BR112020016625B1

BR112020016625B1 - Sistema e método para a abertura de uma primeira válvula com uma pressão de fluido a partir de uma segunda válvula

Info

Publication number: BR112020016625B1
Application number: BR112020016625-1A
Authority: BR
Inventors: Michael Hawkins; Chad Cederberg
Original assignee: Hexagon Technology As
Priority date: 2018-02-14
Filing date: 2019-02-11
Publication date: 2022-12-27
Also published as: KR20200121290A; BR112020016625A2; US20210157343A1; US10942533B2; US11169551B2; EP3714202A1; US20190250650A1; ES2887928T3; WO2019160803A1; JP7138715B2; KR102563665B1; PL3714202T3; EP3869084A1; JP2021513041A; EP3714202B1; CA3086548A1

Abstract

A presente invenção se refere a um sistema (32) que compreende uma primeira válvula (10a) fluidamente conectada a um primeiro vaso (30a) e uma segunda válvula (10b) fluidamente conectada a um segundo vaso (30b). A primeira válvula (10a) compreende um corpo (12) e um pistão (18). O corpo (12) compreende um primeiro (20) e segundo (22) canais e um furo (14) com um eixo geométrico longitudinal (16). O primeiro canal (20) fica em comunicação com o furo (14) e uma parte interna do primeiro vaso (30a). O segundo canal (22) fica em comunicação com o furo (14), a segunda válvula (10b), e uma atmosfera (52) externa ao primeiro vaso (30a). O pistão (18) é móvel ao longo do eixo geométrico longitudinal (16) do furo (14). Uma primeira posição (Figura 1) do pistão (18) bloqueia o primeiro canal (20); uma segunda posição (Figura 2) do pistão (18) permite uma comunicação fluida (36) entre o primeiro (20) e o segundo (22) canais. A primeira válvula (10a) é configurada de maneira que uma pressão de fluido (34) proveniente da segunda válvula (10b) e que é transmitida para o segundo canal (22), impulsione o pistão (18) para a segunda posição (Figura 2).

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[001] Nos arranjos de tanques de alta pressão, sistemas de evacuação eficazes são necessários em caso de emergência, tal como em um incêndio, por exemplo. Os arranjos de tanques de alta pressão são constituídos de vasos de pressão enrolados compósitos que são conectados entre si com uma canalização de modo a atuarem como um grande reservatório de combustível. Esses sistemas de tanques podem ser estacionários ou móveis, independentes como um armazenamento para um posto de gasolina, ou como parte de um sistema de combustível de veículo para o acionamento de um veículo. Os sistemas de evacuação são um meio por meio do qual o conteúdo de um vaso de pressão poderá ser expelido e despressurizado no caso de uma emergência a fim de manter os vasos de pressão livres de ruptura quando os mesmos sofrem um superaquecimento (tal como em um incêndio) ou são expostos a outras condições adversas ou eventos desfavoráveis.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[002] De acordo com um aspecto, o sistema compreende uma determinada quantidade de válvulas configuradas de modo a permitir um fluxo de fluido para fora de cilindros em resposta a condições emergenciais. Com base na presente invenção, um sistema será considerado como tendo pelo menos duas válvulas configuradas de modo a cobrir dois vasos separadamente. Um vaso pode compreender múltiplos cilindros individuais, contanto que os cilindros fiquem em comunicação fluida através de um conduto de ventilação de evacuação compartilhado. A primeira válvula é fluidamente conectada a um primeiro vaso, e a segunda válvula é fluidamente conectada a um segundo vaso. A primeira válvula compreende um primeiro canal, e um segundo canal, e um mecanismo que separa a comunicação entre os dois canais (tal como um pistão, de acordo com um exemplo). O primeiro canal se encontra em comunicação fluida com a parte interna do primeiro vaso. O segundo canal se encontra em comunicação fluida com a segunda válvula, e em comunicação fluida com uma atmosfera externa ao primeiro vaso. De acordo com um exemplo, o mecanismo de separação é um pistão que tem um movimento físico, embora outros mecanismos possam ser usados. O pistão é disposto dentro do furo e é móvel ao longo do eixo geométrico longitudinal. Uma primeira posição do pistão bloqueia o primeiro canal, e uma segunda posição do pistão permite uma comunicação fluida entre o primeiro canal e o segundo canal. De acordo com um exemplo, a primeira válvula é configurada de maneira que uma pressão de fluido proveniente da segunda válvula e que é transmitida através do segundo canal impulsione o pistão para a segunda posição.

[003] De acordo com outro aspecto, é descrito um método para a abertura responsiva de uma primeira válvula com uma pressão de fluido a partir de uma segunda válvula. Em um sistema que compreende a primeira válvula e a segunda válvula, a primeira válvula é fluidamente conectada a um primeiro vaso, e a segunda válvula é fluidamente conectada a um segundo vaso. A primeira válvula compreende um corpo e um pistão. O corpo compreende um primeiro canal e um segundo canal. O primeiro canal se encontra em comunicação fluida com o primeiro vaso. O segundo canal se encontra em comunicação fluida com a segunda válvula, e em comunicação fluida com uma atmosfera externa ao primeiro vaso. Uma primeira posição do pistão bloqueia o primeiro canal, e uma segunda posição do pistão permite uma comunicação fluida entre o primeiro canal e o segundo canal. O método compreende a etapa de impulsionar o pistão para a segunda posição quando a segunda válvula é aberta. Esse movimento do pistão poderá ser realizado ao transmitir uma pressão de fluido proveniente da segunda válvula para o segundo canal da primeira válvula, provocando o movimento mecânico do pistão. Esse movimento do pistão poderá advir de um sinal elétrico que é passado para a primeira válvula após a abertura da segunda válvula, causando o movimento mecânico do pistão.

[004] A presente invenção, em suas diversas combinações, ou no aparelho ou na forma do método, poderá ainda ser caracterizada pela seguinte listagem de itens:

[005] 1. Um sistema compreendendo uma primeira válvula e uma segunda válvula, a primeira válvula sendo fluidamente conectada a um primeiro vaso e a segunda válvula sendo fluidamente conectada a um segundo vaso, a primeira válvula compreendendo: - um corpo que compreende: - um furo; - um primeiro canal em comunicação fluida com o furo e uma parte interna do primeiro vaso; e - um segundo canal em comunicação fluida com o furo, em comunicação fluida com a segunda válvula, e em comunicação fluida com uma atmosfera externa ao primeiro vaso; - um pistão disposto de maneira móvel dentro do furo, sendo que: - uma primeira posição do pistão bloqueia o primeiro canal; e - uma segunda posição do pistão permite uma comunicação fluida entre o primeiro canal e o segundo canal; - sendo que a primeira válvula é configurada de maneira que a abertura da segunda válvula impulsione o pistão para a segunda posição.

[006] 2. O sistema, de acordo com o item 1, compreendendo um elemento de gatilho conectado ao pistão que apresenta dois estados, sendo que: - o pistão se encontra na primeira posição quando o elemento de gatilho se encontra em um primeiro estado; e - a exposição do elemento de gatilho a uma condição limite faz com que o elemento de gatilho impulsione o pistão para a segunda posição.

[007] 3. O sistema, de acordo com o item 2, no qual o elemento de gatilho é um elemento de liga de memória de forma, sendo que: - pelo menos uma porção do elemento de memória de forma é posicionada ao longo do primeiro vaso; e a condição limite é uma temperatura igual a uma temperatura ou maior que uma temperatura de transição do elemento de liga de memória de forma.

[008] 4. O sistema, de acordo com qualquer um dos itens 1 a 3, compreendendo um solenoide configurado de modo a empurrar o pistão da primeira posição para a segunda posição.

[009] 5. O sistema, de acordo com qualquer um dos itens 1 a 4, compreendendo um conduto de gatilho através do qual a pressão de fluido proveniente da segunda válvula é transmitida para o segundo canal da primeira válvula.

[010] 6. O sistema, de acordo com o item 5, compreendendo: - um conduto de ventilação; e - um conector entre o segundo canal, o conduto de gatilho, e o conduto de ventilação.

[011] 7. O sistema, de acordo com o item 6, no qual o conector abre uma comunicação fluida entre o conduto de gatilho e o segundo canal até que um nível de pressão limite no conduto de gatilho seja atingido.

[012] 8. O sistema, de acordo com o item 7, no qual o conector abre uma comunicação fluida entre o conduto de gatilho e o conduto de ventilação quando o nível de pressão limite no conduto de gatilho é excedido.

[013] 9. O sistema, de acordo com qualquer um dos itens 7 e 8, no qual o conector abre uma comunicação fluida entre o segundo canal e o conduto de ventilação quando o nível de pressão limite no conduto de gatilho é excedido.

[014] 10. Um método para a abertura de uma primeira válvula com uma pressão de fluido a partir de uma segunda válvula em um sistema compreendendo a primeira válvula e a segunda válvula, a primeira válvula sendo fluidamente conectada a um primeiro vaso e a segunda válvula sendo fluidamente conectada a um segundo vaso, a primeira válvula compreendendo: - um corpo que compreende: - um furo; - um primeiro canal em comunicação fluida com o furo e uma parte interna do primeiro vaso; e - um segundo canal em comunicação fluida com o furo, em comunicação fluida com a segunda válvula, e em comunicação fluida com uma atmosfera externa ao primeiro vaso; - um pistão disposto dentro do furo, sendo que: - uma primeira posição do pistão bloqueia o primeiro canal; e - uma segunda posição do pistão permite uma comunicação fluida entre o primeiro canal e o segundo canal; - o método compreendendo a etapa de impulsionar o pistão para a segunda posição ao transmitir uma pressão de fluido proveniente da segunda válvula para o segundo canal.

[015] 11. O método, de acordo com o item 10, compreendendo ainda a etapa de mover o pistão da primeira posição para a segunda posição.

[016] 12. O método, de acordo com o item 11, no qual a exposição de pelo menos uma porção de um elemento fundível a uma temperatura igual a uma temperatura ou maior que uma temperatura de transição fundível impulsiona o pistão para a sua segunda posição.

[017] 13. O método, de acordo com qualquer um dos itens 10 a 12 compreendendo ainda a etapa de empurrar o pistão da primeira posição para a segunda posição.

[018] 14. O método, de acordo com o item 13, no qual o sistema compreende um solenoide que é ativado no sentido de empurrar o pistão.

[019] 15. O método, de acordo com qualquer um dos itens 10 a 14, no qual o sistema compreende ainda um conduto de gatilho através do qual a pressão de fluido proveniente da segunda válvula é transmitida para o segundo canal, o método compreendendo as etapas de: - estabelecer uma pressão de fluido limite no conduto de gatilho; e - ventilar um fluido a partir do conduto de gatilho quando a pressão de fluido limite é excedida.

[020] 16. O método, de acordo com o item 15, compreendendo ainda a etapa de ventilar um fluido através da primeira válvula quando a pressão de fluido limite é excedida.

[021] Este Sumário é provido no sentido de apresentar conceitos de uma forma simplificada, conceitos esses que serão apresentados com mais detalhe mais adiante na Descrição Detalhada. Este Sumário não tem a intenção de identificar as características chave ou os aspectos essenciais da matéria ora apresentada ou reivindicada, tampouco é concebido no sentido de descrever cada uma das modalidades apresentadas ou cada implementação da matéria ora apresentada ou reivindicada. Em termos específicos, as características apresentadas nesse documento com relação a uma modalidade poderão ser igualmente aplicáveis a uma outra modalidade. Além disso, este Sumário não deverá ser usado como um auxiliar na determinação do âmbito de aplicação da matéria ora reivindicada. Muitas outras vantagens, características e relações novas tornar-se-ão evidentes ao longo deste relatório descritivo. As figuras e o relatório descritivo a seguir exemplificarão de maneira mais particular modalidades ilustrativas da presente invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[022] A presente invenção será explicada em mais detalhe com referência às figuras em anexo, nas quais elementos de estrutura ou de sistema similares são indicados com numerais de referência similares ao longo de todas as diversas vistas dos desenhos. Deve-se contemplar que todas as descrições são aplicáveis a estruturas análogas ou similares em todas as várias modalidades da presente invenção.

[023] A Figura 1 é uma vista em seção transversal esquemática de um dispositivo de liberação de pressão exemplar adequado para uso com o sistema da presente invenção. O dispositivo de liberação de pressão tal como ilustrado na Figura 1 é mostrado em uma configuração fechada.

[024] A Figura 2 é similar à Figura 1, mas mostra o dispositivo de liberação de pressão em uma configuração aberta.

[025] A Figura 3 é um diagrama esquemático de um sistema exemplar no qual os dispositivos de liberação de pressão se encontram fechados.

[026] A Figura 4 é similar à Figura 3, porém mostra todos os dispositivos de liberação de pressão do sistema em uma configuração aberta, no qual uma abertura de um segundo dispositivo de liberação de pressão é acionada em resposta a uma pressão de fluido que é transmitida através do primeiro dispositivo de liberação de pressão.

[027] A Figura 5 é similar às Figuras 3 e 4, contudo mostra todas as linhas como pressurizadas (representadas pelas linhas de traços curtos) a fim de prover ventilação ao sistema.

[028] Embora as Figuras acima identificadas ilustrem uma ou mais modalidades no que dizem respeito à matéria da presente invenção, outras modalidades poderão ser igualmente contempladas, tal como indicado no presente relatório descritivo. De qualquer maneira, este relatório descritivo apresenta a matéria da presente invenção como uma forma de representação e não como uma limitação. Deve-se entender que inúmeras outras modificações e modalidades poderão ser imaginadas pelas pessoas versadas na técnica, desde que essas modificações e modalidades recaiam no âmbito de aplicação dos princípios da presente invenção.

[029] As figuras podem não ter sido desenhadas em escala. Em particular, alguns recursos podem ter disso ampliados com relação a outros recursos para fins de maior clareza. Além disso, quando termos, tais como acima, abaixo, sobre, sob, topo, fundo, lateral, direita, esquerda, vertical, horizontal, etc., são usados, deve-se entender que os mesmos são usados tão somente com a finalidade de facilitar o entendimento do presente relatório descritivo. Nesse sentido, deve-se contemplar que as estruturas descritas poderão ser orientadas de uma maneira diferente.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[030] A presente invenção descreve um sistema de evacuação mais confiável e eficaz que permite que dispositivos de liberação de pressão (PRD) do sistema sejam disparados, em adição à sua resposta primária a uma condição de emergência, como resultado de uma reação a dispositivos PRD complementares que atuam em um modo responsivo, uns com relação aos outros.

[031] O conceito da presente invenção se refere a um sistema de atuadores de dispositivos de alívio de pressão ou de dispositivos de liberação de pressão (PRD) ou a um sistema de válvulas que poderão ventilar um vaso de pressão no caso do superaquecimento de um vaso de pressão em particular, bem como trabalhar em um modo responsivo no qual múltiplos vasos de pressão conectados são simultaneamente ventilados em resposta ao superaquecimento de qualquer dos vasos de pressão que se encontram conectados dentro do sistema.

[032] Um vaso de pressão individual é dotado de um canal vivo de alta pressão em comunicação seletiva com um canal de ventilação. De acordo com uma modalidade exemplar, um elemento de gatilho do dispositivo PRD se encontra posicionado ao longo de uma superfície externa do vaso de pressão. Tão somente para fins de exemplo, os elementos de gatilho dos dispositivos PRD representados nas figuras compreendem uma liga de memória de forma (SMA). O foco da presente invenção está no disparo responsivo dos dispositivos PRD e não no desenho específico do elemento de gatilho. Em um exemplo no qual o elemento de gatilho é um fio de liga SMA, quando a temperatura na proximidade de qualquer vaso de pressão aumenta ao passar pela sua temperatura de transição, o elemento de gatilho permitirá o desvio do pistão de um atuador de alívio de pressão (para a direita, tal como ilustrado nas Figuras 1 e 2), deste modo abrindo uma comunicação entre o canal vivo de alta pressão e a linha de ventilação. Sendo assim, em uma modalidade, o dispositivo PRD é atuado por um mecanismo de gatilho, tal como um solenoide ativado por calor, um fio de liga de memória de forma, ou por um elemento fundível.

[033] De acordo com uma modalidade exemplar, as linhas de ventilação dos múltiplos vasos de pressão do sistema são conectadas de modo que um aumento de pressão na linha de ventilação (causado pela ventilação dos conteúdos de alta pressão de um vaso de pressão) possa também empurrar o pistão dos outros dispositivos PRD conectados ao sistema para a direita, desta maneira ventilando todos os outros vasos de pressão conectados dentro do sistema. Por conseguinte, um segundo mecanismo para atuação é provido através da ativação de uma contrapressão responsiva de todos os dispositivos PRD conectados aos vasos de pressão dentro do sistema, em resposta à ativação de qualquer um dos dispositivos PRD devido a um aumento de calor. Embora um mecanismo de atuação em particular de um dispositivo PRD exemplar seja descrito, deve-se contemplar que os ensinamentos da ativação de uma contrapressão responsiva descritos no presente documento possam também ser aplicados a outros atuadores dotados de diferentes mecanismos com relação aos mecanismos especificamente descritos.

[034] A Figura 1 é uma vista esquemática de uma seção transversal de um dispositivo de liberação de pressão ou dispositivo de alívio de pressão exemplar (PRD) que pode ser usado em um sistema tal como descrito no presente documento. Embora o dispositivo PRD 10 exemplar ilustrado seja ativado por calor, deve-se contemplar que o sistema acima descrito possa ser usado com dispositivos PRD que são atuados por outros meios, compreendendo, por exemplo, solenoides eletricamente ativados e válvulas responsivas a uma atuação manual ou automática em resposta a gatilhos compreendendo temperatura, pressão, concentração química, além de outras condições ou operações.

[035] Tal como mostrado na Figura 1, de acordo com uma modalidade exemplar, uma válvula do dispositivo PRD 10 compreende um corpo 12 tendo um furo ou cavidade 14 no mesmo. O furo 14 tem um eixo geométrico longitudinal 16 ao longo do qual um pistão ou lançadeira 18 se movimenta de forma deslizável. O furo 14 se encontra em comunicação fluida com o canal de alta pressão 20 e com o canal de ventilação 22. Na Figura 1, o dispositivo PRD 10 é mostrado em uma configuração fechada, na qual a lançadeira 18 interrompe a comunicação entre o canal de alta pressão 20 e o canal de ventilação 22. O canal de alta pressão 20 é configurado de modo a se comunicar de maneira fluida com uma fonte de fluido pressurizado 38 (tal como mostrado nas Figuras 3 a 5), tal como um vaso de pressão ou cilindro de pressão, por exemplo. O canal de ventilação 22 é configurado de modo a se comunicar com a atmosfera no lado de fora do sistema, bem como com as demais válvulas 10 dentro do sistema 32.

[036] A fim de abrir o dispositivo PRD 10, a lançadeira 18 encontra-se deslocada para a direita, de acordo com as Figuras de desenho 1 e 2, na direção 24, através de mecanismos primários e secundários, de acordo com uma modalidade exemplar. O mecanismo primário é o uso de um elemento de gatilho; mostrado, por exemplo, como um fio de liga SMA 28. O mecanismo primário não se limita a um desenho de liga SMA, mas, sim, poderá compreender qualquer elemento de gatilho que tenha a capacidade de deslocar o pistão através da entrada de temperatura. De acordo com uma modalidade exemplar, tal como mostrado nos diagramas do sistema das Figuras 3 a 5, um elemento de liga SMA 28a é posicionado ao longo do vaso de pressão 30a. De acordo com uma modalidade exemplar, o elemento de liga SMA 28a é posicionado ao longo do vaso de pressão 30a em um caminho controlado por meio do uso de canais, tubos, polias, outros meios, ou uma combinação dos mesmos e, em seguida, ancorado próximo à sua extremidade 29. Quando o fio de liga SMA 28 é exposto a uma temperatura mais alta que a sua temperatura de transição, o mesmo se retrai, desta maneira puxando a lançadeira 18 na direção 24. Deste modo, no sistema 32, quando qualquer vaso de pressão 30a ou 30b é exposto a uma temperatura mais alta que a temperatura de transição de um fio de liga SMA 28, espera-se que essa alta temperatura provoque a retração do correspondente elemento de liga SMA 28a ou 28b a uma extensão tal de modo a puxar a lançadeira 18 para uma configuração aberta do dispositivo PRD 10a ou 10b.

[037] O mecanismo secundário é o que se pode denominar como um gatilho responsivo. Esse gatilho acontece em resposta ao disparo de qualquer dispositivo PRD dentro do sistema, ao invés de em resposta a uma exposição direta ao calor. Como um primeiro exemplo, quando um dispositivo PRD individual 10 é disparado, deve-se contemplar que, no sistema 32, a abertura da comunicação fluida entre um canal de alta pressão 20 conectado a um vaso de pressão 30 em particular e seu associado canal de ventilação 22 irá pressurizar as linhas de fluido em comunicação com outros dispositivos PRD 10 conectados, de tal modo que um dispositivo PRD 10 seja também atuado pelo fluido pressurizado que flui através do canal de ventilação 22 na direção 34 (tal como indicado na Figura 1). Sendo assim, em um modo de atuação responsivo, o fluido pressurizado que flui de um vaso de pressão 30 diferente, na direção 34, servirá para empurrar a lançadeira 18 para a direita na direção 24, desta maneira abrindo um caminho de ventilação entre o canal de alta pressão 20 e o canal de ventilação 22. Após a abertura do caminho de ventilação, o fluido pressurizado poderá fluir na direção 36 (tal como indicado na Figura 2).

[038] De maneira alternativa ou em adição, o gatilho responsivo poderá ser eletricamente controlado através da atuação de um solenoide 26 a fim de empurrar a lançadeira 18 na direção 24. Tal solenoide 26 de acordo com uma modalidade exemplar é ativado por meio da comunicação com um controlador associado fixado a um ou mais sensores que monitoram o sistema para um gatilho primário, tal como um aumento de temperatura, pressão, concentração química, ou outras condições detectadas. Quando os sensores associados ao solenoide 26 detectam um gatilho primário, o solenoide 26 acionará e, por conseguinte, empurrará a lançadeira 18 para a direita na direção 24, a uma extensão suficiente para abrir um caminho de comunicação fluida entre o canal de alta pressão 20 e o canal de ventilação 22, tal como mostrado na Figura 2. No entanto, deve-se contemplar que outros mecanismos para a abertura de PRD 10 poderão ser utilizados, incluindo outros mecanismos que poderão ser atuados por meio de outros meios mecânicos e/ou elétricos.

[039] Tal como mostrado na Figura 2, a evacuação de um fluido pressurizado de um cilindro ou vaso de pressão conectado é feita por meio de um fluxo de fluido pressurizado que acontece através do vaso de pressão, através do canal de alta pressão 20, e para fora do canal de ventilação 22 na direção 36. Embora estruturas e funções particulares de componentes no dispositivo PRD 10 sejam ilustradas de acordo com uma modalidade exemplar, deve-se contemplar que o sistema 32 poderá ser usado com dispositivos PRD de outras estruturas e configurações.

[040] A Figura 3 é uma vista esquemática de um sistema exemplar 32, de duas formas, designadas como "a" e "b," de uma fonte de fluido pressurizado 38, de um vaso de pressão 30, de um elemento de gatilho 28, PRD 10, e condutos e conectores associados. Embora duas formas respectivas desses elementos sejam descritas, deve-se contemplar que muitas outras formas análogas poderão ser usadas em um sistema similar. Ao se referir a um elemento em geral no presente documento, e não a um elemento em particular de uma forma específica, será usada uma designação numérica para um elemento em particular, sem a designação da forma "a" ou "b." Além disso, embora configurações e conexões particulares de elementos sejam ilustradas no sistema exemplar, deve-se contemplar que esses elementos poderão ser dispostos de maneira diferente, e que os ensinamentos do presente sistema poderão ser aplicados aos sistemas que usam mais ou menos elementos, compreendendo componentes não descritos no presente documento. Além disso, um sistema poderá combinar elementos, tal como, usar uma única fonte de fluido pressurizado 38 para ambos os vasos de pressão 30a, 30b, por exemplo.

[041] Nas Figuras 3 a 5, os condutos pressurizados são representados por linhas de traços curtos, e os condutos não pressurizados são representados por linhas contínuas. A linha 40 conecta a fonte de fluido pressurizado 38 ao seu respectivo vaso de pressão 30. Deve-se notar que, na Figura 3, no uso rotineiro do sistema 32, um conduto pressurizado 40 comunica o fluido de alta pressão da fonte de fluido pressurizado 38 para o vaso de pressão 30. O fluido de alta pressão é transmitido através do conduto pressurizado 42 para o dispositivo PRD 10. Em um funcionamento normal, o dispositivo PRD 10 é fechado, tal como mostrado na Figura 1, de modo que não haja nenhuma comunicação fluida entre o canal de alta pressão 20 e o canal de ventilação 22. Por conseguinte, o conduto de ventilação 50 não será pressurizado, tal como indicado pela linha contínua.

[042] O conduto 42 conecta cada dispositivo de liberação de pressão 10 ao seu respectivo vaso de pressão 30, tal como no canal de alta pressão 20 do dispositivo PRD 10. A Figura 3 ilustra o sistema 32 em um estado normal de funcionamento, sendo que o vaso de pressão 30 contém fluido a uma pressão elevada em comparação a uma pressão atmosférica, tal fluido pressurizado sendo suprido a partir da fonte de fluido pressurizado 38. O canal de alta pressão 20 de cada dispositivo PRD 10 é fechado pela lançadeira 18 (tal como mostrado na Figura 1). Por conseguinte, uma vez que o conduto 42 entre o dispositivo PRD 10 e o vaso de pressão 30 é pressurizado pelo fluido do vaso de pressão conectado 30, o conduto 44 conectado ao canal de ventilação 22, como resultado, não será pressurizado. O conduto 44 se ramifica em uma conexão em T 46 para um conduto de gatilho 48 e para um conduto de ventilação 50. Cada conduto de ventilação 50 termina no canal de ventilação 52, que poderá ser uma saída para a atmosfera.

[043] Na operação do sistema 32, o dispositivo PRD 10a associado ao vaso de pressão 30a pode ser aberto por meio da ativação primária: 1) do elemento de gatilho 28 devido às temperaturas elevadas acima de uma temperatura desejada na proximidade do vaso de pressão 30a; e/ou 2) de um solenoide 26 devido às temperaturas elevadas nos sensores conectados. Além disso, o dispositivo PRD 10a pode se aberto por meio de uma atuação responsiva secundária tal como explicado abaixo. Uma temperatura limite acima da qual o dispositivo PRD 10 se abre pode ser calibrado por meio da seleção dos parâmetros de controle para o solenoide 26, e/ou das dimensões e dos materiais de um elemento de liga SMA 24, e/ou da calibração de uma força de pressão requerida na direção 34 a fim de mover a lançadeira 18, por exemplo. Além disso, embora os dispositivos PRD tais como descritos respondam a uma temperatura limite, deve-se contemplar que o sistema poderá também ser disparado em resposta a outras condições ambientais, tais como, mas não limitadas à pressão ou a uma concentração detectada de determinados componentes de ar.

[044] De acordo com uma modalidade exemplar na qual uma pressão é usada como um gatilho secundário responsivo, cada conector em T 46 será, de preferência, configurado de modo a direcionar um fluxo de fluido pressurizado de preferência através do conduto de gatilho 48 ao invés de para o conduto de ventilação 50. Desta maneira, tal como mostrado na Figura 4, quando o dispositivo PRD 10 é ativado de modo que uma comunicação fluida seja possível entre o canal de alta pressão 20 e o canal de ventilação 22, tal fluxo pressurizará o conduto 44 conectado ao canal de ventilação 22. Esse fluido pressurizado flui através do conector em T 46 de modo a, em seguida, pressurizar o conduto de gatilho 48, tal como mostrado na Figura 4. Tal pressão de fluido no conduto de gatilho 48, nesse caso, entrará no canal de ventilação 22 de todos os demais dispositivos PRD conectados 10 dentro do sistema 32 a fim de abrir esses outros dispositivos PRD 10 por meio de uma pressão de fluido que empurra as lançadeiras 18 para frente na direção 34, tal como mostrado na Figura 1. Sendo assim, todos os dispositivos PRD 10 dentro do sistema 32 serão automaticamente abertos em um modo responsivo após o disparo de pelo menos um dispositivo PRD 10. Cada dispositivo PRD 10 será aberto, de acordo com um ou mais mecanismos primários e secundários, tal como acima descrito; ou seja, primeiramente, por meio do deslocamento da lançadeira 18 devido à atuação de um elemento de gatilho 28 ou à ativação do solenoide 26 dos sensores conectados, tais como os sensores de temperatura; em segundo lugar, por meio do deslocamento da lançadeira 18 na direção 24 devido à atuação de uma contrapressão responsiva através do canal de ventilação 22 contra a ventilação dos demais vasos de pressão 30 dentro do sistema conectado 32 ou à ativação responsiva do solenoide.

[045] Tal como mostrado na Figura 5, depois de todos os dispositivos PRD conectados 10 dentro do sistema 32 serem abertos, o excesso do fluido pressurizado proveniente do vaso de pressão 30 e/ou das fontes de fluido pressurizado 38 é direcionado pela conexão em T 46 para as linhas de ventilação 50, a fim de, por último, se descarregar para a atmosfera (ou para uma adequada câmara de recebimento de exaustão) no canal de ventilação 52. Embora o conduto 44a seja ilustrado como um canal de ventilação conectado 22 ou como um conector em T 46, deve-se contemplar que, em uma modalidade diferente, uma separação entre o conduto de gatilho 48 e o conduto de ventilação 50 poderá ser soldada ou diretamente construída no dispositivo PRD 10.

[046] O sistema da presente invenção 32 provê uma ativação responsiva automática de todos os dispositivos PRD 10 dentro do sistema 32, em resposta à abertura de qualquer um dos dispositivos PRD conectados 10. Tal desenho reduzirá o tempo necessário para um disparo mecânico individual dos dispositivos PRD em um sistema. Além disso, uma taxa de fluxo de ventilação do sistema poderá ser maior ao fazer com que todos os dispositivos PRD conectados 10 se abram de uma forma quase simultânea. Deste modo, o sistema 32 se torna mais simples e mais confiável em situações de emergência do que os sistemas que simplesmente usam os mecanismos primários.

[047] De acordo com uma modalidade exemplar que usa um desiquilíbrio de pressão como um gatilho secundário, um dispositivo PRD 10 é concebido de modo que um desiquilíbrio de pressão relativamente pequeno (ou seja, um diferencial entre a pressão atmosférica e uma pressão de fluido que flui na direção 34 do canal de ventilação 22) seja requerido no sentido de mover uma lançadeira 18 para a posição aberta, tal como mostrado na Figura 2.

[048] Uma modalidade exemplar não limitante do sistema 32 compreende uma primeira válvula 10a e uma segunda válvula 10b. A primeira válvula 10a é fluidamente conectada a um primeiro vaso 30a, e a segunda válvula 10b é fluidamente conectada a um segundo vaso 30b. A primeira válvula 10a compreende um corpo 12 e um pistão 18. O corpo 12 compreende um furo 14 dotado de um eixo geométrico longitudinal 16, um primeiro canal 20, e um segundo canal 22. O primeiro canal 20 se encontra em comunicação fluida com o furo 14 e uma parte interna do primeiro vaso 30a. O segundo canal 22 se encontra em comunicação fluida com o furo 14, em comunicação fluida com a segunda válvula 10b, e em comunicação fluida com uma atmosfera 52 externa ao primeiro vaso 30a. O pistão 18 é disposto dentro do furo 14 e se movimenta ao longo do eixo geométrico longitudinal 16. Uma primeira posição do pistão 18 bloqueia o primeiro canal 20, tal como mostrado na Figura 1. Uma segunda posição do pistão 18 permite uma comunicação fluida entre o primeiro canal 20 e o segundo canal 22, tal como mostrado na Figura 2. A primeira válvula 10a é configurada de maneira que uma pressão de fluido proveniente da segunda válvula 10b e que é transmitida para o segundo canal 22 impulsione o pistão 18 para a segunda posição.

[049] De acordo com uma modalidade exemplar, um elemento de gatilho 28 tem uma primeira extremidade conectada ao pistão 18. O elemento fundível 28 tem uma primeira posição, na qual o pistão 18 se encontra em sua primeira posição (fechada), tal como mostrado na Figura 1. A exposição do elemento de gatilho 28 a uma condição limite faz com que o elemento de gatilho 28 impulsione o pistão 18 para a segunda posição (aberta), tal como mostrado na Figura 2. De acordo com uma modalidade exemplar, o elemento de gatilho 28 é um elemento de liga de memória de forma, e a condição limite é uma temperatura igual a uma temperatura ou maior que a sua temperatura de transformação. Tal como mostrado nas Figuras 3 a 5, pelo menos uma porção do elemento de gatilho 28a é posicionado ao longo do primeiro vaso 30a. De acordo com uma modalidade exemplar, o sistema 32 compreende ainda um solenoide 26, o qual é configurado de modo a empurrar o pistão 18 da primeira posição (tal como mostrado na Figura 1) para a segunda posição (tal como mostrado na Figura 2) na direção 24. Esse solenoide poderá ser usado para um disparo primário ou secundário.

[050] De acordo com uma modalidade exemplar, o sistema 32 compreende um conduto de gatilho 48 através do qual a pressão de fluido proveniente da segunda válvula 10b é transmitida para o segundo canal 22a da primeira válvula 10a. De acordo com uma modalidade exemplar, o sistema 32 compreende um conduto de ventilação 50 e um conector 46a entre o segundo canal 22a, o conduto de gatilho 48, e o conduto de ventilação 50. O conector 46a abre uma comunicação fluida entre o conduto de gatilho 48 e o segundo canal 22a até que um nível de pressão limite no conduto de gatilho 48 seja atingido, causando um gatilho secundário responsivo. O conector 46a abre uma comunicação fluida entre o conduto de gatilho 48 e o conduto de ventilação 50 quando o nível de pressão limite no conduto de gatilho 48 é excedido. De acordo com uma modalidade exemplar, o conector 46a também abre uma comunicação fluida entre o segundo canal 22a e o conduto de ventilação 50 quando o nível de pressão limite no conduto de gatilho 48 é excedido.

[051] Embora a matéria da presente invenção tenha sido descrita com referência a diversas modalidades, os trabalhadores versados na técnica poderão reconhecer que alterações podem ser feitas à forma e aos detalhes da presente invenção, sem se afastar do seu âmbito de aplicação. Além disso, qualquer característica apresentada com relação a uma modalidade poderá ser incorporada em uma outra modalidade da presente invenção, ou vice versa.

Claims

1. Sistema compreendendo uma primeira válvula (10a) e uma segunda válvula (10b), a primeira válvula (10a) sendo fluidamente conectada a um primeiro vaso (30a) e a segunda válvula (10b) sendo fluidamente conectada a um segundo vaso (30b), a primeira válvula (10a) compreendendo: um corpo (12) que compreende: um furo (14); um primeiro canal (20) em comunicação fluida com o furo (14) e uma parte interna do primeiro vaso (30a), CARACTERIZADO por um segundo canal (22) em comunicação fluida com o furo (14), em comunicação fluida com a segunda válvula (10b), e em comunicação fluida com uma atmosfera externa ao primeiro vaso (30a); um pistão (18) disposto de maneira móvel dentro do furo (14), em que: uma primeira posição do pistão (18) bloqueia o primeiro canal (20); e uma segunda posição do pistão (18) permite uma comunicação fluida entre o primeiro canal (20) e o segundo canal (22); em que a primeira válvula (10a) é configurada de maneira que a abertura da segunda válvula (10b) impulsione o pistão (18) para a segunda posição.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende um elemento de gatilho (28) conectado ao pistão (18) e que apresenta dois estados, em que: o pistão (18) se encontra na primeira posição quando o elemento de gatilho (28) se encontra em um primeiro estado; e a exposição do elemento de gatilho (28) a uma condição limite faz com que o elemento de gatilho (28) impulsione o pistão (18) para a segunda posição.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, CARACT ERIZADO pelo fato de que o elemento de gatilho (28) é um elemento de liga de memória de forma, em que: pelo menos uma porção do elemento de memória de forma é posicionada ao longo do primeiro vaso (30a); e a condição limite é uma temperatura igual ou maior que uma temperatura de transição do elemento de liga de memória de forma.

4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende um solenoide configurado para empurrar o pistão (18) a partir da primeira posição para a segunda posição.

5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende um conduto de gatilho (48) através do qual uma pressão de fluido proveniente da segunda válvula (10b) é transmitida para o segundo canal (22).

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende: um conduto de ventilação (50); e um conector (46) entre o segundo canal (22), o conduto de gatilho (48), e o conduto de ventilação (50).

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, CARACT ERIZADO pelo fato de que o conector (46) abre uma comunicação fluida entre o conduto de gatilho (48) e o segundo canal (22) até que um nível de pressão limite no conduto de gatilho (48) seja atingido.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, CARACT ERIZADO pelo fato de que o conector (46) abre uma comunicação fluida entre o conduto de gatilho (48) e o conduto de ventilação (50) quando o nível de pressão limite no conduto de gatilho (48) é excedido.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o conector (46) abre uma comunicação fluida entre o segundo canal (22) e o conduto de ventilação (50) quando o nível de pressão limite no conduto de gatilho (48) é excedido.

10. Método para a abertura de uma primeira válvula (10a) com uma pressão de fluido a partir de uma segunda válvula (10b) em um sistema compreendendo a primeira válvula (10a) e a segunda válvula (10b), a primeira válvula (10a) sendo fluidamente conectada a um primeiro vaso (30a) e a segunda válvula (10b) sendo fluidamente conectada a um segundo vaso (30b), a primeira válvula (10a) compreendendo: um corpo (12) que compreende: um furo (14) com um eixo geométrico longitudinal; um primeiro canal (20) em comunicação fluida com o furo (14) e uma parte interna do primeiro vaso (30a); e um segundo canal (22) em comunicação fluida com o furo (14), em comunicação fluida com a segunda válvula (10b), e em comunicação fluida com uma atmosfera externa ao primeiro vaso (30a); um pistão (18) disposto dentro do furo (14) e móvel ao longo do eixo geométrico longitudinal, em que: uma primeira posição do pistão (18) bloqueia o primeiro canal (20); e uma segunda posição do pistão (18) permite uma comunicação fluida entre o primeiro canal (20) e o segundo canal (22); o método sendo CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende a etapa de impulsionar o pistão (18) para a segunda posição ao transmitir uma pressão de fluido proveniente da segunda válvula (10b) para o segundo canal (22).

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda a etapa de puxar o pistão (18) a fim de mover o pistão (18) a partir da primeira posição para a segunda posição.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a retração de um elemento de liga de memória de forma alongado devido à exposição de pelo menos uma porção do elemento de liga de memória de forma a uma temperatura igual ou maior que a sua temperatura de transformação austenítica faz com que o elemento de liga de memória de forma puxe o pistão (18).

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende ainda empurrar o pistão (18) a partir da primeira posição para a segunda posição.

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13 CARACT ERIZADO pelo fato de que o sistema compreende ainda um conduto de gatilho (48) através do qual a pressão de fluido proveniente da segunda válvula (10b) é transmitida para o segundo canal (22), o método compreendendo: - estabelecer uma pressão de fluido limite no conduto de gatilho (48); e - ventilar um fluido a partir do conduto de gatilho (48) quando a pressão de fluido limite é excedida.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda ventilar um fluido através da primeira válvula (10a) quando a pressão de fluido limite é excedida.