BR112020026897A2 - Dispositivo para controlar o fluxo de fluido - Google Patents

Dispositivo para controlar o fluxo de fluido Download PDF

Info

Publication number
BR112020026897A2
BR112020026897A2 BR112020026897-6A BR112020026897A BR112020026897A2 BR 112020026897 A2 BR112020026897 A2 BR 112020026897A2 BR 112020026897 A BR112020026897 A BR 112020026897A BR 112020026897 A2 BR112020026897 A2 BR 112020026897A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
valve member
valve
fluid
downstream
housing
Prior art date
Application number
BR112020026897-6A
Other languages
English (en)
Inventor
Matthew Collins
Christopher Kennell
Original Assignee
Oxford Flow Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB1904254.8A external-priority patent/GB2582747A/en
Priority claimed from GB1908174.4A external-priority patent/GB2584490A/en
Application filed by Oxford Flow Limited filed Critical Oxford Flow Limited
Publication of BR112020026897A2 publication Critical patent/BR112020026897A2/pt

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/04—Construction of housing; Use of materials therefor of sliding valves
    • F16K27/041—Construction of housing; Use of materials therefor of sliding valves cylindrical slide valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/122—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F16K31/1221—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston one side of the piston being spring-loaded
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/22—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution
    • F16K3/24—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution with cylindrical valve members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/22—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution
    • F16K3/24—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution with cylindrical valve members
    • F16K3/26—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution with cylindrical valve members with fluid passages in the valve member
    • F16K3/265—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution with cylindrical valve members with fluid passages in the valve member with a sleeve sliding in the direction of the flow line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/122—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/122—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F16K31/124—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston servo actuated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0025—Electrical or magnetic means
    • F16K37/0033—Electrical or magnetic means using a permanent magnet, e.g. in combination with a reed relays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0025—Electrical or magnetic means
    • F16K37/0041—Electrical or magnetic means for measuring valve parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0025—Electrical or magnetic means
    • F16K37/005—Electrical or magnetic means for measuring fluid parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
    • F16K47/04—Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level, the throttle being incorporated in the closure member
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00—Control of fluid pressure
    • G05D16/04—Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/10—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger
    • G05D16/103—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger the sensing element placed between the inlet and outlet
    • G05D16/106—Sleeve-like sensing elements; Sensing elements surrounded by the flow path
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00—Control of fluid pressure
    • G05D16/14—Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power
    • G05D16/16—Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power derived from the controlled fluid
    • G05D16/166—Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power derived from the controlled fluid using pistons within the main valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/12—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with streamlined valve member around which the fluid flows when the valve is opened
    • F16K1/126—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with streamlined valve member around which the fluid flows when the valve is opened actuated by fluid
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/3367—Larner-Johnson type valves; i.e., telescoping internal valve in expanded flow line section
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8158—With indicator, register, recorder, alarm or inspection means
    • Y10T137/8225—Position or extent of motion indicator
    • Y10T137/8242—Electrical

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Lift Valve (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

Abstract

dispositivo para controlar o fluxo de fluido. trata-se de um dispositivo (1) para controlar o fluxo de um fluido através de um conduíte (6) de um lado a montante do dispositivo para um lado a jusante do dispositivo. o dispositivo (1) inclui um invólucro de válvula a montante (4) que define uma entrada, um invólucro de válvula a jusante (5) que define uma abertura de saída e um núcleo de válvula (2) preso entre o invólucro de válvula a montante (4) e o invólucro de válvula a jusante (5). o invólucro de válvula a montante (4), o invólucro de válvula a jusante (5) e o núcleo de válvula (2) são formados como peças distintas. o núcleo de válvula (2) inclui um alojamento (20) que define um volume de controle. o membro de válvula é montado no compartimento (20) e posicionado no lado a montante da abertura de saída (10), o membro de válvula sendo disposto para se mover reciprocamente para abrir e fechar seletivamente a abertura de saída (10), assim controlando o fluxo do fluido através da abertura de saída (10).

Description

“DISPOSITIVO PARA CONTROLAR O FLUXO DE FLUIDO”
[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo para controlar o fluxo de fluido em um conduíte, em particular, a um dispositivo de fluxo de fluido que tem um modo de falha definido.
[002] Em sistemas de fluxo de fluido, como tubos e conduítes, por exemplo, como pode ser encontrado em muitas situações industriais diferentes, como a indústria de petróleo e gás, há uma necessidade de controlar o fluxo de fluido em uma corrente de fluxo de fluido através do conduíte. Dispositivos, como válvulas de controle de fluxo de fluido e reguladores de pressão, podem ser usados para controlar ou regular o fluxo de fluido ou pressão através do conduíte. Tais dispositivos podem fornecer uma taxa de fluxo desejável ou uma pressão a montante ou a jusante e, desse modo, podem ser controláveis em uma faixa entre uma posição totalmente aberta e totalmente fechada. Alternativamente, tais dispositivos podem atuar simplesmente como válvulas de corte, sendo movidos entre uma posição totalmente aberta e totalmente fechada.
[003] O membro de válvula, a parte móvel em tais válvulas que é controlada para abrir e fechar a válvula, é tipicamente atuado por um atuador mecânico externo por meio de uma haste que se projeta através do corpo de válvula e é mecanicamente acoplada ao membro de válvula. No entanto, esse acoplamento mecânico é um ponto potencial de fraqueza para a válvula. Tais acoplamentos sofrem de falhas, por exemplo, na caixa de engrenagens ou ligação entre a haste de válvula e o membro de fechamento de válvula, a caixa de engrenagens ou ligações dentro do atuador externo, o engaxetamento de haste que veda a haste, etc. Tais falhas podem levar à falha de operação da válvula ou vazamento do fluido que flui no conduíte da válvula. Na indústria de óleo e gás, em particular, o vazamento de óleo ou gás deve ser evitado, visto que pode ser extremamente dispendioso, tanto ambiental quanto financeiramente.
[004] É um objetivo da invenção fornecer um dispositivo melhorado para controlar o fluxo de um fluido através de um conduíte.
[005] Quando vista de um primeiro aspecto, a invenção fornece um dispositivo para controlar o fluxo de um fluido através de um conduíte de um lado a montante do dispositivo para um lado a jusante do dispositivo, em que o dispositivo compreende:
[006] um invólucro de válvula a montante que define uma entrada no lado a montante do dispositivo;
[007] um invólucro de válvula a jusante que define uma abertura de saída no lado a jusante do dispositivo;
[008] um núcleo de válvula preso entre o invólucro de válvula a montante e o invólucro de válvula a jusante, em que o invólucro de válvula a montante, o invólucro de válvula a jusante e o núcleo de válvula são formados como peças distintas;
[009] em que o núcleo de válvula compreende um alojamento que define um volume de controle;
[010] um membro de válvula montado de forma móvel no alojamento e posicionado no lado a montante da abertura de saída, em que o membro de válvula está disposto para se mover reciprocamente para abrir e fechar seletivamente a abertura de saída, assim controlando o fluxo do fluido através da abertura de saída; e
[011] uma linha de entrada definida no núcleo de válvula para a introdução de uma pressão de fluido no volume de controle, em que o membro de válvula é acionado pela pressão de fluido no volume de controle para controlar a posição do membro de válvula.
[012] A presente invenção fornece um dispositivo para controlar (por exemplo, que atua para abrir ou cortar) o fluxo de fluido através de um conduíte (por exemplo, no qual o dispositivo é colocado). O fluxo de fluido através do dispositivo é controlado entre um lado a montante do dispositivo e um lado a jusante do dispositivo. O dispositivo é composto por três partes principais,
que são formadas separadamente como componentes distintos: um invólucro de válvula a montante, um invólucro de válvula a jusante e um núcleo de válvula. Essas três partes são montadas e presas juntas para formar o dispositivo.
[013] O invólucro a montante define uma entrada (a montante) para o dispositivo através da qual o fluido entra no dispositivo e o revestimento a jusante define uma abertura de saída (a jusante) através da qual o fluido sai do dispositivo. O invólucro de válvula a montante, o invólucro de válvula a jusante e o núcleo de válvula juntos (quando montados), desse modo, formam um trajeto de fluxo através do dispositivo do lado a montante para o lado a jusante.
[014] O fluxo de fluido através da abertura de saída e, desse modo, através do dispositivo do lado a montante para o lado a jusante, é controlado por um membro de válvula que é montado de forma móvel em um alojamento que é formado como parte do núcleo de válvula. O membro de válvula é disposto no dispositivo a montante da abertura de saída (e, desse modo, preferencialmente, o alojamento também está disposto a montante da abertura de saída) e o membro de válvula está disposto para se mover reciprocamente no alojamento do núcleo de válvula para abrir e fechar seletivamente a abertura de saída.
[015] O membro de válvula é a parte móvel da válvula e, conforme discutido abaixo, pode compreender um membro de fechamento disposto para engatar com a abertura de saída e uma cabeça de pistão que é acionada pela pressão de fluido no volume de controle. Nesta disposição, preferencialmente, o membro de fechamento e a cabeça do pistão são cinematicamente ligados (por exemplo, conectados) por um eixo de pistão (por exemplo, que são formados integralmente juntos como o membro de válvula).
[016] O alojamento (por exemplo, junto com o membro de válvula) define um volume de controle. Uma pressão de fluido é introduzida no volume de controle por meio de uma linha de entrada definida no núcleo de válvula (por exemplo, de uma fonte de pressão de fluido externa ao dispositivo).
A pressão de fluido de volume de controle atua sobre (por exemplo, a cabeça de pistão) no membro da válvula, de modo que seu movimento (e, desse modo, a posição) seja controlado pela pressão de fluido.
[017] Assim, será observado que o dispositivo (por exemplo, válvula de controle) da presente invenção fornece um dispositivo de controle de fluxo de fluido, os principais componentes estruturais (por exemplo, estáticos) dos quais são três componentes discretos (primários): os invólucros a montante e a jusante e o núcleo de válvula. Tal projeto de peça dividida é mais fácil de montar devido ao fato de que, nas modalidades pelo menos preferenciais da presente invenção, o membro de válvula pode ser montado para montar o mesmo no alojamento do núcleo de válvula antes que o núcleo de válvula seja preso aos invólucros a montante e a jusante (que, então, circundam o núcleo de válvula e o membro de válvula). Isso contrasta com um projeto convencional com um corpo fundido integralmente em que os invólucros a montante e a jusante e o núcleo de válvula são formados como uma parte que, além de dificultar a fabricação, significa que o membro da válvula deve ser montado "às cegas" dentro do corpo fundido integralmente. Isso impõe restrições deletérias a tais dispositivos convencionais. Um projeto de peça dividida, portanto, fornece liberdade de projeto muito maior ao dispositivo como um todo e torna mais fácil de fabricar e manter.
[018] Além do projeto de peça dividida, o membro de válvula é acionado com o uso de um fluido de controle, em vez de dispositivos convencionais mecanicamente acionados que usam ligações mecânicas que se estendem através do alojamento de válvula, núcleo e/ou invólucro para um atuador externo. Fornecer um dispositivo de controle de fluxo de fluido que não depende de uma entrada mecânica externa simplifica o dispositivo devido, pelo menos em modalidades preferenciais, à falta de ligações mecânicas e engrenagens. Isso resulta em menos maneiras de o dispositivo falhar.
[019] Adicionalmente, usar uma pressão de fluido para controlar o membro de válvula e remover a necessidade de uma ligação mecânica ajuda a reduzir o tamanho geral do sistema de controle de fluxo de fluido e seu peso, e a reduzir a probabilidade de quaisquer vazamentos de fluido (por exemplo, óleo ou gás) do conduíte (por exemplo, um tubo), devido à falta de um trajeto de fluido para fora do dispositivo por meio de quaisquer ligações mecânicas. Isso é muito importante na indústria de petróleo e gás, onde é imperativo evitar vazamentos.
[020] Usar uma pressão de fluido para controlar o membro de válvula também ajuda a fornecer um dispositivo de controle de fluxo de fluido de ação rápida e, desse modo, responsivo e pode permitir que forças mais altas sejam aplicadas ao membro de válvula.
[021] O dispositivo pode ser adequado para ser usado em qualquer tipo de sistema de fluxo de fluido e, desse modo, pode ser configurado para ser instalado em qualquer tipo de conduíte adequado e desejável. Por exemplo, o dispositivo pode ser usado em um conduíte (por exemplo, tubulação) para transportar ar, água, óleo, gás, fluidos químicos, etc. Desse modo, o dispositivo pode ser configurado para controlar o fluxo de ar, água, óleo, gás, fluidos químicos, etc., através dos mesmos.
[022] O dispositivo e seus componentes podem ser dispostos de qualquer maneira adequada e desejável. Em uma modalidade preferencial, o dispositivo compreende um dispositivo de fluxo axial. Desse modo, preferencialmente, a entrada, o membro de válvula e a abertura de saída (e também preferencialmente o alojamento) são dispostos coaxialmente relacionados entre si em torno de um eixo. Em uma modalidade preferencial, a entrada, o membro de válvula e a abertura de saída (e também preferencialmente o alojamento) são substancialmente simétricos de modo giratório em torno do eixo geométrico. Preferencialmente, o eixo geométrico se estende em uma direção colinearmente com a direção geral (por exemplo, média) de fluxo de fluido através da abertura de saída.
[023] Preferencialmente, o eixo geométrico do dispositivo é paralelo, por exemplo, colinear, ao eixo do conduíte (por exemplo, tubo) em que o dispositivo está disposto. Será observado que essa disposição permite que o dispositivo seja facilmente encaixado dentro de um tubo existente, por exemplo, inserido dentro de um tubo em um flange ou mesmo em uma seção contínua de tubulação, uma vez que a maior dimensão do dispositivo é provavelmente aquela na qual o membro de válvula se move. Portanto, nenhum espaço adicional pode ser necessário para alojar o dispositivo e o mesmo pode ser retroajustado rapidamente e com baixo custo na maioria das seções de tubulação ou na maioria das juntas de tubos sem qualquer alteração significativa na tubulação. Isso contrasta com os dispositivos convencionais com grandes ligações de controle mecânico que podem necessitar que o layout da tubulação seja reprojetado para que o novo equipamento de controle de fluxo seja incorporado.
[024] Os dispositivos de acordo com a presente invenção podem, portanto, reduzir significativamente o custo e o trabalho necessários para incorporar os mesmos a um sistema existente. Os arranjos mencionados acima, em particular, assim como outras modalidades, também permitem que dispositivos de acordo com a presente invenção facilitem fluxos de massa muito altos para um determinado diâmetro de conduíte e pressão em comparação com dispositivos de fluxo axial mecanicamente acionados convencionais. Isso cria um dispositivo muito flexível que pode ser usado para muitas aplicações diferentes.
[025] O invólucro a montante compreende preferencialmente um flange para montagem em um conduíte, por exemplo, com o uso de um círculo de cavilha de flange. Preferencialmente, o invólucro a montante compreende um flange para montagem no núcleo de válvula, por exemplo, com o uso de um círculo de cavilha de flange. Preferencialmente, o flange (ou flanges) se estende radialmente a partir do invólucro a montante. Preferencialmente, a dimensão interna (por exemplo, diâmetro) do invólucro a montante no flange para montagem no núcleo de válvula é maior do que a dimensão interna (por exemplo, diâmetro) do invólucro a montante no flange para montagem no conduíte.
[026] O invólucro a jusante compreende preferencialmente um flange para montagem em um conduíte, por exemplo, com o uso de um círculo de cavilha de flange. Preferencialmente, o invólucro a jusante compreende um flange para montagem no núcleo de válvula, por exemplo, com o uso de um círculo de cavilha de flange. Preferencialmente, o flange (ou flanges) se estende radialmente a partir do invólucro a jusante. Preferencialmente, a dimensão interna (por exemplo, diâmetro) do invólucro a jusante no flange para montagem no núcleo de válvula é maior do que a dimensão interna (por exemplo, diâmetro) do invólucro a jusante no flange para montagem no conduíte.
[027] O núcleo de válvula compreende, preferencialmente, flanges para montagem e fixação entre os invólucros a montante e a jusante, por exemplo, com o uso de um círculo de cavilha de flange. Assim, por exemplo, o núcleo de válvula, que compreende o alojamento com o membro de válvula montado no mesmo, é ensanduichado entre os invólucros a montante e a jusante do dispositivo. Preferencialmente, o flange (ou flanges) se estende radialmente a partir do núcleo de válvula.
[028] O invólucro de válvula a montante, o invólucro de válvula a jusante e o núcleo de válvula são (cada um) formados como peças distintas. Desse modo, preferencialmente, o dispositivo é fabricado em suas partes componentes separadas (isto é, o invólucro de válvula a montante, o invólucro de válvula a jusante e o núcleo de válvula, etc.) e, em seguida, o dispositivo é montado a partir dessas partes distintas. Preferencialmente, ao montar o dispositivo, primeiro o membro de válvula é montado no alojamento e, em seguida, o alojamento de válvula a jusante (e também preferencialmente o alojamento de válvula a montante) são conectados e fixados ao núcleo de válvula circundando, desse modo, o núcleo de válvula, alojamento e membro de válvula.
[029] Preferencialmente, cada um dentre o invólucro de válvula a montante e o invólucro de válvula a jusante são formados integralmente. Desse modo, preferencialmente, o aro do invólucro de válvula a montante que forma a entrada do invólucro de válvula a montante é formado integralmente com o restante do invólucro de válvula a montante (e não um inserto que é fixado como uma parte separada ao mesmo). Preferencialmente, o aro do invólucro de válvula a jusante que forma a abertura de saída do invólucro de válvula a jusante é formado integralmente com o restante do invólucro de válvula a jusante (e não um inserto que é fixado como uma parte separada a ele).
[030] Preferencialmente, a dimensão (por exemplo, diâmetro) da abertura de saída (por exemplo, em uma direção radial perpendicular ao eixo geométrico principal do dispositivo (e a abertura de saída) é menor que a (por exemplo, máxima) dimensão correspondente (por exemplo, diâmetro) do alojamento de válvula (por exemplo, em uma direção radial perpendicular ao eixo geométrico principal do dispositivo (e ao membro de válvula)). Tal disposição em que o alojamento de válvula é maior do que a abertura de saída (particularmente em um dispositivo em que a abertura de saída é uma parte integrante do invólucro de válvula a jusante) significa que, embora o alojamento de válvula possa ter que ser montado (e, por exemplo, o membro de válvula montado no alojamento) antes de o invólucro de válvula a jusante ser fixado ao núcleo de válvula (por exemplo, devido ao fato de que o alojamento válvula e, por exemplo, o membro de válvula, pode ser muito grande para ser inserido e montado através da abertura de saída), o alojamento da válvula (e, por exemplo, membro de válvula) pode ser capaz de ter um tamanho (relativo) maior do que em dispositivos convencionais ajudando, desse modo, o dispositivo a permitir uma capacidade de fluxo maior (por exemplo, para um dispositivo de um tamanho particular) do que dispositivos convencionais.
[031] O alojamento pode ser formado de qualquer maneira adequada e desejável como parte do núcleo de válvula. Em algumas modalidades, pelo menos parte (por exemplo, todo) do alojamento é formada integralmente com o restante do núcleo de válvula (por exemplo, com a parte do núcleo de válvula em que a linha de entrada de fluido é definida e que é presa entre (por exemplo, contatos) os invólucros a montante e a jusante). Em algumas modalidades, pelo menos parte (por exemplo, todo) do alojamento é formada como uma parte separada do restante do núcleo de válvula e está fixada ao mesmo. Preferencialmente, pelo menos parte do alojamento que define o (por exemplo, lado a montante do) volume de controle pode ser formada como uma parte separada do restante do núcleo de válvula e fixada ao restante da (por exemplo, compartimento da) válvula núcleo para formar o volume de controle. Isso pode permitir o acesso para montar o membro de válvula no alojamento e, em seguida, conectar esta parte (por exemplo, lado a montante) do alojamento para envolver o volume de controle.
[032] A pressão de fluido no volume de controle atua no membro de válvula. Preferencialmente, a pressão de fluido no volume de controle atua diretamente no membro de válvula. Desse modo, preferencialmente (por exemplo, uma face de) o membro de válvula define (por exemplo, uma parede de) o volume de controle junto com o alojamento. Preferencialmente, o membro de válvula compreende uma cabeça de pistão que está disposta para se mover dentro do volume de controle. Preferencialmente, a pressão de fluido atua sobre (por exemplo, uma face de) a cabeça de pistão. Preferencialmente (por exemplo, uma face de) a cabeça de pistão define (por exemplo, uma parede de) o volume de controle junto com o alojamento.
[033] O dispositivo pode compreender um revestimento de pistão, disposto em torno (por exemplo, a cabeça de pistão) do membro de válvula. O revestimento de pistão pode definir (por exemplo, um limite de) o volume de controle. O revestimento de pistão pode ser montado no alojamento. O mesmo pode ser montado no membro de válvula. O revestimento de pistão pode estar disposto (por exemplo, radialmente) entre o (por exemplo, cabeça de pistão do) membro da válvula e o alojamento. O revestimento do pistão pode compreender uma manga oca. O (por exemplo, cabeça de pistão do) membro de válvula pode estar disposto para se mover longitudinalmente dentro do revestimento de pistão.
[034] Preferencialmente, o revestimento de pistão e o alojamento são componentes distintos. Fornecer um revestimento de pistão separado pode ajudar a reduzir a complexidade de fabricação. O revestimento de pistão pode definir pelo menos parcialmente o volume de controle. Se o volume de controle for definido pelo revestimento de pistão, ao invés do alojamento, então, é possível que o alojamento seja fabricado com uma tolerância menor ajudando, desse modo, a reduzir o tempo e os custos de fabricação.
[035] O revestimento de pistão pode ser montado de forma substituível. Isso significa que o revestimento de pistão pode ser removido e substituído caso se torne gasto ou danificado, o que pode aumentar a vida útil do dispositivo.
[036] O membro de válvula, que é montado de forma móvel no alojamento e posicionado no lado a montante da abertura de saída, pode estar disposto no dispositivo de qualquer maneira adequada e desejável em que atinja seu propósito de se mover de forma recíproca para abrir e fechar a abertura de saída, para assim controlar o fluxo do fluido através da abertura de saída. Visto que o membro de válvula está posicionado no lado a montante da abertura de saída e montado no alojamento, preferencialmente, o alojamento também está posicionado no lado a montante da abertura de saída.
[037] Em uma modalidade preferencial, o membro de válvula é montado (por exemplo, coaxialmente) no interior do alojamento. Desse modo, preferencialmente, o membro de válvula é disposto para se mover (por exemplo, axialmente) para fora do alojamento em direção à abertura de saída para fechar a abertura de saída e disposto para se mover (por exemplo, axialmente) para dentro do alojamento em direção à abertura de saída para abrir a abertura de saída.
[038] Preferencialmente, o membro de válvula é disposto para ser montado de forma móvel de modo que entre em contato com o invólucro a jusante (por exemplo, o aro da abertura de saída) para fechar a abertura de saída. Preferencialmente, o membro de válvula compreende um membro de fechamento disposto para engatar com o invólucro a jusante (por exemplo, o aro da abertura de saída) para fechar a abertura de saída. Preferencialmente, o membro de fechamento está ligado ao pistão de válvula.
[039] Preferencialmente, o membro de fechamento é cilíndrico, por exemplo, com um corte transversal circular e, por exemplo, tendo um eixo geométrico de simetria (ao longo do qual a forma de corte transversal do cilindro é projetada e o membro de fechamento se move) ao longo do eixo geométrico principal do dispositivo. Desse modo, preferencialmente, o membro de fechamento compreende uma manga cilíndrica montada no alojamento do núcleo de válvula e fixada ao restante do membro de válvula. Conforme acima, preferencialmente, a dimensão (por exemplo, diâmetro) da abertura de saída (por exemplo, em uma direção radial perpendicular ao eixo geométrico principal do dispositivo (e a abertura de saída) é menor do que a (por exemplo, máxima) dimensão correspondente (por exemplo, diâmetro) do alojamento de válvula (por exemplo, em uma direção radial perpendicular ao eixo geométrico principal do dispositivo (e o alojamento de válvula).
[040] Preferencialmente, o membro de fechamento engata com o revestimento a jusante em torno de um ânulo na extremidade distal (a jusante) do membro de fechamento. Desse modo, preferencialmente, o membro de fechamento compreende uma vedação (por exemplo, anular) na (por exemplo, em torno) da extremidade distal (a jusante) do membro de fechamento, para vedar o invólucro a jusante. O invólucro a jusante pode compreender uma borda destacável (por exemplo, metal endurecido) contra a qual o membro de fechamento está disposto para engatar (e, desse modo, vedar). Nessa modalidade, o membro de fechamento engata com e veda o aro destacável em vez do corpo principal do invólucro a jusante. Fornecer um aro destacável como inserto para o assento de válvula permite que um material diferente (por exemplo, endurecido) seja fornecido, o qual é mais adequado para uma região de alto desgaste e também permite que o aro destacável seja removido e substituído, quando necessário.
[041] Preferencialmente, o membro de fechamento compreende uma face de extremidade na extremidade distal (a jusante) do membro de fechamento. Preferencialmente, a face de extremidade é substancialmente perpendicular ao eixo geométrico de simetria do membro de fechamento (por exemplo, reside na direção radial do dispositivo). Preferencialmente, o membro de fechamento é fixado ao restante do membro de válvula (por exemplo, ao pistão do membro de válvula) através da face de extremidade do membro de fechamento.
[042] Preferencialmente, a face de extremidade do membro de fechamento compreende uma ou mais aberturas formadas na mesma para permitir que o fluido no conduíte (por exemplo, do lado a jusante) passe através da mesma (por exemplo, para o alojamento, mas preferencialmente não através do lado a montante do dispositivo). Isso ajuda a equilibrar a pressão do membro de válvula, por exemplo, de modo que a pressão a montante no conduíte não aplique nenhuma força de abertura ou fechamento significativa no membro de fechamento e membro de válvula, e não, em pelo menos algumas modalidades, atue para aplicar quaisquer forças no membro de válvula quando há mudanças na pressão a montante no conduíte. Conforme será discutido abaixo, a abertura (ou aberturas) formada na face de extremidade do membro de fechamento também permite que a pressão a jusante no conduíte atue no (por exemplo, cabeça de pistão do) membro de válvula, por exemplo, além da pressão de fluido de controle.
[043] A pressão de fluido pode ser introduzida através da linha de entrada no núcleo de válvula no volume de controle de qualquer maneira adequada e desejável. Em uma modalidade preferencial, o dispositivo compreende um sistema de controle de pressão de fluido para fornecer um fluido através da linha de entrada para o volume de controle para fornecer a pressão de fluido no volume de controle para atuar no membro de válvula. Preferencialmente, o sistema de controle de pressão de fluido está disposto para controlar (por exemplo, definir) a pressão de fluido no volume de controle, isto é, para controlar a posição do membro de válvula.
[044] O sistema de controle de pressão de fluido pode ser fornecido de qualquer maneira adequada e desejável. Preferencialmente, o sistema de controle de pressão de fluido compreende uma fonte de fluido. A fonte de fluido pode ser fornecida localmente para (e, por exemplo, dedicada (por exemplo, exclusivamente) para) o dispositivo ou a fonte de fluido pode compreender uma linha de fluido (por exemplo, distribuída) na qual o dispositivo é canalizado.
[045] Preferencialmente, o sistema de controle de pressão de fluido compreende uma bomba conectada de forma fluida à linha de entrada (e, por exemplo, à fonte de fluido), em que a bomba está disposta para controlar a (por exemplo, taxa volumétrica de) entrada de fluido no (ou removido do) volume de controle (isto é, a fim de controlar a pressão de fluido no volume de controle e, desse modo, a posição (e, por exemplo, taxa de movimento) do membro de válvula). O dispositivo pode compreender sua própria bomba (por exemplo, dedicada), por exemplo, quando a fonte de fluido é fornecida localmente ao dispositivo. Alternativamente, por exemplo, quando o dispositivo está conectado a uma linha de fluido, a linha de fluido pode compreender uma bomba para toda a linha de fluido e, portanto, o dispositivo pode não compreender uma bomba separada.
[046] Preferencialmente, o sistema de controle de pressão de fluido compreende um controle eletrônico disposto para controlar a operação da bomba. Em uma modalidade, o controle eletrônico pode compreender simplesmente um interruptor (por exemplo, manualmente operado). Em outras modalidades, por exemplo, quando o sistema de controle de pressão de fluido recebe entrada (ou entradas) de sensor (ou sensores), o controle eletrônico pode compreender um circuito de processamento disposto para controlar a operação da bomba (por exemplo, em resposta à entrada (ou entradas)).
[047] O controle eletrônico pode ser fornecido localmente ao dispositivo (por exemplo, quando a bomba é manualmente operada). Em uma modalidade, o controle eletrônico é remoto do dispositivo, por exemplo, em uma sala de controle.
[048] O (por exemplo, controle eletrônico do) sistema de controle de pressão de fluido pode receber (e, desse modo, o dispositivo pode compreender) uma ou mais entradas, por exemplo, que o sistema de controle de pressão de fluido usa para controlar (por exemplo, definir) a pressão de fluido no volume de controle (por exemplo pela operação de controle de controle eletrônico da bomba para definir a pressão de fluido).
[049] Por exemplo, o dispositivo pode compreender um sensor de pressão a montante disposto para determinar a pressão no conduíte a montante do dispositivo e/ou um sensor de pressão a jusante disposto para determinar a pressão no conduíte a jusante do dispositivo. Preferencialmente, o sensor de pressão a montante e/ou o sensor de pressão a jusante são conectados ao sistema de controle de pressão de fluido (e, desse modo, preferencialmente, o sistema de controle de pressão de fluido é disposto para receber a pressão a montante determinada e/ou pressão a jusante do sensor de pressão a montante e/ou sensor de pressão a jusante, respectivamente). Preferencialmente, o sistema de controle de pressão de fluido usa a pressão a montante e/ou a jusante do fluido no conduíte (por exemplo, conforme determinado e recebido do sensor de pressão a montante e/ou do sensor de pressão a jusante, respectivamente) para controlar a pressão de fluido no volume de controle (para controlar, desse modo, a posição do membro de válvula).
[050] Preferencialmente, o dispositivo compreende um sensor de posição (por exemplo, que compreende uma unidade de controle) disposto para determinar (por exemplo, detectar) a posição do membro de válvula (por exemplo, em relação ao alojamento e/ou a abertura de saída). Isso ajuda o dispositivo a posicionar o membro de válvula conforme desejável, usando a pressão de fluido no volume de controle, para controlar o fluxo de fluido através do dispositivo.
[051] O sensor de posição pode compreender um sensor de campo magnético. O dispositivo pode compreender um ímã montado de modo que seja deslocado pelo movimento do membro de válvula na mesma direção do membro de válvula. O sensor de campo magnético pode ser montado no alojamento, por exemplo, em uma posição fixa em relação à abertura de saída, de modo que o ímã seja movido pelo membro de válvula em relação ao sensor de campo magnético. O sensor de campo magnético pode ser disposto para detectar as mudanças no campo magnético que o mesmo experimenta do ímã conforme ele se move em relação ao sensor, o que permite que a posição do membro de válvula seja determinada.
[052] O sensor de posição pode compreender múltiplos sensores de campo magnético. Será observado que, fornecendo-se múltiplos sensores de campo magnético, uma determinação mais precisa da posição do membro de válvula pode ser feita (por exemplo, devido à medição mais precisa do movimento do campo magnético do ímã que pode ser feita). Isso pode ser realizado de uma maneira mais econômica do que usando-se um sensor de campo magnético de eixo geométrico múltiplo. Além disso, em modalidades pelo menos preferenciais, fornecer múltiplos sensores de campo magnético pode permitir que as medições sejam calibradas automaticamente para mudanças (por exemplo, degradação) do campo magnético do ímã com o tempo e/ou temperatura.
[053] O ímã pode ser montado no ou em relação ao membro de válvula. O ímã pode compreender qualquer ímã adequado e desejável. Preferencialmente, o ímã compreende um ímã permanente. Preferencialmente, o dispositivo compreende uma bainha que circunda o ímã. A bainha ajuda a proteger o ímã, o qual pode ser bastante frágil. A bainha pode ajudar a evitar o contato do ímã com o fluido de trabalho do dispositivo (isto é, o fluido que flui através do conduíte cujo fluxo está sendo controlado). Isso pode ser necessário, por exemplo, quando o dispositivo é usado na indústria de água, para aprovação regulamentar. A bainha também pode ajudar a reduzir o atrito do ímã conforme o mesmo é deslocado.
[054] Preferencialmente, o ímã é longitudinalmente estendido (isto é, tendo um comprimento maior do que sua largura (por exemplo, diâmetro)), por exemplo, na direção em que o membro de válvula (e, desse modo, o ímã) está disposto para ser deslocado. Preferencialmente, o ímã é cilíndrico, por exemplo, estendido longitudinalmente na direção em que o corte transversal do cilindro é projetado (ao longo do comprimento do cilindro).
[055] O ímã pode ser montado no ou em relação ao membro da válvula de qualquer maneira adequada e desejável. Em um conjunto preferencial de modalidades, o ímã é montado de modo que o ímã retenha a mesma posição circunferencial e/ou radial (por exemplo, em relação ao alojamento e/ou eixo geométrico do dispositivo) quando o ímã é deslocado pelo membro da válvula, por exemplo, mesmo quando o membro de válvula gira (circunferencialmente) em relação ao alojamento.
[056] O ímã que retém a mesma posição circunferencial e/ou radial durante a operação ajuda a manter a mesma relação de posição entre o ímã e os sensores de campo magnético (além do deslocamento pretendido (por exemplo, axial) do ímã com o membro de válvula) e, assim, mantém um ambiente consistente para (por exemplo, o (por exemplo, não ferroso) material (como plástico ou metal) do dispositivo entre) o ímã e os sensores de campo magnético. Isso ajuda a posição do membro de válvula a ser determinada precisamente, por exemplo, mesmo quando o membro de válvula gira (circunferencialmente) em relação ao alojamento (o que pode ser comum durante a operação), porque a força do campo magnético e o ângulo experimentado pelos sensores de campo magnético não variam com a rotação do membro de válvula. Adicionalmente, a posição circunferencial e/ou radial fixa ajuda a preservar o ângulo de campo magnético experimentado pelos sensores de campo magnético conforme o ímã se deteriora.
[057] Em um conjunto de modalidades, o ímã é montado (diretamente) no (isto é, fixado) ao membro de válvula, por exemplo, de modo que o ímã seja conectado de forma fixa (por exemplo, rigidamente) ao membro de válvula. Desse modo, o movimento do ímã corresponde diretamente ao movimento do membro de válvula. O ímã pode ser montado ao longo do eixo geométrico do membro de válvula, por exemplo, dentro de um eixo de pistão do membro de válvula (localizar o ímã dentro do membro de válvula ajuda a isolar o ímã do fluido de trabalho do dispositivo de controle de fluxo de fluido). Desse modo, por exemplo, o ímã é estendido longitudinalmente ao longo do eixo geométrico do membro de válvula. O ímã pode compreender um ímã anular (por exemplo, circunferencialmente simétrico), por exemplo, montado em torno do (por exemplo, eixo geométrico do) membro de válvula. Fornecer um ímã no eixo geométrico central do membro de válvula ou se estender circunferencialmente em torno do eixo geométrico central do membro de válvula ajuda a reter o ímã na mesma posição circunferencial e radial.
[058] Em um conjunto de modalidades, o ímã é montado em relação (mas não necessariamente ligado) ao membro de válvula. Desse modo, preferencialmente, o ímã é distinto (isto é, um componente separado) do membro de válvula. Preferencialmente, o ímã é acionado pelo membro de válvula de modo que seja deslocado pelo membro de válvula na mesma direção do deslocamento do membro de válvula.
[059] Em algumas modalidades, o ímã pode ser atuado diretamente pelo membro de válvula, por exemplo, o membro de válvula pode contatar o ímã diretamente. Em algumas modalidades, o ímã pode ser atuado indiretamente pelo membro da válvula, por exemplo, o membro de válvula pode não entrar em contato com o ímã diretamente. Em vez disso, o membro de válvula pode atuar em uma bainha em torno do ímã ou em outro componente entre o membro de válvula e o ímã.
[060] Em uma modalidade, o dispositivo de controle de fluxo de fluido compreende um espaçador entre o membro da válvula e o ímã, em que o membro da válvula está disposto para deslocar (por exemplo, contato direto) o espaçador de modo a deslocar o ímã (por exemplo, o espaçador pode, por sua vez, contatar o ímã (ou sua bainha) diretamente). Um espaçador pode ser usado para ajudar a posicionar o ímã em relação (por exemplo, mais perto)
aos sensores de campo magnético.
[061] Em um conjunto de modalidades (por exemplo, quando o ímã não está ligado ou integrado ao membro da válvula), o ímã é inclinado em direção ao membro da válvula. Preferencialmente, o dispositivo de controle de fluxo de fluido compreende um membro de desvio (por exemplo, uma mola (por exemplo, de compressão)) disposto para desviar o ímã em direção ao membro de válvula. Preferencialmente, o ímã está localizado entre o membro de válvula e o membro de desvio. Inclinar o ímã em direção ao membro da válvula ajuda a manter a mesma posição (por exemplo, axial) do ímã em relação ao membro de válvula (por exemplo, para manter o ímã (ou a bainha ou o espaçador) em contato com o membro de válvula).
[062] Preferencialmente, o membro de polarização é disposto para (por exemplo, exercer uma força de desvio suficiente contra o ímã para) manter o ímã (ou a bainha ou o espaçador) em contato com o membro de válvula. Entretanto, preferencialmente, a força de desvio exercida pelo membro de desvio no membro de válvula (por exemplo, através do ímã) é insignificante (por exemplo, cerca de 1%) em comparação com as outras forças que atuam no membro de válvula, por exemplo, da pressão de fluido (a montante ou a jusante) do fluido de trabalho, a partir de uma pressão de controle de um fluido de controle que atua no membro de válvula e/ou de uma força de mola de uma mola de desvio (principal) que atua no membro de válvula.
[063] Em um conjunto de modalidades (por exemplo, quando o ímã não está (rigidamente) ligado ou integral com o membro de válvula), o dispositivo de controle de fluxo de fluido compreende uma cavidade (por exemplo, estendida longitudinalmente, por exemplo, na direção axial) na qual o ímã está localizado e disposto para ser deslocado. Preferencialmente, o membro de desvio está localizado na cavidade, por exemplo, o ímã está localizado entre o membro de válvula e o membro de desvio. Preferencialmente, o membro de desvio é feito de um material não ferroso.
[064] Preferencialmente, quando o ímã está localizado dentro de uma cavidade, a cavidade compreende uma abertura de equilíbrio de pressão. Isso é fornecido para ajudar para que qualquer acúmulo de pressão indesejável dentro da cavidade seja ventilado, por exemplo, para um espaço de controle (dentro do dispositivo) com o qual a cavidade está fluidamente conectada através da abertura de equilíbrio de pressão.
[065] O deslocamento do ímã na direção do membro de válvula pode ser restringido por um recurso de retenção do conjunto de ímã e/ou do alojamento de válvula. Preferencialmente, o ímã compreende uma ou mais ranhuras que se estendem axialmente ao longo do ímã e o compartimento da válvula compreende um membro de parada protuberante do alojamento de válvula (por exemplo, parcialmente sobre a entrada para a cavidade), em que o membro de parada é disposto para se projetar na uma ou mais ranhuras. Preferencialmente, o membro de parada é complementar à uma ou mais ranhuras, por exemplo, de modo que o membro de parada corra em uma ou mais ranhuras durante o deslocamento do ímã e de modo que o membro de parada fique em contiguidade na extremidade da ranhura no deslocamento desejável (por exemplo, máximo) do ímã interrompendo, desse modo, o deslocamento do ímã e retendo o mesmo na cavidade. Preferencialmente, o engate do membro de parada com uma ou mais ranhuras evita a rotação do ímã, de modo que a assimetria circunferencial do campo magnético não afete a precisão da medição da posição. Preferencialmente, o membro de parada é disposto para engatar com a extremidade de uma ou mais ranhuras (por exemplo, apenas) quando o membro de válvula é removido do alojamento de válvula. Assim, em modalidades pelo menos preferenciais, durante a operação normal do dispositivo de controle de fluxo de fluido, o deslocamento do ímã é tal que o membro de parada não age para restringir o deslocamento do ímã.
[066] O ímã pode ser montado em relação ao membro de válvula (e, desse modo, por exemplo, a cavidade pode ser formada) em qualquer parte adequada e desejável do dispositivo de fluxo de fluido. Preferencialmente, o ímã é montado de forma móvel no (por exemplo, núcleo de válvula do)
alojamento. Preferencialmente, a cavidade é formada no (por exemplo, núcleo de válvula do) alojamento. Preferencialmente, o (por exemplo, bainha do) ímã (ou, por exemplo, a cavidade) é exposto ao fluido de trabalho (e, desse modo, por exemplo, à pressão de operação do fluido) fluindo através do dispositivo de controle de fluxo de fluido.
[067] Preferencialmente, o ímã é (por exemplo, de forma móvel) montado em uma posição que é radialmente deslocada do eixo geométrico central do dispositivo de controle de fluxo de fluido (e, portanto, do membro de válvula). Isso pode ajudar a posicionar o ímã mais próximo (por exemplo, radialmente) dos sensores de campo magnético. Quando o ímã é montado em relação ao (e, portanto, não sobre) o membro de válvula, preferencialmente o mesmo é montado (por exemplo, na cavidade) de modo que retenha sua posição circunferencial e/ou radial, por exemplo, mesmo quando o membro de válvula gira circunferencialmente.
[068] Em uma modalidade, o membro de válvula compreende uma ranhura anular (por exemplo, estendida circunferencialmente) para receber (por exemplo, localizar) a extremidade do ímã (ou a bainha ou o espaçador). A extremidade do ímã (ou a bainha ou o espaçador), desse modo, entra preferencialmente em contato com (e é, desse modo, movida por) o membro de válvula na ranhura anular. A ranhura ajuda a manter a posição radial do ímã enquanto permite que o membro de válvula gire, por exemplo, circunferencialmente (e, assim, ajuda o ímã a manter sua posição circunferencial, mesmo quando o membro de válvula, e, desse modo, o ímã, está sendo movido em uma direção axial).
[069] O ímã pode ser de qualquer tamanho adequado e desejável. Preferencialmente, o ímã tem um comprimento (por exemplo, na direção axial) que é maior do que o deslocamento máximo (por exemplo, axial) do membro de válvula. Isso ajuda a fornecer uma posição (por exemplo, axial) no (por exemplo, alojamento do) dispositivo de controle de fluxo de fluido na qual o ímã se sobrepõe a todos os deslocamentos (por exemplo, axial) do membro de válvula (e, desse modo, do ímã). Preferencialmente, o comprimento do ímã é maior ou igual à soma do deslocamento máximo (por exemplo, axial) do membro de válvula e a propagação (por exemplo, axial) dos sensores de campo magnético. Isso permite que os sensores de campo magnético sejam (e, em uma modalidade, os mesmos estão) posicionados de modo que os mesmos se sobreponham ao ímã em todos os deslocamentos (por exemplo, axiais) do membro de válvula.
[070] A pluralidade de sensores de campo magnético pode ser montada na pluralidade de posições diferentes no alojamento de válvula de qualquer maneira adequada e desejável. Em uma modalidade, a pluralidade de sensores de campo magnético é montada em um invólucro externo do alojamento de válvula. Isso permite fácil acesso aos sensores de campo magnético, por exemplo, para conectar a fiação de leitura aos mesmos. Em um conjunto preferencial de modalidades, a pluralidade de sensores de campo magnético é montada sobre ou no núcleo de válvula do alojamento. Isso pode permitir que os sensores de campo magnético sejam localizados próximos ao ímã.
[071] Por exemplo, quando o ímã é montado de forma móvel (por exemplo, no núcleo de válvula) do alojamento, a pluralidade de sensores de campo magnético pode estar localizada muito perto do ímã. Isso ajuda a reduzir a quantidade de material entre o ímã e os sensores de campo magnético, o que ajuda a permitir que os sensores de campo magnético façam uma medição precisa do campo magnético do ímã, por exemplo, devido à linearidade aumentada e gradiente da força de campo magnético experimentada pelos sensores de campo magnético. Em uma modalidade, os sensores de campo magnético são montados dentro de 30 mm do ímã (por exemplo, na direção radial), por exemplo, aproximadamente 20 mm do ímã.
[072] Em uma modalidade, o (por exemplo, o núcleo de válvula do) alojamento de válvula compreende uma ou mais cavidades nas quais os sensores de campo magnético estão localizados. A pluralidade de sensores de campo magnético pode estar disposta na mesma cavidade ou em uma pluralidade de respectivas cavidades.
[073] Preferencialmente, os sensores de campo magnético (e, assim, por exemplo, a uma ou mais cavidades para os sensores de campo magnético) estão dispostos à (por exemplo, expostos à) pressão atmosférica. Preferencialmente, os sensores de campo magnético são isolados (ou seja, não expostos a) do (por exemplo, pressão de fluido do) fluido de trabalho do dispositivo de controle de fluxo de fluido, por exemplo, devido ao local sobre ou no alojamento de válvula em que estão montados. Isso permite que os sensores de campo magnético (e, por exemplo, quaisquer componentes eletrônicos associados) operem em um ambiente relativamente seguro e sejam acessados com relativa facilidade. Os sensores de campo magnético podem, por exemplo, não necessitar de mecanismos de vedação complicados.
[074] Em um conjunto preferencial de modalidades, a pluralidade de sensores de campo magnético são fixamente (por exemplo, rigidamente) montados no alojamento de válvula. Fornecer sensores de campo magnético estático ajuda, por exemplo, a simplificar qualquer conexão de fiação e/ou eletrônica. Também pode permitir que as vedações estáticas (que são relativamente simples e seguras, por exemplo, comparadas às vedações dinâmicas) sejam usadas para vedar os sensores de campo magnético no alojamento.
[075] A pluralidade de sensores de campo magnético pode ser fornecida em uma pluralidade de diferentes (respectivas) posições de qualquer maneira adequada e desejável, por exemplo, de modo que os mesmos experimentem diferentes forças de campo magnético do ímã entre si. Em uma modalidade, a pluralidade de sensores de campo magnético é radialmente separada entre si. Preferencialmente, a pluralidade de sensores de campo magnético é separada axialmente entre si. Em outras modalidades, os sensores de campo magnético são angulados entre as direções radial e axial. Preferencialmente, os sensores de campo magnético são angulados de modo que as linhas de campo radial do ímã cortem os topos dos sensores magnéticos (por exemplo, efeito Hall).
[076] A pluralidade de sensores de campo magnético pode ser separada entre si, montando-se os mesmos em uma pluralidade de diferentes (respectivos) substratos (por exemplo, placas de circuito impresso), por exemplo, para localizar os mesmos em uma pluralidade de cavidades diferentes no alojamento de válvula. Alternativamente, a pluralidade de sensores de campo magnético é montada, separada entre si, no mesmo substrato (por exemplo, placa de circuito impresso), por exemplo, para localizar os sensores de campo magnético na mesma cavidade.
[077] Desse modo, conforme apropriado, a uma ou mais cavidades podem ser estendidas longitudinalmente, por exemplo, radialmente ou axialmente. Por exemplo, quando a pluralidade de sensores de campo magnético está localizada na mesma cavidade, a cavidade pode se estender longitudinalmente na direção axial (e, desse modo, os sensores de campo magnético podem ser separados axialmente uns dos outros). Ou, por exemplo, quando a pluralidade de sensores de campo magnético está localizada em uma pluralidade de cavidades, as cavidades podem ser separadas axialmente umas das outras (por exemplo, na mesma posição circunferencial), mas se estendem radialmente.
[078] A pluralidade de sensores de campo magnético pode ser separada entre si por qualquer distância adequada e desejável. Preferencialmente, os sensores de campo magnético são posicionados no alojamento de válvula dentro do deslocamento máximo (por exemplo, axial) do ímã, por exemplo, quando os sensores de campo magnético são axialmente separados entre si. Isso permite que os sensores de campo magnético sobreponham o ímã em todos os deslocamentos do ímã. Entretanto, em modalidades em que os sensores de campo magnético são sensores de múltiplos eixos geométricos, pode ser possível usar um ímã menor.
[079] Os sensores de campo magnético podem ser de qualquer tipo adequado e desejável de sensores de campo magnético. Em um conjunto de modalidades, os sensores de campo magnético compreendem uma pluralidade de sensores de efeito Hall magnéticos. Os sensores de campo magnético podem compreender vários sensores de eixo geométrico. Os sensores de múltiplos eixos geométricos podem ser configurados para determinar a magnitude do campo magnético em dois eixos geométricos (por exemplo, horizontal e vertical). Um ângulo de campo magnético pode ser calculado a partir da saída dos sensores de campo magnético de eixo geométrico único ou múltiplo. Entretanto, os sensores de campo magnético podem compreender (por exemplo, menos dispendiosos) sensores de eixo geométrico único ou ângulo de campo magnético. Uma posição do membro de válvula pode ser determinada pelo (por exemplo, a unidade de controle de) sensor de posição a partir de um ângulo de campo magnético calculado ou medido. Usar um ângulo de campo magnético para determinar a posição do membro de válvula, em vez de uma magnitude do campo magnético, pode melhorar a faixa de deslocamentos do membro de válvula que pode ser determinada. Adicionalmente, a determinação pode ser independente das flutuações de temperatura.
[080] Em uma modalidade, os sensores de campo magnético podem compreender comutadores de efeito Hall (por exemplo, em vez de ou em adição a outros sensores de campo magnético). Os interruptores de efeito Hall são preferencialmente posicionados no alojamento da válvula ou fora do deslocamento máximo (por exemplo, axial) do ímã (por exemplo, em qualquer direção). Os interruptores de efeito Hall podem, desse modo, usar a descontinuidade no campo magnético do ímã para detectar que o ímã atingiu seu deslocamento máximo (por exemplo, axial) (em qualquer direção). O uso de interruptores de efeito Hall dessa forma pode ser adequado para uma válvula liga-desliga ou de corte, ou para calibrar as medições de outros sensores de campo magnético (por exemplo, posicionados intermediários).
[081] O dispositivo de controle de fluxo de fluido pode compreender qualquer número adequado e desejável de sensores de campo magnético. Em um conjunto preferencial de modalidades, o dispositivo de controle de fluxo de fluido compreende dois ou mais sensores de campo magnético, por exemplo, três ou mais sensores de campo magnético. Ter três ou mais sensores de campo magnético fornece alguma redundância, por exemplo, se um dos sensores parar de funcionar.
[082] Em um conjunto preferencial de modalidades, o sensor de posição compreende uma unidade de controle disposta para receber uma saída (por exemplo, uma medição do campo magnético (por exemplo, força e/ou ângulo) do ímã) dos sensores de campo magnético. A unidade de controle pode ser conectada por meio de uma conexão com fio ou sem fio aos sensores de campo magnético. Preferencialmente, a unidade de controle é disposta para determinar a posição do membro de válvula, a partir da saída recebida dos sensores de campo magnético. Preferencialmente, a unidade de controle compreende o conjunto de circuitos de processamento dispostos para receber a saída recebida dos sensores de campo magnético e para calcular a posição do membro de válvula a partir do campo magnético medido (por exemplo, força e/ou ângulo). Preferencialmente, os circuitos de processamento estão dispostos para realizar uma ou mais (por exemplo, todas) das funções da unidade de controle, conforme apropriado.
[083] A posição do membro de válvula pode ser determinada de qualquer maneira adequada e desejável. Medir a posição do membro da válvula ajuda a fornecer garantia (por exemplo, para um usuário) de que a abertura da válvula esteja totalmente aberta ou totalmente fechada, conforme desejável. A posição do membro de válvula pode ser usada para determinar a quantidade pela qual o membro de válvula está estrangulando o fluxo de fluido através da abertura da válvula. Isto, por sua vez, pode permitir que o membro da válvula seja posicionado em uma posição particular, por exemplo, para fornecer uma quantidade desejável de estrangulamento. A posição do membro de válvula pode ser usada para permitir que a taxa de fluxo através do dispositivo de controle de fluxo de fluido seja determinada (ou estimada). A posição do membro de válvula pode ser usada como parte de verificações de saúde e/ou monitoramento de condição do dispositivo de controle de fluxo de fluido.
[084] Em um conjunto preferido de modalidades, a posição determinada do membro de válvula é usada como parte de um ciclo de controle de retroalimentação (por exemplo, ativo). Desse modo, preferencialmente, o (por exemplo, unidade de controle do) sensor de posição é disposto para controlar a operação do dispositivo de controle de fluxo de fluido com o uso da posição determinada do membro de válvula, por exemplo, para posicionar o membro de válvula em uma posição particular. Isso pode ser feito de qualquer maneira adequada e desejável, por exemplo, devido ao tipo de dispositivo de controle de fluxo de fluido sendo usado. Por exemplo, o (por exemplo, unidade de controle do) sensor de posição pode (por exemplo, controlar uma válvula piloto para) definir uma pressão de controle no dispositivo de controle de fluxo de fluido (por exemplo, com o uso da posição determinada do membro de válvula) para deslocar o membro de válvula para uma posição particular.
[085] Assim, preferencialmente, o (por exemplo, unidade de controle do) sensor de posição está conectado ao (por exemplo, controle eletrônico do) sistema de controle de pressão de fluido (e, desse modo, preferencialmente, o sistema de controle de pressão de fluido está disposto para receber a posição determinada do membro de válvula do (por exemplo, unidade de controle do) sensor de posição). Preferencialmente, o (por exemplo, controle eletrônico do) sistema de controle de pressão de fluido usa a posição do membro de válvula (por exemplo, conforme determinado por e recebido da (por exemplo, unidade de controle do) sensor de posição) para controlar a pressão de fluido no volume de controle (por exemplo, pelo controle eletrônico que opera a bomba para definir a pressão de fluido). Isso permite que a posição do membro de válvula seja ativamente ajustada, de modo que, por exemplo, a válvula de controle de fluxo de fluido possa ser controlada para operar de uma maneira particular, por exemplo, a uma taxa de fluxo constante.
[086] Em um conjunto preferencial de modalidades, o (por exemplo, unidade de controle do) sensor de posição é disposto para executar a minimização de erros na saída dos sensores de campo magnético para determinar a posição do membro de válvula. A minimização de erros explora as múltiplas medições dos múltiplos sensores de campo magnético e ajuda a contabilizar quaisquer mudanças do ímã com a temperatura ou o tempo. Adicionalmente, dependendo do algoritmo de minimização de erro usado, a temperatura e/ou a magnetização do ímã também pode ser determinada (e, desse modo, em uma modalidade, o (por exemplo, unidade de controle do) sensor de posição está disposto para determinar a temperatura e/ou o magnetização do ímã com o uso da saída dos sensores de campo magnético).
[087] O fluido no volume de controle pode ser qualquer fluido adequado e desejável, por exemplo, um líquido (aplicando assim uma pressão hidráulica) ou um gás (aplicando assim uma pressão pneumática). A escolha do fluido a ser usado pode depender da operação desejável do dispositivo e da pressão de fluido que deve ser fornecida. Preferencialmente, o fluido de "controle" no volume de controle compreende um fluido que é menos prejudicial ao meio ambiente do que o fluido que flui no conduíte que está sendo controlado pelo dispositivo. Será observado que o fluido de controle terá provavelmente um volume limitado (por exemplo, em comparação com o volume de fluido que flui através do conduíte) e, desse modo, se houver vazamentos, os danos ambientais causados por isso podem ser minimizados.
[088] O fluido a ser introduzido no volume de controle pode ser retirado do fluido no conduíte cujo fluxo está sendo controlado pelo dispositivo. Entretanto, em uma modalidade preferencial, o dispositivo é configurado para manter o fluido no conduíte (cujo fluxo está sendo controlado pelo dispositivo) separado do fluido no volume de controle. Isso ajuda a reduzir a contaminação (em qualquer direção) entre o fluido de controle e o fluido de linha (o fluido no conduíte).
[089] Preferencialmente, o fluido no volume de controle (e na linha de entrada) é isolado do fluido no conduíte. Desse modo, preferencialmente, o volume de controle e a linha de entrada são vedados, por exemplo, do fluido no conduíte. Preferencialmente, o dispositivo compreende uma ou mais vedações para vedar o volume de controle, por exemplo, entre o membro de válvula (por exemplo, a parte do membro de válvula que se move no volume de controle, por exemplo, a cabeça de pistão) e o alojamento (por exemplo, a parte do mesmo que define o volume de controle). A vedação (ou vedações) pode ser fornecida no alojamento e/ou no membro de válvula.
[090] Em algumas modalidades, o dispositivo compreende uma (por exemplo, compressão) mola (por exemplo, dentro do alojamento) disposta para atuar no membro de válvula (isto é, além da pressão de fluido). Será observado que a natureza de peça dividida do dispositivo é particularmente conveniente para incluir e montar uma mola no dispositivo, visto que a mola pode ser (e preferencialmente é) montada com o membro de válvula e o alojamento, antes que o núcleo de válvula seja preso entre os invólucros a montante e a jusante.
[091] A mola pode ser disposta para atuar em qualquer parte adequada e desejável do membro de válvula e em qualquer direção adequada e desejável. Preferencialmente (por exemplo, quando a pressão do fluido atua em apenas um lado do membro de válvula) a mola é disposta para atuar no membro de válvula na direção oposta (por exemplo, axial) à direção em que a pressão do fluido atua no membro de válvula. Desse modo, preferencialmente, o membro de válvula é influenciado (pelo menos) pela pressão de fluido e a força de mola para controlar a posição do membro de válvula.
[092] Em uma modalidade, a mola está disposta para atuar para inclinar o membro de válvula na direção a jusante (isto é, para desviar o membro de válvula para fechar a abertura de saída). Preferencialmente, nesta modalidade, a mola está localizada entre (e, portanto, engata e exerce uma força contra) o alojamento do núcleo de válvula e o membro de fechamento.
[093] Em uma modalidade, a mola está disposta para atuar para desviar o membro de válvula na direção a montante (isto é, para desviar o membro de válvula para a abertura da abertura de saída). Preferencialmente, nesta modalidade, a mola está localizada entre (e assim engata e exerce uma força contra) o alojamento do núcleo de válvula e a cabeça de pistão do membro da válvula.
[094] O dispositivo pode ser configurado para ter características operacionais definidas, por exemplo, particularmente em relação ao seu modo de operação “à prova de falhas”. Isto é preferencialmente para fornecer ao dispositivo um modo de operação definido no caso de uma perda (ou redução significativa) da pressão de fluido. Isso pode ser causado, por exemplo, por uma perda de energia para o dispositivo (por exemplo, para o sistema de controle de pressão de fluido) ou por um vazamento do fluido de controle do volume de controle (por exemplo, devido a uma falha de uma vedação para o volume de controle). Na primeira situação, a pressão de fluido no volume de controle provavelmente será reduzida para abaixo da pressão que atua no membro de válvula na direção oposta. Na última situação, o vazamento do fluido de controle levará provavelmente à equalização da pressão de fluido que atua no membro de válvula em cada direção. Nessas situações, o modo de falha da válvula também pode depender da possibilidade de o dispositivo compreender uma mola que atua no membro da válvula.
[095] Em uma modalidade, em um projeto de “fechado em caso de falha", o dispositivo é configurado para (por exemplo, mover o membro de válvula para) fechar a abertura de saída quando houver uma perda (ou redução significativa) da pressão de fluido.
[096] Em uma modalidade, em um projeto de “aberto em caso de falha", o dispositivo é configurado para (por exemplo, mover o membro de válvula para) abrir a abertura de saída quando houver uma perda (ou redução significativa) da pressão do fluido.
[097] Quando o dispositivo é configurado para fechar ou abrir em caso de falha, preferencialmente, o membro de válvula é desviado (por exemplo, por uma mola) na direção a jusante ou a montante, respectivamente.
[098] Em uma modalidade, em um projeto “posicionado em caso de falha", o dispositivo é configurado para reter o membro de válvula na mesma posição quando há uma perda (ou redução significativa) da pressão de fluido (isto é, na posição em que o membro de válvula está quando ocorre a perda de pressão de fluido).
[099] Esses modos de operação "à prova de falhas" podem ser escolhidos dependendo dos requisitos operacionais do sistema no qual o dispositivo está instalado.
[100] Em um conjunto de modalidades (por exemplo, “fechado em caso de falha”), o volume de controle está disposto de modo que a pressão de fluido atue para desviar (e, desse modo, mover) o membro de válvula na direção a montante (ou seja, para abrir a abertura de saída), por exemplo, de modo que a pressão do fluido atue em uma face a jusante do (por exemplo, cabeça de pistão do) membro de válvula. Desse modo, no caso de uma perda de pressão de fluido, o membro de válvula experimenta uma queda na pressão que atua sobre o mesmo que normalmente desviaria o mesmo na direção a montante, desse modo, movendo preferencialmente o membro de válvula na direção a jusante para fechar a abertura de válvula.
[101] Neste conjunto de modalidades, preferencialmente, o dispositivo (por exemplo, o alojamento e o membro de válvula) é disposto de modo que a pressão a jusante do fluido no conduíte atue para desviar (e, desse modo, mover) o membro de válvula na direção a jusante (isto é, para fechar abertura de saída) (por exemplo, diferencialmente com a pressão de fluido de controle que atua na direção oposta no membro da válvula). Preferencialmente, o membro de válvula é atuado pela pressão a jusante no conduíte e a pressão de fluido no volume de controle de modo a ser movido (entre outros) pela diferença entre essas pressões para controlar a posição do membro de válvula.
[102] Preferencialmente, uma face a montante do (por exemplo, cabeça de pistão do) membro da válvula é exposta à pressão a jusante, por exemplo, de modo que a pressão a jusante atue na face a montante do (por exemplo, cabeça do pistão do) membro de válvula. Desse modo, no caso de uma perda de pressão de fluido, a pressão a jusante atua no membro de válvula para mover o membro de válvula na direção a jusante para fechar a abertura de válvula.
[103] Preferencialmente, o alojamento compreende um canal do lado a jusante do alojamento (e, por exemplo, o membro de válvula) que está conectado de forma fluida à face a montante do (por exemplo, cabeça de pistão do) membro de válvula. Isso fornece uma rota de fluido para que a pressão a jusante atue em uma face a montante do membro de válvula. Preferencialmente, quando o membro de fechamento do membro de válvula compreende abertura (ou aberturas) através do mesmo, a abertura (ou aberturas) é conectada de forma fluida, por exemplo, por meio de um canal, ao lado a montante do (por exemplo, cabeça de pistão do) membro de válvula. Desse modo, mesmo quando o membro de válvula fechou (por exemplo, totalmente) a abertura de saída, a pressão a jusante pode atuar na face a montante do membro de válvula.
[104] Preferencialmente, quando o dispositivo compreende uma mola, a mola está disposta para atuar para desviar o membro de válvula na direção a jusante (isto é, para desviar o membro de válvula para fechar a abertura de saída). Assim, preferencialmente, a mola atua sobre o membro de válvula, juntamente com a pressão a jusante, para desviar o membro de válvula na direção a jusante contra a pressão de fluido de controle, de modo que o membro de válvula feche a abertura de saída no caso de uma perda de (ou queda significativa) da pressão de fluido de controle.
[105] Em um conjunto de modalidades (por exemplo, “aberto em caso de falha”), o volume de controle está disposto de modo que a pressão de fluido atue para desviar (e, desse modo, mover) o membro de válvula na direção a jusante (isto é, para fechar a abertura de saída), por exemplo, de modo que a pressão de fluido atue em uma face a montante do (por exemplo, cabeça de pistão do) membro de válvula. Desse modo, no caso de uma perda de pressão de fluido, o membro de válvula experimenta uma queda na pressão que atua sobre o mesmo que normalmente desviaria o mesmo na direção a jusante, portanto, preferencialmente movendo o membro de válvula na direção a montante para abrir a abertura da válvula.
[106] Neste conjunto de modalidades, preferencialmente, o dispositivo (por exemplo, o compartimento e o membro da válvula) é disposto de modo que a pressão a jusante do fluido no conduíte atue para desviar (e, desse modo, mover) o membro de válvula na direção a montante (isto é, para abrir a abertura de saída) (por exemplo, diferencialmente com a pressão de fluido de controle que atua na direção oposta no membro de válvula). Preferencialmente, uma face a jusante do (por exemplo, cabeça de pistão do) membro de válvula é exposta à pressão a jusante, por exemplo, de modo que a pressão a jusante atue na face a jusante do (por exemplo, cabeça de pistão do) membro de válvula. Desse modo, no caso de uma perda de pressão de fluido, a pressão a jusante atua no membro de válvula para mover o membro de válvula na direção a montante para abrir a abertura de válvula.
[107] Preferencialmente, o alojamento compreende um canal do lado a jusante do alojamento (e, por exemplo, o membro de válvula) que está conectado de forma fluida à face a jusante do (por exemplo, cabeça de pistão do) membro de válvula. Isso fornece uma rota de fluido para que a pressão a jusante atue em uma face a jusante do membro de válvula. Preferencialmente, quando o membro de fechamento do membro de válvula compreende abertura (ou aberturas) através do mesmo, a abertura (ou aberturas) é conectada de forma fluida, por exemplo, por meio de um canal, ao lado a jusante do (por exemplo, cabeça de pistão do) membro de válvula. Desse modo, mesmo quando o membro de válvula fechou (por exemplo, totalmente) a abertura de saída, a pressão a jusante pode atuar na face a jusante do membro de válvula.
[108] Preferencialmente, quando o dispositivo compreende uma mola, a mola está disposta para atuar para desviar o membro de válvula na direção a montante (isto é, para desviar o membro de válvula no sentido de abrir a abertura de saída). Desse modo, preferencialmente, a mola atua sobre o membro de válvula, juntamente com a pressão a jusante, para desviar o membro da válvula na direção a montante contra a pressão de fluido de controle, de modo que o membro da válvula abra a abertura de saída no caso de uma perda de (ou significativa queda) da pressão do fluido de controle.
[109] Em um conjunto de modalidades (por exemplo, “posicionado em caso de falha"), o dispositivo compreende dois volumes de controle. Preferencialmente, o dispositivo compreende duas (por exemplo, separadas de forma fluida) linhas de entrada definidas no núcleo de válvula para a introdução de pressões de fluido nos dois volumes de controle, respectivamente. Preferencialmente, o membro de válvula é atuado pela diferença nas pressões de fluido nos dois volumes de controle para controlar a posição do membro de válvula.
[110] Preferencialmente, o dispositivo compreende um sistema de controle de pressão de fluido para (por exemplo, independentemente) fornecer um fluido através das duas linhas de entrada para os dois volumes de controle respectivos para fornecer as pressões de fluido nos respectivos volumes de controle para atuar no membro de válvula. Desse modo, cada linha de entrada e volume de controle pode ter fluido fornecido à mesma por um sistema de controle separado ou o mesmo sistema de controle pode ser disposto para fornecer fluido a ambas as linhas de entrada e respectivos volumes de controle, por exemplo, independentemente. Preferencialmente, o sistema de controle de pressão de fluido é disposto para controlar (por exemplo, definir) a pressão de fluido em cada um dos volumes de controle, isto é, para controlar a posição do membro de válvula.
[111] Um dos volumes de controle é preferencialmente disposto de modo que a pressão de fluido atue para desviar (e, desse modo,
mover) o membro de válvula na direção a montante (isto é, para abrir a abertura de saída), por exemplo, de modo que a pressão do fluido atue em uma face a jusante do (por exemplo, cabeça de pistão do) membro de válvula. O outro dos volumes de controle é preferencialmente disposto de modo que a pressão do fluido atue para desviar (e, desse modo, mover) o membro de válvula na direção a jusante (isto é, para fechar a abertura de saída), por exemplo, de modo que a pressão do fluido atue em uma face a montante do (por exemplo, cabeça de pistão do) membro de válvula. Desse modo, no caso de uma perda de pressão de fluido, o membro de válvula experimenta uma queda na pressão que atua em ambos os seus lados. O membro de válvula está, desse modo, preferencialmente disposto para permanecer na posição quando ocorreu a perda de pressão de fluido.
[112] Neste conjunto de modalidades, preferencialmente, o dispositivo (por exemplo, o alojamento e o membro da válvula) é disposto de modo que a pressão a jusante do fluido no conduíte não atue para desviar o membro de válvula. Preferencialmente, o membro de fechamento da válvula tem pressão equilibrada, por exemplo, preferencialmente, o membro de fechamento compreende abertura (ou aberturas) através do mesmo. Isso significa que, embora o membro de fechamento possa ser exposto à pressão a jusante do fluido no conduíte, isso não faz com que uma força resultante atue na direção a montante ou a jusante no membro de válvula.
[113] Nessas modalidades, o dispositivo pode compreender uma mola, em que a mola está disposta para atuar para desviar o membro de válvula tanto na direção a montante quanto a jusante. Tal disposição pode, portanto, ser disposta para desviar o membro de válvula na direção a montante ou a jusante, respectivamente, por exemplo, a fim de mover o membro de válvula para a posição totalmente fechada ou totalmente aberta quando há uma perda de pressão de fluido em ambos os volumes de controle.
[114] Nas modalidades acima, o dispositivo pode ser (e preferencialmente é) operado simplesmente como uma válvula liga-desliga, por exemplo, com o uso da pressão de fluido de controle para mover o membro de válvula para abrir ou fechar a abertura de saída. Entretanto, será observado que a pressão de fluido pode ser controlada para mover o membro de válvula para uma posição entre suas configurações totalmente aberta e totalmente fechada. O dispositivo pode então ser operado como uma válvula de controle.
[115] Em algumas modalidades, o dispositivo é adaptado adicionalmente para ajudar o mesmo a controlar o fluxo de fluido através do mesmo com um controle mais preciso do que simplesmente ter o membro de válvula aberto ou fechado. Em uma modalidade preferencial, o dispositivo compreende uma gaiola que se estende ao longo do caminho de fluxo entre o alojamento e a abertura de saída, em que a gaiola compreende uma pluralidade de aberturas (por exemplo, orifícios ou fendas) para permitir que o fluido flua através da mesma. Preferencialmente, a gaiola está disposta de modo que o movimento do membro de válvula permita seletivamente que o fluido flua através de uma proporção maior ou menor da pluralidade de aberturas na gaiola. Isso atua para estrangular o fluxo de fluido através do dispositivo (e, desse modo, através da abertura de saída), ajudando, portanto, a controlar o fluxo de fluido através do dispositivo.
[116] A gaiola (por exemplo, uma guarnição de válvula) pode ser fornecida de qualquer maneira adequada e desejável para controlar o fluxo de fluido através da mesma, de acordo com o movimento e a posição do membro de válvula. Em uma modalidade, a gaiola é fixada ao (e, por exemplo, se projeta a partir) do membro de válvula. Portanto, preferencialmente, à medida que o membro de válvula se move em direção e para longe da abertura de saída, um número menor ou maior (respectivamente) de aberturas na gaiola é exposto ao trajeto de fluxo através do dispositivo, assim controlando o fluxo de fluido através da abertura de saída.
[117] Em uma modalidade, a gaiola é fixada ao (e, por exemplo, se estende entre) o alojamento e o revestimento a jusante (por exemplo, o aro da abertura de saída). Nesta modalidade, preferencialmente, o membro de válvula se move em relação à gaiola (por exemplo, a gaiola é fixa estacionária no dispositivo). Portanto, preferencialmente, à medida que o membro de válvula se move em direção e para longe da abertura de saída, as aberturas na gaiola são abertas e fechadas seletivamente, controlando, desse modo, o fluxo de fluido através da abertura de saída.
[118] A disposição (por exemplo, o tamanho e a distribuição) das aberturas na gaiola pode ser escolhida para fornecer um perfil particular para o controle do fluxo de fluido através da abertura de saída.
[119] Quando vista de um segundo aspecto, a invenção fornece um dispositivo para controlar o fluxo de fluido através de um conduíte de um lado a montante do dispositivo para um lado a jusante do dispositivo, em que o dispositivo compreende
[120] um invólucro de válvula a montante que define uma entrada no lado a montante do dispositivo;
[121] um invólucro de válvula a jusante que define uma abertura de saída no lado a jusante do dispositivo;
[122] um núcleo de válvula preso entre o invólucro de válvula a montante e o invólucro de válvula a jusante, em que o invólucro de válvula a montante, o invólucro de válvula a jusante e o núcleo de válvula são formados como peças distintas;
[123] em que o núcleo de válvula compreende um alojamento;
[124] um membro de válvula montado de forma móvel no alojamento e posicionado no lado a montante da abertura de saída, em que o membro de válvula está disposto para se mover reciprocamente para abrir e fechar seletivamente a abertura de saída, assim controlando o fluxo do fluido através da abertura de saída;
[125] um ímã montado no ou em relação ao membro de válvula, em que o ímã está disposto para ser deslocado pelo deslocamento do membro de válvula em uma direção paralela à direção de deslocamento do membro de válvula; e
[126] um sensor de campo magnético montado no alojamento da válvula.
[127] Será observado que este aspecto da invenção pode (e preferencialmente) inclui um ou mais (por exemplo, todos) todos os recursos opcionais e preferenciais aqui descritos.
[128] Por exemplo, em um conjunto de modalidades, o dispositivo pode estar disposto para determinar a posição do membro de válvula, a partir da saída recebida do sensor de campo magnético, por exemplo, com o uso de uma unidade de controle.
[129] Certas modalidades preferenciais para a invenção serão descritas agora, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos nos quais:
[130] As Figuras 1a e 1b mostram uma vista em corte transversal de um dispositivo de acordo com uma modalidade da invenção em que o membro de válvula está disposto para fechar no caso de uma falha;
[131] As Figuras 2a e 2b mostram uma vista em corte transversal de um dispositivo de acordo com uma modalidade da invenção, em que o membro de válvula está disposto para abrir no caso de uma falha;
[132] As Figuras 3a e 3b mostram uma vista em corte transversal de um dispositivo de acordo com uma modalidade da invenção, em que o membro de válvula é acionado aberto ou fechado por alimentações de fluido de controle separadas;
[133] A Figura 4 mostra uma vista em corte transversal de um dispositivo de acordo com uma modalidade da invenção, em que uma guarnição de gaiola é fixada ao membro de válvula;
[134] A Figura 5 mostra uma vista em corte transversal de um dispositivo de acordo com uma modalidade da invenção, em que uma guarnição de gaiola é instalada em torno do membro de válvula;
[135] A Figura 6 mostra uma vista em corte transversal de um dispositivo de acordo com uma modalidade da invenção em que o dispositivo inclui um sensor de posição que compreende um ímã e sensores de campo magnético;
[136] A Figura 7 mostra uma vista em corte transversal de um dispositivo de acordo com uma modalidade da invenção em que o dispositivo inclui um sensor de posição que compreende um ímã de anel e sensores de campo magnético;
[137] A Figura 8 mostra uma vista em corte transversal de um dispositivo de acordo com uma modalidade da invenção em que o dispositivo inclui um sensor de posição que compreende um ímã e três sensores de campo magnético montados dentro de três orifícios radiais separados no núcleo de válvula.
[138] Existem muitas situações industriais diferentes nas quais há um desejo de controlar a taxa de fluxo em uma corrente de fluxo de fluido através de um conduíte. Em tais sistemas, um dispositivo é necessário para controlar a taxa de fluxo de saída abrindo e/ou fechando uma abertura de saída (por exemplo, válvula). Como será descrito agora, as modalidades da presente invenção fornecem dispositivos que são capazes de fornecer este controle para o fluxo de fluido.
[139] As Figuras 1a e 1b mostram uma vista em corte transversal de um dispositivo de fluxo de fluido 1 de acordo com uma modalidade da presente invenção. A Figura 1a mostra o dispositivo 1 em sua posição totalmente aberta e a Figura 1b mostra o dispositivo 1 em sua posição totalmente fechada. O dispositivo 1 compreende um núcleo de válvula 2, um invólucro de válvula a montante 4 e um invólucro de válvula a jusante 5, que são formados como três componentes separados. O dispositivo 1 é montado em um tubo 7 que se estende em ambos os lados dos invólucros de válvula a montante e a jusante 4, 5.
[140] Para montar o dispositivo 1, o núcleo de válvula 2 é montado e vedado entre os invólucros da válvula a montante e a jusante 4, 5 e é preso no lugar por meio de um círculo de cavilha de flange 12. Isso fornece uma vantagem sobre os corpos de válvula fundidos em uma única peça, em que o membro de válvula deve ser menor em diâmetro do que as extremidades da válvula para que seja inserido através da abertura de entrada ou saída. Considerando que, com o presente projeto de três peças, é possível acomodar um núcleo de válvula maior e um membro de válvula capaz de suportar pressões de controle hidráulico mais altas.
[141] O invólucro de válvula a montante 4 define uma abertura de entrada 8 e o invólucro de válvula a jusante 5 compreende um assento de válvula 52 que circunda e define uma abertura de saída 10. O fluxo de fluido nas Figuras 1a e 1b é da esquerda para a direita, seguindo um conduíte 6 definido dentro dos invólucros de válvula 4, 5.
[142] O núcleo de válvula 2 compreende quatro componentes principais: um pistão 14, um membro de fechamento 16, uma alimentação de fluido de controle 18 e um alojamento 20. O pistão 14 e o membro de fechamento 16 formam juntos um membro de válvula. O alojamento 20 e o pistão 14 definem juntos uma câmara de pressão de fluido de controle 21 e uma câmara de pressão a jusante 22.
[143] A câmara de pressão de fluido de controle 21 está a jusante da cabeça de pistão 28 e está conectada de forma fluida à alimentação de fluido de controle 18 para fornecer um fluido de controle (e, desse modo, uma pressão de fluido de controle) para a câmara de pressão de fluido de controle 21, de modo que a pressão de fluido de controle atue na face a jusante 48 da cabeça de pistão 28. A câmara de pressão a jusante 22 está a montante da cabeça de pistão 28 e está conectada de forma fluida ao lado a jusante do conduíte 6 por meio de um orifício de equilíbrio de cavidade de pistão a montante 32 e orifícios de equilíbrio de membro de fechamento 34. Isto permite que o fluido no lado a jusante do conduíte 6 (e, desse modo, uma pressão de fluido a jusante) seja fornecido para a câmara de pressão a jusante 22 (por meio do orifício de equilíbrio de cavidade de pistão a montante 32 e os orifícios de equilíbrio de membro de fechamento 34), de modo que a pressão na porção a montante da câmara de pressão a jusante 22 (e, desse modo, atuando na face a montante da cabeça de pistão 28) é igual à pressão a jusante na abertura de saída 10. O alojamento 20 define adicionalmente uma abertura de eixo de pistão 24 e uma câmara de membro de fechamento 25.
[144] A alimentação de fluido de controle 18 é conectada a uma fonte de fluido de controle 66 (por exemplo, fluido hidráulico, fluido pneumático ou fluido retirado de dentro do tubo 7) que é controlado por um sistema de controle 70, por exemplo, para definir a pressão do fluido de controle na câmara de pressão de fluido de controle 21. O sistema de controle 70 pode usar dados de retroalimentação coletados por um sensor de posição 72 que determina a posição do pistão 14 em relação ao alojamento 20 e/ou a abertura de saída 10.
[145] O pistão 14 compreende uma cabeça de pistão 28 e um eixo de pistão 30, que se projeta perpendicularmente a partir da superfície a jusante 48 da cabeça de pistão 28 através da abertura de eixo de pistão 24 para a câmara de membro de fechamento 25. A cabeça de pistão 28 é vedada contra o alojamento 20 pelas vedações de pistão 56 e o eixo de pistão 30 é vedado dentro da abertura de eixo de pistão 24 pelas vedações de eixo de pistão 58. Isto evita que o fluido de controle vaze para a câmara de pressão a jusante 22 e para a câmara de membro de fechamento 25, respectivamente.
[146] O membro de fechamento 16 é fixado à extremidade a jusante do eixo de pistão 30 de modo que o membro de fechamento 16 se mova longitudinalmente com o pistão 14. O membro de fechamento 16 tem uma porção de manga cilíndrica 38 e uma porção de extremidade 36. A porção de extremidade 36 compreende vedações de corte 40, montadas na superfície externa da porção de extremidade de membro de fechamento 36 e vários orifícios de equilíbrio de membro de fechamento 34 que permitem que o fluido passe do lado a jusante do conduíte 6 através da câmara de membro de fechamento 25 e para a câmara de pressão a jusante 22 por meio do orifício de equilíbrio de cavidade de pistão a montante 32. O membro de fechamento 16 está disposto para se mover reciprocamente ao longo da superfície interna 42 do alojamento 20 dentro da câmara de membro de fechamento 25.
[147] A porção de manga cilíndrica 38 do membro de fechamento 16 tem um furo central oco no qual uma mola helicoidal 54 está posicionada em torno do eixo de pistão 30. A mola helicoidal 54 é uma mola de compressão que é mantida entre o alojamento 20 e o membro de fechamento 16 para desviar o membro de fechamento 16 para fechar a abertura de saída 10.
[148] O membro de fechamento 16 é móvel entre duas posições extremas: uma posição totalmente aberta, conforme mostrado na Figura 1a, e uma posição totalmente fechada, conforme mostrado na Figura 1b. Na posição totalmente aberta, a superfície a montante 44 da cabeça de pistão 28 fica em contiguidade com a face interna a montante 46 do alojamento 20 e a porção de extremidade 36 do membro de fechamento 16 está localizada dentro da câmara de membro de fechamento 25, deixando um trajeto de fluxo para o fluxo de fluido através da abertura de saída 10 do lado a montante do dispositivo 1 para o lado a jusante. Na posição totalmente fechada, a superfície a jusante 48 da cabeça de pistão 28 fica em contiguidade com a superfície interna a jusante 50 do alojamento 20 e a porção de extremidade 36 do membro de fechamento 16 é movida de modo que a superfície externa da porção de extremidade 36 do membro de fechamento 16 seja vedada contra o assento de válvula 52 por vedações de corte 40. Isso evita que o fluido flua através do dispositivo 1 através da abertura de saída 10.
[149] A operação do dispositivo de fluxo de fluido 1 mostrado nas Figuras 1a e 1b será agora descrita.
[150] A Figura 1b mostra o dispositivo 1 em seu estado totalmente fechado, no qual a pressão de fluido de controle na câmara de pressão de fluido de controle 21 é ajustada para um valor baixo pela fonte de fluido de controle 66 (controlada pelo sistema de controle 70). A força combinada da pressão a jusante que atua na superfície a montante 44 da cabeça do pistão
28 e a força de mola da mola helicoidal 54 é maior do que a pressão de fluido de controle que atua na superfície a jusante 48 da cabeça de pistão 28. Assim, o pistão 14 é movido para a direita da Figura 1b, movendo a porção de extremidade 36 do membro de fechamento 16 para ser vedada contra o assento de válvula 52 pelas vedações de corte 40. Isso impede que o fluido flua através do dispositivo 1 por meio da abertura de saída 10.
[151] A fim de se colocar o dispositivo 1 na posição totalmente aberta, conforme mostrado na Figura 1a, a pressão de fluido de controle é elevada a um valor suficiente para fazer com que a força que atua na superfície a jusante 48 da cabeça de pistão 28 seja maior do que a forças opostas combinadas causadas pela mola helicoidal 54 e a pressão a jusante que atua na superfície a montante 44 da cabeça de pistão 28. Como resultado, a superfície a montante 44 da cabeça de pistão 28 é movida para a posição na qual ela confina com a superfície interna a montante 46 do alojamento 20, movendo, desse modo, o membro de fechamento 16 para ser localizado dentro da câmara de membro de fechamento 25, deixando um trajeto de fluxo para o fluxo de fluido através da abertura de saída 10.
[152] No caso de falha de uma ou mais das vedações do pistão 56 ou vedações do eixo do pistão 58, fazendo com que a pressão que atua na superfície a montante 44 da cabeça do pistão 28 se torne igual à pressão que atua na superfície a jusante 48 da cabeça de pistão 28, a mola helicoidal 54 atua para desviar o membro de fechamento 16 para a direita das Figuras 1a e 1b para a posição totalmente fechada. No caso de uma perda de pressão do fluido de controle (por exemplo, devido a uma perda de potência nos sistemas hidráulicos e/ou de controle 70), a pressão a jusante que atua na superfície a montante 44 da cabeça de pistão 28 é maior do que a pressão de controle que atua na superfície a jusante 48 da cabeça de pistão 28. Além disso, a mola helicoidal 54 atua para desviar o membro de fechamento 16 para a direita da Figura 1b. Desse modo, em ambos os modos de falha do dispositivo de fluxo de fluido 1, o pistão 14 é movido para a direita da Figura 1b, movendo a porção de extremidade 36 do membro de fechamento 16 para ser vedada contra o assento de válvula 52 pelas vedações de corte 40. Isso evita que o fluido flua através do dispositivo 1 através da abertura de saída 10, representando, desse modo, um modo de "fechado em caso de falha" do dispositivo.
[153] As Figuras 2a e 2b mostram um dispositivo 101 de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção, que é uma variante do dispositivo 1 mostrado nas Figuras 1a e 1b. A Figura 2a mostra o dispositivo 101 em sua posição totalmente aberta e a Figura 2b mostra o dispositivo 101 em sua posição totalmente fechada.
[154] A modalidade tem o mesmo projeto de três peças que a modalidade mostrada nas Figuras 1a e 1b. Entretanto, o dispositivo 101 varia em relação ao dispositivo 1 de várias maneiras.
[155] Em primeiro lugar, a câmara de pressão de fluido de controle 121 está no lado a montante da cabeça de pistão 128 e a câmara de pressão a jusante 122 está no lado a jusante da cabeça de pistão 128. A câmara de pressão a jusante 122 no dispositivo 101 é definida pelo alojamento 120, a superfície a jusante 148 da cabeça de pistão 128 e a superfície interna de um alojamento de mola cilíndrica 160. O alojamento de mola 160 se estende através da abertura de eixo de pistão 124 da câmara de pistão 122 para a câmara de membro de fechamento 125.
[156] O alojamento da mola 160 compreende um furo central 162 e uma abertura de extremidade 164, em que a abertura de extremidade 164 é proporcionada para acomodar o eixo de pistão 130. Uma mola helicoidal 154 é posicionada dentro do furo central 162 de modo que abranja o eixo de pistão 130 e se estenda entre a superfície a jusante 148 da cabeça de pistão 128 e a superfície interna a jusante do alojamento de mola 160. A mola helicoidal 154 atua, desse modo, para desviar o membro de fechamento 116 para abrir a abertura de saída 110.
[157] Em segundo lugar, o alojamento 120 do dispositivo 101 não define um orifício de equilíbrio de cavidade a montante. Em vez disso,
a câmara de pressão a jusante 122 está conectada de forma fluida à abertura de saída 110 por meio da abertura de extremidade 164 do alojamento de mola 160 e os orifícios de equilíbrio do membro de fechamento 134. A pressão a jusante atua, desse modo, na face a jusante 148 da cabeça de pistão 128.
[158] A operação do dispositivo de fluxo de fluido 101 mostrado nas Figuras 2a e 2b será descrita agora.
[159] A Figura 2a mostra o dispositivo 101 em seu estado totalmente aberto, no qual a pressão de fluido de controle na câmara de pressão de fluido de controle 121 é ajustada para um valor baixo pela fonte hidráulica 166 (controlada pelo sistema de controle 170). A força combinada da pressão a jusante que atua na superfície a jusante 148 da cabeça do pistão 128 e de força da mola da mola helicoidal 154 é maior do que a pressão de fluido de controle que atua na superfície a montante 144 da cabeça de pistão 128. Como resultado, a superfície a montante 144 da cabeça de pistão 128 é movida para a posição na qual a mesma fica em contiguidade com a superfície interna a montante 146 do alojamento 120, movendo, desse modo, a porção de extremidade 136 do membro de fechamento 116 para ser localizado dentro da câmara de membro de fechamento 125, deixando um trajeto de fluxo para o fluxo de fluido através da abertura de saída 110. Será observado que essa disposição é o inverso da disposição mostrada na Figura 1a e descrita acima, onde o dispositivo 1 é projetado para fechar totalmente quando a pressão de fluido de controle é baixa.
[160] A fim de se colocar o dispositivo 101 na posição totalmente fechada, conforme mostrado na Figura 2b, a pressão de fluido de controle é elevada a um valor suficiente para fazer com que a força que atua na superfície a montante 144 da cabeça de pistão 128 seja maior do que a forças opostas combinadas causadas pela mola helicoidal 154 e a pressão a jusante que atua na superfície a jusante 148 da cabeça de pistão 128. Como resultado, o pistão 114 é movido para a direita da Figura 2b, movendo a porção de extremidade 136 do membro de fechamento 116 para ser vedada contra o assento de válvula 152 pelas vedações de corte 140. Isso evita que o fluido flua através do dispositivo 101 por meio da abertura de saída 110.
[161] No caso de falha de uma ou mais das vedações de pistão 156, fazendo com que a pressão que atua na superfície a jusante 148 da cabeça de pistão 128 se torne igual à pressão que atua na superfície a montante 144 da cabeça de pistão 128, a mola helicoidal 154 atua para desviar o membro de fechamento 116 para a esquerda das Figuras 2a e 2b para a posição totalmente aberta. No caso de uma perda de pressão do fluido de controle (por exemplo, devido a uma perda de potência nos sistemas hidráulicos e/ou de controle 170), a pressão a jusante que atua na superfície a jusante 148 da cabeça de pistão 128 é maior do que a pressão de controle que atua na superfície a montante 144 da cabeça de pistão 128. Além disso, a mola helicoidal 154 atua para desviar o membro de fechamento 116 para a esquerda da Figura 2b. Desse modo, em ambos os modos de falha do dispositivo de fluxo de fluido 101, o pistão 114 é movido para a esquerda da Figura 2b, movendo a porção de extremidade 136 do membro de fechamento 116 para ser localizado dentro da câmara de membro de fechamento 125, deixando um trajeto de fluxo para o fluxo de fluido através da abertura de saída 110, representando, desse modo, um modo "aberto em caso de falha" do dispositivo.
[162] As Figuras 3a e 3b mostram um dispositivo 201 de acordo com uma outra modalidade da presente invenção, que é uma variante do dispositivo 1 mostrado nas Figuras 1a e 1b. A Figura 3a mostra o dispositivo 201 em sua posição totalmente aberta e a Figura 3b mostra o dispositivo 201 em sua posição totalmente fechada.
[163] A modalidade tem o mesmo projeto de três peças que a modalidade mostrada nas Figuras 1a e 1b. No entanto, o dispositivo 201 varia do dispositivo 1 de várias maneiras.
[164] O alojamento 220 do dispositivo 201 define duas câmaras de pressão de fluido de controle: uma câmara de pressão de fluido de controle a montante 223, localizada a montante da cabeça de pistão 228 e uma câmara de pressão de fluido de controle a jusante 222, localizada a jusante da cabeça de pistão 228. A câmara de pressão de fluido de controle a montante 223 está fluidamente conectada a uma fonte de fluido de controle a montante 266 por meio de uma alimentação de fluido de controle a montante 219 para fornecer um fluido de controle (e, portanto, uma pressão de fluido de controle) para a câmara de pressão de fluido de controle a montante 223, de modo que a pressão de fluido de controle atue na face a montante da cabeça de pistão 228. A câmara de pressão de fluido de controle a jusante 222 está conectada de forma fluida a uma fonte de fluido de controle a jusante 268 por meio de uma alimentação de fluido de controle a jusante 218 para fornecer um fluido de controle (e, desse modo, uma pressão de fluido de controle) para a câmara de pressão de fluido de controle a jusante 222, de modo que a pressão de fluido de controle atue na face a jusante da cabeça de pistão 228.
[165] A operação do dispositivo de fluxo de fluido 201 mostrado nas Figuras 3a e 3b será agora descrita.
[166] A Figura 3b mostra o dispositivo 201 em seu estado totalmente fechado, no qual a pressão de fluido de controle na câmara de pressão de fluido de controle a jusante 222 é definida para um valor baixo por uma fonte de fluido de controle a jusante 268 e a pressão de fluido de na câmara de pressão de fluido de controle a montante 223 é ajustada para um valor alto por uma fonte de fluido de controle a montante 266. Tanto a fonte de fluido de controle a jusante 268 quanto a fonte de fluido de controle a montante 266 são controladas por um sistema de controle 270.
[167] A força combinada da pressão de controle que atua na superfície a montante 244 da cabeça de pistão 228 e a força de mola da mola helicoidal 254 (que atua para desviar o membro de fechamento 216 para a direita da Figura 3b) é maior do que a pressão de controle que atua na superfície a jusante 248 da cabeça de pistão 228. Desse modo, o pistão 214 é movido para a direita da Figura 3b, movendo a porção de extremidade 236 do membro de fechamento 216 para ser vedada contra o assento de válvula 252 pelas vedações de corte 240. Isso evita que o fluido flua através do dispositivo 201 por meio da abertura de saída 210.
[168] A fim de se colocar a válvula 201 na posição totalmente aberta, conforme mostrado na Figura 3a, a pressão de fluido de controle a jusante é elevada pelo sistema de controle 270 a um valor suficiente para fazer com que a força atue na superfície a jusante 248 da cabeça de pistão 228 para ser maior do que as forças opostas combinadas causadas pela mola helicoidal 254 e a pressão de controle a jusante que atua na superfície a montante 244 da cabeça de pistão 228. Como resultado, a superfície a montante 244 da cabeça de pistão 228 é movida para uma posição na qual a mesma fica em contiguidade com a superfície interna a montante 246 do alojamento 220, movendo, desse modo, o membro de fechamento 216 para ser localizado dentro da câmara de membro de fechamento 225, deixando um trajeto de fluxo para o fluxo de fluido através da abertura de saída 210.
[169] No caso de falha de uma ou mais das vedações de pistão 256, fazendo com que as pressões na câmara de pressão de fluido de controle a jusante 222 e a câmara de pressão de fluido de controle a montante 223 se equalizem, a mola helicoidal 254 atua para desviar o membro de fechamento 216 para a direita das Figuras 3a e 3b para a posição totalmente fechada. Em um modo de falha adicional, quando uma ou mais das vedações de eixo de pistão 258 falham, a pressão de fluido de controle a jusante se torna igual à pressão a jusante. Neste caso, a mola helicoidal 254 atua para desviar o membro de fechamento 216 para a direita das Figuras 3a e 3b e movê-lo para a posição totalmente fechada.
[170] No caso de uma perda de pressão de fluido de controle a jusante (por exemplo, devido a uma perda de potência nos sistemas hidráulicos e/ou de controle 270), a cabeça de pistão 228 é desviada e movida para a direita das Figuras 3a e 3b pela força combinada da mola helicoidal 254 e a pressão de controle a montante.
[171] Desse modo, em todos os modos de falha do dispositivo de fluxo de fluido 201 descritos acima, o pistão 214 é forçado para a direita da Figura 3b, movendo a porção de extremidade 236 do membro de fechamento 216 para ser vedada contra a sede de válvula 252 pelas vedações de corte 240. Isso evita que o fluido flua através do dispositivo 201 por meio da abertura de saída 210. No entanto, será observado que a mola helicoidal 254 do dispositivo 201 mostrado nas Figuras 3a e 3b pode ser adaptada para funcionar de uma maneira similar à mostrada nas Figuras 2a e 2b, de modo que o dispositivo opere como um dispositivo "aberto em caso de falha". Além disso, a mola helicoidal 254 pode ser removida completamente de modo que, em caso de vedação ou falha de energia, a válvula 201 é projetada para falhar "no local", isto é, a válvula 201 não é desviada para a posição totalmente fechada ou totalmente aberta.
[172] A Figura 4 mostra um dispositivo 301 de acordo com uma outra modalidade da presente invenção, que é uma variante do dispositivo 201 mostrado nas Figuras 3a e 3b. O dispositivo 301 é essencialmente o mesmo que o dispositivo 201 discutido acima. No entanto, a mola helicoidal 254 foi removida e uma gaiola cilíndrica 374 foi fixada centralmente à porção de extremidade 336 do membro de fechamento 316. A modalidade tem o mesmo projeto de três peças que a modalidade mostrada nas Figuras 3a e 3b.
[173] A gaiola cilíndrica 374 se estende longitudinalmente através da abertura de saída 310 do dispositivo 301. O diâmetro externo da gaiola 374 é igual ao diâmetro externo da porção de extremidade 336 do membro de fechamento 316, de modo que a gaiola 374 carregue a abertura de saída 310. A gaiola 374 compreende uma pluralidade de aberturas 376 que são distribuídas uniformemente ao longo do comprimento e circunferência da gaiola 374 e conectam de forma fluida a abertura de entrada 308 do conduíte 306 à abertura de saída 310.
[174] Como nas modalidades anteriores, o membro de fechamento 316 é móvel longitudinalmente dentro da câmara de membro de fechamento 325 entre uma posição totalmente aberta (mostrada na Figura 4) e uma posição totalmente fechada (não mostrada).
[175] A Figura 4 mostra o dispositivo 301 em sua posição totalmente aberta, em que a pressão de fluido de controle a jusante na câmara de pressão de fluido de controle a jusante 322 é maior do que a pressão de fluido de controle a montante na câmara de pressão de fluido de controle a montante
323. Como resultado, o pistão 314, o membro de fechamento 316 e a gaiola 374 são movidos para a esquerda da Figura 4 de modo que o membro de fechamento 316 esteja totalmente localizado dentro da câmara de membro de fechamento
325. Nesta posição, um número máximo de aberturas de gaiola 376 é aberto para permitir que o fluido flua através do dispositivo 301 a uma taxa de fluxo máxima.
[176] A fim de se reduzir a taxa de fluxo através do dispositivo 301, a pressão de controle a montante é aumentada, fazendo com que o pistão 314, o membro de fechamento 316 e a gaiola 374 se movam para a direita da Figura 4. À medida que a gaiola 374 é movida para a abertura de saída 310, o número de aberturas de gaiola 376 que são fechadas pelo assento de válvula 352 aumenta. Isso tem o efeito de estrangular o fluxo de fluido, pois a taxa de fluxo diminuirá na proporção da área total das aberturas 376 que permanecem abertas. Consequentemente, será observado que esta modalidade permite um controle mais preciso da taxa de fluxo de fluido.
[177] Quando o dispositivo 301 atinge sua posição totalmente fechada, a porção de extremidade 336 do membro de fechamento 316 é vedada contra o assento de válvula 352 pelas vedações de corte 340 e a gaiola 374 é totalmente envolvida pelo assento de válvula 352 fechando, desse modo, todas as aberturas de gaiola 376. Isso impede que o fluido flua através do dispositivo 301 por meio da abertura de saída 310.
[178] A Figura 5 mostra um dispositivo 401 de acordo com uma outra modalidade da presente invenção, que é uma variante do dispositivo 301 mostrado na Figura 4. O dispositivo 401 é essencialmente o mesmo que o dispositivo 301 discutido acima. No entanto, em vez de a gaiola 374 ser fixada à porção de extremidade 336 do membro de fechamento 316, a gaiola 474 é fixada à extremidade a jusante do invólucro do membro de fechamento 426, abrangendo o orifício entre o invólucro de membro de fechamento 426 e o assento de válvula 452. O diâmetro interno da gaiola 474 é igual ao diâmetro interno do invólucro de membro de fechamento 426 de modo que o membro de fechamento 416 possa deslizar longitudinalmente dentro da gaiola 474. Adicionalmente, as vedações de corte 440 são montadas na superfície interna do assento de válvula 452 em vez de na superfície externa do membro de fechamento 416.
[179] A Figura 5 mostra o dispositivo 401 em sua posição totalmente aberta, em que a pressão de fluido de controle a jusante na câmara de pressão de fluido de controle a jusante 422 é maior do que a pressão de fluido de controle a montante na câmara de pressão de fluido de controle a montante
434. Como resultado, o pistão 414 e o membro de fechamento 416 são movidos para a esquerda da Figura 5 de modo que o membro de fechamento 416 esteja totalmente localizado dentro da câmara de membro de fechamento 425. Nesta posição, nenhuma das aberturas de gaiola 476 é fechada pelo membro de fechamento 416. Portanto, o fluido pode fluir através do dispositivo 401 a uma taxa de fluxo máxima.
[180] A fim de se reduzir a taxa de fluxo através do dispositivo 401, a pressão de controle a montante é aumentada, fazendo com que o pistão 414 e o membro de controle 416 se movam para a direita da Figura
5. À medida que o membro de fechamento 416 é movido em direção à abertura de saída 410, o número de aberturas de gaiola 476 que são fechadas pelo membro de fechamento 416 aumenta. Isso tem o efeito de estrangular o fluxo de fluido, visto que a taxa de fluxo diminuirá em proporção à área total das aberturas 476 que permanecem abertas. Consequentemente, será observado que esta modalidade permite um controle mais preciso da taxa de fluxo de fluido.
[181] Quando o dispositivo 401 atinge sua posição totalmente fechada, a porção de extremidade 436 do membro de fechamento 416 é vedada contra a sede de válvula 452 pelas vedações de corte 440 e todas as aberturas de gaiola 476 são completamente fechadas pelo membro de fechamento 416. Isso impede que o fluido flua através do dispositivo 401 através da abertura de saída 410.
[182] A Figura 6 mostra uma vista em corte transversal de um dispositivo de fluxo de fluido 501 de acordo com uma modalidade da presente invenção, em que o dispositivo 501 compreende um aparelho de detecção de posição. O dispositivo 501 mostrado na Figura 6 é substancialmente o mesmo que o dispositivo 1 mostrado na Figura 1a, exceto que o dispositivo 501 compreende um ímã 580 embutido no pistão 514 e um sensor de campo magnético 582 montado dentro de um orifício radial 584 no alojamento 520.
[183] O orifício radial 584 se estende para o núcleo de válvula 502 da superfície externa do núcleo de válvula 502. O furo radial 584 está disposto em um plano perpendicular à alimentação de fluido de controle e ao orifício de equilíbrio de cavidade de pistão (não mostrado). Um PCB 586 está localizado dentro do orifício radial 584 e compreende três sensores de campo magnético (sensores de efeito Hall) 582. Cabos elétricos alimentados através do orifício radial 584 fornecem energia para o PCB 586 e permitem que medições da força de campo magnético sejam enviadas de cada um dos sensores 582 para uma unidade de controle de sensor de posição 572.
[184] O ímã 580, que se estende na direção axial, é incorporado centralmente dentro do pistão 514. Visto que ímã 580 está rigidamente incorporado no pistão 514, o deslocamento axial do pistão 514 corresponde exatamente ao deslocamento axial do ímã 580. Visto que o ímã 580 está localizado centralmente dentro do pistão 514, qualquer movimento circunferencial do membro de válvula não causa uma mudança na distância entre o ímã 514 e os sensores 582.
[185] Durante a operação normal do dispositivo 501, o fluxo de fluido através do dispositivo 501 da abertura de entrada 508 para a abertura de saída 510 é controlado pelo movimento do pistão 514 e do membro de fechamento 516. À medida que o membro de fechamento 516 é movido em direção à sede de válvula 552, o fluxo através do dispositivo 501 é restrito. Portanto, o fluxo de fluido pode ser estrangulado ajustando-se o deslocamento axial do pistão 514 e do membro de fechamento 516.
[186] Os sensores 582 medem continuamente a força do campo magnético do ímã 580 à medida que o mesmo se move com o pistão 514 e o membro de fechamento 516. As medições podem ser processadas pela unidade de controle de sensor de posição 572 com o uso de um algoritmo de minimização de erro a fim de determinar a posição axial do pistão 516 e do membro de fechamento 516.
[187] A Figura 7 mostra uma vista em corte transversal de um dispositivo de fluxo de fluido 601 de acordo com uma modalidade da presente invenção, em que o dispositivo 601 compreende um aparelho de detecção de posição. O dispositivo 601 é essencialmente o mesmo que o dispositivo 501 discutido acima. No entanto, o ímã axial 580 foi substituído por um ímã de anel 680 que está incorporado no pistão 614.
[188] Um PCB 686 que compreende três sensores de efeito Hall 682, eletricamente conectados à unidade de controle do sensor de posição 672, está localizado dentro de um orifício radial 684. O ímã 680 é posicionado com o pistão 614 de modo que, em todas as posições axiais do pistão 614, os sensores 682 sejam posicionados dentro dos limites de extremidade do ímã 680.
[189] Adicionalmente, visto que o ímã de anel 680 está incorporado centralmente dentro do pistão 614, qualquer movimento circunferencial do membro de fechamento 616 não causa uma mudança na distância entre o ímã 680 e os sensores 682.
[190] Durante a operação normal do dispositivo 601, o fluxo através do dispositivo 601 é estrangulado pelo deslocamento axial do pistão 614 e do membro de fechamento 616. Os sensores 682 medem continuamente a força do campo magnético do ímã de anel 680 à medida que o mesmo move com o pistão 614 e o membro de fechamento 616. Da mesma forma que a modalidade acima, as medições podem ser processadas pela unidade de controle de sensor de posição 672 com o uso de um algoritmo de minimização de erro a fim de determinar a posição axial do pistão 614 e do membro de fechamento 616.
[191] A Figura 8 mostra uma vista em corte transversal de um dispositivo de fluxo de fluido 701 de acordo com uma modalidade da presente invenção, em que o dispositivo 701 compreende um aparelho de detecção de posição. O dispositivo 701 é essencialmente o mesmo que o dispositivo 501 discutido acima. No entanto, o núcleo de válvula 702 compreende dois orifícios radiais adicionais 784 que se estendem para o núcleo de válvula 702 a partir da superfície externa do núcleo de válvula 702. Os orifícios radiais 784 são espaçados axialmente dentro do núcleo de válvula 702.
[192] Um PCB 786 que compreende um sensor de efeito Hall 782, eletricamente conectado à unidade de controle de sensor de posição 772, está localizado dentro de cada orifício radial 784. O ímã 780 é posicionado com o pistão 714 de modo que, em todas as posições axiais do pistão 714, os sensores 782 sejam posicionados dentro dos limites de extremidade do ímã 780.
[193] Da mesma forma que nas modalidades acima, os sensores 782 medem continuamente a força do campo magnético do ímã 780 à medida que ele se move com o pistão 714 e o membro de fechamento 716. As medições podem ser processadas pela unidade de controle de sensor de posição 772 com o uso de um algoritmo de minimização de erro a fim de determinar a posição axial do pistão 714 e do membro de fechamento 716. Por exemplo, as medições podem ser usadas para determinar um desvio na magnetização do ímã de uma magnetização nominal e a posição axial determinada pode ser ajustada consequentemente.
[194] O dispositivo de fluxo de fluido 701 compreende adicionalmente um revestimento de pistão cilíndrico 788 disposto entre o alojamento 720 e o pistão 714.
[195] Pode ser visto a partir do supracitado que, pelo menos em modalidades preferenciais da invenção, o dispositivo é um projeto de peça dividida que inclui três partes principais: os invólucros a montante e a jusante e o núcleo de válvula. O membro de válvula do dispositivo é atuado (por exemplo, de modo hidráulico ou pneumático) por um fluido de controle. Esses recursos ajudam a fornecer um dispositivo de controle de fluxo de fluido que é fácil de fabricar e montar e é menos provável de causar vazamento do fluido que flui através da falha do dispositivo na forma de projetos convencionais.
[196] Será observado por aqueles versados na técnica que muitas variações e modificações às modalidades descritas acima podem ser feitas dentro do escopo dos vários aspectos e modalidades da invenção aqui estabelecidos. Por exemplo, mesmo nas modalidades de "aberto em caso de falha", "fechado em caso de falha" ou "posicionado em caso de falha", o dispositivo pode não incluir necessariamente uma mola que atua no membro de válvula.

Claims (27)

REIVINDICAÇÕES
1. Dispositivo para controlar o fluxo de um fluido através de um conduíte de um lado a montante do dispositivo para um lado a jusante do dispositivo, sendo que o dispositivo é caracterizado pelo fato de que compreende: um invólucro de válvula a montante que define uma entrada no lado a montante do dispositivo; um invólucro de válvula a jusante que define uma abertura de saída no lado a jusante do dispositivo; um núcleo de válvula preso entre o invólucro de válvula a montante e o invólucro de válvula a jusante, em que o invólucro de válvula a montante, o invólucro de válvula a jusante e o núcleo de válvula são formados como peças distintas; em que o núcleo de válvula compreende um alojamento que define um volume de controle; um membro de válvula montado de forma móvel no alojamento e posicionado no lado a montante da abertura de saída, em que o membro de válvula está disposto para se mover reciprocamente para abrir e fechar seletivamente a abertura de saída, assim controlando o fluxo do fluido através da abertura de saída; e uma linha de entrada definida no núcleo de válvula para a introdução de uma pressão de fluido no volume de controle, em que o membro de válvula é acionado pela pressão de fluido no volume de controle para controlar a posição do membro de válvula.
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a entrada, o membro de válvula e a abertura de saída são dispostos coaxialmente em relação um ao outro em torno de um eixo geométrico que se estende em uma direção colinearmente com a direção média de fluxo de fluido através da abertura de saída.
3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,
caracterizado pelo fato de que uma dimensão da abertura de saída é menor do que uma dimensão correspondente do membro de válvula.
4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o membro de válvula compreende uma cabeça de pistão que está disposta para se mover dentro do volume de controle, em que a pressão de fluido no volume de controle está disposta para atuar na cabeça de pistão.
5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o membro de válvula compreende um membro de fechamento disposto para engatar com o invólucro a jusante ou um aro destacável do mesmo para fechar a abertura de saída.
6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o membro de fechamento compreende uma face de extremidade na extremidade distal do membro de fechamento, em que a face de extremidade do membro de fechamento compreende uma ou mais aberturas formadas nas mesmas para permitir que o fluido no conduíte passe através das mesmas.
7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo que o dispositivo é caracterizado pelo fato de que compreende um sistema de controle de pressão de fluido para fornecer um fluido através da linha de entrada para o volume de controle para fornecer a pressão de fluido no volume de controle para atuar no membro de válvula.
8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle de pressão de fluido está disposto para controlar a pressão de fluido no volume de controle para controlar a posição do membro de válvula.
9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo que o dispositivo é caracterizado pelo fato de que compreende um sensor de pressão a montante disposto para determinar a pressão no conduíte a montante do dispositivo e/ou um sensor de pressão a jusante disposto para determinar a pressão no conduíte a jusante do dispositivo.
10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o sensor de pressão a montante e/ou o sensor de pressão a jusante estão conectados ao sistema de controle de pressão de fluido, em que o sistema de controle de pressão de fluido está disposto para usar a pressão a montante e/ou a jusante do fluido no conduíte para controlar a pressão de fluido no volume de controle.
11. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo que o dispositivo é caracterizado pelo fato de que compreende um sensor de posição disposto para determinar a posição do membro de válvula.
12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o sensor de posição está conectado ao sistema de controle de pressão de fluido, em que o sistema de controle de pressão de fluido está disposto para usar a posição do membro de válvula para controlar a pressão de fluido no volume de controle.
13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, sendo que o dispositivo é caracterizado pelo fato de que compreende um ímã montado de modo que seja deslocado pelo movimento do membro de válvula na mesma direção que o membro de válvula, e em que o sensor de posição compreende um sensor de campo magnético.
14. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato de que o sensor de posição compreende uma pluralidade de sensores de campo magnético que estão radialmente e/ou axialmente separados uns dos outros.
15. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de que o sensor de posição está disposto para determinar a posição do membro de válvula a partir de uma saída recebida de um ou mais sensores de campo magnético.
16. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15, caracterizado pelo fato de que o sensor de posição está disposto para calcular um ângulo de campo magnético a partir da saída de um ou mais sensores de campo magnético.
17. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado pelo fato de que o sensor de posição está disposto para executar a minimização de erros na saída dos sensores de campo magnético para determinar a posição do membro de válvula.
18. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo que o dispositivo é caracterizado pelo fato de que compreende uma ou mais vedações para vedar o volume de controle.
19. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo que o dispositivo é caracterizado pelo fato de que compreende uma mola disposta para atuar no membro de válvula, em que a mola está disposta para atuar no membro de válvula na direção oposta à direção em que a pressão de fluido no volume de controle atua no membro da válvula.
20. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o volume de controle está disposto de modo que a pressão de fluido atue para desviar o membro de válvula na direção a montante, em que o dispositivo é disposto de modo que a pressão a jusante do fluido no conduíte atue para polarizar o membro de válvula na direção a jusante.
21. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o alojamento compreende um canal do lado a jusante do alojamento que está conectado de forma fluida a uma face a montante do membro de válvula.
22. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que o volume de controle está disposto de modo que a pressão de fluido atue para desviar o membro de válvula na direção a jusante, em que o dispositivo é disposto de modo que a pressão a jusante do fluido no conduíte atua para desviar o membro de válvula na direção a montante.
23. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o alojamento compreende um canal do lado a jusante do alojamento que está conectado de maneira fluida a uma face a jusante do membro de válvula.
24. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, sendo que o dispositivo é caracterizado pelo fato de que compreende dois volumes de controle e duas linhas de entrada definidas no núcleo de válvula para a introdução de pressões de fluido nos dois volumes de controle, respectivamente, em que o membro de válvula é acionado pela diferença nas pressões de fluido nos dois volumes de controle para controlar a posição do membro de válvula.
25. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo que o dispositivo é caracterizado pelo fato de que compreende uma gaiola que se estende ao longo do trajeto de fluxo entre o alojamento e a abertura de saída, em que a gaiola compreende uma pluralidade de aberturas para permitir que o fluido flua.
26. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que a gaiola é fixada ao membro de válvula ou a gaiola é fixada ao alojamento e ao invólucro a jusante.
27. Dispositivo para controlar o fluxo de um fluido através de um conduíte de um lado a montante do dispositivo para um lado a jusante do dispositivo, sendo que o dispositivo é caracterizado pelo fato de que compreende: um invólucro de válvula a montante que define uma entrada no lado a montante do dispositivo; um invólucro de válvula a jusante que define uma abertura de saída no lado a jusante do dispositivo; um núcleo de válvula preso entre o invólucro de válvula a montante e o invólucro de válvula a jusante, em que o invólucro de válvula a montante, o invólucro de válvula a jusante e o núcleo de válvula são formados como peças distintas; em que o núcleo de válvula compreende um alojamento; um membro de válvula montado de forma móvel no alojamento e posicionado no lado a montante da abertura de saída, em que o membro de válvula está disposto para se mover reciprocamente para abrir e fechar seletivamente a abertura de saída, assim controlando o fluxo do fluido através da abertura de saída; um ímã montado no ou em relação ao membro de válvula, em que o ímã está disposto para ser deslocado pelo deslocamento do membro de válvula em uma direção paralela à direção de deslocamento do membro de válvula; e um sensor de campo magnético montado no alojamento da válvula.
BR112020026897-6A 2019-03-27 2020-03-24 Dispositivo para controlar o fluxo de fluido BR112020026897A2 (pt)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1904254.8 2019-03-27
GB1904254.8A GB2582747A (en) 2019-03-27 2019-03-27 Device for controlling fluid flow
GB1908174.4A GB2584490A (en) 2019-06-07 2019-06-07 Position sensor for a fluid flow control device
GB1908174.4 2019-06-07
PCT/GB2020/050784 WO2020193968A1 (en) 2019-03-27 2020-03-24 Device for controlling fluid flow

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR112020026897A2 true BR112020026897A2 (pt) 2021-10-05

Family

ID=70166056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112020026897-6A BR112020026897A2 (pt) 2019-03-27 2020-03-24 Dispositivo para controlar o fluxo de fluido

Country Status (8)

Country Link
US (2) US11598444B2 (pt)
EP (1) EP3784933B1 (pt)
CN (1) CN112262277B (pt)
AU (1) AU2020249779B2 (pt)
BR (1) BR112020026897A2 (pt)
CA (1) CA3103757C (pt)
DK (1) DK3784933T3 (pt)
WO (1) WO2020193968A1 (pt)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2600385A (en) * 2020-09-30 2022-05-04 Ofip Ltd Hydraulic valve actuator
FR3130114B1 (fr) * 2021-12-14 2023-12-22 Irrigio Dispositif d’arrosage autonome
CN114719031B (zh) * 2022-03-15 2023-11-07 方正阀门集团股份有限公司 一种超高压自力式轴流截断阀
CN117167510B (zh) * 2023-11-03 2024-01-09 南京亿准纳自动化控制技术有限公司 调节阀和流量调节系统

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1321751A (en) * 1919-11-11 Raymond x
US1483991A (en) * 1920-06-01 1924-02-19 Wellman Seaver Morgan Co Valve
US1727517A (en) * 1925-12-30 1929-09-10 Moody Lewis Ferry Hydraulic valve
US1752439A (en) * 1926-10-14 1930-04-01 I P Morris And De La Vergne In Sleeve valve
US1824916A (en) * 1926-11-17 1931-09-29 Lewis F Moody Valve
US2919714A (en) * 1958-01-03 1960-01-05 United Aircraft Corp Pressure balanced regulating and shut-off valve
US3429331A (en) 1965-03-24 1969-02-25 Heurtey Sa Needle valves,notably for direct-flow lock-chambers
US4285495A (en) * 1977-12-12 1981-08-25 King Ottis W Safety valve
DE3740708A1 (de) * 1987-12-01 1989-06-15 Schwarzkopf Gmbh Maschbau Vakuumventil
US4809742A (en) 1988-04-18 1989-03-07 Pneumo Abex Corporation Control valve assembly including valve position sensor
US5228469A (en) 1991-08-15 1993-07-20 Otten Bernard J Fluid control system
CH688833A5 (de) * 1993-05-19 1998-04-15 Fischer Georg Rohrleitung Ventil.
JPH07317574A (ja) * 1994-05-27 1995-12-05 Yamaha Motor Co Ltd 気化器の開度検出装置
AU718337B2 (en) * 1995-10-19 2000-04-13 C Valves Ltd. In-line control valves
US5971353A (en) 1996-04-09 1999-10-26 Barber Industries, Inc. Dump/stop valve for surface controlled subsurface safety valve
US6152172A (en) 1999-07-28 2000-11-28 Husco International, Inc. Hall effect valve spool position sensor
DE10108732A1 (de) 2001-02-23 2002-09-05 Philips Corp Intellectual Pty Vorrichtung mit einem magnetischen Positionssensor
DE602004027796D1 (de) 2003-02-21 2010-08-05 Fisher Controls Int Magnetischer positionssensor mit integriertem hall effekt schalter
US20040216782A1 (en) 2003-05-03 2004-11-04 Mares E. Joseph Gas turbine metering valve
DE102006049724A1 (de) 2006-10-21 2008-04-24 Robert Bosch Gmbh Ventilanordnung mit Positionssensor
HRP20100273A2 (hr) * 2010-05-17 2011-11-30 HYDROMAT-IN�ENJERING d.o.o. Hidraulički aksijalno klipni regulacijski ventil i njegova primjena
EP2433037B1 (en) 2009-05-20 2013-06-19 Hydromat-Inzenjering D.O.O. Regulation valve with hydraulic axial piston and its use
CN102213342B (zh) 2010-04-01 2012-10-24 曾祥炜 非能动梭式切断阀驱动调节装置
US8517333B2 (en) 2010-09-02 2013-08-27 Honeywell International Inc. Fluid actuated valve with hall position sensor
JP2012107929A (ja) 2010-11-16 2012-06-07 Alps Electric Co Ltd 位置検出装置
JP5965060B2 (ja) * 2012-06-20 2016-08-03 デイコ アイピー ホールディングス, エルエルシーDayco Ip Holdings, Llc ターボチャージャー用可変フローバルブ
KR101401086B1 (ko) * 2012-07-17 2014-05-29 이명상 조립식 고압유량제어밸브
DE102012109094A1 (de) 2012-09-26 2014-03-27 Pierburg Gmbh Regelventilvorrichtung für einen Hydraulikkreislauf sowie Verfahren zur Regelung des Förderdrucks einer variablen Ölpumpe
US9447697B2 (en) 2013-03-15 2016-09-20 Dayco Ip Holdings, Llc Wastegate valve and turbocharger having same
US9303786B2 (en) 2013-04-16 2016-04-05 Honeywell International Inc. Autonomous valve control and monitoring
US9720127B2 (en) 2014-05-09 2017-08-01 Probe Holdings, Inc. Caliper tool with in-situ temperature compensation
ES2625036T3 (es) * 2014-06-25 2017-07-18 Mokveld Valves B.V. Sistema de protección contra la presión de alta integridad para una línea de fluido
US9599997B2 (en) * 2014-11-14 2017-03-21 Honeywell International Inc. Feedback-controlled fluid valve
DE102015116464A1 (de) 2015-09-29 2017-03-30 Voith Patent Gmbh Elektromagnetischer Stellantrieb zur Ausführung einer linearen Bewegung
CA3002824C (en) * 2017-04-26 2022-08-23 Delta Faucet Company User interface for a faucet
DE202017002504U1 (de) * 2017-05-11 2018-08-16 Friedhelm Engels Fluid Hubventil mit Schneckenhohlrad und Gewindespindel
CN108006313B (zh) * 2017-12-20 2023-06-02 西安航天计量测试研究所 一种基于衔铁位移的电磁阀动作极性检测系统及方法
WO2019220153A2 (en) 2018-05-14 2019-11-21 Hydromat D.O.O. Axial valve of the modular concept of construction

Also Published As

Publication number Publication date
US20210270386A1 (en) 2021-09-02
CN112262277A (zh) 2021-01-22
WO2020193968A1 (en) 2020-10-01
EP3784933A1 (en) 2021-03-03
CN112262277B (zh) 2023-08-15
DK3784933T3 (da) 2024-05-21
CA3103757A1 (en) 2020-10-01
AU2020249779A1 (en) 2021-01-07
US20230204123A1 (en) 2023-06-29
CA3103757C (en) 2023-10-03
AU2020249779B2 (en) 2021-08-12
EP4368862A2 (en) 2024-05-15
EP3784933B1 (en) 2024-04-24
US11598444B2 (en) 2023-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112020026897A2 (pt) Dispositivo para controlar o fluxo de fluido
KR101036589B1 (ko) 유량 계측 밸브
US9857802B2 (en) Gaseous fuel control device for engines
US8356627B2 (en) Three-valves manifold for differential pressure type flow meter
TWI782392B (zh) 蝶閥
BR112016000429B1 (pt) método para montagem de um sensor de pressão diferencial, e, conjunto de sensor de pressão diferencial
JP6198636B2 (ja) 静圧形の非接触形メカニカルシール
US20200240533A1 (en) Balance structure for a regulator
GB2582747A (en) Device for controlling fluid flow
US20170114912A1 (en) Valve arrangement
ES2962643T3 (es) Sensor de posición para un dispositivo de control de flujo de fluido
KR101853912B1 (ko) 누수 감지 기능이 구비된 밸브유닛
US11242932B2 (en) Air sampling system equipped with an overpressure valve
JPH0683456A (ja) マスフローコントローラ
US20150101687A1 (en) Liquid Valve Design with internal Check Valve
KR101912681B1 (ko) 외력 보상이 가능한 차압식 유량계 및 차압식 질량 유량 조절계
CN111503333A (zh) 用于调节器的平衡结构
GB2600385A (en) Hydraulic valve actuator
KR20230130154A (ko) 버터플라이 밸브
TW202238019A (zh) 流量控制用三通閥及溫度控制裝置
KR100645088B1 (ko) 로타리식 밸브개도 제어기의 포지셔너에서 액추에이터로의에어공급구조
BR102012012835A2 (pt) Válvula de segurança para bloqueio instântaneo de fluxo de fluídos nas instalações em geral

Legal Events

Date Code Title Description
B25A Requested transfer of rights approved

Owner name: OFIP LIMITED (GB)

B06W Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette]