BRPI0417816B1 - Pressure regulator device for assembly in an accommodation of electrical equipment and system for increasing the spin speeds through the same - Google Patents

Abstract

"dispositivo regulador de pressão para montagem em um alojamento de equipamento elétrico e sistema para aumentar as velocidades de escoamento através do mesmo". um dispositivo regulador de pressão para alojamento de equipamento elétrico inclui um corpo de válvula que é dotado de um pedestal que se projeta acima de um flange de montagem e uma mesa no pedestal que suporte um conjunto de válvula de dois estágios o qual pode ser dimensionado no diâmetro independentemente da área de trabalho do flange por baixo da mesa. o traçado é particularmente aplicável a aplicações de retroajuste para equipamento de distribuição elétrica de grande porte com a pegada do dispositivo regulador de pressão fixada pelo traçado dos alojamentos de equipamento. a abertura de válvula de primeiro estágio pode ser dimensionada substancialmente como aberturas de ventilação nos alojamentos e as aberturas de válvula de segundo estágio podem ser dimensionadas na relação desejada com a abertura de primeiro estágio para otimização do desempenho de válvula independentemente das restrições impostas na pegada do dispositivo.

Description

DISPOSITIVO REGULADOR DE PRESSÃO PARA MONTAGEM EM UM ALOJAMENTO DE EQUIPAMENTO ELÉTRICO E SISTEMA PARA AUMENTAR AS VELOCIDADES DE ESCOAMENTO ATRAVÉS DO MESMO

Campo da Invenção (0001] A invenção refere-se de uma maneira geral a dispositivos reguladores de pressão para equipamento de distribuição elétrica de grande porte, tais como transformadores e interruptores do tipo que são preenchidos com um óleo dielétrico ou assemelhado e que, quando ocorre uma falha, estão sujeitos a danos provocados por pressão· aumentada. Técnica Anterior I0002J Os dispositivos reguladores de pressão, que são comumente chamados de PRD, devem aliviar rapidamente a pressão aumentada que pode acumular-se nos alojamentos que contêm esse equipamento de distribuição elétrica ao permitirem que grandes quanti-dades de fluidos potencialmente muito quentes escapem dos alojamentos em curto espaço de tempo. Os dispositivos devem reagir antes que os alojamentos onde está contido o equipamento elétrico sofram rompimento e, assim reagindo, permitam, que uma quantidade suficiente de fluido seja descarregado em um espaço de tempo suficientemente curto para impedir danos, tudo enquanto, pre-ferentemente, se descarrega o fluído de uma maneira que não provoque ferimentos ou danos nas pessoas ou equipamento localizados nas proximidades.

[0003] Tipicamente, os dispositivos reguladores de pressão do tipo com os quais a invenção se relaciona são dotados de uma característica de operação de dois estágios. Quando a pressão no alojamento aumenta para um nível de limite predeterminado que re-quere descarga, uma primeira válvula é aberta. A liberação de pressão através da primeira válvula abre uma segunda válvula interligada, a qual tem o efeito de abrir ainda mais a primeira válvula para descarregar fluido do alojamento sob uma alta velocidade. A segunda válvula, que opera uma vez que a primeira válvula é aberta, abre por si mesma sob uma pressão mais baixa do que a requerida para abrir a primeira válvula. A característica de operação de pressão mais baixa da segunda válvula em conjunto com a sua associação física com a primeira válvula permite que a segunda válvula abra a primeira válvula mais amplamente e manter a primeira válvula aberta durante um período de tempo mais longo até a pressão no alojamento ficar bem abaixo do limite requerido para abrir a primeira válvula.

[0004] Uma maneira de se conseguir com que isto ocorra é proporcionar duas aberturas de válvula de dimensões diferentes, uma abertura de válvula interna de primeiro estágio associada com uma primeira vedação que circunscreve uma primeira área e uma abertura de válvula externa de segundo estágio associada com uma segunda vedação que circunscreve uma segunda área maior. A abertura de válvula interna de primeiro estágio é formada por uma abertura de saída através de um colar tubular alinhado com uma abertura de ventilação no alojamento. A abertura de válvula externa de segundo estágio é formada em uma superfície periférica do colar tubular. Um cabeçote pré-carregado na forma de um disco é entrosado com as duas vedações. Uma face extrema do disco de válvula entrosa com a primeira vedação com uma força de pré-carga produzida por uma mola de compressão. Uma saia pendente do disco de válvula entrosa com a segunda vedação com um ajuste deslizante. Quando o produto da pressão no alojamento vezes a primeira área excede a força de pré-carga exercida pela mola de compressão no disco de válvula, o disco de válvula é deslocado pela abertura da primeira válvula. Uma vez que a primeira válvula é aberta, uma área alargada do disco de válvula correspondente à segunda área é exposta à pressão no alojamento. A força gerada pelo produto da pressão de alojamento vezes a segunda área é maior do que o produto da pressão de alojamento vezes a primeira área por uma relação das duas áreas que é tipicamente em torno de 2 para 1. A força maior desloca ainda o disco de válvula para abrir a segunda válvula e para abrir ainda mais a primeira válvula. As duas válvulas são abertas amplamente e rapidamente porque a força gerada pela aplicação da pressão de alojamento sobre a segunda área maior da segunda válvula excede enormemente (tal como por um fator de dois) a força de pré-carga transmitida pela mola de compressão nas posi- ções fechadas das válvulas.

[0005] Os PRD são montados em alojamentos elétricos utilizando-se flanges de montagem, os quais são adequados por convenção a adaptar-se a um padrão de pernos que circundam as aberturas de ventilação nos alojamentos. A disposição desses pernos é mais ou menos padronizada na indústria e impõe uma limitação na configuração do PRD, o que tem, tal como será determinado adiante, restringido a velocidade sob a qual o fluido pode fluir através do PRD.

[0006] O flange de montagem é dotado de uma área de trabalho anular que proporciona afastamento para aparafusamento do flange de montagem ao alojamento. A área de trabalho é definida entre os diâmetros interno e externo efetivos que asseguram um afastamento minimo para aparafusamento do flange de montagem ao alojamento. O colar tubular, que é dotado de um diâmetro interno estabelecido pela abertura de válvula interna de primeiro estágio e um diâmetro externo estabelecido pela abertura da válvula externa de segundo estágio, projeta-se a partir do flange dentro do diâmetro interno da área de trabalho. Desta forma, o diâmetro interno da área de trabalho do flange determina a dimensão máxima do diâmetro externo do colar tubular e da abertura de válvula externa de segundo estágio. É requerido que a abertura de válvula interna de primeiro estágio seja proporcionalmente menor em diâmetro para proporcionar a diferença entre a primeira e segunda áreas requerida para a operação de dois estágios desejada. É a dimensão da primeira área que determina a velocidade de descarga máxima através do PRD, e as limitações impostas nesta área pela combinação de (a) o diâmetro interno da área de trabalho do flange e (b) a redução diametral maior requerida para operação de dois estágios restringe de forma significativa a velocidade de escoamento máxima através do PRD.

[0007] Um exemplo de um PRD representativo dos atuais traçados encontra-se exposto na Figura 1. o PRD 10 ilustrado fica montado em uma abertura de ventilação 14 em um alojamento de equipamento elétrico 12 com um flange 16 que é fixado ao alojamento 12 por meio de um circulo de pernos 18. O flange 16 é dotado de uma área de trabalho anular 20 definida entre diâmetros interno e externo 22 e 24 ocupada por pernos 18 e quaisquer arruelas ou outros elementos de sujeição requeridos para prender o flange 16 ao alojamento 12. Um colar tubular 30 formado integralmente com o flange 16 tem uma abertura de válvula interna de primeiro estágio 32 próxima de um diâmetro recôndito 34 do colar anular 30 e uma abertura de válvula externa de segundo estágio maior 36 em um diâmetro exterior 38 do colar anular 30. O diâmetro exterior 38 do colar anular 30, que inclui a abertura de válvula externa de segundo estágio 36, fica localizada dentro (isto é, é menor do que) o diâmetro interno 22 da área de trabalho 20 do flange 16 para preservar o afastamento requerido para montar o PRD 10 no alojamento 12 utilizando o padrão de pernos convencional. O diâmetro recôndito 34 do colar tubular 30 é restringido pela abertura de válvula interna de primeiro estágio 32 que é necessariamente menor proporcionalmente do que a abertura de válvula externa de segundo estágio 36 para suportar a operação de dois estágios desejada. As velocidades de escoamento através do PRD 10 são limitadas pela abertura de válvula interna de primeiro estágio 32 que restringe o diâmetro recôndito 34 do colar tubular 30.

[0008] Dentro do colar tubular 30 há uma garganta 40 dotada de uma entrada adjacente à abertura de ventilação 14 no alojamento 12 e uma saida adjacente à abertura de válvula interna de primeiro estágio 32. Na sua entrada, o diâmetro de garganta 42 é pelo menos tão grande quanto o diâmetro 44 da abertura de ventilação 14 e é limitada somente pelo diâmetro interno 22 da área de trabalho 20 do flange 16 e a espessura do colar tubular 30. Na sua saida, o diâmetro de garganta 46, que corresponde ao diâmetro recôndito 34 do colar tubular 30, é significativamente menor do que o diâmetro 44 da abertura de ventilação 14 no alojamento 12 e é limitado pela dimensão da abertura de válvula interna de primeiro estágio 32. Velocidades de escoamento potenciais através do colar tubular 30 são reduzidas pela diferença entre os diâmetros de entrada e saida 42 e 46 da garganta 40 ou pelo menos pela diferença entre o diâmetro 44 da abertura de ventilação 14 no alojamento e o diâmetro de saída limitado 46 da garganta 40 (isto é, o diâmetro recôndito do colar tubular 30) . 10009] Muito embora os PRD convencionais tenham, durante muitos anos, proporcionado operações de regulagem de pressão efetivas para alojamentos de equipamentos elétricos, será facilmente apreciado pela referência à Figura 1 que a dimensão da abertura de válvula interna de primeiro estágio 32 impõe um limite na velocidade sob a qual o fluido pode escoar através do dispositivo regulador de pressão; e que este limite é mais baixo do que o limite imposto pela dimensão da abertura de ventilação 14 no alojamento 12* Consequentemente, para se conseguirem velocidades de escoamento mais altas coincidentes com a dimensão das aberturas de ventilação em alojamentos de equipamentos elétricos, foram requeridos PRD de maior dimensão, que envolvem alterações dispendiosas nos alojamentos elétricos para aceitarem dispositivos reguladores de pressão dotados de pegadas (isto é, diâmetros de flange) maiores. Altos custos de uma maneira geral tornam esses retro=ajustes proibitivamente dispendiosos.

Sumário Breve da Invenção (00010] A presente invenção aumenta as velocidades de escoamento através de dispositivos reguladores de pressão de dois estágios (PRDs) de um tipo que pode ser usado para aliviar a pressão em alojamentos de equipamentos elétricos sem aumentar a pega- da requerida para montar os dispositivos nos alojamentos. Uma ou mais concretizações da invenção proporcionam dispositivos reguladores de pressão (PRDs) aperfeiçoados que consequem velocidades de escoamento mais altas em harmonia com a dimensão das aberturas de ventilação em alojamentos de equipamentos elétricos. Prefe-rentemente, estes novos PRDs não restringem mais o escoamento de fluidos provenientes dos alojamentos mais do que a restrição imposta pela dimensão das aberturas de ventilação nos próprios alojamentos.

[00011] Um PRD de acordo com a invenção pode ter uma abertura de válvula interna de primeiro estágio que é substancialmente a mesma dimensão da abertura de ventilação em um alojamento elétrico convencional e uma abertura de válvula externa de segundo estágio que se sobrepõe à área de trabalho do flange de montagem sem interferir com a fixação do flange ao alojamento elétrico utilizando um circulo de pernos convencional. As aberturas de primeiro e segundo estágio permanecem sob uma relação de dimensão (por exemplo, 2 para 1) requerida para suportar a operação de dois estágios desejada para descarregar rapidamente fluidos a partir do alojamento sob velocidades de escoamento mais altas. Assim, a abertura de válvula externa de segundo estágio não é mais limitada pela área de trabalho do flange de montagem, e a abertura de válvula interna de primeiro estágio pode ser dimensionada para explorar o diâmetro completo da abertura de ventilação no aloja- mento elétrico. Em conjunto, estas duas alterações possibilitam um aumento de 50% ou mais nas velocidades de escoamento através dos novos PRD.

[00012] Um exemplo de um novo PRD para montagem em um alojamento de equipamento elétrico sobre uma abertura de ventilação inclui uma válvula de vários estágios dotada de um corpo de válvula com uma garganta capaz de ser alinhada com a abertura de ventilação para descarregar fluido proveniente do alojamento. Um flange suporta o corpo de válvula para montagem do corpo de válvula no alojamento sobre a abertura de ventilação. O flange tem uma área de trabalho adaptada para receber elementos prendedores para fixarem o flange ao alojamento. Um pedestal formado no corpo de válvula adjacente ao flange tem uma altura que estende o corpo de válvula ao longo da garganta. Uma mesa formada no corpo de válvula no pedestal tem um perímetro que estende o corpo de válvula em torno da garganta saliente sobre a área de trabalho do flange. A mesa suporta a maior das duas aberturas de válvula em uma parte da mesa que fica saliente sobre a área de trabalho do flange, de forma que as duas aberturas de válvula podem ser dimensionadas independentemente da área de trabalho do flange para otimizar velocidades de escoamento através da válvula. A altura do pedestal proporciona afastamento entre a parte saliente da mesa e a área de trabalho do flange suficiente para evitar interferência com o recebimento dos elementos prendedores para fixa- ção do flange ao alojamento.

[00013] Preferentemente, o flange é dotado de uma área de trabalho anular entre os diâmetros interno e externo que circunscreve o local pretendido dos elementos prendedores para fixarem o flange ao alojamento. Uma das duas aberturas de válvula é preferentemente uma abertura de válvula de primeiro estágio formada no corpo de válvula para regular a descarga de fluido proveniente da garganta do corpo de válvula, e a outra das duas aberturas de válvula é preferentemente uma abertura de válvula de segundo estágio formada no corpo de válvula para regular a descarga de fluido proveniente da abertura de válvula de primeiro estágio. A abertura de válvula de segundo estágio tem um diâmetro efetivo o qual é maior do que um diâmetro efetivo da abertura de válvula de primeiro estágio de acordo com uma relação predeterminada. A abertura de válvula de segundo estágio maior, que é proporcionada na mesa, fica espaçada em relação ao flange ao longo da garganta do corpo de válvula pelo pedestal. O diâmetro efetivo da abertura de válvula de segundo estágio excede o diâmetro interno da área de trabalho do flange para possibilitar que o diâmetro efetivo da válvula de primeiro estágio seja otimizado para descarregar fluido proveniente do alojamento. 0 espaçamento da abertura de válvula de segundo estágio em relação ao flange proporciona um afastamento ao longo do corpo de válvula para acessar o local pretendido dos elementos prendedores para fixação do flange ao alojamento.

[00014] O pedestal que conecta o flange à parte de mesa do corpo de válvula preferente-mente tem um diâmetro externo que está dentro do diâmetro interno da área de trabalho. Em válvulas convencionais, era o diâmetro externo do corpo de válvula nesta região que estabelecia o diâmetro máximo da abertura de válvula de segundo estágio. Entretanto, de acordo com a invenção, a parte de pedestal do corpo de válvula proporciona suporte para localizar a abertura de válvula de segundo estágio em uma parte de mesa do corpo de válvula deslocado ao longo da garganta do corpo de válvula para preservar o afastamento requerido nas proximidades da área de trabalho do flange ao mesmo tempo em que possibilita que o diâmetro da abertura de válvula de segundo estágio seja dimensionado maior do que o diâmetro interno da área de trabalho.

[00015] A parte de mesa do corpo de válvula preferentemente inclui um colar que suporta primeira e segunda vedações que circunscrevem as aberturas de válvula de primeiro e segundo estágio. A primeira vedação associada com a abertura de válvula de primeiro estágio circunscreve uma abertura de válvula interna através do colar formada na interseção da garganta e o colar na superfície de topo da mesa. A segunda vedação associada com a abertura de válvula de segundo estágio circunscreve uma abertura de válvula externa formada em uma superfície periférica do colar.

As duas vedações são entrosadas por um cabeçote pré-carregado dotado de uma face de disco para entrosar com a primeira vedação e uma saia pendente para entrosar com a segunda vedação. A vedação de primeiro estágio compreende preferencialmente uma vedação axial que é comprimida por uma força de predisposição axial aplicada pelo cabeçote. A vedação de segundo estágio é pre-ferentemente uma vedação periférica que é dotada de um entrosamento do tipo lâmina de rodo com um anel periférico do cabeçote. É necessária uma faixa de movimento de cabeçote predeterminada para desentrosar ou para abrir a vedação de segundo estágio. O propósito da vedação de segundo estágio é não confinar fluido dentro do alojamento de equipamento elétrico, mas proporcionar a abertura mais rapidamente e amplamente do cabeçote uma vez que a pressão de limite para abertura da vedação de primeiro estágio tenha sido alcançada.

[00016] Preferentemente, o cabeçote é previamente carregado por meio de uma mola de compressão que predispõe o cabeçote para entrosamento dom as duas vedações. A mesa também inclui preferentemente fustes ou outros suportes axiais para a montagem de uma tampa que comprime a mola de compressão para forçar o cabeçote de válvula para entrosamento com as duas vedações. A altura dos fustes é ajustada de forma a manter uma separação predeterminada entre a mesa e a tampa associada com uma pré-carga desejada da mola de compressão. Uma vez que os suportes projetam-se sobre a mesa, os suportes não interferem com a área de trabalho do flange.

[00017] Para coletar e encaminhar fluidos descarregados a partir da válvula de dois estágios, a mesa em conjunto com a tampa também é preferen-temente adaptada para capturar um anteparo periférico circundando a válvula de dois estágios. O anteparo periférico circunda o espaço entre a mesa e a tampa e inclui um suporte para um tubo de descarga para encaminhar escoamentos de alto volume seguramente a partir do dispositivo regulador de pressão. Preferentemente, o anteparo periférico é capturado entre a mesa e a tampa de maneira que ele permanece com capacidade de girar na direção de sua periferia para acomodar diferentes orientações do tubo de descarga. Muito embora seja possível prender o anteparo em uma posição fixa depois de ser ajustado na posição, prefere-se que a tampa seja fixada à mesa segundo um espaçamento predeterminado para ajustar a pressão desejada da mola de compressão independentemente da ajustagem giratória do anteparo periférico. Em outras palavras, a tampa é preferentemente presa firmemente à mesa para comprimir a mola de compressão sem limitar a rotação do anteparo com relação à mesa ou tampa. Parafusos de fixação ou outros prendedores podem ser usados para prender o anteparo em uma posição fixa. Para prender a tampa, a mesa inclui preferentemente protuberâncias integrais que suportam fustes de montagem que se projetam acima da mesa. A tampa pode ser aparafusada aos fustes de montagem. A altura dos fustes de montagem pode ser usada para regular a compressão da mola de compressão.

[ 00018] Em uma aplicação de retro-ajuste típica para o novo PRD, um alojamento de equipamento elétrico é dotado de uma abertura de ventilação circundada por um círculo de pernos dotados de um diâmetro e espaçamento padrão entre os pernos. O PRD da presente invenção é dotado de um flange de montagem com recursos de recepção de pernos alinhados com o círculo de pernos padrão para montar o PRD sobre a abertura de ventilação. Os recursos de recepção definem uma área de trabalho do flange que recebe os pernos em conjunto com as suas arruelas para fixação do flange ao alojamento de equipamento elétrico convencional. Uma vez que a área de trabalho deve ser mantida desobstruída para apara fusamen to do flange na posição, os PRD de dois estágios da técnica anterior tinham aberturas de válvula de dimensão limitada com diâmetros não maiores do que o diâmetro interno da área de trabalho.

Descrição Breve das Várias Vistas dos Desenhos (00019] A Figura 1 representa uma vista em seção transversal de um dispositivo regulador de pressão convencional para alojamentos de eguipamen-tos elétricos. 1000201 A Figura 2 representa uma vista lateral do novo dispositivo regulador de pressão da invenção com um anteparo para encaminhar a descarga de fluido proveniente do dispositivo. (0 0 021J A Figura 3 representa uma vista era perspectiva do novo dispositivo regulador de pressão da invenção cora o anteparo removido, mostrando estruturas de suporte internas abrangendo um intervalo entre uma mesa e uma tampa juntamente com um novo cabeçote de válvula assentado em uma posição fechada na mesa .

[00022] A Figura 4 representa uma vista em perspectiva explodida da mesa mostrando estruturas internas, incluindo uma garganta juntamente com dois anéis de montagem de vedação de válvula. (000233 A Figura 5 representa uma vista seccional transversal que mostra a atividade interna do dispositivo regulador de pressão.

[00024] A Figura 6 representa uma vista em corte ampliada, mostrando as vedações que sustentara uma operação de válvula de dois estágios. Descrição Detalhada da Invenção (000253 As figuras dos desenhos, Fi- guras 2-6, ilustram uma concretização preferida da invenção que inclui recursos do traçado que permitem que o novo dispositivo regulador de pressão da invenção acomode velocidades de escoamento muito maiores através de uma pegada de montagem convencional de dimensão inalterada. O novo dispositivo regulador de pressão (PRD) 50 é montado no topo de um alojamento de equipamento elétrico 52 sobre uma abertura de ventilação 54 no alojamento 52. Um flange 56 dotado de dimensões convencionais inclui um número de aberturas escateladas 58 para receber pernos 60 dispostos em um padrão convencional (chamado de um circulo de pernos). Os pernos 60 estendem-se através das aberturas escateladas 58 em entrosamento aparafusado com o alojamento 52 para prender o PRD 50 ao alojamento 52. Os pernos 60 também ficam entrosados com uma área de trabalho 62 do flange 56, a qual é definida como um espaço anular requerido para fixar o flange 56 ao alojamento 52.

[00026] Conforme ilustrado mais claramente na Figura 5, a área de trabalho 62 do flange 56 tem um diâmetro interno 64 justamente dentro do circulo de pernos 60 e um diâmetro externo 66 que se situa exatamente além do circulo de pernos 60. Muito embora o desenho ilustrado mostre o flange 56 preso ao alojamento utilizando-se apenas os pernos 60 como elementos prendedores, a área de trabalho 62 do flange 56 também pode ser disposta de forma a receber arruelas ou outros elementos que sejam de utilidade para a fixação do flange 56 ao alojamento 52.

[00027] Preferencialmente, o flange 5 6 é formado como uma parte integral de um corpo de válvula 70 o qual inclui um pedestal 72 que se projeta acima do flange e uma mesa 74 que é formada no pedestal 72 em sobreposição ao flange 56. O pedestal 72 é dotado de uma configuração de um modo geral tubular e compartilha de uma garganta ou estreitamento comum 76 com o flange 56 e a mesa 74. A garganta 76 tem um diâmetro substancialmente constante ao longo do seu comprimento entre o flange 56 e a mesa 74, que é preferentemente tão grande quanto o diâmetro 80 da abertura de ventilação 54. É a garganta 7 6 que proporciona a passagem através do dispositivo regulador de pressão 50 para descarregar o excesso de pressão no alojamento 52. Uma vez que o diâmetro de garganta 78 é substancialmente da mesma dimensão do diâmetro 80 da abertura de ventilação 54, o dispositivo regulador de pressão 50 proporciona a acomodação de velocidades de escoamento máximas provenientes do alojamento 52.

[00028] A mesa 74 suporta o conjunto de válvula de dois estágios 82 que pode ser dimensionado independentemente das dimensões da área de trabalho 62 do flange 56. Colares de montagem anulares 84 e 86, mais bem ilustrados na vista ampliada da Figura 4, prendem vedações de primeiro e segundo estágio 92, 94 do conjunto de válvula de dois estágios 84 à mesa 74. As duas vedações 92, 94 podem ser formadas nas extremidades opostas de um corpo de vedação comum 90, tal como ilustrado, ou as duas vedações 92, 94 podem ser formadas separadamente do mesmo ou de diferentes materiais. Preferentemente, as duas vedações 92, 94 são formadas de elastômeros de nitrila ou de fluorocarbono, os quais são compatíveis com uma grande variedade de óleos. Informação adicional relacionada com essas vedações e outros conjuntos de válvula de dois estágios que as em- pregam encontra-se exposta em uma patente U.S. N° 6.497.248 cedida em comum, intitulada "Dispositivo Regulador de Pressão com Gaxeta de Uma Peça", que fica incorporada neste contexto por referência.

[00029] A vedação de primeiro estágio 92 define uma abertura de válvula externa de primeiro estágio dotada de um diâmetro efetivo 96, e a vedação de segundo estágio 94 define uma abertura de válvula externa de segundo estágio que é dotada de um diâmetro efetivo 98, as quais são as duas fechadas por um cabeçote impelido por mola 100. Uma face de disco 102 do cabeçote 100 fica entrosada com a vedação de primeiro estágio 92 para fechar a abertura de válvula interna de primeiro estágio, e uma saia pendente circundante 104 do cabeçote 100 entrosa com a vedação de segundo estágio 04 para fechar a abertura de válvula externa de segundo estágio. A face de disco 102 do cabeçote 100 assenta positivamente contra a vedação de primeiro estágio 92 com um ajuste de compressão que bloqueia escoamentos de fluido através da garganta 76. A saia pendente 104 do cabeçote 100 fica entrosada com a vedação de segundo estágio 94 com um ajuste deslizante. A vedação de segundo estágio 94, que é configurada como uma lâmina de rodo acomoda uma pequena faixa de movimento axial da saia pendente 104 ao mesmo tempo em que mantém um entrosamento vedado.

[00030] O cabeçote 100 é impelido para entrosamento com as duas vedações 92, 94 por meio de um par de molas de compressão 106, 108 que ficam confinadas entre o cabeçote 100 e uma tampa 110. Fustes de montagem 112 suportam a tampa 110 acima da mesa 74. Os fustes de montagem 112 projetam-se a partir das protu-berâncias 114 que são espaçadas uniformemente em torno da mesa 74. Pernos 116 prendem a tampa 110 aos fustes 112 para comprimir as molas de compressão 106, 108 dentro de um espaçamento predeterminado entre a mesa 74 e a tampa 110. A quantidade de compressão das molas estabelece uma pressão limite requerida para levantar o cabeçote 100 e abrir o conjunto de válvula de dois estágios 82. Muito embora na concretização representada estejam ilustradas duas molas de compressão 106, 108, poderá utilizar-se uma única mola de compressão ou outro dispositivo de pré-disposição para ajustar a pressão de limite requerida para levantar o cabeçote 100, na dependência do perfil de força desejada. O diâmetro efetivo 96 da vedação de primeiro estágio 92 define uma primeira área sobre a qual pressão de fluido é efetiva para levantar o cabeçote 100 em relação à vedação de primeiro estágio 92. O diâmetro efetivo 98 da vedação de segundo estágio 94 define uma segunda área sobre a qual o fluido que escapa através da abertura de válvula interna de primeiro estágio é efetivo para levantar o cabeçote 100 em relação à vedação de segundo estágio 94. A segunda área da vedação de segundo estágio 94 é preferentemente maior do que a primeira área da vedação de primeiro estágio 92 por uma relação de aproximada- mente 2 para 1, para proporcionar rapidamente o levantamento do cabeçote 199 a fim de liberar a pressão acumulada dentro do alojamento 52. Muito embora relações de área de aproximadamente 2 para 1 sejam típicas para esses conjuntos de válvulas de dois estágios, outras relações podem ser usadas para se ajustar a velocidade e altura sob a qual o cabeçote 100 é levantado em relação aos selos de primeiro e segundo estágios 92, 94. por exemplo, relações variáveis de 1,5 para 1 a 3 para 1 estão situadas dentro de uma faixa de expectativas normais que cobrem uma faixa de condições usuais.

[00031] Em contraste com os traçados anteriores em que os diâmetros efetivos das vedações de primeiro e segundo estágio são limitados pelas dimensões da área de trabalho do flange, o novo traçado da presente invenção permite que os diâmetros efetivos 94 e 96 das aberturas de válvula de primeiro e segundo estágio sejam dimensionados conforme desejado para otimização da descarga de fluido proveniente do alojamento 52. Isto é, em vez de manter um afastamento radial entre o conjunto de válvula de dois estágios e a área de trabalho 62 do flange 56, o novo traçado da presente invenção suporta o conjunto de válvula de dois estágios 82 na mesa 74, que fica deslocada axialmente em relação ao flange 56. O pedestal 72 suporta uma parte suspensa 88 da mesa 74 a uma altura "H" acima da área de trabalho 62 do flange 56. A altura "H" proporciona afastamento suficiente para a inserção e fixação dos pernos 60 através do flange 56.

[00032] 0 diâmetro efetivo 96 da abertura de válvula de primeiro estágio pode ser dimensionado justamente tão grande quanto o diâmetro 80 da abertura de ventilação 54, para evitar uma maior restrição do escoamento de fluido proveniente do alojamento 54. O diâmetro efetivo 98 da abertura de válvula de segundo estágio pode ser dimensionado em uma relação desejada com o diâmetro efetivo 96 da abertura de válvula de primeiro estágio sem considerar as limitações anteriormente impostas pela área de trabalho 62 do flange 56. Na concretização ilustrada, o diâmetro efetivo 98 da abertura de válvula de segundo estágio excede o diâmetro interno 64 da área de trabalho 62 do flange 56. Entretanto, o diâmetro efetivo 98 da abertura de válvula de segundo estágio também pode exceder o diâmetro externo 55 da área de trabalho de flange 62.

[00033] A vedação de segundo estágio 94 é suportada na parte 88 da mesa 74 que pende sobre a área de trabalho 62 do flange 56. Assim, muito embora radialmente sobreposta em pelo menos parte da área de trabalho 62 do flange 56, a vedação de segundo estágio 94 é deslocada axialmente em relação à área de trabalho 62 do flange 56 pelo pedestal 72, que eleva a mesa 74 acima do flange 56. O pedestal 72 estende o corpo de válvula 70 juntamente com a garganta 76 até à vedação de primeiro estágio 92. Preferentemente, o diâmetro de garganta 78 é mantido durante toda a sua extensão em uma dimensão comparável ao diâmetro 80 da abertura de ventilação 54 no alojamento 52.

[00034] Muito embora o pedestal 72 tenha um diâmetro 118 adjacente ao flange 56 que é limitado pelo diâmetro interno 64 da área de trabalho 62 do flange 56, a mesa 74 que assenta no pedestal 72 pode ser dimensionada no diâmetro independentemente da área de trabalho 62 do flange 56. Por exemplo, além do conjunto de válvula de dois estágios 82, a mesa 74 suporta os fustes de montagem 112 a partir das protuberâncias 114. Muito embora as protuberâncias 114 estejam ilustradas em uma condição projetada bem acima da mesa 74, as protuberâncias poderão ser construídas com diferentes dimensões e formas, tais como na forma de protuberâncias que proporcionam aberturas rosqueadas substancialmente niveladas com o topo da mesa 74. Alternativamente, os fustes de montagem 112 poderão ser conectados diretamente à mesa 74, tal como mediante a formação de aberturas rosqueadas na superfície da mesa 74. Além ainda das protuberâncias 114, a mesa 7 4 suporta ainda um anteparo periférico 120.

[00035] 0 anteparo periférico 120 encerra um espaço entre a mesa 74 e a tampa 110 que circunda o conjunto de válvula de dois estágios 82. Uma ranhura anular 122 formada na mesa 74 posiciona o anteparo periférico na posição na mesa. Uma combinação de afastamento radial dentro da ranhura anular 122 e afastamento axial entre a tampa 110 e a mesa 7 4 conforme estabelecido pelos fustes de montagem 112 permite que o anteparo periférico 120 gire em torno da ranhura anular 122 até ser deliberadamente preso na posição por meio de um parafuso ou outro mecanismo prendedor. Desta forma, enquanto a tampa 110 em conjunto com mesa 74 a possa ser disposta de forma a restringir o anteparo periférico 120 tanto axialmente quanto radialmente e proporcionar entrosamentos de vedação com o anteparo periférico 120, o anteparo periférico 120 não é montado sob qualquer tensão ou compressão que possa limitar a sua capacidade de girar na ranhura anular 122 até ser deliberadamente preso na posição por um parafuso de fixação ou outro mecanismo de fixação. Uma abertura 124, circundada por uma conexão de tubulação 126, está prevista em um lado do anteparo periférico 120 para conectar o anteparo periférico 120 a um conduto de descarga (não ilustrado). O anteparo periférico 120 é suscetível de girar em conjunto com a conexão 126 para acomodar diferentes orientações angulares no conduto de descarga. Muito embora a conexão 126 esteja ilustrada como um flange nas Figuras 2 e 5, a conexão poderá adotar uma variedade de outras formas para proporcionar a conexão desejada. Por exemplo, um único ajuste deslizante entre o anteparo periférico e um tubo de descarga é suficiente para algumas aplicações.

[00036] O anteparo periférico 120, em conjunto com a mesa 74 e a tampa 110, coleta o fluido descarregado sob pressão proveniente do alojamento 52 e encaminham o fluido coletado para o conduto de descarga onde o fluido pode ser transportado para fora do dispositivo regulador de pressão 50. Aberturas 128 na parte sobreposta da mesa 74 proporcionam a drenagem de fluido por baixo do nivel do conduto de descarga. Outros detalhes relacionados com a operação pretendida de conjuntos de anteparos periféricos convencionais encontram-se expostos na patente U.S. N° 5.937.893 cedida em conjunto, intitulado "Anteparo para Dispositivo Regulador de Pressão", depositada no nome do mesmo requerente na mesma data da presente, que ficam incorporadas neste contexto por referência.

[00037] Guiado por uma bucha 132 na tampa 110 está previsto um pino indicador 130 que repousa no cabeçote 100. O deslocamento do cabeçote 100 eleva o pino 130 através da tampa 120 produzindo uma indicação visível de que o dispositivo regulador de pressão 50 foi acionado. Um ajuste de fricção com a bucha 132 mantém o pino 130 na posição elevada até ser restabelecido manualmente. Um conjunto de chave de alarme 134 pode ser conectado ao pino 130 de forma que o movimento do pino 130 aciona um alarme remoto ou dispositivo de sinal (não ilustrado). O pino 130 e a bucha 132 podem projetar-se a alturas variáveis acima da tampa 110 de acordo com variações de rotina no sistema de alarme /sinalização.

[00038] Muito embora descrita com relação a uma concretização preferida, várias modifica- ções poderão ser realizadas particularmente nas estruturas de válvula, seus suportes, e sistemas circundantes de conformidade com o ensinamento global da invenção para superar as limitações da técnica anterior.

REIVINDICAÇÕES

Claims (27)

1- Dispositivo regulador d© pressão {50) para montagem em um alojamento de equipamento elétrico {52) sobre uma abertura de ventilação {54) para descarregar fluido pressurizado a partir do alojamento {52), caracterizado pelo fato de compreender: uma válvula de vários estágios dotada de um corpo de válvula (70) cora uma garganta (7 6) capaz de ser alinhada cóm a abertura de ventilação {54) para descarregar fluido do alojamento (52) ; um flange (56) suportando o corpo de válvula (70) para montar o corpo de válvula (70) no alojamento (52) sobre a abertura de ventilação (54); sendo o flange (5 6) dotado de uma área de trabalho (62) anular entre diâmetros interno e externo {64, 66) que circunscrevem o local de elementos prende-dores (60) pretendidos para fixação do flange (56) ao alojamento (52); uma abertura de válvula de primeiro estágio formada no corpo de válvula (70) para regular a descarga de fluido proveniente da garganta (76) do corpo de válvula; uma abertura de válvula de segundo estágio formada no corpo de válvula (70) para regular a descarga de fluido a partir da abertura de válvula de primeiro estágio; a abertura de válvula de segundo estágio tendo um diâmetro efetivo {98) que é maior do que um diâ- metro efetivo (96) da abertura de válvula de primeiro estágio em uma relação predeterminada; ficando a abertura de válvula de segundo estágio espaçada ao longo da garganta (76) do corpo de válvula (70) em relação ao flange (56) ; o diâmetro efetivo (98) da abertura de válvula de segundo estágio excedendo o diâmetro interno (64) da área de trabalho (62) do flange (56) para permitir que o diâmetro efetivo (96) da válvula de primeiro estágio seja otimizado para descarregar fluido do alojamento (52) ; e um espaçamento da abertura de válvula de segundo estágio em relação ao flange (56) proporcionando afastamento ao longo do corpo de válvula (70) para acesso ao local pretendido dos elementos prendedores (60) para fixação do flange (56) ao alojamento (52).

2- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um pedestal (72) é formado no corpo de válvula (70) adjacente ao flange (56) e o pedestal (72) tem uma altura que se estende do corpo de válvula (70) ao longo da garganta (76) .

3- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que uma mesa (74) é formada no corpo de válvula (70) no pedestal (72) e a mesa (74) tem uma parte estendida (88) que fica projetada sobre a área de trabalho (62) do flange (56).

4- Dispositivo, de acordo com a reivindi- cação 3, caracterizado pelo fato de que a mesa (74) suporta a abertura de válvula de segundo estágio na parte estendida (88) da mesa (74) que fica projetada sobre a área de trabalho (62) do flange (56).

5- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a altura do pedestal (72) proporciona um afastamento entre a parte estendida (88) da mesa (74) e a área de trabalho (62) do flange (56), suficiente para evitar a interferência com o recebimento dos elementos prendedores (60) para fixação do flange (56) ao alojamento (52).

6- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a mesa (74) inclui um colar (84, 86) que é dotado de uma abertura de válvula interna na interseção da garganta e do colar como a abertura de válvula de primeiro estágio, e uma abertura de válvula externa em uma superfície periférica do colar com a abertura de válvula de segundo estágio .

7- Dispositivo regulador de pressão para montagem em um alojamento (52) de equipamento elétrico sobre uma abertura de ventilação (54) para descarregar fluido pressurizado a partir do alojamento (52), caracterizado pelo fato de compreender: uma válvula de vários estágios dotada de um corpo de válvula (70) com uma garganta (7 6) capaz de ser alinhada com a abertura de ventilação (54) para descarregar fluido do alojamento (52) ; um flange (56) suportando o corpo de válvula (70) para montagem do corpo de válvula (70) no alojamento (52) sobre a abertura de ventilação; sendo o flange (56) dotado de uma área de trabalho (62) anular adaptada para receber elementos prendedores (60) para fixação do flange (56) ao alojamento (52) ; um pedestal (72) formado no corpo de válvula (70) adjacente ao flange (56) e tendo uma altura que se estende do corpo de válvula (70) ao longo da garganta (76) ; uma mesa (74) formada no corpo de válvula (70) no pedestal (72) e tendo uma parte estendida (88) que fica projetada sobre a área de trabalho (62) do flange (56); a mesa (74) suportando a maior (98) das duas aberturas de válvula (96, 98) na parte estendida (88) da mesa (74) que se projeta sobre a área de trabalho (62) do flange (56) de forma que as aberturas de válvula (96, 98) podem ser dimensionadas independentemente da área de trabalho (62) do flange (56) para otimização das proporções de escoamento através da válvula; e a altura do pedestal (72) proporcionando afastamento entre a parte estendida (88) da mesa (74) e a área de trabalho (62) do flange (56) suficiente para evitar a interferência com a recepção dos elementos prendedores (60) para fixação do flange (56) ao alojamento (52) .

8- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a área de trabalho (62) do flange (56) é uma área anular formada entre os diâmetros interno e externo (64, 66) que circunscreve o local pretendido dos elementos prendedores (60) para fixar o flange (56) ao alojamento (52).

9- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a maior (98) das duas aberturas de válvula (96, 98) fica espaçada ao longo da garganta (76) do corpo de válvula (70) em relação ao flange (56) e tem um diâmetro efetivo (98) que excede o diâmetro interno (64) da área de trabalho (62) do flange (56).

10- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o espaçamento da maior (98) das duas aberturas de válvula (96, 98) em relação ao flange (56) excede a altura do pedestal (72) para manter o afastamento ao longo do corpo de válvula (70) para permitir acesso ao local pretendido dos elementos prendedores (60) para fixação do flange (56) ao alojamento (52) .

11- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o diâmetro efetivo (98) da maior das duas aberturas de válvula (96, 98) é maior do que um diâmetro efetivo da menor (96) das duas aberturas de válvula segundo uma relação de pelo menos 2 para 1.

12- Dispositivo, de acordo com a reivin- dicação 7, caracterizado pelo fato de que a mesa (74) também suporta a menor (96) das duas aberturas de válvula (96, 98) .

13- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a mesa (74) inclui um colar (84, 86) que suporta as primeira e segunda vedações (92, 94) que circunscrevem as duas aberturas de válvula (96, 98), a primeira vedação (92) circunscrevendo uma abertura de válvula interna através do colar formada em uma interseção da garganta e do colar, e a segunda vedação (94) circunscrevendo uma abertura de válvula externa em uma superfície periférica do colar .

14- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que as duas vedações (92, 94) são enganchadas por um cabeçote corre-diço pré-carregado (100).

15- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o pedestal (72) é dotado de um diâmetro externo que é menor do que o diâmetro interno da área de trabalho (62) do flange (56) .

16- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a mesa (74) inclui fustes (112) para montagem de uma tampa (110) a um espaçamento predeterminado em relação à mesa (74).

17- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que uma mola de compressão (106, 108) fica comprimida entre a tampa (110) e a mesa (74) para predispor um cabeçote corredi-ço (100) para uma posição para fechamento das duas aberturas de válvula.

18- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que um anteparo periférico (120) fica aprisionado entre a mesa (74) e a tampa (110).

19- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o anteparo periférico (120) inclui uma abertura (124) para orientar descargas de fluido provenientes do dispositivo regulador de pressão e é capaz de girar na direção de sua periferia com relação à mesa (74) e à tampa (110).

20- Sistema para aumentar as proporções de escoamento através de um dispositivo regulador de pressão fixado a um alojamento (52) de equipamento elétrico convencional utilizando-se circulo de pernos de dimensão padrão que circunda aberturas de ventilação no alojamento, caracterizado pelo fato de compreender: uma válvula de vários estágios dotada de um flange (56) de montagem com recursos receptores de pernos alinhados com o círculos de pernos padrão para montagem do dispositivo regulador de pressão sobre a abertura de ventilação do alojamento (52) de equipamento elétrico convencional; recursos receptores de pernos que ocupam uma área de trabalho (62) do flange (56) que recebe os per- nos em conjunto com quaisquer arruelas ou outros elementos prendedores (60) associados para prender o flan-qe (56) ao alojamento (52) de equipamento elétrico convencional; um pedestal (72) que se projeta de dentro do flanqe (56) de montaqem adjacente à área de trabalho (62) do flange de montagem e tendo uma garganta (7 6) alinhada com a abertura de ventilação para transportar fluido descarregado através do conjunto de válvula; uma mesa (74) suportada no pedestal (72) em comunicação com a garganta (76) tendo uma parte estendida (88) que se sobrepõe à área de trabalho (62) do flange (56); primeira e segunda aberturas de válvula (96, 98) dispostas em série para descarregarem rapidamente fluido através da garganta (76) do conjunto de válvula de vários estágios em resposta a uma pressão predeterminada no alojamento (52) de equipamento elétrico convencional; e a mesa (74) suportando pelo menos a maior (98) das primeira e segunda aberturas de válvula (96, 98) na parte estendida (88) que se sobrepõe à área de trabalho (62) do flange (56) para otimização das proporções de escoamento através do dispositivo regulador de pressão.

21- Sistema, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a menor (96) das primeira e segunda aberturas de válvula (96, 98) é di- mensionada substancialmente tão grande quanto a abertura de ventilação para evitar uma outra restrição no escoamento através do dispositivo regulador de pressão.

22- Sistema, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a maior (98) das primeira e segunda aberturas de válvula (96, 98) é dimensionada pelo menos tão grande quanto o circulo de pernos sem interferir com a recepção dos pernos e quaisquer elementos prendedores associados para fixação do flange ao alojamento.

23- Sistema, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a menor (96) das primeira e segunda aberturas de válvula (96, 98) é uma abertura de válvula interna formada em uma interseção da mesa (74) e da garganta (76), e a maior (98) das primeira e segunda aberturas de válvula (96, 98) é uma abertura de válvula externa formada em torno de uma superfície lateral da mesa.

24- Sistema, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que fustes localizados além da superfície lateral da mesa conectam uma tampa (110) à mesa (74) sob um espaçamento predeterminado .

25- Sistema, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que um anteparo periférico (120) fica aprisionado entre a mesa (74) e a tampa (110).

26- Sistema de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o anteparo periférico (120) inclui uma abertura (124) para encaminhar descargas de fluido provenientes do dispositivo regulador de pressão e é capaz de girar na direção da periferia com relação à mesa (74) e à tampa (110).

27- Sistema, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que uma mola de compressão (106, 108) fica comprimida entre a tampa (110) e a mesa (74) para impedir um cabeçote corrediço (100) para uma posição para fechamento das aberturas de válvula (96, 98) .