BRPI0716916B1

BRPI0716916B1 - Conjunto de controle para regular o fluxo de um fluido através de um trajeto de fluxo de fluido de um regulador, e, regulador

Info

Publication number: BRPI0716916B1
Application number: BRPI0716916-7A
Authority: BR
Inventors: Daniel G. Roper; Harold J. McKinney; Thomas L. Weyer
Original assignee: Fisher Controls International Llc
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2020-02-27
Also published as: CN101517293B; US9188233B2; US20080078460A1; US8826933B2; JP2010505204A; RU2458273C2; BRPI0716916A2; JP5079010B2; EP2481964A1; RU2009113543A; AU2007304948B2; US20140346384A1; JP2012181865A; AU2007304948A1; EP2069669A1; EP2069669B1; CA2664431A1; JP5347044B2; CA2664431C; AR063084A1

Abstract

conjunto de controle para regular o fluxo de um fluido através de um trajeto de fluxo de fluido de um regulador, e, regulador é descrito um conjunto de controle para converter um regulador tipo "fechamento mediante falha" em um regulador tipo "abertura mediante falha", ou vice-versa, sem ter que modificar ou reconfigurar o revestimento do regulador, que inclui um elemento de controle, uma haste central (186) e uma mola (193) disposta entre a primeira (188) e segunda (192) sedes de mola. um regulador incluindo o conjunto de controle inclui um corpo de válvula e um revestimento do atuador, o corpo da válvula definindo um trajeto de fluxo de fluido. o elemento de controle é disposto deslizavelmente dentro do revestimento do atuador e adaptado para deslocamento em relação ao corpo da válvula para controlar o fluxo do fluido através do trajeto de fluxo. a mola (193) e as sedes de mola (188, 192) são dispostas em torno da haste central, de maneira tal que a mola propele o elemento de controle para uma posição predeterminada em relação ao revestimento do regulador.

Description

“CONJUNTO DE CONTROLE PARA REGULAR O FLUXO DE UM FLUIDO ATRAVÉS DE UM TRAJETO DE FLUXO DE FLUIDO DE UM REGULADOR, E, REGULADOR”

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS [0001] Esta invenção reivindica o benefício de prioridade do pedido de patente provisório U.S. número de série 60/827.588, depositado em 29 de setembro de 2006, cujos conteúdos na íntegra estão aqui expressamente incorporados pela referência.

CAMPO DA REVELAÇÃO [0002] A presente revelação diz respeito no geral a um dispositivo de controle de fluido e, mais particularmente, a um dispositivo de posicionamento para um dispositivo de controle de fluido.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [0003] Dispositivos de controle de fluido incluem várias categorias de equipamento que incluem válvulas de controle e reguladores. Tais dispositivos de controle são adaptados para ser acoplados em um sistema de controle de processo de fluido, tais como sistemas de tratamento químico, sistemas de distribuição de gás natural, etc., para controlar o fluxo de um fluido através deles. Cada dispositivo de controle define um trajeto de fluxo de fluido e inclui um elemento de controle para ajustar a dimensão do trajeto de fluxo. Por exemplo, a figura 1 representa um conjunto regulador conhecido 10 incluindo um corpo da válvula 12 e um atuador 14. O corpo da válvula 12 define um trajeto de fluxo 16 e inclui uma garganta 18. Na figura 1, o conjunto regulador 10 é feito em uma configuração de fluxo ascendente. O atuador 14 inclui um revestimento do atuador superior 20, um revestimento do atuador inferior 22, um conjunto de diafragma 30 incluindo um diafragma 32, e um elemento de controle 24.

[0004] O elemento de controle 24 fica disposto dentro dos revestimentos do atuador superior e inferior 20, 22 e é adaptado para deslocamento bidirecional em resposta a mudanças na pressão através do subconjunto do diafragma 30. Assim configurado, o elemento de controle 24 controla o fluxo de fluido através da garganta

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18. Adicionalmente, conforme está representado, o conjunto regulador 10 inclui um anel de sede 26 disposto na garganta 18 do corpo da válvula 12. Quando a pressão de saída do corpo da válvula 12 está alta, uma superfície de vedação 28 do elemento de controle 24 pode encaixar de forma selada o anel de sede 26 e fechar a garganta 18. Similarmente, sem nenhuma pressão no atuador 14, ou mediante falha do diafragma 32, uma mola espiral 34 disposta dentro de uma porção da cavidade anular 36 do revestimento do atuador superior 20 propele o elemento de controle 24 para a posição fechada. Um regulador como este é normalmente conhecido como regulador tipo fechamento mediante falha.

[0005] Reguladores tipo fechamento mediante falha são configurados de maneira tal que, mediante ocorrência de um vazamento no sistema, que remove pressão do atuador 14, ou uma falha do diafragma 32, tal como uma ruptura, o elemento de controle 24 fecha automaticamente o fluxo de fluido através do regulador 10. Em uma circunstância destas, a distribuição de fluido em um local final desejado cessa até que o regulador seja reparado.

[0006] Para evitar a necessidade de terminar a distribuição de fluido em condições de falha, alguns sistemas de processos ou distribuição de fluido incorporam um regulador tipo abertura mediante falha. Reguladores tipo abertura mediante falha operam similares aos reguladores tipo fechamento mediante falha', entretanto, mediante falha do diafragma, uma mola propele o elemento de controle para abrir, em vez de fechar. Assim, mesmo quando o diafragma ou outro elemento de controle falha, fluido continua escoar através do regulador de forma ininterrupta e descontrolada. Tais configurações, portanto, geralmente incluem um regulador monitor, que controla o fluxo de fluido quando o regulador tipo abertura mediante falha falha.

[0007] Reguladores convencionais são em geral configurados tanto do tipo abertura mediante falha quanto tipo fechamento mediante falha. Para reconfigurar um regulador tipo abertura mediante falha para operar como um regulador tipo fechamento mediante falha, ou vice-versa, o conjunto de controle e o revestimento do regulador geralmente devem ser reconfigurados ou substituídos

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3/26 com um conjunto de controle e revestimento do regulador diferentes. Tais reconfiguração e/ou troca do revestimento do regulador podem ser caras e demoradas.

SUMÁRIO DA REVELAÇÃO [0008] Uma modalidade da presente revelação fornece um conjunto de dispositivo de posicionamento para regular o fluxo de um fluido através de um trajeto de fluxo de fluido de um regulador. O conjunto do dispositivo de posicionamento compreende um elemento de controle, uma haste central, uma primeira sede de mola, uma segunda sede de mola e uma mola. A haste central é adaptada para ficar disposta através de um revestimento do regulador. A primeira sede da mola define uma abertura que recebe a haste central e é fixa em relação à haste central. A segunda sede da mola define uma abertura que recebe a haste central e é fixa em relação a um do revestimento do regulador e do elemento de controle. A mola é disposta entre a primeira e segunda sedes de mola e propele o elemento de controle para uma posição predeterminada relativa ao revestimento do regulador.

[0009] Uma outra modalidade da presente revelação compreende um regulador que compreende um corpo da válvula que define um trajeto de fluxo, um revestimento do atuador acoplado no corpo da válvula, um elemento de controle, uma haste central, primeira e segunda sedes de mola e uma mola. O elemento de controle fica disposto dentro do revestimento do atuador e adaptado para deslocamento em relação ao corpo da válvula para regular o fluxo do fluido através do trajeto de fluxo. A haste central fica disposta através do revestimento do atuador. A primeira sede da mola é fixa em relação à haste central, e a segunda sede da mola é fixa em relação a um do revestimento do atuador e do elemento de controle. A mola fica disposta entre a primeira sede da mola e a segunda sede da mola e propele o elemento de controle para uma posição predeterminada dentro do revestimento do regulador.

[0010] Também uma outra modalidade da presente revelação fornece um regulador compreendendo um corpo da válvula, um revestimento do atuador, um elemento de controle e um conjunto do dispositivo de posicionamento. O corpo da

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4/26 válvula define um trajeto de fluxo para um fluido, e o revestimento do atuador é acoplado no corpo da válvula. O elemento de controle fica disposto dentro do revestimento do atuador e adaptado para deslocamento em relação ao corpo da válvula para regular o fluxo do fluido através do trajeto de fluxo. O conjunto do dispositivo de posicionamento compreende uma haste central e uma mola disposta em torno da haste central. Pelo menos uma porção da haste central fica disposta dentro do elemento de controle, e a mola propele o elemento de controle para uma posição predeterminada relativa ao corpo da válvula.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS [0011] A figura 1 é uma vista lateral seccional transversal de um regulador tipo fechamento mediante falha convencional.

[0012] A figura 2 é uma vista lateral seccional transversal de uma modalidade de um regulador tipo abertura mediante falha construído de acordo com os princípios da presente revelação.

[0013] A figura 3 é uma vista lateral seccional transversal de uma modalidade alternativa de um conjunto de controle para o regulador tipo abertura mediante falha construído de acordo com a figura 2.

[0014] A figura 4 é uma vista lateral seccional transversal de uma segunda modalidade de um regulador tipo abertura mediante falha construído de acordo com os princípios da presente revelação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA REVELAÇÃO [0015] Referindo-se à figura 2, uma primeira modalidade de um dispositivo de controle construído de acordo com os princípios da presente revelação inclui um regulador de pressão 100. O regulador de pressão 100 no geral inclui um corpo da válvula 102, um anel de sede 104 e um atuador 106. O corpo da válvula 102 define um trajeto de fluxo 108 que estende-se entre uma entrada 110 e uma saída 112, bem como até o atuador 106, conforme será discutido. O atuador 106 inclui um conjunto de controle 114 que é móvel entre uma posição aberta, mostrada na figura 2, e uma posição fechada (não mostrada), em que o conjunto de controle 114 encaixa o anel de sede 104. O movimento do conjunto de controle 114 ocorre em

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5/26 resposta a flutuações na pressão do fluido na entrada 110 e na saída 112. Dessa maneira, a posição do conjunto de controle 114 relativa ao anel de sede 104 afeta a capacidade de fluxo do regulador de pressão 100.

[0016] O corpo da válvula 102 define adicionalmente uma garganta 116 entre a entrada 110 e a saída 112. A garganta 116 inclui uma porção escalonada 118 que acomoda e suporta o anel de sede 104. Em uma forma, um anel O pode ser disposto entre o anel de sede 104 e a porção escalonada 118 da garganta 116 para prover uma vedação hermética a fluido entre eles.

[0017] O atuador 106, conforme declarado, inclui o conjunto de controle 114 e, adicionalmente, um revestimento do atuador superior 122, um revestimento do atuador inferior 124 e uma pluralidade de pinos 126. Os revestimentos do atuador superior e inferior 122, 124 são presos um no outro por pelo menos um prendedor rosqueado 119 e porca correspondente 121. O revestimento do atuador superior 122 define uma abertura central 123, uma primeira entrada de controle 125 (representada em linha tracejada), e uma câmara de deslocamento 127. A câmara de deslocamento 127 contém um indicador de deslocamento 131, que indica a posição do conjunto de controle 114 dentro do atuador 106. O revestimento do atuador inferior 124 define uma segunda entrada de controle 129.

[0018] Em cooperação, os revestimentos do atuador superior e inferior 122, 124 definem uma cavidade 135 que inclui um pescoço oco 128. O pescoço oco 128 fica disposto dentro da abertura do atuador 115 no corpo da válvula 102. Conforme identificado na figura 2, a pluralidade de pinos 126 tem primeiras extremidades 126a fixas no pescoço oco 128 e as segundas extremidades 126b localizadas distalmente do pescoço oco 128. Na forma ilustrada, as primeiras extremidades 126a são rosqueadas em furos formados no pescoço oco 128. As segundas extremidades 126b encaixam o anel de sede 104. Dessa maneira, os pinos 126 e a porção escalonada 118 da garganta 116 prensam e axialmente localizam e prendem o anel de sede 104 no corpo da válvula 102. Embora o regulador 100 tenha sido descrito incluindo uma pluralidade de pinos 126 localizando o anel de sede 104 em relação ao corpo da válvula 102, uma forma alternativa do regulador 100 pode incluir uma

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6/26 gaiola disposta na garganta 116 para localizar o anel de sede 104. Em uma outra forma, o anel de sede 104 pode ser rosqueado, colado ou de outra forma fixado no corpo da válvula 102.

[0019] Ainda com referência à figura 2, o conjunto de controle 114 inclui um elemento de controle tal como uma camisa oca 130, um subconjunto de montagem 132, um subconjunto de diafragma 133 e um conjunto do dispositivo de posicionamento 138. A camisa 130 é no geral tubular, definindo uma superfície interna no geral cilíndrica 143 e uma superfície externa no geral cilíndrica 148. A superfície interna 143 define um furo central através da camisa 130. Adicionalmente, a camisa 130 inclui uma extremidade superior 130a e uma extremidade inferior 130b. A extremidade superior 130a fica disposta dentro da cavidade 135 e a extremidade inferior 130b fica disposta dentro do pescoço oco 128 do revestimento do atuador inferior 124. A extremidade superior 130a da camisa 130 é aberta e inclui um flange circunferencial 140 formado na superfície externa 147. Adicionalmente, a porção superior 130a da camisa 130 inclui uma porção rosqueada 141 na superfície interna 143. A extremidade inferior 130b da camisa 130 é aberta e acomoda o subconjunto de montagem 132.

[0020] O subconjunto de montagem 132 inclui um elemento de montagem 142, um retentor de disco 144, um suporte do disco 146 e um disco de vedação 148. Na forma revelada, o elemento de montagem 142 inclui um corpo no geral cilíndrico rosqueado na extremidade inferior aberta 130b da camisa 130 e definindo um furo passante 150. O furo passante 150 é no geral alinhado axialmente com a camisa 130. O retentor de disco 144 inclui um corpo no geral cilíndrico fixado no elemento de montagem 142 com um par de prendedores 152. Na forma ilustrada, os prendedores 152 incluem prendedores rosqueados. Similar ao elemento de montagem 142, o retentor de disco 144 define um furo passante 154. O furo passante 154 do retentor de disco 144 tem um diâmetro substancialmente idêntico ao diâmetro do furo passante 150 no elemento de montagem 142 e é axialmente alinhado com ele.

[0021] Conforme representado, o retentor do disco 144 prende o suporte do

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7/26 disco 146 e o disco de vedação 148 no elemento de montagem 142 do conjunto do retentor 132. O suporte do disco 146 inclui uma placa com forma geral de anel construída de um material rígido tal como aço. 0 disco de vedação 148 inclui um disco com forma geral de anel feito de um material resiliente e fixo no suporte do disco 146. Em uma forma, o disco de vedação 148 é fixo no suporte do disco 146 com um adesivo. De acordo com a forma revelada, a configuração do retentor do disco 144 limita a deformação radial do disco de vedação 148 quando o conjunto de controle 114 está em uma posição fechada e comprimindo o disco de vedação 148 contra o anel de sede 104.

[0022] Referindo-se agora à porção superior do regulador 100 representado na figura 2, o subconjunto do diafragma 133 inclui um diafragma 134, uma placa do diafragma superior 136a e uma placa do diafragma inferior 136b. As placas do diafragma superior e inferior 136a, 136b são presas no flange circunferencial 140 da camisa 130. As placas do diafragma 1361, 136b são presas uma na outra por meio de prendedores 156, fixando assim a camisa 130 e as placas do diafragma 136a, 136b uma na outra. Adicionalmente, as placas do diafragma 136a, 136b prensam radialmente uma porção interna do diafragma 134. Uma porção radialmente externa do diafragma 134 é fixa entre os revestimentos do atuador superior e inferior 122, 124.

[0023] O conjunto do dispositivo de posicionamento 138 é basicamente disposto dentro da camisa 130 para propelir a camisa 130 para a posição aberta representada na figura 2. O conjunto do dispositivo de posicionamento 138 no geral compreende uma haste central 186, uma primeira sede de mola 188, uma segunda sede de mola 190, uma mola 193 e uma placa de retenção 192. A haste central 186 inclui uma primeira extremidade rosqueada 186a e uma segunda extremidade rosqueada 186b. A primeira extremidade rosqueada 186a estende-se através da abertura central 123 do revestimento do atuador superior 122. Uma porca externa 194 é rosqueada na primeira extremidade rosqueada 186a para limitar o deslocamento axial da haste central 186 na direção descendente em relação à orientação do atuador 100 representado na figura 2. Uma porca intermediária 196 é

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8/26 rosqueada na primeira extremidade rosqueada 186a da haste central 186 além da porca externa 194 para limitar o deslocamento axial da haste central 186 na direção ascendente em relação à orientação do atuador 100 representada na figura 2. Dessa maneira, a primeira extremidade rosqueada 186a da haste central 186 é efetivamente fixa contra o deslocamento axial em relação ao revestimento superior do atuador 122, e a segunda extremidade rosqueada 186b estendem-se até o atuador 106.

[0024] Dessa maneira, conforme representado, a segunda extremidade rosqueada 186b da haste central 186 estende-se até a camisa 130 e fica disposta adjacente à segunda extremidade 130b da camisa 130. Um par de porcas de retenção 198a, 198b é rosqueado na segunda extremidade rosqueada 186b da haste central 186. As porcas de retenção 198a, 198b suportam a primeira sede de mola 188, a mola 193 e a segunda sede de mola 192 na haste central 196. A primeira sede de mola 188 fica disposta deslizavelmente dentro da camisa 130, conforme será discutido com mais detalhes a seguir. Mais especificamente, a primeira sede de mola 188 compreende uma placa no geral cilíndrica em encaixe com as porcas de retenção 198a, 198b. A mola 193, portanto, fixa a segunda sede de mola 192 contra a placa de retenção 192, e em relação à camisa 130. Além disso, a segunda sede de mola 188 é fixa em relação à haste central 186 e define uma abertura central 188a e uma pluralidade de orifícios 188b. A abertura central 188a recebe a segunda extremidade 186b da haste central 186 diretamente adjacente às porcas de retenção 198a, 198b. A pluralidade de orifícios 188b fica em comunicação fluídica com os furos passantes 150 no subconjunto de montagem 132 e, portanto, no trajeto de fluxo 108.

[0025] Similarmente, a segunda sede de mola 190 compreende uma placa no geral cilíndrica que define uma abertura central 190a e uma pluralidade de orifícios 190b. A abertura central 190a na segunda sede de mola 190 recebe a haste central 196 próxima da primeira extremidade rosqueada 186a. A pluralidade de orifícios 190b fica em comunicação fluídica com a pluralidade de orifícios 188b na primeira sede de mola 188 e, portanto, no trajeto de fluxo 108. Dessa maneira, conforme

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9/26 representado, a mola 193 fica disposta axialmente entre a primeira sede de mola 188e a segunda sede de mola 190, e encaixe com elas. A primeira sede de mola 188, que é fixada pelas porcas de retenção 198 contra deslocamento na direção descendente em relação à haste central 186, suporta a mola 193. Assim, a mola 193 suporta a segunda sede de mola 190.

[0026] Além disso, a placa de retenção 192 compreende uma placa no geral cilíndrica que define uma abertura central 192, uma pluralidade de orifícios 192b e uma porção rosqueada 195. A porção rosqueada 195 da placa de retenção 192 é fixada pelo encaixe rosqueado com a porção rosqueada 141 na superfície interna 143 da camisa 130. Dessa maneira, a placa de retenção 192 e a camisa 130 agem como uma estrutura unitária.

[0027] Durante a montagem, com o revestimento do atuador superior 122 removido do revestimento do atuador inferior 124 e a camisa 130 removida entre as placas do diafragma 136a, 136b, a placa de retenção 192 é rosqueada na porção rosqueada 141 da camisa 130. Subsequentemente, a porca intermediária 196 é rosqueada na primeira extremidade rosqueada 186a da haste central 186. A segunda extremidade rosqueada 186b da haste central 186 é então disposta através da abertura central 192a da placa de retenção 192. Em seguida, com a haste central 186 no lugar, a segunda sede de mola 190, a mola 193 e a primeira sede de mola 188 são deslizadas sobre a haste central 186, nesta ordem, por meio da abertura na porção inferior 130b da camisa 130. As porcas de retenção 198a, 198b são então rosqueadas na segunda extremidade rosqueada 186b da haste central 186, conforme representado.

[0028] Neste ponto, um técnico ou engenheiro pode pré-carregar o conjunto do dispositivo de posicionamento 138 apertando qualquer porca intermediária 196 disposta adjacente à placa de retenção 192 ou as porcas de retenção 198a, 198b dispostas adjacentes à primeira sede de mola 188. Por exemplo, o aperto da porca intermediária 196 empurra a haste central 186 através da segunda sede de mola 190 e da placa de retenção 192. Isto faz com que as porcas de retenção 198a, 198b apliquem uma força axial na primeira sede de mola 188 e desloque a primeira sede

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10/26 de mola 188 em direção à segunda sede de mola 190. A continuidade do aperto da porca intermediária 196 comprime a mola 193 entre a primeira e segunda sedes de mola 188, 190.

[0029] Alternativamente, o aperto das porcas de retenção 198a, 198b dispostas adjacentes à primeira sede de mola 188 força a primeira sede de mola 188 em direção à segunda sede de mola 190 para comprimir a mola 193. Deve-se perceber que, na modalidade representada, as porcas de retenção 198a, 198b compreende uma primeira porca de retenção 198a, disposta diretamente adjacente à primeira sede de mola 188 e uma segunda porca de retenção 198b disposta diretamente adjacente à primeira porca de retenção 198a oposta à primeira sede de mola 188. Dessa maneira, na operação de pré-carregamento supradescrita, um técnico ou engenheiro primeiro apertaria a primeira porca de retenção 198a para deslocar a primeira sede de mola 188 para comprimir a mola 193. Subsequentemente, o técnico ou engenheiro apertaria a segunda porta de retenção 198b para encaixe com a primeira porca de retenção 198a para travar efetivamente a primeira porca de retenção 198a no lugar na haste central 186.

[0030] Adicionalmente, deve-se perceber que, em uma modalidade do conjunto do dispositivo de posicionamento 138 aqui revelado, a haste central 186 pode compreender marcações ao longo dos comprimentos de pelo menos uma das porções rosqueadas 186a, 186b, de maneira tal que o técnico ou engenheiro que realiza qualquer uma das operações de pré-carregamento supradescritas possa aperta a porca intermediária 196 ou as porcas de retenção 198a, 198b para uma posição predeterminada na haste central 186, pré-carregando assim a mola 193 em uma quantidade predeterminada.

[0031] Com o conjunto do dispositivo de posicionamento 138 devidamente précarregado, o flange circunferencial 40 da camisa 130 é acoplado nas placas do diafragma 136a, 136b e a porção inferior 130b da camisa 130 fica disposta dentro do pescoço 128 do revestimento do atuador inferior 124. O revestimento do atuador superior 122 é então posicionado sobre o revestimento do atuador inferior 124 de maneira tal que a primeira extremidade rosqueada 186 da haste central 186 fique

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11/26 disposta através da abertura central 123. Um técnico ou engenheiro pode então prender o revestimento do atuador superior 122 no revestimento do atuador inferior 124 com os prendedores rosqueados 119. Finalmente, o técnico ou engenheiro aperta a porca externa 194 na primeira extremidade rosqueada 186a da haste central 186. O aperto da porca externa 194 empurra a haste central 186 e, portanto, a porca intermediária 196 e a primeira sede de mola 188 para cima em relação à orientação do regulador 100 representado na figura 2. A porca externa 194 e a porca intermediária 196 prensam o revestimento do atuador superior 122, conforme representado. Assim, configuradas, a porca externa 194 e a porca intermediária 196 fixam a haste central 186 contra deslocamento axial em relação ao revestimento do atuador superior 122. Adicionalmente, as porcas de retenção 198a, 198b fixam a primeira sede de mola 188 contra deslocamento axial na direção descendente em relação à orientação do regulador 100 representado na figura 2.

[0032] Em geral, quando o conjunto regulador 100 é instalado em um controle de processo de fluido ou sistema de distribuição de fluido, o conjunto de controle 114 pode deslocar reciprocamente dentro da cavidade 135 e do pescoço oco 128 do atuador 106 com base na pressão do fluido na entrada 110 e saída 112 do corpo da válvula 102. Especificamente, o fluido escoa da entrada 110 e através da garganta 116. Uma vez que o fluido passa através da garganta 116, uma porção substancial do fluido escoa para a saída 112, enquanto o restante escoa através dos furos passantes 150, 154 no elemento de montagem 142 e no retentor do disco 144, respectivamente. Essa porção do fluido continua escoar através da camisa 130 pelos orifícios 188b, 190b, 192b na primeira e segunda sedes de mola 188, 190 e placa de retenção 192, respectivamente, para equilibrar o conjunto de controle 114. Na modalidade, revelada, os orifícios 190b na segunda sede de mola 190 são substancialmente alinhados com os orifícios 192b na placa de retenção 192. Isto garante que fluido pressurizado que desloca através do regulador 100 pode passar através dos orifícios 190b, 192b sem obstrução para equilibrar o conjunto de controle 114. Em uma modalidade, uma da segunda sede de mola 190 e da placa de retenção 192 pode incluir uma pequena cavidade em uma superfície axialmente

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12/26 disposta da mesma. A outra da segunda sede de mola 190 e da placa de retenção 192 pode incluir um recesso para receber a pequena cavidade. O recesso somente receberá a pequena cavidade quando a segunda sede de mola 190 e a placa de retenção 192 estiverem devidamente alinhadas para permitir comunicação fluídica entre os orifícios 190b, 192b, como representado. Alternativamente, em uma outra modalidade, a segunda sede de mola 190 e a placa de retenção 192 podem compreender um único elemento unitário, eliminando-se assim a necessidade de alinhamento específico. Também em uma outra modalidade alternativa, os orifícios 190b e 192b podem compreender orifícios alongados que estendem-se pelo menos parcialmente de forma circunferencial em torno da sede de mola 190 e da placa de retenção 192. Assim configuradas, a segunda sede de mola 190 e a placa de retenção 192 podem ser arranjadas em uma pluralidade de posições relativas e ainda prover a comunicação fluídica necessária entre os orifícios 190b, 192b.

[0033] A porção do fluido que escoa através do corpo da válvula 102 e para a saída 112 escoa de volta para o sistema de controle de processo de fluido ou de distribuição de fluido. Especificamente, em uma forma, a pressão do fluido na saída 112 é sangrada para uma outra linha de fluido (não mostrada) e direcionada para a segunda entrada de controle 129 no revestimento do atuador inferior 124. Conseqüentemente, a pressão na saída 112 do corpo da válvula 102 é igual à pressão na segunda entrada de controle 129, que é finalmente aplicada na placa do diafragma inferior 136b. Adicionalmente, em uma forma, a pressão na entrada 110 é sangrada para uma outra linha de fluido para uma válvula piloto (não mostrada) e adicionalmente direcionada para o primeiro controle de entrada 125 no revestimento do atuador superior 122.

[0034] Portanto, quando a pressão na primeira entrada de controle 125 aplica uma força na placa do diafragma superior 136a que é maior que a força aplicada pela pressão na segunda entrada de controle 129 em combinação com o conjunto do dispositivo de posicionamento 138 e, mais particularmente, a mola 193 do conjunto do dispositivo de posicionamento 138, as placas do diafragma 136a, 136b e a camisa de controle 130 deslocam-se para baixo contra a propensão da mola 138.

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Mais especificamente, as placas do diafragma 136a, 136b e a camisa 130, bem como a placa de retenção 192 e a segunda sede de mola 190 do conjunto do dispositivo de posicionamento 138 deslocam para baixo. Este deslocamento descendente comprime a mola 193 em direção à primeira sede de mola 188. Conseqüentemente, deve-se perceber que a camisa 130 desloca-se deslizavelmente para baixo, a haste central 186 e a primeira sede de mola 188 permanecem na posição representada na figura 2, enquanto a camisa 130, placa de retenção 192 e segunda sede de mola 190 deslocam para baixo.

[0035] Alternativamente, quando a pressão na segunda entrada de controle 129 em combinação com a mola 193 aplica uma força no conjunto de controle 114 que é maior que a pressão na primeira entrada de controle 125, o conjunto de controle 114 desloca para cima em direção à posição aberta representada na figura 2. A soma das forças ascendentes que agem no diafragma é oposta pela pressão na primeira entrada de controle 125, que serve como uma pressão de controle para posicionar o conjunto de controle 114 incluindo a camisa 130 de acordo com o fluxo exigido para atender uma demanda à jusante. Adicionalmente, se acontecesse de o diafragma 134 falhar por causa de uma ruptura no material do diafragma, por exemplo, a mola 193 aplicaria uma força na segunda sede de mola 190, que, por sua vez, força o conjunto de controle 114 para a posição aberta representada na figura 2.

[0036] Embora o regulador 100 tenha sido descrito compreendendo um regulador tipo abertura mediante falha, o conjunto do dispositivo de posicionamento 138 de acordo com uma modalidade alternativa do regulador 100 pode ser configurado de forma a definir um regulador tipo fechamento mediante falha. Por exemplo, em uma modalidade alternativa como esta, a primeira sede de mola 188 pode ser fixada na superfície interna 143 da camisa 130 e a segunda sede de mola 190 pode ser fixada na haste do elevador 186. Assim configuradas, a mola 193 disposta entre a primeira e segunda sedes de mola 188, 190 propeliria a primeira sede de mola 188 para fora da segunda sede de mola 190, propelindo assim a camisa 130 em uma direção descendente em relação à orientação do regulador 100 representada na figura 2. Além disso, a mola 193 podería ser pré

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14/26 carregada de acordo com qualquer das operações de pré-carregamento supradescritas, de maneira tal que, na ausência de pressão no atuador 106, ou mediante uma falha do diafragma 134, a mola 193 forçaria a camisa 130 a fechar o fluxo de fluido para a saída 112.

[0037] Embora o conjunto de controle 114 representado na figura 2 possa ser pré-carregado de acordo com qualquer das duas operações de pré-carregamento supradiscutidas, uma modalidade alternativa do conjunto de controle pode incluir ressaltos, por exemplo, dispostos em extremidades opostas da haste central 186 para definir uma condição pré-carregada do conjunto. A posição particular dos ressaltos formados na haste central 186 seria pré-determinada em uma quantidade predeterminada de pré-carregamento exigido para uma aplicação desejada.

[0038] A figura 3 ilustra um conjunto de controle alternativo como este 314. Similar ao conjunto de controle 114 revelado na figura 2, o conjunto de controle 314 inclui um elemento de controle tal como uma camisa oca 330, um subconjunto de montagem 332, um subconjunto de diafragma 333, que está ilustrado apenas parcialmente e no geral idêntico ao subconjunto de diafragma 133 revelado na figura 2, e um conjunto do dispositivo de posicionamento 338. A camisa 330 é no geral tubular, definindo uma superfície interna no geral cilíndrica 343 e uma superfície externa no geral cilíndrica 347. A superfície interna 343 define um furo central através da camisa 330. Adicionalmente, a camisa 330 inclui uma extremidade superior 330a e uma extremidade inferior 330b. A camisa 330 é disposta deslizavelmente dentro de um atuado 306, que inclui revestimentos do atuador superior e inferior 322, 324 (mostrados fragmentados) e é no geral idêntico ao atuador 106 revelado na figura 2. A extremidade superior 330a da camisa 330 é aberta e inclui um flange circunferencial 340 formado na superfície externa 347. Adicionalmente, a porção superior 330a da camisa 330 inclui uma porção rosqueada 341 na superfície interna 343. A extremidade inferior 330b da camisa 330 é aberta e acomoda o subconjunto de montagem 332, cujos detalhes são idênticos ao subconjunto de montagem 132 revelado na figura 2 e, portanto, não serão repetidos. [0039] Similar ao conjunto do dispositivo de posicionamento 138 supradescrito, o

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15/26 conjunto do dispositivo de posicionamento 338 é basicamente disposto dentro da camisa 330 para propelir a camisa 330 para cima, em relação aos revestimentos do atuador 322, 324. O conjunto do dispositivo de posicionamento 338 no geral compreende uma haste central 386, uma primeira sede de mola 388, uma segunda sede de mola 390 e uma mola 393. A haste central 386 inclui uma primeira extremidade rosqueada 386a, uma segunda extremidade rosqueada 386b e uma porção de maior diâmetro 386c disposta entre a primeira e segunda extremidades rosqueadas 386a, 386b. A porção de maior diâmetro 386c define um ressalto anular 396 adjacente à primeira extremidade rosqueada 386a e um ressalto inferior 399 adjacente à segunda extremidade rosqueada 386b. A primeira extremidade rosqueada 386a estende-se através de um orifício central 323 no revestimento do atuador superior 322. Uma porca externa 394 é rosqueada na primeira extremidade rosqueada 386a e encaixa o revestimento do atuador superior 322 para limitar o deslocamento axial da haste central 386 na direção descendente em relação à orientação do atuador 306 representado na figura 3. O ressalto superior 396 da haste central 386 encaixa o revestimento do atuador superior 322 oposto à porca externa 394 e limita o deslocamento axial da haste central 386 na direção ascendente em relação à orientação do atuador 306 representado na figura 3. Na modalidade revelada, o ressalto superior 396 acomoda um anel O 397 para prover uma vedação hermética a fluido com o revestimento do atuador superior 322 para impedir que fluido vaze a abertura central 323. Dessa maneira, a primeira extremidade rosqueada 386a da haste central 386 é efetivamente fixada no revestimento do atuador superior 322 e a segunda extremidade rosqueada 386b estende-se até o atuador 306.

[0040] Conforme representado, a segunda extremidade rosqueada 386b da haste central 386 estende-se até a camisa 330 e fica disposta adjacente à segunda extremidade 330b da camisa 330. Uma porca de retenção 398 é rosqueada na segunda extremidade rosqueada 386b da haste central 386. A primeira sede de mola 388 é disposta deslizavelmente dentro da camisa 330. Mais especificamente, a primeira sede de mola 388 compreende uma placa no geral cilíndrica que define

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16/26 uma abertura central 388a, uma pluralidade de orifícios 388b, uma porção escalonada 388c, e um recesso anular 388d que recebe um anel guia 389. A abertura central 388a recebe a segunda extremidade rosqueada 386b da haste central 386, e a porca de retenção 398 fixa a primeira sede de mola 388 contra o ressalto inferior 399 da haste central 386. A pluralidade de orifícios 188b fica em comunicação fluídica com um trajeto de fluxo através do regulador, conforme descrito anteriormente com referência à primeira sede de mola 188 revelada na figura 2.

[0041] A segunda sede de mola 390 compreende uma placa no geral cilíndrica que define uma abertura central 390a, uma pluralidade de orifícios 390b, uma porção escalonada 388c e uma porção rosqueada 388d. A abertura central 390a na segunda sede da mola 390 recebe a porção de maior diâmetro 286c da haste central 386 próxima da primeira extremidade rosqueada 386a. A porção rosqueada 388d fica em encaixe rosqueado com a porção rosqueada 341 da camisa 330, fixando assim a segunda sede de mola 390 na camisa 300. A pluralidade de orifícios 390b fica em comunicação fluídica com a pluralidade de orifícios 388b na primeira sede de mola 388 e, portanto, no trajeto de fluxo através do regulador.

[0042] Dessa maneira, conforme representado, a mola 393 fica disposta axialmente entre a primeira sede de mola 388 e a segunda sede de mola 390, e em encaixe com elas. Mais especificamente, na modalidade revelada, a mola 393 é suportada entre as porções escalonadas 388c, 390c da primeira e segunda sedes de mola 388, 390, que ajuda manter o alinhamento da mola 393 em relação a outros componentes.

[0043] Durante a montagem, com o revestimento do atuador superior 322 removida do revestimento do atuador inferior 324 e a camisa 330 removida do atuador 306, um técnico aparafusa a segunda sede de mola 390 para encaixe com a porção rosqueada 341 na extremidade superior 330a da camisa 330. Em uma modalidade, um adesivo tal como Loctite 242 pode ser aplicado na porção rosqueada 341 da camisa e/ou na porção rosqueada 388d da segunda sede de mola 390 antes de rosquear os dois componentes um no outro. Em seguida, o anel O 397

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17/26 é lubrificado e posicionado dentro do ressalto 396 da haste central 386, representado na figura 3. A haste central 386 é então disposta através da abertura central 390a na sede da mola superior 390 de maneira tal que a porção de maior diâmetro 396c fique disposta dentro da camisa 300, como representado. A mola 393 é então inserida na extremidade inferior 330b da camisa 330 e posicionada em torno da porção escalonada 390c da segunda sede de mola 390. Com a mola 393 na posição, a primeira sede de mola 388 é inserida na segunda extremidade rosqueada 386b da haste central 386. Antes do posicionamento da primeira sede de mola 388, entretanto, o técnico pode precisar posicionar o anel guia 389 dentro do recesso anular 388d na primeira sede de mola 388. No entanto, com a primeira sede de mola 388 na posição na segunda extremidade rosqueada 386b da haste central 386, a porca de retenção 398 é rosqueada na segunda extremidade rosqueada 386a e apertada contra a primeira sede de mola 388, de maneira tal que a porção escalonada 388c da primeira sede de mola 388 encaixe o ressalto inferior 399 da haste central 386 e receba a mola 383, como representado. Em uma modalidade, a mola 393 comprime, e é portanto pré-carregada, aproximadamente uma polegada (1) (25,4 milímetros) antes de a sede da mola 388 encaixar o ressalto 399. Com o conjunto do dispositivo de posicionamento 338 montado, ele é inserido no revestimento do atuador superior removido 322 de maneira tal que a primeira extremidade rosqueada 386a da haste central 386 fique disposta através da abertura central 323. Assim configurado, a porca externa 394 é rosqueada na primeira extremidade rosqueada 386a e a haste central 386 é assim fixa no revestimento do atuador superior 322. Finalmente, o conjunto de controle 314 é inserido no revestimento do atuador inferior 324 e o revestimento do atuador superior 322 é fixado nele com parafusos, ou algum outro meio convencional.

[0044] Deve-se perceber que o conjunto de controle 314 revelado na figura 3 opera de maneira substancialmente similar ao conjunto de controle 114 revelado com referência à figura 2 e, portanto, os detalhes de tal operação não serão repetidos.

[0045] Embora o conjunto de controle 314 revelado na figura 3 inclua uma única

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18/26 haste central 386, uma modalidade alternativa de um conjunto de controle 314 construído de acordo com a presente invenção pode compreender múltiplas hastes centrais 386, cada qual tendo ressaltos 396, 399 posicionados em diferentes locais, de maneira tal que um técnico ou engenheiro possa pré-selecionar a haste central apropriada 386 para pré-carregar a mola 393 uma quantidade particular para uma aplicação particular.

[0046] A figura 4 representa uma modalidade alternativa de um regulador 200 construído de acordo com os princípios da presente revelação. O regulador 200 representado na figura 4 é substancialmente similar ao regulador 100 supradescrito com referência à figura 2 em que o regulador 200 no geral compreende um corpo da válvula 202 e um atuador 206. O corpo da válvula 202 define um trajeto de fluxo 208 que estende-se entre uma entrada 210 e uma saída 212, bem como até o atuador 206. O atuador 206 inclui um conjunto de controle 214 que é móvel entre uma posição aberta, mostrada na figura 4, e uma posição fechada (não mostrada). O movimento do conjunto de controle 214 ocorre em resposta a flutuações na pressão do fluido na entrada 210 e saída 212 do corpo da válvula 202. Dessa maneira, a posição do conjunto de controle 214 em relação ao anel de sede 204 afeta a capacidade de fluxo do regulador de pressão 200. Em geral, o corpo da válvula 202 e o atuador 206 são idênticos ao corpo da válvula 102 e ao atuador 106 supradescritos com referência à figura 2 e, portanto, somente as distinções serão descritas com detalhes.

[0047] Por exemplo, o conjunto de controle 214 compreende uma camisa 230, um subconjunto de montagem 232, um subconjunto de diafragma 233 e um conjunto do dispositivo de posicionamento 238. A camisa 230, subconjunto de montagem 323 e subconjunto de diafragma 233 são idênticos aos supradescritos. O conjunto do dispositivo de posicionamento 238, entretanto, é distinto do conjunto do dispositivo de posicionamento 138 supradescrito.

[0048] O conjunto do dispositivo de posicionamento 238 representado na figura 4 é basicamente disposto fora da camisa 230, bem como do atuador 206, e adjacente ao revestimento do atuador superior 222. O conjunto do dispositivo de

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19/26 posicionamento 238 no geral compreende uma haste central 286, uma primeira sede de mola 288, uma segunda sede de mola 290, uma mola 293, uma placa de retenção 292, um conjunto de vedação 296 e um encerramento 297.

[0049] A segunda sede de mola 290 compreende uma placa no geral cilíndrica incluindo uma abertura central 290a, uma porção de flange cilíndrica 291 e uma porção rosqueada externa 293. A primeira sede de mola 288 compreende uma placa no geral cilíndrica incluindo uma abertura central 288a e uma porção de flange cilíndrica 289. A mola 293 da forma representada compreende uma mola espiral disposta concentricamente em tomo da haste central 286 e axialmente entre a primeira e segunda sedes da mola 288, 290. As porções de flange cilíndricas 289, 290 da primeira e segunda sedes de mola 288, 290, respectivamente, retêm a mola

293 entre as sedes de mola 288, 290.

[0050] A segunda sede de mola 290 é fixa e disposta em relação a uma superfície externa do revestimento do atuador superior 222 de maneira tal que a abertura central 290a fique no geral axialmente alinhada com a abertura 233 no revestimento do atuador superior 222. A mola 293 é axialmente disposta sobre a segunda sede de mola 290. A primeira sede de mola 288 é axialmente disposta sobre a mola 293 oposta à segunda sede de mola 290. Uma primeira porca de retenção 294 é rosqueada em uma primeira extremidade rosqueada 286a da haste central 286 adjacente à primeira sede de mola 288. A primeira porca de retenção

294 mantém a disposição axial relativa da mola 293, da primeira sede de mola 288 e da segunda sede de mola 290. Assim configuradas, a primeira sede de mola 288 é fixa em relação à haste central 286. O encerramento 297 compreende uma estrutura tubular no geral alongada com uma porção rosqueada interna 297a. A porção rosqueada 297a do encerramento 297 fica em encaixe rosqueado com a porção rosqueada 293 da segunda sede de mola 290.

[0051] Similar ao que foi anteriormente descrito com referência ao regulador 100 representado na figura 2, a placa de retenção 292 compreende uma placa no geral cilíndrica que define uma abertura central 292a, uma pluralidade de orifícios 292b e uma porção rosqueada externa 295. A porção rosqueada 295 fica em encaixe

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20/26 rosqueado com uma porção rosqueada 241 em uma superfície interna 243 da camisa 230, fixando por meio disto a placa de retenção 292 na camisa 230. Os orifícios 292b ficam em comunicação fluídica com furos passantes 250, 254 no subconjunto de montagem 232 e, portanto, no trajeto de fluxo 208. A abertura central 292a recebe uma segunda estrutura rosqueada 286b da haste central 286. Uma segunda porca de retenção 298 fica em encaixe rosqueado com a segunda extremidade rosqueada 286b da haste central 286 adjacente à placa de retenção 292. Dessa maneira, a segunda porca de retenção 298 fixa a placa de retenção 292 contra o deslocamento para baixo em relação à haste central 286 na direção relativa à orientação do regulador 200 representado na figura 4.

[0052] O conjunto de vedação 296 fica disposto dentro de uma abertura central 223 do revestimento do atuador 222. O conjunto de vedação 296 fornece uma vedação hermética a fluido entre a haste central 286 e o revestimento do atuador superior 222. Na modalidade representada na figura 4, o conjunto de vedação compreende um embuchamento 296a, um par de ilhós 296b e um anel O 296c. O embuchamento 296a é fixo dentro da abertura central 223 e localiza os ilhós e o anel O 296c. Os ilhós 296b fornecem uma vedação deslizante de maneira tal que deslocamento bidirecional da haste central 286 em relação ao revestimento do atuador superior 222 não deixe escapar a pressão na camisa 230. O anel O 296c fica disposto entre o embuchamento 296a, o revestimento do atuador superior 222 e a segunda sede de mola 290. O anel O 296c forma uma vedação hermética a fluido entre o embuchamento 296a e o revestimento do atuador superior 222. Em uma modalidade, o embuchamento 296a é construído de um polímero semi-rígido ou rígido, enquanto os ilhós 296b e o anel O 296c são construídos de um material resiliente, tal como um elastômero ou uma borracha. Deve-se perceber que, embora a abertura central 223 no revestimento do atuador superior 222 representado na figura 4 seja ligeiramente maior que o diâmetro da abertura central 123 no revestimento do atuador superior 122 do regulador 100 representado na figura 2, tal representação é meramente esquemática, e que modalidades alternativas podem incluir aberturas centrais com o mesmo diâmetro. Por exemplo, em uma modalidade,

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21/26 o diâmetro da haste central 286 da figura 4 pode ser reduzido, por meio disto proporcionando uma menor abertura central 223 capaz de acomodar tanto a haste central 286 quanto o conjunto de vedação 296.

[0053] Durante a montagem, com o revestimento do atuador superior 222 removido do revestimento do atuador inferior 224 e a camisa 230 removida entre as placas de diafragma 236a, 236b, a placa de retenção 292 é rosqueada na porção rosqueada 241 da camisa 230. Subsequentemente, a segunda porca de retenção 298 é rosqueada na segunda extremidade rosqueada 286b da haste central 286. A primeira extremidade rosqueada 286a da haste central 286 é então disposta através da abertura central 292a da placa de retenção 292 por meio da extremidade inferior 230b da camisa 230. Em seguida, o conjunto de vedação 296 é preso na abertura central 223 do revestimento do atuador superior 222. Então, a primeira extremidade rosqueada 286a da haste central 286 é disposta através do conjunto de vedação 296 de maneira tal que a placa de retenção 292 encaixe o revestimento do atuador superior 222, como representado na figura 4. Com a haste central 286 posicionada em relação ao revestimento do atuador superior 222, a segunda sede de mola 290, a mola 293 e a primeira sede de mola 288 deslizam sobre a primeira extremidade rosqueada 286a da haste central 286, nesta ordem. A primeira porca de retenção 294 é então rosqueada na primeira extremidade rosqueada 286a da haste central 286 para prender as sedes de mola 288, 290 e a mola 293 na haste central 286. A camisa 230 pode então ser presa no revestimento do atuador inferior 224.

[0054] Neste ponto, um técnico ou engenheiro pode pré-carregar o conjunto do dispositivo de posicionamento 238, apertando a porca de retenção 294 disposta adjacente à primeira sede de mola 288 na primeira extremidade rosqueada 286a da haste central 286. Por exemplo, o aperto da porca de retenção 294 força a primeira sede de mola 288 para baixo em relação à orientação do regulador 200 representado na figura 4. Isto faz com que a primeira sede de mola 288 comprima a mola 293 contra a segunda sede de mola 290, por meio disto pré-carregando o conjunto de controle 214.

[0055] Alternativamente, antes de prender a camisa 230 entre as placas do

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22/26 diafragma 236a, 236b, um técnico ou engenheiro pode apertar a segunda porção de retenção 298 disposta adjacente à placa de retenção 292 dentro da camisa 230 para pré-carregar a mola 293. Fazer isto, entretanto, exigiría uma ferramenta tal como um soquete alongado capaz de atingir e/ou estender-se da extremidade inferior 230b da camisa 230 até a extremidade superior 230a da camisa 230. No entanto, em qualquer das operações de pré-carregamento supradescritas para o conjunto do dispositivo de posicionamento 238, a compressão da mola 293 em uma quantidade predeterminada fornece uma quantidade predeterminada de pré-carga para agir na placa de retenção 292 para propelir a camisa 230 para a posição aberta representada na figura 4.

[0056] Adicionalmente, deve-se perceber que, em uma modalidade do conjunto do dispositivo de posicionamento 238, a haste central 286 pode compreender marcações ao longo dos comprimentos de uma ou ambas da primeira e segunda extremidades rosqueadas 286a, 286b, de maneira tal que o técnico ou engenheiro que realiza a operação de pré-carregamento possa apertar a porca de retenção apropriada 294, 298 para uma posição predeterminada na haste central 286. Em uma outra modalidade, a primeira e/ou segunda extremidades rosqueadas 286a, 286b da haste central 286 podem incluir ressaltos, nos quais as roscas nas extremidades rosqueadas 286a, 286b terminam. A posição particular dos ressaltos formados na haste central 286 seria predeterminada com base em uma quantidade predeterminada de pré-carregamento exigido para uma aplicação desejada do regulador 200. Dessa maneira, durante a operação de pré-carregamento, o técnico ou engenheiro pode apertar qualquer ou ambas as porcas de retenção 294, 298 para encaixe com o respectivo ressalto. Uma modalidade do regulador 200 e/ou do conjunto do dispositivo de posicionamento 238 pode compreender múltiplas hastes centrais 286, de maneira tal que o técnico ou engenheiro possa pré-selecionar a haste central apropriada 286 com ressaltos especificamente posicionados para précarregar a mola 293 uma quantidade particular para uma aplicação particular.

[0057] Com o conjunto do dispositivo de posicionamento 238 da modalidade representada na figura 4 devidamente pré-carregada, a porção rosqueada 297a do

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23/26 encerramento 297 é rosqueada para encaixe com a porção rosqueada 293 da segunda sede de mola 290. O encerramento 297, portanto, protege as sedes de mola 288, 290, a haste central 286, a mola 293 e o conjunto de vedação 296 contra coleta de sujeira, poeira, detritos, umidade ou qualquer outro material, bem como de danos causados por impacto potencial.

[0058] Em geral, quando o conjunto regulador 200 é instalado em um sistema de controle de processo de fluido ou de distribuição de fluido, o conjunto de controle 214 pode deslocar-se de forma alternada dentro da cavidade 235 e de um pescoço oco 228 do atuador 206 de acordo com as pressões na entrada 210 e na saída 212 do corpo da válvula 202. Especificamente, fluido escoa da entrada 210 do corpo da válvula 202 e através da garganta 216. Uma vez que fluido passa através da garganta 216, uma porção substancial do fluido escoa para a saída 212, enquanto o restante escoa para a camisa 230 de uma maneira similar à supradescrita com relação ao regulador 100 representado na figura 2. Essa porção do fluido escoa através da camisa 230 incluindo através dos orifícios 292b na placa de retenção 292, equilibrando assim o conjunto de controle 214. Portanto, deve-se perceber que a pressão encaixa a porção do conjunto de vedação 296 exposto à cavidade 235 do atuador 206. Conforme mencionado anteriormente, entretanto, o embuchamento 296a em combinação com o ilhós 296b e o anel O 296c impede que ocorra qualquer perda de pressão entre a abertura central 223 e a haste central 286.

[0059] A porção do fluido que escoa através do corpo da válvula 202 e para a saída 212 escoa de volta para o sistema de controle de processo de fluido. Especificamente, em uma forma, a pressão do fluido na saída 212 é sangrada para uma outra linha de fluido (não mostrada) e direcionada para uma segunda entrada de controle 229 no revestimento do atuador inferior 224. Conseqüentemente, a pressão na saída 212 do corpo da válvula 202 é igual à pressão na segunda entrada de controle 229, que é finalmente aplicada na placa do diafragma inferior 236b. Adicionalmente, em uma forma, a pressão na entrada 210 é sangrada para uma outra linha de fluido para uma válvula piloto (não mostrada) e adicionalmente direcionada para uma primeira entrada de controle 226 no revestimento do atuador

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24/26 superior 222.

[0060] Portanto, quando a pressão na primeira entrada de controle 225 aplica uma força na placa do diafragma superior 236a que é maior que a força aplicada pela pressão na segunda entrada de controle 229 em combinação com o conjunto do dispositivo de posicionamento 238 e, mais particularmente, a mola 293 do conjunto do dispositivo de posicionamento 238, as placas do diafragma 236a, 236b e a camisa 230 deslocam para baixo contra a propensão da mola 238. Mais especificamente, as placas do diafragma 236a, 236b e a camisa 230, bem como a placa de retenção 292, a haste central 286 e a primeira sede de mola 288 do conjunto do dispositivo de posicionamento 238 deslocam para baixo. Este deslocamento para baixo comprime a mola 293 em direção à segunda sede de mola 290 além de sua quantidade pré-carregada. Conseqüentemente, deve-se perceber que, à medida que a camisa 230 desloca deslizavelmente para baixo na cavidade 235, a haste central 286 desloca deslizavelmente e selada através do conjunto de vedação 296 disposto na abertura central 223 do revestimento do atuador superior 222, e a segunda sede de mola 290 permanece fixa na posição representada na figura 4.

[0061] Alternativamente, quando a pressão na segunda entrada de controle 229 em combinação com a mola 293 aplica uma força ao conjunto de controle 214 que é maior que a pressão na primeira entrada de controle 225, o conjunto de controle 214 desloca para cima em direção à posição aberta representada na figura 4. Mais especificamente, a camisa 230, as placas do diafragma 236a, 236b e a placa de retenção 292 do conjunto de controle 214, bem como a haste central 286 e a primeira sede de mola 288 do conjunto do dispositivo de posicionamento 238 deslocam para a posição ilustrada na figura 4. A soma das forças ascendentes que agem no subconjunto do diafragma 233 é oposta pela pressão na primeira entrada de controle 225, que serve como uma pressão de controle, para posicionar o conjunto de controle 214 incluindo a camisa 230 de acordo com o fluxo exigido para atender a demanda à jusante. Adicionalmente, se ocorrer de o diafragma 234 falhar por causa de uma ruptura no material do diafragma, por exemplo, a mola 293 do

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25/26 conjunto do dispositivo de posicionamento 238 aplicaria uma força na primeira sede de mola 288, que, por sua vez, aplica uma força na haste central 286 e na placa de retenção 292, para forçar a camisa 130 do conjunto de controle 214 para a posição aberta representada na figura 4.

[0062] Embora o regulador 200 tenha sido descrito compreendendo um regulador tipo abertura mediante falha, o conjunto do dispositivo de posicionamento 238 de acordo com uma modalidade alternativa do regulador 200 pode ser configurado para definir um regulador tipo fechamento mediante falha. Por exemplo, em uma modalidade alternativa como esta, a primeira sede de mola 288 seria fixada no encerramento 297. Adicionalmente, a haste central 286, a segunda sede de mola 290, a placa de retenção 292 e a camisa 230 seriam todas rigidamente fixas umas nas outras. A segunda sede de mola 290 também seria deslocável de maneira axialmente livre dentro do encerramento 297, oposto a ficar em encaixe rosqueado com o encerramento 297.

[0063] Assim configurada, a mola 293 disposta entre a primeira e segunda sedes de mola 288, 290 propeliria a segunda sede de mola 290 para fora da primeira sede de mola 288, propelindo assim a haste central 286, a placa de retenção 292 e a camisa 230 em uma direção descendente em relação à orientação do regulador 200 representado na figura 4. Além disso, a mola 293 podería ser pré-carregada de acordo com qualquer uma das operações de pré-carregamento supradescritas, de maneira tal que, na ausência de pressão no atuador 206, ou mediante falha do diafragma 234, a mola 293 force a camisa 230 a fechar o fluxo de fluido para a saída 212. Em uma modalidade desta configuração tipo fechamento mediante falha, a placa de retenção 292 seria presa adjacente à extremidade inferior 230b da camisa 230. Dessa maneira, a haste central 286 seria deslocada linearmente em relação ao representado na figura 4, de maneira tal que grande parte desta ficasse disposta na camisa 230. Mais especificamente, em uma modalidade, a primeira extremidade rosqueada 286a da haste rosqueada 286 podería ficar em encaixe rosqueado com a abertura central 290a da segunda sede de mola 290. Similarmente, a primeira extremidade rosqueada 286a da haste central 286 podería ficar em encaixe

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26/26 rosqueado com a abertura central 292a na placa de retenção 292.

[0064] Dessa maneira, sob a luz do exposto, deve-se perceber que a presente revelação fornece um regulador de fluido que é operável em uma configuração tipo abertura mediante falha ou tipo fechamento mediante falha. Mais especificamente, a presente revelação fornece um conjunto de controle 114, 214, 314 que é adaptável a um regulador tipo fechamento mediante falha convencional, tal como o representado e descrito com referência à figura 1, sem exigir nenhuma modificação ou reprojeto estrutural do componente existente do regulador convencional 10. Além disso, a presente revelação fornece um conjunto do dispositivo de posicionamento 138, 238, 338 operável para propelir um elemento de controle, tal como a camisa 130, 230, 330 de um regulador 10, 100, 200, para uma posição predeterminada dentro do atuador 106, 206, 306 e/ou corpo da válvula 102, 202, 302 com o qual o conjunto de controle 114, 214, 314 está associado. A posição predeterminada pode incluir as posições abertura mediante falha ou fechamento mediante falha aqui descritas, ou pode inclui qualquer outra posição que possa ser desejada para uma aplicação particular e que fique localizada entre as posições abertura mediante falha e fechamento mediante falha.

[0065] Finalmente, deve-se perceber que, embora a presente revelação tenha sido fornecida no contexto de um regulador de pressão, ela pode ser incorporada com sucesso em outros dispositivos de controle de processo de fluido incluindo válvulas de controle, atuadores e qualquer outro dispositivo previsível.

[0066] Sob a luz do exposto, a descrição da presente revelação deve ser considerada meramente a título de provisão de exemplos da presente invenção e, assim, variações que não fujam da essência da invenção devem ser incluídas no escopo da invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Conjunto de controle (114) para regular o fluxo de um fluido através de um trajeto de fluxo de fluido de um regulador (100), o conjunto de controle (114) compreendendo:

um elemento de controle (130) que é adaptado para deslocamento em relação ao alojamento do regulador para regular o fluxo de fluido fluindo através do trajeto de fluxo;

uma haste central (186) adaptada para ser disposta através de um revestimento do regulador (100);

uma primeira sede de mola (188) definindo uma abertura (188a) que recebe a haste central (186), a primeira sede de mola (188) sendo fixa em relação à haste central (186);

uma segunda sede de mola (190) definindo uma abertura (190a) que recebe a haste central (186), a segunda sede de mola (190) fixa em relação a um do revestimento do regulador e do elemento de controle; e uma mola (193) disposta entre as primeira e segunda sedes de mola (188, 190), a mola (193) propelindo o elemento de controle para uma posição predeterminada em relação ao revestimento do regulador, caracterizado pelo fato de que:

o elemento de controle (130) é uma camisa oca (130) e pelo menos uma porção da haste central (186) é disposta dentro da camisa oca (130).
2. Conjunto de controle (114), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira sede de mola (188), a segunda sede de mola (190) e a mola (193) são dispostas fora da camisa oca (130).
3. Conjunto de controle (114), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a segunda sede de mola (190) é fixa em relação ao revestimento do regulador.
4. Conjunto de controle (114), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma placa de retenção (192) fixa em relação à camisa oca (130) e à haste central

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2/3 (186).
5. Conjunto de controle (114), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a placa de retenção (192) é adaptada para ficar disposta no trajeto de fluxo de fluido do regulador (100) e define um orifício (192b) em comunicação fluídica com o trajeto de fluxo de fluido.
6. Conjunto de controle (114), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o elemento de controle define um furo central (143) adaptado para ficar em comunicação fluídica com o trajeto de fluxo do regulador (100), e a primeira sede de mola (188), a segunda sede de mola (190) e a mola (193) ficam dispostas dentro do furo central (143).
7. Conjunto de controle (114), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a segunda sede de mola (190) é fixa em relação à camisa oca (130) e disposta deslizavelmente em relação à haste central (186).
8. Conjunto de controle (114), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que cada uma da primeira sede de mola (188) e da segunda sede de mola (190) define um orifício (188b, 190b) adaptado para ficar em comunicação fluídica com o trajeto de fluxo de fluido do regulador (100).
9. Conjunto de controle (114), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a mola (193) é disposta em tomo da haste central (186).
10. Regulador (100), caracterizado pelo fato de que compreende:

um corpo da válvula (102) que define um trajeto de fluxo para um fluido;

um revestimento do atuador (106) acoplado no corpo da válvula (102); e o conjunto de controle (114) do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.
11. Regulador (100), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma sede de válvula (104) suportada pelo corpo da válvula (102), em que a mola (193) propele a camisa oca (130) em

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3/3 afastamento da sede da válvula (104).