BR122020023713B1 - Tubulação de fluido - Google Patents

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Avamthsa SREERAM
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Abstract

um sistema de detecção de vazamento de mangueira inclui um anel (125) configurado para ser disposto no interior de uma mangueira flexível (105). o anel (125) tem um ranhura lateral (135) formada em uma superfície externa, definindo uma primeira parede de ranhura (140) e uma segunda parede de ranhura (145). um receptor de luz (150) é disposto sobre uma das primeira parede da ranhura (140) e da segunda parede da ranhura (145) e uma fonte de alimentação (170) está eletricamente conectada ao sistema de detecção de vazamento.

Description

Campo da invenção
[0001] O presente pedido refere-se ao campo das tubulações de fluido e conexões de tubulações de fluido. Em particular, o presente pedido refere-se a um sistema de detecção de vazamento para uma tubulação de fluido.
Antecedentes
[0002] As tubulações de fluido são conhecidas por vazar em diversos locais. Os vazamentos podem ser causados, por exemplo, pelo uso normal, flutuações de temperatura, desgaste, corrosão a partir do fluido sendo transportado, e outros fatores degenerativos internos e externos. Em particular, as tubulações de fluido podem ser propensas a vazamentos em um local onde uma mangueira encontra uma conexão.
[0003] Alguns sistemas de detecção de vazamento são conhecidos. Um sistema de detecção de vazamento conhecido inclui uma camada de detecção de tensão que detecta a tensão em uma mangueira. Um outro sistema de detecção de vazamento conhecido emprega condutores elétricos.
Sumário da invenção
[0004] Em uma concretização uma tubulação de fluido inclui um conduto, um bocal recebido coaxialmente no interior de uma extremidade do conduto, uma luva disposta coaxialmente em torno do conduto e do bocal, e um anel disposto coaxialmente em torno do bocal. O anel tem pelo menos uma ranhura formada no mesmo, definindo uma primeira parede de ranhura e uma segunda parede da ranhura oposta à primeira parede da ranhura. O anel possui ainda um receptor disposto sobre pelo menos uma das primeira e segunda paredes da ranhura.
[0005] Em outra concretização, um sistema de detecção de vazamento de mangueira inclui um anel configurado para ser disposto no interior de uma mangueira. O anel tendo uma ranhura lateral formada em uma superfície externa, definindo uma primeira parede da ranhura e uma segunda parede da ranhura. Um receptor de luz é disposto em uma da primeira parede da ranhura e da segunda parede da ranhura, e uma fonte de alimentação é eletricamente conectada ao sistema de detecção de vazamento.
[0006] Ainda em outra concretização, um aparelho de detecção de vazamento inclui um anel tendo pelo menos uma ranhura lateral formada em uma superfície externa, cada ranhura definindo uma primeira parede de ranhura e uma segunda parede de ranhura. O aparelho também inclui uma fonte de luz e uma fibra óptica disposta dentro do anel em uma direção circunferencial. A fibra óptica tem uma primeira extremidade conectada à fonte de luz, e uma segunda extremidade disposta sobre uma das primeira e segunda paredes da ranhura de pelo menos uma ranhura lateral, transmitindo assim, a luz através de pelo menos uma ranhura lateral. Pelo menos um receptor de luz de fibra óptica é um circuito disposto sobre uma das primeira e segunda paredes da ranhura de pelo menos uma ranhura lateral em uma localização oposta a segunda extremidade da fibra óptica, de tal modo que este recebe a luz transmitida através de pelo menos uma ranhura lateral.
Breve descrição dos desenhos
[0007] Nos desenhos anexos, são ilustradas estruturas que, em conjunto com a descrição detalhada provida abaixo, descrevem concretizações exemplificativas da invenção reivindicada. Elementos semelhantes são identificados com os mesmos números de referência. Deve ser entendido que os elementos mostrados como um único componente podem ser substituídos com vários componentes, e os elementos mostrados como vários componentes podem ser substituídos por um único componente. Os desenhos não estão em escala e a proporção de determinados elementos pode ser exagerada para fins de ilustração.
[0008] A figura 1 é uma vista em perspectiva de um exemplo de tubulação de fluido tendo um sistema de detecção de vazamento; A figura 2 é uma vista frontal de um anel no sistema de detecção de vazamento; e
[0009] A figura 3 é um corte transversal parcial de uma concretização alternativa de um anel no sistema de detecção de vazamento.
Descrição detalhada
[0010] A figura 1 é uma vista em perspectiva de um exemplo de tubulação de fluido 100 tendo um sistema de detecção de vazamento. A tubulação de fluido 100 inclui uma mangueira 105 e uma conexão 110. A conexão 110 inclui um bocal 115 e uma luva 120. O bocal 115 é coaxialmente recebido no interior de uma extremidade da mangueira 105, e a luva 120 é coaxialmente disposta sobre a mangueira 105 e o bocal 115. No entanto, deve ser entendido que qualquer tipo de conexão pode ser empregado, tal como, uma conexão de compressão ou uma conexão por encaixe (“push to connect”).
[0011] Da mesma forma, o sistema de detecção de vazamento pode ser empregado em qualquer conduto de transporte de fluido, e não está limitado à utilização com mangueiras ou tubos flexíveis.
[0012] O sistema de detecção de vazamento inclui um anel 125 conectado à eletrônica 130. O anel 125 pode ser dimensionado para qualquer tamanho de tubulação de fluido. Em uma concretização conhecida, o anel 125 tem um diâmetro entre 0,6 cm (0,25 polegada) e 12,7 cm (5 polegadas).
[0013] O anel 125 inclui pelo menos uma ranhura 135 que define uma primeira parede de ranhura 140 e uma segunda parede de ranhura 145 oposta à primeira parede. A largura da ranhura é proporcional ao tamanho do anel, e pode ser variada para aumentar a intensidade de luz recebida na extremidade do receptor. Na concretização ilustrada, a ranhura 135 está disposta na superfície circunferencial externa do anel 125, e se estende em uma direção lateral. Em outras palavras, a ranhura 135 se estende em uma direção paralela à direção do fluxo do fluido na mangueira 105. Em uma concretização alternativa (não ilustrada), a ranhura está disposta sobre uma superfície circunferencial interna do anel. Em outra concretização alternativa (não ilustrada), a ranhura pode estender-se em um ângulo agudo em relação à direção lateral do anel 125. Adicionalmente, enquanto a primeira parede de ranhura 140, é mostrada como substancialmente paralela à segunda parede de ranhura 145, deve ser entendido que as paredes da ranhura podem convergir ou divergir. Além disso, as paredes da ranhura podem ser curvadas ou ter uma ou mais inclinações.
[0014] Na concretização ilustrada, o anel 125 é disposto sobre o bocal 115 no interior da mangueira 105. Se houver uma vedação inadequada entre o bocal 115 e a mangueira 105, o fluido pode vazar para fora da conexão 110 através do escoamento ao longo da superfície externa do bocal 115. O anel 125 é, portanto, posicionado no percurso de qualquer fluido que vaze entre o bocal 115 e a mangueira 105. A superfície circunferencial externa do anel 125 pode formar uma vedação com a mangueira 105, de tal modo que o vazamento de fluido possa passar através da ranhura 135. Um receptor 150 é disposto sobre uma das primeira e segunda paredes da ranhura 140, 145 que pode ser utilizado para detectar o vazamento de fluido que passa através da ranhura 135.
[0015] Alternativamente, o anel pode ser disposto em torno da mangueira no interior da luva. Em tal concretização, o anel é posicionado no percurso de qualquer fluido que vaze entre a mangueira e a luva. A superfície circunferencial externa do anel pode formar uma vedação com a luva, de tal modo que o vazamento de fluido possa passar através da ranhura no anel.
[0016] Para aumentar a possibilidade que o vazamento de fluido passe através da ranhura 135, uma pluralidade de ranhuras 135 pode ser disposta sobre o anel 125. A figura 2 ilustra uma vista frontal do anel 125. Nesta concretização, o anel 125 inclui cinco ranhuras 135. Em concretizações alternativas (não ilustradas), qualquer número de ranhuras pode ser utilizado.
[0017] O anel 125 pode ser um O-Ring e ter propriedades de vedação. O anel 125 pode ser construído de metal ou de um material polimérico. Exemplos de materiais de construção incluem, sem limitação, politetrafluoroetileno (PTFE), borracha (EPDM) monômero dieno propileno etileno, borracha de nitrila, um elastômero termoplástico, tal como o HYTREL, aço inoxidável, alumínio, e titânio.
[0018] Em uma concretização (conforme ilustrada na figura 1), o anel 125 tem um perfil substancialmente plano. Alternativamente, o anel pode ter um perfil inclinado ou côncavo. Por exemplo, a figura 3 ilustra um corte transversal parcial de uma concretização alternativa de um anel 125’ tendo uma conicidade curva 300. Em outro exemplo (não mostrado), o anel pode ter uma inclinação reta. Um anel inclinado pode ser posicionado de tal forma que ele se incline em direção da extremidade da mangueira. Alternativamente, o anel inclinado pode ser posicionado de tal forma que ele se incline afastado da extremidade da mangueira.
[0019] Com referência continuada às figuras de 1 a 3, o anel 125 inclui uma ou mais fibras ópticas 155 (isto é, um ou mais cabos de fibra óptica) disposta no mesmo. A fibra óptica 155 está conectada a uma fonte de luz 160, tal como um diodo emissor de luz (LED), diodo de laser, diodo de infravermelho, ou outra fonte de luz. A fibra óptica 155 pode estar diretamente conectada à fonte de luz 160 ou indiretamente conectada (por exemplo, através de uma ou mais fibras ópticas adicionais).
[0020] Uma extremidade da fibra óptica 155 é disposta sobre uma das primeira e segunda paredes da ranhura 140, 145, de tal modo que a luz se propaga a partir da fonte de luz 160, através da fibra óptica 155, para uma das paredes da ranhura 140, 145. A luz é então transmitida através da ranhura 135 para a parede da ranhura oposta 140, 145. Na concretização ilustrada, a extremidade da fibra óptica 155 é disposta sobre a primeira parede de ranhura 140, e o receptor 150 é disposto sobre a segunda parede da ranhura 145. Nesta concretização, o receptor 150 é um receptor de luz de fibra óptica 150. O receptor de luz de fibra óptica 150 é posicionado de tal forma que ele está normalmente no trajeto do percurso da luz transmitida pela extremidade da fibra óptica 155.
[0021] Se o vazamento do fluido fluir através da ranhura 135, ele bloqueia a luz sendo transmitida pela extremidade da fibra óptica 155 e impede que alguma ou a totalidade da luz atinja o receptor de luz de fibra óptica 150. Quando a luz é parcialmente ou totalmente bloqueada ou desviada de chegar ao receptor de luz de fibra óptica 150, um sensor de detecção de vazamento 165 que é colocado em um local fora da zona de transporte de fluido gera um alarme. Exemplos de sensores incluem fotodiodos, células fotovoltaicas, foto resistores, receptores infravermelhos e outros circuitos de receptores de luz. O alarme pode ser um alarme sonoro e/ou visual. O alarme pode incluir um indicador local. O alarme pode também ser transmitido para uma estação remota, tal como um computador, um telefone móvel, ou outra estação. Tal transmissão pode ser uma transmissão com fio ou uma transmissão sem fio.
[0022] O sistema de detecção de vazamento gera um alarme quando a luz recebida pelo receptor de luz de fibra óptica 150 cai abaixo de um limite selecionado. Um limite apropriado pode ser selecionado de tal modo que as flutuações normais na transmissão de luz não causaria a geração de um alarme. Um algoritmo pode também ser empregado para determinar quando o padrão de luz se desvia a partir das suas condições normais. O algoritmo pode ser incorporado como uma parte do sensor de detecção de vazamento 165.
[0023] Na concretização ilustrada, a fonte de luz 160 (também chamada o transmissor de luz) e o sensor de detecção de vazamento 165 são externos à tubulação de fluido 100. Uma fonte de alimentação 170 é também externa a tubulação de fluido. Juntos, o transmissor de luz 160, o sensor de detecção de vazamentos 165, e a fonte de alimentação 170 são designados como a eletrônica 130 na figura 1. A eletrônica 130 pode também incluir lógica, tal como um microprocessador, um mostrador para indicar um alarme, um alarme audível, e outro transmissor para remotamente transmitir um alarme. Em uma concretização, a eletrônica 130 pode ser montada em uma ou mais mangueira 105, no bocal 115, e na luva 120. Em uma concretização alternativa, a eletrônica pode estar afastada da tubulação de fluido 100. Enquanto a eletrônica 130 é esquematicamente designada por uma caixa na figura 1, deve ser entendido que a eletrônica 130 não necessita ser contida em um alojamento e diferentes componentes podem estar em locais diferentes.
[0024] Posicionando a eletrônica 130 externa a tubulação de fluido irá impedir que o fluido sendo transportado danifique a eletrônica 130. Além disso, se um fluido combustível está sendo transportado, o posicionamento da eletrônica 130 externamente, reduziria a possibilidade de uma faísca causando uma combustão. No entanto, também existem vantagens em empregar eletrônicas internas, tais como uma com base menor, e limitando a exposição da eletrônica a elementos externos. Portanto, em uma concretização alternativa (não representada), a eletrônica pode ser alojada no interior da conexão.
[0025] A fonte de alimentação 170 inclui um circuito acionador ótico que aciona a fonte de luz 160. Em uma concretização, a fonte de alimentação 170 também aciona o sensor de detecção de vazamento 165. Exemplos de fontes de alimentação incluem baterias. Em uma concretização alternativa, o transmissor de fonte de luz 160 e o sensor de detecção de vazamentos 165, não são acionados pela fonte de alimentação 170. Ao contrário, ele usa dispositivos de captação de energia que retiram energia parasitariamente. Um dispositivo de captação de energia é uma fonte de alimentação parasita, que pode empregar interferências externas, tais como vibração, pressão do fluido, velocidade do fluxo, temperatura do fluido ou ambiente, ou a radiação eletromagnética para gerar energia. Alternativamente, o sistema de detecção de vazamento pode não incluir uma fonte de alimentação, mas ao contrário, incluir um plugue de alimentação AC configurado para retirar energia a partir de uma tomada elétrica.
[0026] Na medida em que o termo “se inclui” ou “incluindo” é utilizado na descrição ou nas reivindicações, ele se destina a ser inclusivo de maneira semelhante ao termo “compreendendo”, tal como o termo é interpretado quando empregado como uma palavra de transição em uma reivindicação. Além disso, na medida em que o termo “ou” é empregado (por exemplo, A ou B) ele se destina a significar “A ou B ou ambos”. Quando o requerente pretende indicar “apenas A ou B, mas não ambos”, então o termo “apenas A ou B mas não ambos” será empregado. Assim, a utilização do termo “ou” é aqui inclusivo, e não de uso exclusivo. Ver em, Bryan A. Garner, A dictionary of Modern Legal Usage 624 (2d. Ed., 1995). Adicionalmente, na medida em que os termos “dentro” ou “para o interior” são utilizados na descrição ou nas reivindicações, pretende-se, adicionalmente, significar “sobre” ou “em cima de”. Além disso, na medida em que o termo “conexão” é utilizado na descrição e nas reivindicações, pretende-se significar não apenas “conectado diretamente a”, mas também “conectado indiretamente a” tal como conectado através de outro componente ou componentes.
[0027] Apesar de a presente descrição ter sido ilustrada pela descrição das concretizações da mesma, e enquanto as concretizações terem sido descritas em detalhes consideráveis, não é a intenção da requerente restringir ou de qualquer maneira limitar o escopo das reivindicações anexas a tais detalhes. Vantagens e modificações adicionais prontamente aparecerão aos técnicos no assunto. Portanto, a descrição, nos seus aspectos mais amplos, não está limitada aos detalhes específicos, do aparelho e método representados, e dos exemplos ilustrativos mostrados e descritos. Consequentemente, desvios podem ser feitos a partir de tais detalhes sem se afastar do espírito ou escopo do conceito inventivo geral da requerente.

Claims (7)

1. Tubulação de fluido, caracterizadapelo fato de compreender: - um conduto (105); - um bocal (115) coaxialmente recebido no interior de uma extremidade do conduto (105); - uma luva (120) coaxialmente disposta em torno do conduto (105) e do bocal (115); e - um anel (125) coaxialmente disposto em torno do bocal (115), o anel (125) tendo pelo menos uma ranhura (135) formada no mesmo, definindo uma primeira parede de ranhura (140) e uma segunda parede de ranhura (145) oposta à primeira parede de ranhura (140), o anel (125) tendo ainda um receptor (150) disposto na segunda parede de ranhura (145), sendo que o anel (125) inclui um cabo de fibra óptica (155) tendo uma extremidade disposta na primeira parede de ranhura (140) e o receptor (150) sendo um receptor de luz de fibra óptica.
2. Tubulação de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de compreender ainda uma fonte de alimentação (170).
3. Tubulação de fluido, de acordo com a reivindicação 2, caracterizadapelo fato de a fonte de alimentação (170) ser externa a cada um do conduto (105), do bocal (115), da luva (120), e do anel (125).
4. Tubulação de fluido, de acordo com a reivindicação 2, caracterizadapelo fato de a fonte de alimentação (170) ser um dispositivo de captura de energia.
5. Tubulação de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de o anel (125) ter uma pluralidade de ranhuras (135) nele formado e cada ranhura (135) ser associada com um receptor (150).
6. Tubulação de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender ainda um sensor (165) externo a tubulação de fluido (100) e em comunicação com o receptor de luz de fibra óptica (150).
7. Tubulação de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o anel (125) ter um perfil com uma superfície côncava.
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