BRPI0113419B1

BRPI0113419B1 - porta de controle e método para controle de fluxo de líquido através de uma porta em um canal

Info

Publication number: BRPI0113419B1
Application number: BRPI0113419A
Authority: BR
Inventors: David Aughton; Erik Weyer; Iven Mareels
Original assignee: Rubicon Res Pty Ltd; Univ Melbourne
Priority date: 2000-08-21
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2016-05-17
Also published as: ATE548514T1; US20040009041A1; EP1830005B1; CN1952268A; DE60128702T2; AU2001283691B2; WO2002016698A1; ES2287149T3; EP2281949A3; CY1107709T1; CN101906769A; AU2008201858B2; CN1466643A; ES2386998T3; EP2281949A2; CA2694067C; BR0113419A; EP1830005A1; BR0117337B1; BRPI0117297B1

Abstract

"porta de controle adaptada para ser instalada transversalmente em um canal para líquidos, dispositivo de levantamento para uma porta de controle possuindo um membro de barreira móvel, dispositivo móvel para controlar o movimento de um membro de barreira, dispositivo de estabilização de fluxo para porta de controle de fluxo para a regulagem de fluxo de líquido ao longo de um canal, e, método e dispositivo para medir a taxa de fluxo de um líquido através de uma porta em um canal". a invenção se refere a uma porta de controle (10) adaptada para ser instalada transversalmente a um canal (12) para líquidos. porta de controle (10) possui um membro de barreira de controle (22) que é montado de maneira pivotante em ou adjacente a uma base (20) de canal (12) de fluxo e pelo menos um membro lateral (26) anexado ao membro de barreira (22). um meio de acionamento (34) co-opera com pelo menos um membro lateral (26) ou membro central para permitir o aumento ou a diminuição de membro de barreira (22) para regular fluxo de um líquido através da porta de controle (10). também está descrito um método de medir a taxa de fluxo através de uma porta de controle (10).

Description

“PORTA DE CONTROLE E MÉTODO PARA CONTROLE DE FLUXO DE LÍQUIDO ATRAVÉS DE UMA PORTA EM UM CANAL”.

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a portas de controle para controle de fluxo e nível de líquidos e para mecanismos de levantamento para tais portas.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR

As portas de controle comumente para regular o fluxo e o nível de água em canais de água, especialmente para irrigação. As portas de controle são tipicamente do tipo declive vertical, por exemplo, Patente norte-americana No. U.S. 4726709; do tipo controle radial, por exemplo, Patente norte-americana No. U.S. 5516230; ou do tipo oscilação descendente, por exemplo, Patente norte-americana No. U.S. 4073147. Semelhantes portas têm demonstrado popularidade, porém requerem motores maiores ou complexos atuando com dispositivos para levantar as portas contra o peso da água, o fluxo da água ou o peso da porta. É um objeto da presente invenção proporcionar uma porta de controle, a qual reduz os requerimentos de torque no motor para levantar a porta de controle.

Um objetivo adicional de outro aspecto da invenção é proporcionar um meio de medir a taxa de fluxo através da porta.

Um objetivo adicional de um aspecto adicional da invenção é proporcionar uma porta de controle associada com um mecanismo de levantamento, o qual pode ser montado como uma unidade autônoma que pode ser reequipada para existir estruturas de regulagem.

Um objetivo adicional da invenção é proporcionar um mecanismo de levantamento para portas de controle, o qual pode ser integrado na construção de portas de controle ou reequipado para existir portas de controle.

Com esses objetivos em vista, a presente invenção, em um primeiro aspecto proporciona uma porta de controle adaptada para ser instalada transversalmente a um canal para líquidos, referida porta de controle possuindo um membro de barreira que está montado de maneira pivotante em ou adjacente à base de referido canal de fluxo e pelo menos um membro lateral ou membro central anexado a referido membro de barreira, um dispositivo de acionamento co-operando com referido pelo menos um membro lateral ou membro central para permitir o aumento e a redução de referido membro de barreira para regular fluxo de líquido através de referida porta de controle.

Preferencialmente, referido pelo menos um membro lateral ou membro central possui uma seção circular arqueada, a qual co-opera com referido meio de acionamento. Em uma configuração, referido meio de acionamento inclui uma cremalheira ou corrente em referida seção arqueada circular, a qual co-opera com um pinhão, parafuso sem fim ou roda dentada de acionamento. Em configuração preferida, dois membros laterais são proporcionados e referidos membros laterais hermeticamente encaixados com uma estrutura de suporte dentro de referido canal de fluxo. Em uma configuração adicional, o referido meio de acionamento inclui um carretei de enrolamento, o qual coopera com pelo menos um cabo ao longo ou paralelo à referida seção arqueada circular segundo o qual o enrolamento dentro ou fora de referido carretei de referido pelo menos um cabo irá causar movimento de referida porta de controle. Em uma configuração adicional, a referida seção arqueada circular pode incluir um flange, o qual projeta-se no fluxo de líquido para alterar as características do fluxo através de referida porta de controle.

Em um outro aspecto da invenção, existe proporcionado um dispositivo de levantamento para uma porta de controle possuindo um membro de barreira móvel, o qual controla o fluxo de líquido através de referida porta de controle, o referido dispositivo de levantamento incluindo pelo menos um membro de encaixe operando no comprimento do referido membro de barreira e em pelo menos um membro de acionamento, o qual coopera com referido pelo menos um membro de encaixe para causar levantamento de referida barreira móvel em rotação de referido pelo menos um membro de acionamento.

Preferencialmente, referido pelo menos um membro de acionamento inclui uma engrenagem de pinhão, engrenagem de parafuso sem fim, roda dentada, carretei ou polia e referido pelo menos um membro de encaixe inclui uma cremalheira, corrente ou pelo menos um cabo sob tensão.

Em outro aspecto da presente invenção, está proporcionado um dispositivo móvel para controlar o movimento de um membro barreira, referido dispositivo móvel incluindo pelo menos um membro de encaixe operando no comprimento ou em uma lateral de referido membro de barreira e pelo menos um membro de acionamento, o qual coopera com pelo menos um membro de encaixe para causar movimento de referida barreira em rotação de referido pelo menos um membro de acionamento. Preferencialmente, referido membro de encaixe é um par de cabos opostos assegurados para referidos pelo menos um membro de acionamento na forma de um membro de carretei a partir do qual referidos cabos enrolam para fora e dentro de referido membro de carretei. Em uma configuração prática, o referido membro de carretei pode também mover axialmente durante rotação para permitir os cabos enrolarem diretamente dentro e fora de referido membro de carretei em uma posição substancialmente constante em referido membro de carretei.

Em um aspecto adicional da invenção, existe proporcionado um dispositivo de estabilização de fluxo para porta de controle de fluxo para a regulagem de fluxo de líquido ao longo de um canal, referido dispositivo de estabilização de fluxo incluindo uma placa de direção de fluxo fixada de maneira pivotante para referida porta de controle, referida placa de direção de fluxo adaptada para permitir a passagem de líquido através de referida porta de controle para sair de referida porta de controle substancialmente paralela com o piso de referido canal.

Preferencialmente, referida placa de direção de fluxo está fixada de maneira pivotante a uma placa pivotante sobre a qual referidos fluxos de líquido e referida placa de direção de fluxo retém uma disposição substancialmente paralela com respeito ao piso de referido canal. Em uma configuração preferida, referida placa de direção de fluxo forma uma lateral de um paralelogramo com a lateral oposta sendo fixada em uma posição paralela ao piso de referido canal.

Ainda em um aspecto adicional da invenção, existe proporcionado um método para medir a taxa de fluxo de um líquido através de uma porta em um canal, referido método incluindo as etapas de medir a pressão do líquido a uma primeira posição a montante de referida porta, medir a pressão do líquido a uma segunda posição a jusante de referida porta, medir a posição de abertura de referida porta e calcular referida taxa de fluxo usando um algoritmo baseado em referidas medições. É preferido que as medições ocorram adjacente à porta. Preferencialmente, referido algoritmo é determinado usando um método de identificação do sistema.

Ainda em um outro aspecto da invenção, está proporcionado um dispositivo para medir a taxa de fluxo de um líquido através de uma porta em um canal, referido dispositivo possuindo um primeiro sensor de pressão para medir a pressão do líquido em uma primeira posição a montante de referida porta, um segundo sensor de pressão para medir a pressão do líquido em uma segunda posição a jusante de referida porta, um sensor de abertura para medir a posição de abertura de referida porta e meio de computação para calcular referida taxa de fluxo usando um algoritmo baseado em referidas medições.

Em um aspecto preferido adicionalmente, existe uma porta de controle adaptada para ser instalada transversalmente em um canal para líquidos, referida porta de controle possuindo um primeiro membro de estrutura adaptado para estar assegurado em referido canal, um segundo membro de estrutura, o qual co-opera de maneira deslizante com referido primeiro membro de estrutura, referido segundo membro de estrutura incluindo uma porta para controlar fluxo de passagem de líquido, e meio de vedação em referido segundo membro de estrutura para proporcionar vedação entre referida porta e referido segundo membro de estrutura.

Preferencialmente, referido meio de vedação é um lacre contínuo localizado em ou dentro de referido segundo membro de estrutura. É preferido que referido lacre contínuo inclua uma pluralidade de nervuras paralelas, as quais reforçam referida porta para proporcionar um efeito de vedação positiva.

Ainda em um aspecto adicional da invenção, existe proporcionado um método para medir a taxa de fluxo de um líquido através de uma porta em um canal, referido método incluindo as etapas de proporcionar pelo menos um sensor em ou adjacente à referida porta, medir a saída de referido pelo menos um sensor, e calcular referida taxa de fluxo através da referida porta usando um algoritmo baseado em referidas medições. Preferencialmente, referido algoritmo é determinado usando um método de identificação de sistema. Preferencialmente, referidas medições podem ser realizadas usando sensores de pressão, indutivos magnéticos, sonares ou outros tipos adequados de sensores e/ou uma combinação de diferentes sensores. Preferencialmente, a posição de abertura de referida porta é também medida e essa medição é também incluída na determinação de referido algoritmo.

Com a finalidade de que a invenção possa ser mais prontamente entendida e colocada em efeito prático, a referência será agora realizada aos desenhos acompanhados, nos quais: Fig. 1 é uma vista em perspectiva de uma porta de controle preparada de acordo com a invenção;

Fig. 2 é uma vista da parte lateral da porta de controle mostrada na Fig. 1;

Fig.3 é uma vista da parte lateral da porta de controle mostrada na Fig. 1 com uma segunda configuração de um mecanismo de acionamento da porta de controle;

Fig.4 é uma vista da parte lateral da porta de controle mostrada na Fig.l com uma terceira configuração de um mecanismo de acionamento da porta de controle;

Fig.5 é uma vista plana da porta de controle mostrada na Fig.l com uma quarta configuração de um mecanismo de acionamento da porta de controle;

Fig.6 é uma vista plana da porta de controle mostrada na Fig.l com uma quinta configuração de um mecanismo de acionamento da porta de controle;

Fig.7 é uma vista plana da porta de controle mostrada na Fig.l com uma sexta configuração de um mecanismo de acionamento da porta de controle;

Fig.8 é uma vista plana e vista lateral da porta de controle mostrada na Fig.l com uma sétima configuração de um mecanismo de acionamento da porta de controle;

Fig. 9 é uma vista da seção transversal ao longo e na direção das setas 9-9 da Fig.8;

Fig.10 é uma vista em perspectiva de uma porta de controle possuindo o mecanismo de porta de controle como mostrado na Fig.5;

Fig.ll é uma vista em perspectiva de um segundo tipo de porta de controle possuindo o mecanismo de porta de controle como mostrado na Fig.5;

Fig.12 é uma vista em perspectiva da porta de controle mostrada na Fig. 1 possuindo o dispositivo de estabilização de fluxo;

Fig. 13 é uma vista lateral da porta de controle mostrada na Fig. 12 com a porta mostrada em um modo de fluxo fechado;

Fig. 14 é uma vista lateral da porta de controle mostrada na Fig. 12 com a porta mostrada em um modo de fluxo aberto;

Figs. de 15 a 19 ilustram uma variação da porta de controle mostrada na Fig. 1 mostrando a seqüência de montagem da porta de controle;

Fig. 15 é uma vista em perspectiva mostrando o ajuste do membro de vedação para a estrutura de suporte;

Fig. 16 é uma vista em perspectiva mostrando a estrutura de saída recebendo a estrutura suporte com um membro de barreira fixado de maneira pivotante ao mesmo;

Fig. 17 é uma vista de seção transversal ao longo e na direção das setas 17-17 mostradas na Fig. 16, porém incluindo a estrutura externa;

Fig. 18 é uma vista lateral mostrando a vedação do membro de barreira para o membro de vedação da porta de controle mostrado na direção das setas 18-18 da Fig. 16; e Fig. 19 é uma vista similar àquela da Fig. 1 mostrando uma configuração adicional da invenção.

Em toda parte da descrição e desenhos, os mesmos numerais de referência foram usados para inteiros similares para evitar repetição da descrição. Nas Figs. 1 e 2 dos desenhos está mostrado uma porta de controle 10 para controlar o fluxo de água através de um canal 12. O canal 12 pode ser um canal de drenagem, irrigação ou outro curso de água onde o fluxo deve ser regulado. Nessa configuração, o canal 12 possui um par de paredes laterais 14, 16 e um piso 17 na forma de um canal em forma de U. Embora um canal em forma de U seja mostrado, o canal podería ser de qualquer formato, por exemplo, circular, trapezoidal ou outro formato. O canal 12 é preferencialmente formado de concreto para proporcionar facilidade de construção e um fluxo suave de água. Preferencialmente, as fendas (não mostradas) são cortadas em paredes laterais opostas 14, 16 para recepção de estrutura de suporte 18 da porta de controle 10. A estrutura de suporte 18 está na forma de U e irá deslizar nas fendas para uma instalação fácil. A estrutura de suporte 18 integra-se com as fendas ou outras estruturas para proporcionar estabilidade estrutural para a montagem. O membro de barreira 22 está montado de maneira pivotante para suportar a estrutura de suporte 18. O membro de barreira 22 é formado de uma placa de fundo 24 e um par de placas laterais arqueadas circulares 26, 28. O membro de barreira 22 pode articular para uma posição completamente fechada onde a placa de fundo 24 é substancialmente vertical a uma posição completamente aberta onde a placa de fundo 24 é substancialmente horizontal.

Por posicionar a placa de fundo 24 em uma posição entre as posições completamente abertas e fechadas, a taxa de fluxo de água pode ser controlada. As placas laterais 26, 28 possuem um plano de seção angular com uma seção arqueada circular 30 ao longo da hipotenusa. O plano de seção angular pode ser substituído por um ângulo maior ou menor que um ângulo de 90°, se requerido. A placa de fundo 24 é retangular ou quadrada dependendo das dimensões do canal 12. Os lacres 32, por exemplo, tiras de lacre, operam ao longo do comprimento da estrutura 18 para proporcionar lacre hermético com membro de barreira 22 e prevenir desvio de fluxo de água através do membro de barreira 22. Em uma configuração prática, uma tira de lacre contínua é proporcionada tanto na lateral do pivô para o membro de barreira 22 quanto é fixada dentro da estrutura de suporte 18 e estende o comprimento total da estrutura suporte 18.

Com a finalidade de controlar precisamente a taxa de fluxo, um motor 34 é usado para levantar o membro de barreira 22. O motor 34 pode ser monitorado por um meio de circuito (não mostrado) para determinar o posicionamento do membro de barreira 22 ou por um comutador (não mostrado) para operação manual. O motor 34 é acoplado a uma caixa de engrenagem de redução 36, a qual possui um eixo de saída 38 suportado por mancais 40 em ambos os lados do canal 12. As engrenagens de pinhão 42 estão asseguradas ao eixo 38 e engrenadas com as cremalheiras 44, 46 na periferia externa das respectivas placas laterais 26, 28. As engrenagens de pinhão 42 estão diretamente localizadas acima do ponto de pivô para o membro de barreira 22. O arranjo das cremalheiras 44, 46 e engrenagens de pinhão 42 proporciona uma grande vantagem mecânica, a qual permite motores 34 de menor capacidade para serem usados em vista da necessidade do requerimento de torque inferior para levantar um membro de barreira 22.

Em uso, o motor 34 é preferencialmente monitorado por um painel de controle (não mostrado) pelo o qual uma pluralidade de portas de controle 10 pode estar conectada. O motor 34 pode ser selecionado ou não selecionado para controlar o ângulo da placa de fundo 24 com respeito ao piso 17 do canal 12. Por possuir sensores de pressão (não mostrados) no canal, o fluxo de água através da porta de controle pode ser medido e variado pelo levantamento de placa de fundo 24 pela ação da cremalheira e pinhão das cremalheiras 44, 46 e engrenagens de pinhão 42 com rotação do eixo 38 pelo motor 34 sob monitoração do painel de controle. É preferido que um par de sensores de pressão sejam usados e que sejam montados na estrutura de suporte 18 a montante e a jusante, respectivamente. Esses sensores podem ser colocados em qualquer lugar na estrutura de suporte, porém preferencialmente adjacente ao fundo desta na lateral da estrutura de suporte 18. Com as medições a partir dos pares sensores de pressão junto com a medição da abertura da porta, a taxa de fluxo pode ser calculada pelo meio computacional dentro de referido painel de controle usando a técnica conhecida de “identificação de sistema”. A expressão “identificação de sistema” usada neste relatório refere-se à técnica conhecida de derivação de um modelo de sistema a partir de dados experimentais. Isto consiste de sugerir uma representação matemática adequada para o modelo do sistema de interesse, seguida por um processo de sintonização, no qual a representação em particular é otimizada com a finalidade de reproduzir tão mais perto quanto possível, as observações catalogadas experimentais a partir do sistema. A metodologia proporciona um meio de diferentes modelos de comparação e coloca em ordem de acordo com sua habilidade de reproduzir o comportamento do sistema. A identificação do sistema é, em particular, um sub-tópico na teoria do sistema matemático e também em estatísticas. A técnica de identificação de sistema permitirá o desenvolvimento de um relacionamento específico para cada porta em um sistema múltiplo de portas. A água irá fluir na direção indicada pela seta 48 e fluir sobre a placa de fundo 24 na posição mostrada na Fig. 1. Quando a placa de fundo 24 for vertical, todos os fluxos serão parados já que a placa de fundo 24 irá bloquear todo o fluxo. Os lacres 32 irão assegurar que não existe infiltração entre a estrutura de suporte 18 e o membro de barreira 22. A Fig. 3 mostra uma configuração similar àquela mostrada na Fig. 2, porém a cremalheira 50 está localizada na lateral da seção arqueada circular 30 como parte de um flange e a engrenagem de pinhão 42 está localizada abaixo da cremalheira 50. A Fig. 4 mostra uma configuração similar àquela mostrada na Fig. 2, exceto pelo fato de que a cremalheira 46 foi alterada por uma corrente 52 ao longo da periferia da seção arqueada circular 30 e a engrenagem de pinhão 42 foi alterada por uma roda dentada 53. Uma engrenagem de parafuso sem fim também poderia repor a engrenagem de pinhão 42 e um trilho rosqueado poderia repor a cremalheira 50. A Fig. 5 mostra uma configuração similar àquela da Fig. 1, porém a engrenagem de pinhão 42 foi trocada por um carretei 54 e a cremalheira 50 foi trocada por cabos 56, 58. O cabo 56 é guiado ao longo da borda periférica da seção arqueada circular 30 e está assegurada em uma extremidade do membro de barreira 22 e na outra extremidade 60 até o carretei 54, após enlace em torno do mesmo. Similarmente, o cabo 58 é guiado ao longo da borda periférica de seção arqueada circular 30 e está seguro na extremidade oposta do membro de barreira 22 e na outra extremidade 62 até o carretei 54, após enlace em torno do mesmo. O posicionamento dos cabos 56, 58 poderia ser pelo uso de um canal em seção arqueada circular 30 ou um flange no mesmo. A rotação do carretei 54 pelo eixo 38 irá causar o levantamento do membro de barreira 22 ou por cabo 56 sendo desdobrado o carretei 54 enquanto o cabo 58 é acondicionado em carretei 54 ou vice versa. O carretei 54 está localizado muito próximo à seção de arqueamento circular 30 e sob tensão para assegurar que os cabos 56, 58 não levantem de seu contato periférico com o mesmo e maximize a vantagem mecânica obtida desse posicionamento. A Fig. 6 mostra uma configuração similar àquela da Fig. 5, porém existe apenas um cabo 64, o qual está assegurado em cada extremidade da seção de arqueamento circular 30 e até o carretei 54. A rotação do carretei 54 irá alongar ou encurtar os lados opostos do cabo 64 do carretei 54 dependendo da direção de rotação. A Fig. 7 mostra uma configuração similar àquela da Fig. 5, porém existe apenas um cabo 66, o qual está assegurado em cada extremidade da seção de arqueamento circular 30. O cabo 66 é enlaçado ao redor do carretei 54 sob tensão para um acoplamento de voltas para proporcionar força de atrito suficiente para evitar deslizamento do cabo 66 no carretei 54. A Fig. 8 mostra uma configuração similar àquela da Fig. 7, exceto pelo fato que o carretei 54 é trocado por uma polia 68, a qual é acionada por um cabo contínuo 70, o qual acondiciona em torno de um carretei central 72 sob tensão. Um carretei central 72 é acionado por motor 34. Um carretei central 72 também possui um cabo contínuo similar 74 para acoplar à placa lateral oposta 28.

Nas configurações mostradas nas Figs. de 5 a 8, os carretéis 54, 72 podem também ser axialmente móveis durante rotação para permitir os cabos serem posicionados nos carretéis em uma posição axial substancialmente constante alongo dos carretéis. Tal movimento axial dos carretéis 54, 72 irá proporcionar ativação ou desativação suave dos cabos dos carretéis 54, 72. A fig. 10 ilustra como os mecanismos de levantamento mostrados nas Figs. de 1 a 9 podem ser usados por uma porta radial padrão 76. A porta radial 76 possui uma placa em parte cilíndrica 78, a qual em sua posição fechada irá cessar no piso 17 do canal 12. As estruturas laterais 80, 82 estão unidas ao longo das periferias opostas da placa 78 para completar a porta radial 76. Os pivôs 84, 86 nas estruturas laterais 80, 82 co-operam com paredes laterais 14, 16 do canal 12 para permitir a porta radial 76 para articular para cima e permitir a água fluir por baixo deste. Os lacres (não mostrados) são proporcionados na borda inferior da placa 78 e em ambas as bordas circulares da placa 78 para assegurar que não exista infiltração através da porta. Essa configuração mostra o uso do mecanismo de levantamento mostrado na Fig. 5. Os cabos 56, 58 estão assegurados em cada extremidade de placa 78 e estendem-se ao longo da superfície externa da placa 78. A Fig. 11 ilustra como os mecanismos de levantamento mostrados nas Figs. de 1 a 9 podem ser usados para uma porta de declive vertical padrão 88. O declive 90 pode ser movido para cima e para baixo dentro da estrutura em forma de U 92, a qual é fixada às paredes laterais 14, 16 do canal 12. A estrutura 92 estende-se ao canal 12 acima para proporcionar direção para o declive 90 quando está completamente levantado. A água pode fluir através da lacuna 94 formada entre o fundo da estrutura 92 e o fundo do declive 90. Os lacres (não mostrados) estão proporcionados dentro da estrutura 92 para assegurar que não exista infiltração através da porta 88.

As Figs. de 12 a 14 mostram a mesma configuração mostradas nas Figs. 1 e 2, porém com a adição de um dispositivo de estabilização de fluxo 96. Nessa configuração, o dispositivo de estabilização de fluxo 96 é uma placa 98, a qual estende-se à espessura total da placa de fundo 24. A placa 98 está montada de maneira pivotante na placa de fundo 24 por dobradiça 100. Um par de braços de extensão 102 (apenas um sendo mostrado) estende-se paralelo ao piso 17 do canal 12 e são da mesma largura que a largura da placa 98. Um par de hastes ou articulações 104 está fixado de maneira pivotante tanto em uma extremidade para um braço 102 de respectiva extensão quanto para a borda livre 106 da placa 98. As hastes e articulações estarão com o mesmo comprimento que a placa de fundo 24.

Desse modo a borda lateral da placa de fundo 24, a placa 98, uma haste ou articulação 104 respectiva e um braço 102 de respectiva extensão irão formar um paralelogramo móvel. Os braços 102 de extensão estão fixados em suas proximidades paralelas com o piso 17 do canal 12, então a placa 98 também estará em uma proximidade substancialmente paralela com o piso 17 de canal 12 quando a placa de fundo 24 é levantada. Sem a placa 98, a água irá fluir sobre a placa de fundo 24 e criar turbulência onde ela deixa a placa de fundo 24 para sair da porta de controle. A placa 98 irá manter uma trajetória de fluxo horizontal para a água como se essa saísse da porta de controle. As Figs. 13 e 14 mostram uma taxa de fluxo fechada e taxa de fluxo aberta respectivamente e pode ser claramente visto que a trajetória de fluxo horizontal é mantida em qualquer taxa de fluxo. A placa 98 irá reduzir a turbulência de maneira que poderia normalmente esperar quando a água sai de uma porta de controle de fluxo.

Na configuração mostrada nas Figs. 15 e 16, a montagem da porta de controle 10 é ilustrada. Uma estrutura externa 110 repõe as fendas no canal 12 para recepção da estrutura de suporte 18. A estrutura externa 110 é uma estrutura em forma de U com seções verticais 112, 114 e uma seção de fundo 116. As seções 112, 114, 116 possuem um perfil na forma de U e estão asseguradas pelas paredes laterais 14, 16 e o fundo 17 do canal 12. A segurança pode ser por fixadores, adesivos ou outros meios adequados. A estrutura externa 110 é rebocada, vedada por isolantes, tipo silicone ou outros agentes impermeáveis para prevenir infiltração entre o canal 12 e a estrutura de saída 110. A estrutura de suporte 18 como previamente descrita possui membro de barreira 22 fixado de maneira pivotante a esta. A estrutura de suporte 18 nessa configuração é formada como um quadrado oco ou seção retangular e possui braços laterais 118, 120, os quais estão unidos com o braço do fundo 122. A forma da estrutura de suporte 18 e a estrutura externa 110 não estão limitadas às formas mostradas nas configurações preferidas, já que elas podem variar para satisfazer os requerimentos.

Extrusões por travamento, formas circulares ou triangulares podem ser usadas como exemplo. O lacre 32 é montado com uma tira contínua para as superfícies de revestimento interno dos braços laterais 118, 120 e braço de fundo 122. O lacre 32, preferencialmente, estende-se sobre as bordas opostas da estrutura de suporte como visto na saliência 124 (Fig. 17). Esta saliência 124 proporcionará um lacre entre a estrutura externa 110 e a estrutura de suporte 18 para prevenir infiltração entre elas. O lacre 32 pode ser de qualquer perfil adequado, porém a configuração preferida possui um par de nervuras paralelas 126, 128, as quais proporcionam uma selagem muito eficaz com membro de barreira 22. A nervura dupla irá proporcionar um lacre duplo excelente para o ponto do pivô do membro de barreira 22 como mostrado na Fig. 18 e para as placas laterais 26, 28.

Em uso, a estrutura de suporte 18 com o membro de barreira 22 ajustado a esta, irá ser guiada na posição em seções verticais 112, 114 e na engrenagem da vedação com a seção de fundo 116. As saliências 124 irão assegurar que não exista infiltração entre a estrutura externa 110 e a estrutura de suporte 18. A estrutura de suporte 18 irá então ser travada pela estrutura externa 110. Se o membro de barreira 22 necessita ser reparado, ou um tipo diferente ajuste no membro de barreira (por exemplo, porta radial como mostrada na Fig. 10 ou porta de controle em declive vertical como mostrada na Fig. 11), é qualquer matéria fácil retirar a estrutura de suporte 110 com o membro de barreira 22.

Os sensores de pressão 130, 132 (Fig. 15) estão localizados a montante e a jusante da porta de controle 10 e preferivelmente na estrutura de suporte 18. Na configuração preferida, os sensores de pressão 130, 132 estão localizados em um ponto imediatamente a jusante do lacre 32 e um ponto imediatamente a montante do lacre 32, por exemplo, em ambos os lados das nervuras 126, 128. Os tipos de sensores usados podem variar para satisfazer a natureza da taxa de fluxo para ser medida e a invenção não está limitada ao tipo de sensor usado, sua posição ou ao número de sensores usados. A configuração mostrada na Fig. 19 é uma variação da configuração mostrada na Fig. 1. A adição de uma placa de flange curvada 134, 136 na seção arqueada circular 30 de cada placa lateral 26, 28 irá alterar as características do fluxo do líquido passando através da porta de controle. As placas de flange curvada 134, 136 estão montadas perpendicularmente ao plano de placas laterais 26, 28 e estendem-se para dentro deste. A troca nas características do fluxo demonstrou aumentar a sensibilidade das medições de pressão pelos sensores de pressão.

Embora as configurações preferidas tenham sido descritas com referência ao fluxo de água, será aparente que a invenção pode ser usada para muitos líquidos diferentes e suspensões. As configurações preferidas mostram o uso de um par de engrenagens de pinhão 42 ou carretéis 54, a invenção irá funcionar com um ou mais que dois de tais inteiros. O uso de um par de engrenagens de pinhão 42 ou carretéis 54 proporciona um melhor balanço para levantar as portas de controle. As placas laterais 26, 28, 80, 82 poderíam ser substituídas por uma placa localizada no centro. O método de medição para o fluxo possui os sensores de pressão na estrutura de suporte 18, porém eles podem estar posicionados em outras posições adequadas para satisfazer os requerimentos computacionais.

As configurações adicionais da invenção serão agora descritas com referência em particular a Fig. 16, porém não está limitado a este Exemplo. Os sensores de pressão da Fig. 16 podem ser omitidos e um sistema substituto da determinação da taxa de fluxo pode ser usado. Dispositivos eletromagnéticos ou sonares podem ser incluídos em semelhante sistema. Para o sistema eletromagnético, o conceito é que qualquer líquido condutor passando através de um campo magnético irá induzir uma voltagem, a qual pode ser medida. Esse método é baseado na lei de Faraday de indução. A amplitude da voltagem induzida está relacionada à velocidade do líquido. A taxa de fluxo através da porta pode ser derivada dessas medições usando técnicas de identificação do sistema. A placa de fundo 24 e as placas laterais 26, 28 podem incluir dispositivos adequados para induzirem um campo magnético e para medirem as voltagens induzidas. As técnicas sonares podem também ser usadas utilizando ou o efeito Doppler ou o método direto de tempo de trajeto. No método do efeito Doppler, um sinal acústico é transmitido no líquido em movimento e a mudança na freqüência dos sinais refletidos das partículas do líquido é medida. A distribuição da freqüência do deslocamento de freqüência dos sinais refletidos está relacionada à velocidade do líquido. No método direto de tempo de trajeto, pares de sensores acústicos que transmitem e recebem estão localizados nos contornos opostos do líquido em movimento. Os sensores estão orientados de modo que a direção da trajetória acústica entre eles está alinhada para transmitir o sensor oposto e para também receber um sinal do sensor oposto. Os sensores estão posicionados de modo que a trajetória entre os sensores atravesse a direção do fluxo líquido em um outro ângulo, exceto perpendicular.O tempo do sinal para a trajetória em ambas direções é medido. A diferença no tempo da trajetória está diretamente relacionada à velocidade do líquido entre os dois pontos do sensor. Os pares adicionais de sensores podem ser usados para construir um perfil das velocidades do líquido.

As medições realizadas e os uso dos métodos de identificação de sistema irá determinar se os sensores adicionais são usados. Um número de diferentes sensores do mesmo tipo ou de diferente tipo pode ser usado em combinação, a qual possui o potencial de melhorar o algoritmo de medição da taxa de fluxo. Um tipo de sensor pode medir as elevadas taxas de fluxo melhor que as baixas taxas de fluxo e os diferentes sensores podem ser ponderados quando derivado do relacionamento sob identificação do sistema. Os sensores de pressão da configuração mostrada na Fig. 20 podem também estar integrados em semelhante sistema, se requerido. A invenção será entendida para abranger muitas modificações adicionais, como será prontamente aparente para pessoas habilitadas na técnica, e as quais serão consideradas residir dentro do amplo escopo da técnica e âmbito da invenção, estes estando aqui apenas de acordo com a ampla natureza da invenção e certas configurações específicas por meio de exemplo.

Claims

1. Porta de controle (10) adaptada para ser instalada transversalmcnte em um canal (12) para líquidos, a referida porta de controle (10) compreendendo: um membro de barreira (22) com um membro lateral (26, 28) que possui uma seção arqueada circular (30), o membro de barreira (22) sendo montado de maneira pivotante em ou adjacente à base de referido canal (12) e um meio de acionamento co operando com referido membro lateral para elevar ou abaixar o referido membro de barreira (22) para regular tluxo de líquido através de referida porta de controle (10); a referida porta CARACTERIZADA pelo fato de que o meio de acionamento inclui um cabo (56, 58) e um carretei de enrolamento (54), o cabo (56, 58) sendo passado pelo menos uma vez em torno do carretei de enrolamento (54) e em cada lado do carretei de enrolamento o cabo é fixado respectivamente às extremidades opostas da seção arqueada circular (30) sob tensão com o carretei de enrolamento (54) estando adjacente à seção arqueada circular (30).

2. Porta de controle (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de adicionalmente ter uma estrutura de suporte (18), em que o membro de barreira (22) possui dois membros laterais (26, 28) hermeticamente encaixados com a estrutura de suporte (18) dentro de referido canal (12).

3. Porta de controle (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o carretei de enrolamento (54) é axialrnente móvel durante sua rotação para permitir o cabo (56, 58, 64, 66) enrolar diretamente no carretei de enrolamento (54) ou fora do mesmo em uma posição axíal substancialmente constante no mesmo.

4. Porta de controle (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que, referida seção arqueada circular (30) inclui um ftange (134, 136), o qual projeta-se no fluxo de líquido para alterar as características do fluxo através da referida porta de controle (10).

5. Porta de controle (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui adicionalmente um dispositivo de estabilização de fluxo (96), o qual inclui uma placa de direção de fluxo (98) fixada de maneira pivotante ao membro de barreira (22), a referida placa de direção de fluxo (98) adaptada para permitir a passagem de líquido através de porta de controle (10) para sair da referida porta de controle (10) substaneialmente paralela com o piso (17) de referido canal (12).

6. Porta de controle (10), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que referida placa de direção de fluxo (98) forma uma lateral de um paralelogramo com a lateral oposta sendo fixada em uma posição paralela ao piso (17) de referido canal (12).

7. Porta de controle (10), de acordo com a reivindicação !, CARACTERIZADA pelo fato de que referida porta de controle (10) possui um primeiro membro de estrutura (110) adaptado para estar fixado no referido canal (12), um segundo membro de estrutura (18) inserido de maneira deslizante no referido primeiro membro de estrutura (110), o referido membro de barreira (22) sendo fixado de maneira pi votante ao referido segundo membro de estrutura (18). e um meio de vedação (32) proporcionando vedação contínua em torno do membro de barreira (22).

8. Porta de controle (10), de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que referido meio de vedação (32) está localizado em ou dentro do referido segundo membro de estrutura.

9. Porta de controle (10), de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que referido lacre (32) inclui uma pluralidade de nervuras paralelas (126, 128), as quais estão ao lado do membro de barreira (22) para proporcionar um efeito de vedação positiva.

10. Porta de controle (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui um primeiro sensor de pressão (130) para medir a pressão do líquido em uma primeira posição a montante do referido membro de barreira (22), um segundo sensor de pressão (132) para medir a pressão do líquido em uma segunda posição a jusante do referido membro de barreira (22), um sensor de abertura para medir a posição de abertura do referido membro de barreira (22) e meios de computação para calcular a taxa de fluxo com base nas referidas medições.

11. Porta de controle (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui um primeiro e segundo sensores localizados, respeeiivamcíite. à montante e à jusante do membro de barreira para medição da velocidade do fluxo de líquido no canal, e um terceiro sensor para medição de uma posição de abertura do membro de barreira e meios de computação para processamento das medidas.

12. Porta de controle (10) adaptada para ser instalada transversal mente em um canal (12) para líquidos, a referida porta de controle (10) compreendendo: um membro de barreira (22) com um membro lateral (26, 28) que possui uma seção arqueada circular (30), um primeiro membro de estrutura (110) adaptado para ser fixado ao canal (12), um segundo membro de estrutura (18) encaixando de maneira deslizante com referido primeiro membro de estrutura (110), o membro de barreira (22) sendo fixado de maneira pivotanie ao segundo membro de estrutura (18), um primeiro meio de vedação (32) entre o membro de barreira (22) e o segundo membro de estrutura (18), e um segundo meio de vedação entre o primeiro (110) e segundo membros de estrutura (18), um meio de acionamento co operando com referido membro lateral para elevar ou abaixar o referido membro de barreira (22) para regular fluxo de líquido através de referida porta de controle (10); a referida porta CARACTERIZADA pelo fato de que o meio de acionamento inclui um cabo (56, 58) e um carretei de enrolamento (54), o cabo (56, 58) sendo passado pelo menos uma vez em torno do carretei de enrolamento (54) e em cada lado do carretei de enrolamento o cabo é fixado respectivamente às extremidades opostas da seção arqueada circular (30) sob tensão com o carretei de enrolamento (54) estando adjacente à seção arqueada circular (30).

13. Porta de controle (10), de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADA pelo fato de que o primeiro e segundo meio de vedação são vedações (32) contínuas localizadas em ou dentro do referido segundo membro de estrutura (18).

14. Porta de controle (10), de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADA pelo fato de que cada vedação contínua (32) inclui unia pluralidade de nervuras paralela (126, 128) para proporcionar um efeito de vedação positiva.