatus", que é incorporado aqui por referência.

Sumário

[007] Em um aspecto, a presente descrição descreve um conjunto de ressalto para um vaso de pressão, o conjunto de ressalto incluindo um ressalto, um acessório, uma primeira vedação e uma segunda vedação. O ressalto inclui um furo com uma superfície interna e um primeiro recurso de parada adjacente à superfície interna. O encaixe é configurado para inserção pelo menos parcial no ressalto para impedir a comunicação de fluido entre um interior do vaso de pressão e um exterior do vaso de pressão, o acessório incluindo uma superfície externa e uma segunda característica de parada adjacente à superfície externa. Cada um das primeira e segunda vedações é posicionada ao longo da superfície externa. O encaixe é móvel entre a primeira e a segunda posições em relação ao ressalto. Na primeira posição, a primeira vedação é engatada de maneira vedada entre as superfícies interna e externa, a segunda vedação não é engatada de maneira vedada entre as superfícies interna e externa, e não há contato mútuo entre a primeira e a segunda características de parada. Na segunda posição, a primeira vedação não é engatada de maneira vedada entre as superfícies interna e externa, a segunda vedação é engatada de maneira vedada entre as superfícies interna e externa e o primeiro recurso de parada entra em contato com o segundo recurso de parada.

[008] Em outro aspecto, um método de usar um conjunto de ressalto com um vaso de pressão é descrito. O conjunto de ressalto inclui um ressalto e um encaixe. O ressalto inclui um furo com uma superfície interna e um primeiro recurso de parada adjacente à superfície interna. O encaixe é configurado para inserção dentro do ressalto para evitar comunicação de fluido entre um interior do vaso de pressão e um exterior do vaso de pressão, o encaixe incluindo uma superfície externa e um segundo recurso de parada adjacente à superfície externa. O método inclui inserir o encaixe dentro do furo do ressalto em uma primeira posição de modo que uma primeira vedação é engatada entre as superfícies interna e externa, uma segunda vedação não é engatada entre as superfícies interna e externa, e não há contato mútuo entre os primeiro e segundo recursos de parada.

[009] Esta descrição, em suas várias combinações, na forma de aparelho ou método, também pode ser caracterizada pela listagem de itens a seguir: 1. Um conjunto de ressalto para um vaso de pressão, o conjunto de ressalto incluindo: um ressalto incluindo um furo com uma superfície interna e um primeiro recurso de parada adjacente à superfície interna; um encaixe configurado para pelo menos inserção parcial dentro do ressalto para evitar comunicação de fluido entre um interior do vaso de pressão e um exterior do vaso de pressão, o encaixe incluindo uma superfície externa e um segundo recurso de parada adjacente à superfície externa; uma primeira vedação posicionada ao longo da superfície externa; e uma segunda vedação posicionada ao longo da superfície externa; em que o encaixe é móvel entre primeira e segunda posições relativo ao ressalto, em que: na primeira posição, a primeira vedação é engatada em modo de vedação entre as superfícies interna e externa, a segunda vedação não é engatada em modo de vedação entre as superfícies interna e externa, e não há contato mútuo entre os primeiro e segundo recursos de parada; e na segunda posição, a primeira vedação não é engatada em modo de vedação entre as superfícies interna e externa, a segunda vedação é engatada em modo de vedação entre as superfícies interna e externa, e o primeiro recurso de parada entra em contato com o segundo recurso de parada. 2. O conjunto de acordo com o item 1, em que o primeiro recurso de parada é um ombro que se estende para fora a partir da superfície interna e o segundo recurso de parada é uma face que se estende para fora a partir da superfície externa. 3. O conjunto de acordo com qualquer um dos itens 1-2, em que o ressalto inclui uma superfície roscada internamente, e o encaixe inclui uma superfície roscada externamente configurada para engatar a superfície roscada internamente. 4. O conjunto de acordo com qualquer um dos itens 1-3, em que o encaixe inclui uma primeira ranhura configurada para reter a primeira vedação ou a segunda vedação. 5. O conjunto de acordo com o item 4, em que o encaixe inclui uma segunda ranhura. 6. O conjunto de acordo com o item 5, adicionalmente incluindo um retentor configurado para pelo menos inserção parcial dentro da segunda ranhura. 7. O conjunto de acordo com o item 6, em que o retentor é posicionado fora do ressalto na segunda posição. 8. O conjunto de acordo com o item 7, em que o retentor entra em contato com uma superfície exterior do ressalto na segunda posição. 9. O conjunto de acordo com qualquer um dos itens 6-8, em que o retentor é posicionado dentro do furo na primeira posição. 10. O conjunto de acordo com qualquer um dos itens 1-9, em que o encaixe inclui uma reentrância não circular em uma superfície exterior do mesmo. 11. Um método de usar um conjunto de ressalto com um vaso de pressão, o conjunto de ressalto incluindo: um ressalto incluindo um furo com uma superfície interna e um primeiro recurso de parada adjacente à superfície interna; e um encaixe configurado para inserção dentro do ressalto para evitar comunicação de fluido entre um interior do vaso de pressão e um exterior do vaso de pressão, o encaixe incluindo uma superfície externa e um segundo recurso de parada adjacente à superfície externa; o método incluindo: inserir o encaixe dentro do furo do ressalto para uma primeira posição de modo que uma primeira vedação é engatada entre as superfícies interna e externa, uma segunda vedação não é engatada entre as superfícies interna e externa, e não há contato mútuo entre os primeiro e segundo recursos de parada. 12.O método de acordo com o item 11 adicionalmente incluindo posicionar a primeira vedação dentro de uma primeira ranhura ao longo da superfície externa do encaixe. 13.O método de acordo com o item 12 adicionalmente incluindo posicionar a segunda vedação dentro de uma segunda ranhura ao longo da superfície externa do encaixe. 14.O método de acordo com qualquer um dos itens 12-13 adicionalmente incluindo posicionar um retentor pelo menos parcialmente dentro de uma segunda ranhura ao longo da superfície externa do encaixe. 15. O método de acordo com o item 14, em que posicionar o retentor inclui posicionar o retentor fora do ressalto. 16. O método de acordo com o item 15, em que posicionar o retentor inclui colocar em contato o retentor para uma superfície exterior do ressalto. 17. O método de acordo com qualquer um dos itens 11-16 adicionalmente incluindo mover o encaixe relativo ao furo do ressalto para uma segunda posição de modo que a primeira vedação é posicionada fora do ressalto, a segunda vedação é engatada entre as superfícies interna e externa, e o primeiro recurso de parada entra em contato com o segundo recurso de parada. 18. O método de acordo com o item 17, em que mover o encaixe relativo ao furo do ressalto inclui girar o encaixe para engatar uma superfície roscada internamente do ressalto e uma superfície roscada externamente do encaixe. 19. O método de acordo com o item 18 incluindo engatar uma reentrância não circular em uma superfície exterior do encaixe para girar o encaixe. 20. O método de acordo com qualquer um dos itens 17-19, em que mover o encaixe relativo ao furo do ressalto inclui mover um retentor posicionado no encaixe dentro do furo.

[010] Este resumo é proporcionado para introduzir conceitos de forma simplificada que são descritos mais abaixo na Descrição Detalhada. Este resumo não se destina a identificar os principais recursos ou características essenciais do objeto divulgado ou reivindicado e não se destina a descrever cada modalidade descrita ou toda implementação do assunto descrito ou reivindicado. Especificamente, os recursos aqui descritos em relação a uma modalidade podem ser igualmente aplicáveis a outra. Além disso, este resumo não se destina a ser usado como auxílio na determinação do escopo do objeto reivindicado. Muitas outras vantagens, recursos e relacionamentos novos se tornarão aparentes à medida que essa descrição prosseguir. As Figuras e a descrição que seguem mais particularmente exemplificam modalidades ilustrativas.

Breve descrição dos desenhos

[011] O assunto descrito será mais explicado com referência às Figuras em anexo, em que elementos da estrutura ou do sistema semelhantes são referidos por números de referência semelhantes ao longo das várias vistas. É contemplado que todas as descrições sejam aplicáveis a estruturas semelhantes e análogas ao longo das várias modalidades.

[012] A Figura 1 é uma vista lateral de um vaso de pressão convencional típico.

[013] A Figura 2 é uma vista em seção transversal parcial de uma extremidade do vaso de pressão da Figura 1, tomada ao longo da linha 2—2 da Figura 1.

[014] A Figura 3 é uma vista em seção transversal explodida dos componentes de um conjunto de ressalto cego exemplificativo.

[015] A Figura 4 é uma vista ampliada do encaixe da Figura 3.

[016] A Figura 5 é uma vista em seção transversal do conjunto de ressalto cego com os componentes montados em uma configuração de modo de enrolamento.

[017] A Figura 6 é similar à Figura 5, mas mostra os componentes montados em uma configuração de modo de serviço.

[018] A Figura 7 é similar às Figuras 5 e 6, mas mostra os componentes montados em uma configuração de modo de manutenção.

[019] A Figura 8 é uma vista em seção transversal radial de uma segunda modalidade exemplificativa de um conjunto de ressalto cego em uma configuração de modo de serviço.

[020] A Figura 9 é uma vista em seção transversal radial de uma terceira modalidade exemplificativa de um conjunto de ressalto cego em a configuração de modo de serviço.

[021] A Figura 9A é uma vista parcial do conjunto de ressalto cego da Figura 9 em uma configuração de ventilação.

[022] A Figura 10 é uma vista em seção transversal parcial de uma extremidade de um vaso de pressão incluindo um conjunto de ressalto cego exemplificativo com os componentes montados na configuração de modo de serviço da Figura 6.

[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 descrição apresenta o assunto descrito por meio de representação e não como limitação. Deve ser entendido que inúmeras outras modificações e modalidades podem ser planejadas por aqueles versados na técnica que se enquadram no escopo dos princípios da presente descrição.

[024] As Figuras podem não estar desenhadas em escala. Em particular, alguns recursos podem ser ampliados em relação a outros, para maior clareza. Além disso, onde termos como acima, abaixo, acima, abaixo, superior, inferior, lateral, direita, esquerda, vertical, horizontal etc. são usados, deve ser entendido que os mesmos são usados apenas para facilitar a compreensão da descrição. É contemplado que as estruturas possam ser orientadas de outra maneira.

Descrição detalhada

[025] A presente descrição se refere a um conjunto de ressalto cego 28 que é formado como uma estrutura de duas peças, incluindo um ressalto 30 e um encaixe 32 configurado para inserção em uma porta 26 do ressalto 30, como mostrado nas Figuras 3 - 7. A Figura 4 é uma vista em corte ampliada do encaixe 32 configurado para ser rosqueado no ressalto 30. Como mostrado na Figura 5, a configuração conectada do ressalto 30 e do encaixe 32 é mantida por um anel de retenção 62 que impede a separação mútua das peças durante um processo de enrolamento de filamento para formar um vaso de pressão 10. Após a formação do vaso de pressão estar concluída, o vaso de pressão 10 é colocado em serviço, com o conjunto de ressalto cego 28 configurado como mostrado na Figura 6. A Figura 7 ilustra uma configuração do modo de manutenção do conjunto 28.

[026] A Figura 3 é uma vista em seção transversal radial de componentes exemplificativos de um conjunto de ressalto cego 28, incluindo o ressalto 30 e o encaixe 32. Embora apenas metade de cada componente seja ilustrada, deve ser entendido que em uma modalidade exemplificativa, os componentes são simétricos sobre a linha de corte da seção transversal e anular em torno do eixo longitudinal 58. O conjunto de ressalto cego 28 pode ser usado no lugar do ressalto 16 do vaso de pressão 10 para fechar uma abertura no vaso de pressão. Embora uma configuração particular dos componentes do conjunto de ressalto cego 28 esteja ilustrada, deve ser entendido que outras características do ressalto podem ser incorporadas, incluindo juntas de encaixe do flange 24 mostradas em relação ao ressalto 16 da Figura 2, por exemplo. A Figura 4 é uma vista ampliada do encaixe 32 da Figura 3, que permite uma visão mais clara das características estruturais do encaixe 32.

[027] Como mostrado na Figura 3, o ressalto 30 e o encaixe 32 são configurados de modo que o encaixe 32 possa ser inserido na direção de inserção 34 a uma profundidade variável dentro do ressalto 30, mas limitado pelo pilar do ombro 36 do ressalto 30 e da face 38 do encaixe 32. Em uma modalidade exemplificativa, o ressalto 30 inclui uma superfície rosqueada interior 40, configurada para cooperar com a superfície rosqueada externamente 42 do encaixe 32. O encaixe 32 inclui duas ranhuras de retenção 44 e 46 e duas ranhuras de vedação 48 e 50. O encaixe 32 inclui a reentrância 56, que é chaveada para engate não rotativo com uma ferramenta, permitindo assim que o usuário gire o encaixe 32 em torno de um eixo longitudinal comum 58 com o ressalto 30, para inserir e engatar roscadamente o encaixe 32 dentro da porta 26 do ressalto 30. Em uma modalidade exemplificativa a reentrância 56 inclui uma característica de enrolamento central 68 na forma de uma reentrância cônica. O recurso de enrolamento central 68 permite que um elemento de mandril mantenha o conjunto de ressalto 28 de uma maneira centralizada que permite a rotação em torno do eixo 58.

[028] A Figura 5 mostra o ressalto 30 e o encaixe 32 montados em uma configuração de modo de enrolamento do conjunto do ressalto 28, com o encaixe 32 mostrado em perspectiva e o ressalto 30 mostrada em seção transversal radial. Esta configuração é útil para manter o estado montado do ressalto 30 e do encaixe 32 quando o conjunto 28 é inserido em uma abertura de um revestimento 20 de um vaso de pressão 10 e é mantido no mesmo enquanto o invólucro 18 está sendo enrolado com filamento sobre o revestimento 20. Um anel em O, junta ou outra vedação 60a (mostrada em seção transversal) é inserido na ranhura de vedação 50 para vedar contra saída ou entrada de fluido na interface do ressalto 30 e do encaixe 32. Um retentor de enrolamento 62, como um anel de retenção, é inserido na ranhura de retenção 46 e mantido contra a face externa 64 do ressalto 30. Assim, o retentor 62 mantém o ressalto 30 e o encaixe 32 na configuração totalmente inserida na qual o ombro 36 do ressalto 30 está em contato com a face 38 do encaixe 32, impedindo assim o desengajamento mútuo dos mesmos ao longo do eixo 58.

[029] A Figura 6 é uma vista em seção transversal radial do conjunto de ressalto cego 28 em uma configuração de modo de serviço, em que o conjunto de ressalto cego 28 é proporcionado em um vaso de pressão 10 que é pressurizado por fluido no ambiente interior 17 (ver também Figura 10). Nesta configuração, o retentor de enrolamento 62 foi removido e um retentor de serviço 66 é colocado na ranhura de retentor 44 do encaixe 32. O retentor de serviço 66 tem um deslocamento máximo à direita da Figura 6 que é limitado pelo ombro 54 do ressalto 30. O retentor de serviço 66 pode ser semelhante ao retentor de enrolamento 62, em que ambos são anéis de retenção substancialmente planos, anulares ou em forma de C em modalidades exemplificativas. No entanto, o retentor de serviço 66 tem uma dimensão radial externa menor que o retentor de enrolamento 62, permitindo que ele se encaixe além da face externa 64 do ressalto 30 e dentro da porta 26 até que entra em contato com o ombro 54.

[030] Nesta configuração, uma vedação adicional 60b, como no anel em O, é colocada na ranhura de vedação 48. Por conseguinte, esta vedação 60b fecha a interface entre o ressalto 30 e o encaixe 32 para impedir a saída ou entrada de fluido na interface entre os referidos componentes. Embora a vedação 60a permaneça na ranhura de vedação 50, nesta configuração, essa vedação 60a não desempenha uma função de vedação, pois as superfícies do ressalto 30 e do encaixe 32 não entram em contato próximo à ranhura de vedação 50 nesta configuração de serviço.

[031] Embora o retentor 66 esteja fixo na posição em relação ao encaixe 32 na ranhura de retenção 44, é permitido ao retentor 66 se mover ao longo do eixo longitudinal 58, juntamente com o encaixe 32, na direção esquerda representada na Figura 6 até o ombro 36 dos contatos do ressalto 30 estarem voltados para a face 38 da conexão 32. O deslocamento da conexão 32 em relação ao ressalto 30 à direita na Figura 6 é limitado pelo contato do retentor 66 com o ombro 54 do ressalto 30. Consequentemente, nesta configuração de modo de serviço, o conjunto de ressalto cego 28 permite expansão e contração limitadas, como refletido no movimento do encaixe 32 na orientação do eixo longitudinal 58 para dentro e fora do ressalto 30, ao mesmo tempo em que ainda fornece uma vedação hermética a fluidos na vedação 60b localizada na ranhura de vedação 48 e/ou na vedação 60a localizada na ranhura de vedação 50.

[032] Com o tempo, a vedação 60b na ranhura de vedação 48 pode exigir substituição devido a uma quebra de materiais e/ou estrutura devido à passagem da idade e/ou desgaste devido ao ciclo de pressão do vaso de pressão. A Figura 7 mostra o conjunto de ressalto cego 28 em uma configuração de modo de manutenção, com o encaixe 32 mostrado em perspectiva e o ressalto 30 mostrado em seção transversal radial, em que o ressalto 30 e o encaixe 32 estão em posições relativas, como a posição mostrada na Figura 5. No entanto, o retentor 62 da Figura 5 é omitido (e o retentor de serviço 66 também é omitido nesta visão). A vedação 60b na ranhura de vedação 48 é exposta para que um usuário possa remover e substituir essa vedação 60b. Ao mesmo tempo, a vedação 60a na ranhura de vedação 50 permanece em serviço para vedar uma interface entre o ressalto 30 e o encaixe 32, para impedir a saída e a entrada de fluidos do vaso de pressão 10, mesmo quando a vedação 60b na ranhura de vedação 48 é removida ou não está em serviço.

[033] Um deslocamento do encaixe 32 em relação ao ressalto 30 na direção à esquerda na Figura 7 é limitado pelo contato mútuo do ombro 36 do ressalto 30 e da face 38 da conexão 32. O deslocamento excessivo da conexão 32 em relação ao ressalto 30 em uma direção à direita da Figura 7 é inibido pela pressão do fluido contido dentro do vaso de pressão 10. Além disso, o deslocamento do encaixe 32 em relação ao ressalto 30 na direção à direita na Figura 7 pode ser limitado pelo contato mútuo do ombro 54 do ressalto 30 e do retentor 66, que podem ser mantidos na ranhura 44 do encaixe 32, como mostrado na Figura 6.

[034] Pelo menos uma das vedações 60a, 60b está em serviço para vedar uma interface do ressalto 30 e do encaixe 32 em todas as configurações de enrolamento, de serviço e de manutenção mostradas nas Figuras 5-7. Assim, o vaso de pressão 10 permanece vedado durante todas essas etapas, não apresentando risco de evacuação de fluido de alta pressão do vaso de pressão a qualquer momento.

[035] A vedação 60a na ranhura de vedação 50 geralmente requer menos manutenção ou substituição do que a vedação 60b na ranhura de vedação 48. Isso é esperado porque a vedação 60a na ranhura de vedação 50 está tipicamente em serviço essencialmente apenas durante as configurações de enrolamento e manutenção das Figuras 5 e 7, que ocorrerão com pouca frequência durante a vida útil do vaso de pressão. No entanto, no caso de ser desejável substituir a vedação 60a na ranhura de vedação 50, o vaso de pressão pode ser despressurizado, evacuando o vaso de pressão através de uma porta diferente daquela fechada pelo conjunto de ressalto cego 28. O encaixe 32 pode então ser completamente removido do ressalto 30, como mostrado na Figura 3, e as ferramentas podem ser usadas para segurar e manipular o encaixe 32 dentro do vaso de pressão 10 para remover a vedação 60a da ranhura de vedação 50 e substituí-la conforme necessário. Em um caso em que um vaso de pressão inclui outra porta maior que o encaixe 32, essa porta maior pode permitir o acesso a um interior 17 do vaso de pressão 10 para manutenção e manipulação do acessório 32 independentemente do ressalto 30.

[036] É contemplado que o ressalto 30 e o encaixe 32 serão formados de material metálico forte, como alumínio, por exemplo. Em alguns casos, o ressalto 30 e o encaixe 32 podem ser feitos de diferentes materiais selecionados para resolver as cargas estruturais esperadas durante o uso do vaso de pressão 10. Tipicamente, as vedações 60a, 60b serão formadas de um polímero de durômetro mais macio com alguma resiliência, permitindo que cada vedação 60b, 60a se estique sobre a superfície externa 70 do encaixe 32 e encaixar em sua respectiva ranhura de vedação 48, 50. O retentor de enrolamento 62 e o retentor de serviço 66 podem ser formados de um material polimérico mais rígido que possui de modo similar resiliência, para flexionar adequadamente sobre superfície externa 70 e encaixe nas ranhuras de retenção 46 e 44, respectivamente. Como mostrado na Figura 3, o encaixe 32 está configurado para ser inserido na direção 34 (tal como a partir de um interior 17 de um vaso de pressão 10). Por conseguinte, na maioria das aplicações, o encaixe 32 será posicionado no ressalto 30 antes da formação completa de um vaso de pressão. Por exemplo, o conjunto de ressalto cego 28 pode ser posicionado na porta de um revestimento de vaso 20 antes que o invólucro do vaso 18 seja enrolado no mesmo.

[037] Como mostrado nas Figuras 5 e 6, a instalação de um ou de ambos o retentor de enrolamento 62 ou o retentor de serviço 66 em uma das ranhuras de retentor 44, 46 impede o encaixe 32 de desengatar completamente do ressalto 30 inadvertidamente. Como mostrado na Figura 5, o movimento do encaixe 32 para a direita é limitado pelo contato do retentor de enrolamento 62 contra a superfície externa 64 do ressalto 30. Como mostrado na Figura 6, ao usar o retentor de serviço 66, o deslocamento do encaixe 32 em relação ao ressalto 30 à direita é limitado pelo contato do retentor de serviço 66 com o ombro 54 do ressalto 30.

[038] Como mostrado na FIG. 6, após a instalação inicial das vedações 60b, 60a dentro das ranhuras de vedação 48 e 50, respectivamente, as vedações 60b, 60a são protegidas da exposição ao ambiente interior 17 e ao ambiente externo 19 do vaso de pressão 10. Por conseguinte, as vedações 60a, 60b estão protegidos da deterioração ambiental.

[039] No "modo de serviço" mostrado na Figura 6 (referido abaixo como a "primeira posição"), o encaixe 32 é parcialmente não roscado em relação ao ressalto 30, em comparação com a configuração "modo de enrolamento" da Figura 5, de modo que uma vedação primária na forma de vedação 60b na ranhura de vedação 48 seja engatada entre o ressalto 30 e o encaixe 32. Para permitir que a vedação 60b seja facilmente mantida e/ou substituída, o "modo de manutenção" da Figura 7 (referido abaixo como a "segunda posição") mostra o ressalto 30 e o encaixe 32 em uma configuração em que uma vedação secundária 60a na ranhura de vedação 50 é engatada para evitar vazamentos entre o ressalto 30 e o encaixe 32 enquanto a vedação primária 60b na ranhura de vedação 48 pode ser removido para substituição. Devido a essas vedações redundantes 60a, 60b, o conjunto de ressalto cego 28 está sempre vedado, mesmo se a manutenção for realizada enquanto o vaso de pressão 10 permanece sob pressão.

[040] A Figura 8 é uma vista em seção transversal radial de uma segunda modalidade exemplificativa de um conjunto de ressalto cego 28a em uma configuração de modo de serviço. A Figura 9 é uma vista em seção transversal radial de uma terceira modalidade exemplificativa de um conjunto de ressalto cego 28b em uma configuração de modo de serviço. Muitos dos componentes e características dos conjuntos de ressaltos cegos 28a e 28b são análogos aos discutidos acima com referência à modalidade do conjunto de ressalto cego 28. Por conseguinte, deve ser entendido que descrições de componentes e características de uma modalidade também se aplicam a elementos análogos de outras modalidades, a menos que descrito de outra forma.

[041] As Figuras 6, 8 e 9 ilustram três modalidades de características que impedem que o encaixe 32, 32a, 32b seja inserido muito longe na direção de inserção 34 (marcado na Figura 3) em relação ao ressalto 30, 30a, 30b. No conjunto 28 da Figura 6, o ressalto 30 inclui um recurso de primeira parada na forma de ombro 36, que se estende radialmente para fora e é adjacente à superfície interna da porta 26. O encaixe 32 inclui um segundo recurso de parada na forma da face 38, que se estende radialmente para fora e é adjacente à superfície externa 70 do encaixe 32 (marcado na Figura 3). O contato mútuo entre o ombro 36 e a face 38, como mostrado nas Figuras 5 e 7, limita a extensão pela qual o encaixe 32 pode ser inserido no ressalto 30 na direção de inserção 34.

[042] No conjunto 28a da Figura 8, o ressalto 30a inclui um recurso de primeira parada na forma do ombro 36a, que se estende em um ângulo para fora da superfície interna da porta 26 e é adjacente à superfície 26. O encaixe 32a inclui um segundo recurso de parada na forma da face 38a, que se estende em um ângulo para fora a partir de e é adjacente à superfície externa 70 do encaixe 32a. Na modalidade ilustrada, o ombro 36a e a face 38a são igualmente inclinados ou afilados, de modo que suas superfícies sejam substancialmente paralelas. O contato mútuo entre o ombro 36a e a face 38a limita a extensão pela qual o encaixe 32a pode ser inserido no ressalto 30a na direção de inserção 34 (marcado na Figura 3).

[043] No conjunto 28b da Figura 9, o ressalto 30b inclui um primeiro recurso de parada na forma da rosca final 36b, que é adjacente à superfície interna da porta 26. O encaixe 32b inclui um segundo recurso de parada na forma da rosca final 38b, que é adjacente à superfície externa 70 do encaixe 32b. O contato mútuo entre a rosca terminal 36b e a rosca terminal 38b limita a extensão pela qual o encaixe 32b pode ser inserido no ressalto 30b na direção de inserção 34 (marcado na Figura 3).

[044] Na Figura 9, os componentes do conjunto de ressalto cego 28b são montados em uma configuração de modo de serviço selado. Em contraste, a Figura 9A mostra uma configuração de ventilação do conjunto de ressalto cego 28b, em que o encaixe 32b é retirado do ressalto 30b a uma extensão em que um caminho de comunicação de fluido é estabelecido entre a ranhura 48 e a porta de ventilação 72, através do canal 74. Em uma modalidade exemplificativa, em uma configuração de ventilação, um caminho de ventilação de comunicação de fluido também é estabelecido entre a ranhura 50 e o ambiente interior 17 de um vaso de pressão através de um caminho de comunicação de fluido ondulado entre a superfície rosqueada interior 40 do ressalto 30b e a superfície rosqueada externamente 42 do encaixe 32b. Desta maneira, qualquer gás acumulado nas ranhuras 48 e 50 pode ser ventilado. Além disso, em uma modalidade exemplificativa, a porta 72 pode ser conectada a um reservatório ou outro recipiente para recuperar o gás ventilado. Os caminhos de ventilação divulgados também oferecem um meio pelo qual um vaso de pressão 10, no qual o conjunto de ressalto cego 28b está instalado, pode ser despressurizado lentamente de uma maneira controlada. Quando a porta de ventilação 72 está conectada a um reservatório, o conteúdo ventilado do vaso de pressão 10 pode ser capturado no mesmo.

[045] A seguir são descrições exemplificativas e não limitativas de modalidades adequadas: Um conjunto de ressalto exemplificativo 28, 28a, 28b para o vaso de pressão 10 inclui o ressalto 30, 30a, 30b, encaixe 32, 32a, 32b e primeira e segunda vedações 60a, 60b. Os ressaltos 30, 30a, 30b incluem o furo 26 com uma superfície interna e um primeiro recurso de parada 36, 36a, 36b adjacente à superfície interna. O encaixe 32, 32a, 32b é configurado para inserção pelo menos parcialmente no ressalto 30, 30a, 30b para impedir a comunicação de fluido entre um interior 17 do vaso de pressão 10 e um exterior 19 do vaso de pressão 10. O encaixe 32, 32a, 32b inclui uma superfície externa 70 e um segundo recurso de parada 38, 38a, 38b adjacente à superfície externa 70. A vedação externa 60b é posicionada ao longo da superfície externa 70, como na ranhura de vedação 48. A vedação interna 60a é posicionada ao longo da superfície externa 70, como na ranhura de vedação 50. O encaixe 32, 32a, 32b é móvel entre a primeira e a segunda posições em relação ao ressalto 30, 30a, 30b. Na primeira posição ilustrada nas Figuras 6, 8 e 9, a vedação externa 60b (na ranhura de vedação 48) é engatada de maneira vedada entre as superfícies interna e externa, a vedação interna 60a (na ranhura de vedação 50) não é engatada de vedação entre as superfícies interna e externa, e não há contato entre o recurso de primeira parada 36, 36a, 36b e o segundo recurso de parada 38, 38a, 38b. Na segunda posição (mostrada nas Figuras 5 e 7 para uma modalidade), a vedação externa 60b não é engatada de maneira vedada entre as superfícies interna e externa, a vedação interna 60a (na ranhura de vedação 50) (na ranhura de vedação 48) é engatada de maneira vedada entre as superfícies interna e externa e o primeiro recurso de parada 36, 36a, 36b entra em contato com o segundo recurso de parada 38, 38a, 38b. Em uma modalidade exemplificativa, na segunda posição, a vedação externa 60b (na ranhura de vedação 48) é posicionada fora do ressalto 30, 30a, 30b.

[046] Em uma modalidade exemplificativa, pelo menos uma da superfície interna do furo 26 e da superfície externa 70 é substancialmente cilíndrica. Em uma modalidade exemplificativa, o ressalto 30, 30a, 30b inclui a superfície rosqueada internamente 40 e o encaixe 32, 32a, 32b inclui a superfície rosqueada externamente 42 configurada para engatar na superfície rosqueada internamente 40. Em uma modalidade exemplificativa, o encaixe 32, 32a, 32b inclui uma reentrância não circular 56 em uma superfície exterior do mesmo.

[047] Em uma modalidade exemplificativa, o encaixe 32, 32a, 32b inclui uma ranhura 48 ou 50 configurada para reter a vedação externa 60b ou a vedação interna 60a. Em uma modalidade exemplificativa, o encaixe 32, 32a, 32b inclui outra ranhura 44 ou 46. Como mostrado na Figura 5, o retentor 62 é configurado para inserção pelo menos parcial na ranhura 46. O retentor 62 é posicionado fora do ressalto 30, 30a, 30b na segunda posição do conjunto 28, 28a, 28b, como ilustrado na Figura 5. O retentor 62 entra em contato com uma superfície externa 64 do ressalto 30, 30a, 30b na segunda posição do conjunto 28, 28a, 28b. Como mostrado nas Figuras 6-9, o retentor 66 é configurado para inserção pelo menos parcial na ranhura 44. Como mostrado nas Figuras 6, 8 e 9, o retentor 66 está posicionado dentro do furo 26 do ressalto 30, 30a, 30b na primeira posição do conjunto 28, 28a, 28b. O retentor 66 pode ser posicionado na ranhura 44 e fora do ressalto 30, 30a, 30b na segunda posição do conjunto 28, 28a, 28b.

[048] A descrição também é direcionada a um método de utilização de um conjunto de ressalto 28, 28a, 28b com um vaso de pressão 20. O método inclui a inserção do encaixe 32, 32a, 32b no furo 26 do ressalto 30, 30a, 30b a um primeiro posição, mostrada nas Figuras 6, 8 e 9, de modo que a vedação externa 60b (na ranhura de vedação 48) seja engatada entre as superfícies interna e externa, a vedação interna 60a (na ranhura de vedação 50) não seja engatada entre as superfícies interna e externa e não exista contato entre o recurso de primeira parada 36, 36a, 36b e o segundo recurso de parada 38, 38a, 38b. Um método exemplificativo inclui ainda o posicionamento da vedação externa 60b na ranhura 48 ao longo da superfície externa 70 do encaixe 32, 32a, 32b. Um método exemplificativo inclui ainda o posicionamento da vedação interna 60a na ranhura 50 ao longo da superfície externa 70 do encaixe 32, 32a, 32b. Um método exemplificativo inclui ainda o posicionamento do retentor 62, 66 pelo menos parcialmente na ranhura 44, 46 ao longo da superfície externa 70 do encaixe 32, 32a, 32b. Em um método exemplificativo, o retentor de posicionamento 62, 66 inclui o retentor de posicionamento 62, 66 fora do ressalto 30, 30a, 30b. Como mostrado na Figura 5, o retentor de posicionamento 62 inclui o contato do retentor 62 com a superfície externa 64 do ressalto 30, 30a, 30b.

[049] Um método exemplificativo inclui ainda mover o encaixe 32, 32a, 32b em relação ao furo 26 do ressalto 30, 30a, 30b de uma primeira posição (como mostrada na Figura 6) para uma segunda posição (como mostrada na Figura 7) para que a vedação externa 60b (na ranhura de vedação 48) seja posicionada fora do ressalto 30, 30a, 30b, a vedação interna 60a (na ranhura de vedação 50) seja encaixada entre as superfícies interna e externa e o primeiro recurso de parada 36 , 36a, 36b entra em contato com o segundo recurso de parada 38, 38a, 38b. Em um método exemplificativo, o encaixe móvel 32, 32a, 32b em relação ao furo 26 do ressalto 30, 30a, 30b inclui o encaixe rotativo 32, 32a, 32b em torno do eixo longitudinal 58 para engatar a superfície rosqueada internamente 40 do ressalto 30, 30a, 30b e superfície rosqueada externamente 42 do encaixe 32, 32a, 32b. Em um método exemplificativo, essa rotação inclui engatar uma ferramenta com recesso não circular 56 em uma superfície externa do encaixe 32, 32a, 32b. Em um método exemplificativo, o encaixe móvel 32, 32a, 32b em relação ao furo 26 do ressalto 30, 30a, 30b inclui o retentor móvel 66 posicionado no encaixe 32, 32a, 32b dentro do furo 26 e fora do furo 26.

[050] Embora o assunto da presente descrição tenha sido descrito com referência às várias modalidades, aqueles versados na técnica reconhecerão que mudanças podem ser feitas na forma e nos detalhes sem se afastar do escopo da descrição. Além disso, qualquer característica descrita em relação a uma modalidade pode ser incorporada em outra modalidade e vice-versa.

Claims

1. Conjunto de ressalto para um vaso de pressão, o conjunto de ressalto CARACTERIZADO pelo fato de que inclui: um ressalto incluindo um furo com uma superfície interna e um primeiro recurso de parada adjacente à superfície interna; um encaixe configurado para pelo menos inserção parcial dentro do ressalto para evitar comunicação de fluido entre um interior do vaso de pressão e um exterior do vaso de pressão, o encaixe incluindo uma superfície externa e um segundo recurso de parada adjacente à superfície externa; uma primeira vedação posicionada ao longo da superfície externa; e uma segunda vedação posicionada ao longo da superfície externa; em que o encaixe é móvel entre as primeira e segunda posições relativas ao ressalto, em que: na primeira posição, a primeira vedação é engatada em modo de vedação entre as superfícies interna e externa, a segunda vedação não é engatada em modo de vedação entre as superfícies interna e externa, e não há contato mútuo entre os primeiro e segundo recursos de parada; e na segunda posição, a primeira vedação não é engatada em modo de vedação entre as superfícies interna e externa, a segunda vedação é engatada em modo de vedação entre as superfícies interna e externa, e o primeiro recurso de parada entra em contato com o segundo recurso de parada.

2. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro recurso de parada é um ombro que se estende para fora a partir da superfície interna e o segundo recurso de parada é uma face que se estende para fora a partir da superfície externa.

3. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o ressalto inclui uma superfície roscada internamente, e o encaixe inclui uma superfície roscada externamente configurada para engatar a superfície roscada internamente.

4. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o encaixe inclui uma primeira ranhura configurada para reter a primeira vedação ou a segunda vedação.

5. Conjunto, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o encaixe inclui uma segunda ranhura.

6. Conjunto, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente inclui um retentor configurado para pelo menos inserção parcial dentro da segunda ranhura.

7. Conjunto, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o retentor é posicionado fora do ressalto na segunda posição.

8. Conjunto, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o retentor entra em contato com uma superfície exterior do ressalto na segunda posição.

9. Conjunto, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o retentor é posicionado dentro do furo na primeira posição.

10. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o encaixe inclui uma reentrância não circular em uma superfície exterior do mesmo.

11. Método de usar um conjunto de ressalto com um vaso de pressão, o conjunto de ressalto CARACTERIZADO pelo fato de que inclui: um ressalto incluindo um furo com uma superfície interna e um primeiro recurso de parada adjacente à superfície interna; e um encaixe configurado para inserção dentro do ressalto para evitar comunicação de fluido entre um interior do vaso de pressão e um exterior do vaso de pressão, o encaixe incluindo uma superfície externa e um segundo recurso de parada adjacente à superfície externa; o método incluindo: inserir o encaixe dentro do furo do ressalto para uma primeira posição de modo que uma primeira vedação é engatada entre as superfícies interna e externa, uma segunda vedação não é engatada entre as superfícies interna e externa, e não há contato mútuo entre os primeiro e segundo recursos de parada.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente inclui posicionar a primeira vedação dentro da primeira ranhura ao longo da superfície externa do encaixe.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente inclui posicionar a segunda vedação dentro de uma segunda ranhura ao longo da superfície externa do encaixe.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente inclui posicionar um retentor pelo menos parcialmente dentro de uma segunda ranhura ao longo da superfície externa do encaixe.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que posicionar o retentor inclui posicionar o retentor fora do ressalto.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que posicionar o retentor inclui colocar o retentor em contato com uma superfície exterior do ressalto.

17. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui ainda mover o encaixe em relação ao furo do ressalto para uma segunda posição de modo que a primeira vedação é posicionada fora do ressalto, a segunda vedação é engatada entre as superfícies interna e externa, e o primeiro recurso de parada entra em contato com o segundo recurso de parada.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que mover o encaixe em relação ao furo do ressalto inclui rotacionar o encaixe para engatar uma superfície rosqueada internamente do ressalto e uma superfície rosqueada externamente do encaixe.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui engatar uma reentrância não circular em uma superfície exterior do encaixe para rotacionar o encaixe.

20. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que mover o encaixe em relação ao furo do ressalto inclui mover um retentor posicionado no encaixe dentro do furo.