BRPI0717088B1 - sistema de proteção de acoplamento - Google Patents

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A Rohrs Charles
M Majot Kevin
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Dresser Rand Co
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Abstract

sistema de proteção de acoplamento a presente invenção refere-se a um sistema de proteção para um acoplamento (30) que conecta um primeiro componente (18) a um segundo componente (14) em um sistema de maquinário pressurizado (10) que inclui uma proteção de acoplamento (30) entre uma posição aberta, que permite o acesso a uma região interna do acoplamento, e uma posição fechada, que forma uma vedação ao redor do acoplamento do primeiro componente (18) ao segundo componente (14). o sistema também inclui um guia (58) para direcionar o movimento da proteção de acoplamento (30).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO [002] A presente invenção refere-se a elementos de conexão para componentes de pressão contendo maquinário e, mais particularmente, um sistema de proteção de acoplamento para proteger e vedar uma região interna de um acoplamento entre os componentes do maquinário contendo pressão.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [003] Em maquinário contendo pressão adjacente existente, o dispositivo contendo pressão e o suporte estrutural são combinados em uma unidade. Historicamente, o acesso a um acoplamento e seus componentes foi limitado devido a portas de acesso geralmente pequenas em um invólucro externo do acoplamento, que são fornecidas para acesso à manutenção. Combinando-se os componentes de vedação de pressão e suporte estrutural leva à dificuldade de criar e manter uma superfície de vedação entre o equipamento counido quando vedando para conter gases de baixo peso molecular. SUMÁRIO [004] Em uma modalidade, a invenção fornece um sistema de proteção para um acoplamento que conecta um primeiro componente a um segundo componente em um sistema de maquinário pressurizado. O sistema de proteção inclui uma proteção de acoplamento móvel entre uma posição aberta, que permite acesso a uma região interna do
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2/10 acoplamento, e uma posição fechada, que forma uma vedação ao redor do acoplamento do primeiro componente ao segundo componente. O sistema de proteção também inclui um guia para direcionar o movimento da proteção de acoplamento.
[005] Em outra modalidade, a invenção fornece um sistema de proteção incluindo uma proteção de acoplamento móvel entre uma posição aberta, que permite acesso a uma região interna do acoplamento, e uma posição fechada, que forma uma vedação ao redor do acoplamento do primeiro componente ao segundo componente. Um guia para direcionar o movimento da proteção de acoplamento estende-se entre o primeiro componente e o segundo componente em que a proteção de acoplamento é acoplada de forma móvel ao guia. Um ajustador é acoplado à proteção de acoplamento para ajustar uma posição da proteção de acoplamento em relação ao guia.
[006] Em ainda outra modalidade, a invenção fornece um sistema de proteção de acoplamento contendo pressão para conectar um invólucro de compressor a um invólucro de acionamento em um sistema de compressão industrial. O sistema de proteção de acoplamento inclui uma proteção de acoplamento móvel entre uma posição aberta, que permite acesso a uma região interna entre os invólucros, e uma posição fechada, que forma uma vedação ao redor da região interna. A proteção de acoplamento inclui superfícies de vedação compreendendo pelo menos uma superfície de vedação radial em uma extremidade axial da proteção de acoplamento e pelo menos uma superfície de vedação circunferencial em uma extremidade axial do acoplamento. O sistema também inclui um guia para direcionar movimento axial da proteção de acoplamento, em que o guia tem uma barra deslizante que se estende entre o invólucro de compressor e o invólucro de acionamento para alinhar a proteção de acoplamento a pelo menos um dos invólucros, e um ajustador para ajustar o posicionamento da proPetição 870180149304, de 08/11/2018, pág. 5/21
3/10 teção de acoplamento na barra deslizante.
[007] Outros aspectos da invenção tornar-se-ão aparentes por consideração da descrição detalhada e dos desenhos em anexo. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [008] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um maquinário contendo pressão adjacente.
[009] A Figura 2 é uma vista em perspectiva do maquinário mostrado na Figura 1, incluindo um sistema de proteção de acoplamento de acordo com uma modalidade da invenção e em uma posição fechada.
[0010] A Figura 3 é uma vista em perspectiva do maquinário mostrado na Figura 1, incluindo o sistema de proteção de acoplamento mostrado na Figura 2 em uma posição aberta.
[0011] A Figura 4A é uma vista de extremidade de uma proteção de acoplamento que é parte do sistema de proteção de acoplamento mostrado na Figura 2.
[0012] A Figura 4B é uma vista transversal da proteção de acoplamento tomada ao longo da linha 4B-4B da Figura 4A.
[0013] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de um ajustador deslizante que é parte do sistema de proteção de acoplamento mostrado na Figura 2.
[0014] A Figura 6 é uma vista em perspectiva de um guia deslizante que é parte do sistema de proteção de acoplamento mostrado na Figura 2.
[0015] Antes de quaisquer modalidades da invenção serem explicadas em detalhes, entende-se que a invenção não está limitada em sua aplicação aos detalhes de construção e ao arranjo de componentes apresentado na seguinte descrição ou ilustrado nos seguintes desenhos. A invenção é capaz de outras modalidades e de ser praticada ou de ser executada de várias formas. Também, entende-se que a fra
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4/10 seologia e a terminologia usadas aqui são para o propósito de descrição e não devem ser consideradas como limitantes.
[0016] Por exemplo, os termos como central, superior, inferior, frontal, traseiro, e similares são usados somente para simplificar a descrição da presente invenção e não indicam ou implicam sozinhos que o dispositivo ou elemento referido precise ter uma orientação particular. Os elementos do sistema de proteção de acoplamento contendo pressão retrátil referido na presente invenção podem ser instalados e operados em qualquer orientação desejada. Em adição, os termos tais como primeiro, segundo e terceiro são usados aqui para o propósito de descrição e são destinados a indicar ou implicar em importância ou significância relativa.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0017] A Figura 1 ilustra um sistema de maquinário contendo pressão adjacente de um tipo que é adequado para uso com a presente invenção. Na Figura1, é especificamente mostrado um sistema de compressão industrial 10, que é usado na indústria para comprimir gases ou fluidos para propósitos industriais. O sistema 10 deve, por exemplo, ser usado em uma plataforma de perfuração de petróleo ou uma plataforma de produção de petróleo. O sistema de compressão industrial 10 inclui dois compressores 14 adjacentes a um acionador de motor elétrico de extremidade dupla 18. Esse arranjo permite que um projeto compacto com benefícios significativos sobre trens compressores montados na placa-base tradicionais. Cada compressor 14 é rodeado por um invólucro de compressor cilíndrico 22 e o motor 18 é rodeado por um invólucro de motor cilíndrico 26. O invólucro de compressor 22 e o invólucro de motor 26 são corpos separados que são posicionados para facilitar a instalação e remoção de componentes. O invólucro do compressor 22 e o invólucro do motor 26 são conectados com um acoplamento 30 (Figura 3), que separa componentes conten
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5/10 do pressão e fornece uma estrutura de suporte mecânica para conectar os invólucros 22, 26.
[0018] Com relação à Figura 3, o acoplamento 30 inclui portas de acesso 34. As portas 34 fornecem aberturas para facilitar a remoção de mancais, vedações, engrenagens, conexões elétricas e outros componentes dentro de uma região interna 38 do acoplamento 30 enquanto o acionamento elétrico 18 e o compressor 14 permanecem conectados. O acoplamento 30 é conectado ao invólucro do compressor 22 e ao invólucro do motor 26 com uma estrutura de conexão que resiste a várias forças neste. Na modalidade ilustrada, uma estrutura de conexão de invólucro principal 42, ou invólucro, inclui parafusos e porcas com roscas para acoplar o acoplamento 30 ao invólucro do motor 26, e seus similares podem ser usados para acoplar o acoplamento 30 ao invólucro do compressor 22. Outro dispositivo de conexão mecânica pode ser empregado, tal como anéis de cisalhamento ou outras estruturas de conexão comumente usadas. A estrutura de conexão 42 deveria ser suficiente e estruturalmente confiável para impedir separação, vibração, desconexão, torque, ou outros problemas na integridade da conexão do invólucro do compressor 22 ao invólucro do motor 26.
[0019] Na modalidade ilustrada, um sistema de proteção de acoplamento 46 cobre o acoplamento 30 para permitir acesso aumentado de manutenção ao acoplamento 30 e aos componentes associados enquanto mantendo um alto grau de integridade da junta vedada. O sistema de proteção de acoplamento 46 é um sistema de proteção contendo pressão, retrátil. O sistema de proteção de acoplamento 46 separa os componentes contendo pressão do sistema de maquinário 10 dos componentes de suporte estrutural, e mantém uma vedação de pressão sobre as portas de acesso 34 no acoplamento 30. É desejável que a estrutura contendo pressão 46 seja independente da conexão mecânica estrutural principal 30; portanto, uma superfície de vedação
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6/10 contendo pressão não é submetida a cargas mecânicas associadas com suporte e operação do equipamento. Como uma estrutura independente, a superfície de vedação contendo pressão fornece facilidade de manutenção e integridade de vedação.
[0020] A Figura 2 ilustra o sistema de proteção de acoplamento 46 em uma posição fechada para proteger o acoplamento 30, e a Figura 3 ilustra o sistema de proteção de acoplamento 46 em uma posição aberta para permitir acesso ao acoplamento 30. Na posição aberta, o acesso à região interna 38 do acoplamento 30 é ganho através das portas 34. Na posição fechada, as portas 34 são cobertas por uma proteção de acoplamento 50, ou cobertura, de modo a vedar o acoplamento 30 e componentes contido dentro do acoplamento 30. A proteção de acoplamento 50 é apoiada no sistema de maquinário 10 para movimento axial, e pode ser travada em posição para formar uma superfície de vedação sobre o acoplamento 30.
[0021] O sistema de proteção de acoplamento 46 inclui a proteção de acoplamento 50 (Figuras 4A e 4B), dois pares de blocos deslizantes 54 (Figura 5), ou ajustadores, e dois guias deslizantes 58 (Figura 6), ou barras. A proteção de acoplamento 50 é geralmente cilíndrica e inclui uma superfície externa 62 e uma superfície interna 66. Na modalidade ilustrada, a proteção de acoplamento 50 é construída como um único anel não tendo juntas aparafusadas. A proteção 50 inclui duas fendas 70 definidas na superfície externa 62 com as fendas 70 espaçadas aproximadamente a 180°. Por exemplo, uma fenda 70 é fornecida em uma posição de nove horas e a outra fenda 70 está em uma posição de três horas para controlar o alinhamento e o movimento axial da proteção 50. Cada fenda 70 é definida por um par de projeções que se estendem radialmente 74, e recebe um guia deslizante 58 para movimento deslizante desse. Um flange estendendo-se radialmente 78 estende-se entre a primeira e a segunda fendas 70. Nervuras estrutu
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7/10 rais, ressaltos de elevação, aberturas, drenos e conexões de injeção na proteção de acoplamento 50 podem ser variados à medida que apropriado e necessário. Qualquer hardware de conexão, padrão de aberturas, construção de invólucro e direção em que a proteção de acoplamento retrai podem ser variadas à medida que apropriado ou necessário.
[0022] Em cada extremidade axial 82 da proteção de acoplamento 50, elementos de vedação 86, 90 são posicionados tal que quando o sistema de proteção de acoplamento 46 está na posição fechada, os elementos de vedação 86, 90 operam para impedir que os gases pressurizados escapem da região interna 38 do acoplamento 30. Os elementos de vedação 86, 90 fornecem uma vedação de alta integridade quando o sistema de proteção de acoplamento 46 está na posição fechada. Várias localizações para os elementos de vedação 86, 90 podem ser usadas contanto que a integridade da vedação seja mantida. Na modalidade ilustrada, a proteção de acoplamento 50 inclui os elementos de vedação 86, 90 ou elementos para facilitar a vedação entre o sistema de proteção de acoplamento 46, o acoplamento 30 e os invólucros 22, 26. O elemento de vedação 86 é posicionado em uma superfície radial em cada extremidade axial 82 da proteção de acoplamento 50. Os elementos de vedação 90 são posicionados na superfície interna 66 da proteção de acoplamento 50 em cada extremidade axial 82. Em uma modalidade, cada um dos elementos de vedação 86, 90 inclui uma ranhura formada na superfície da proteção de acoplamento 50 e um anel em O 94 recebido e retido na ranhura. O diâmetro no qual cada ranhura é localizada é minimamente diferente tal como para minimizar as forças axiais exercidas na proteção de acoplamento 50 dos conteúdos pressurizados. Em uma modalidade, os elementos e vedação 86, 90 têm construção similar de modo a minimizar as forças axiais.
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8/10 [0023] Como mostrado nas Figuras 2 e 3, um par de blocos deslizantes 54 é conectado às projeções 74 definindo cada fenda 70. Cada bloco deslizante 54 (Figura 5) inclui primeira e segunda superfícies de extremidade 98 e primeira e segunda superfícies laterais 102. Uma abertura 106 estende-se através da primeira e segunda superfícies de extremidade 98 para receber de forma deslizante uma barra deslizante 110 estendendo-se do invólucro do motor 26 em direção ao invólucro do compressor 22. A barra deslizante 110 fornece guia direcional para o sistema de proteção de acoplamento 46. pelo menos uma superfície lateral 102 do bloco deslizante 54 inclui um par de aberturas 114 para acoplar o bloco 54 à proteção de acoplamento 50. Na modalidade ilustrada, um rolete 118 é posicionado entre as aberturas de acoplamento 114 para facilitar o movimento de deslizamento da proteção de acoplamento 50 ao longo dos guias deslizantes 58. O rolete 118 é direcionado em direção à fenda 70 tal que o respectivo guia deslizante 58 é colocado entre a fenda da proteção de acoplamento 70 e o bloco deslizante 54. Os blocos deslizantes 54 são usados como um ajustador deslizante manual para axialmente mover a proteção de acoplamento 50 em relação aos invólucros 22, 26. Deve estar prontamente aparente aqueles versados na técnica que outros tipos de componentes de redução de atrito, tais como elementos de inserção de baixo atrito, podem ser usados nos blocos deslizantes 54.
[0024] O sistema de proteção de acoplamento 46 inclui os dois guias deslizantes 58 para fornecer guia direcional e suporte para a proteção de acoplamento 50 em movimento axial entre a posição fechada e a posição aberta. Cada guia deslizante 58 estende-se entre o invólucro do compressor 22 e o invólucro do motor 26, à medida que é acoplado a ele. Em uma modalidade, os guias deslizantes 58 podem operar como uma ferramenta de montagem. Em ainda outra modalidade, os roletes podem ser fornecidos nos guias deslizantes 58 para faci
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9/10 litar o movimento deslizante da proteção de acoplamento 50. Com relação à Figura 2, um bloco de travamento 122 é posicionado entre a proteção de acoplamento 50 e uma extremidade do invólucro do motor do guia deslizante 58 para impedir movimento axial da proteção de acoplamento 50 quando na posição fechada. Deveria estar prontamente aparente aqueles versados na técnica que outros mecanismos de travamento podem ser usados. Ademais, poucos ou mais guias deslizantes 58 podem ser usados. Também, outro dispositivo para posicionar e direcionar o movimento da proteção de acoplamento 50, tal como uma aba linear engatando uma fenda ou outro tipo de elemento de posicionamento similar, pode ser usado.
[0025] Nas Figuras 2 e 3, somente uma lateral do sistema de proteção de acoplamento 46 é mostrada, portanto, somente um par de blocos deslizantes 54 e um guia deslizante 58 é mostrado. O segundo par de blocos deslizantes 54 e segundo guia deslizante 58 está localizado na lateral oposta do sistema de proteção de acoplamento 46. Ou seja, os blocos deslizantes 54 e guias deslizantes 58 são posicionados aproximadamente a 180 graus separados em cada lateral da proteção de acoplamento 50.
[0026] Com relação à Figura 2, o sistema de proteção de acoplamento contendo pressão retrátil 46 é mostrado em uma posição fechada. Na posição fechada, os elementos de vedação 86, 90 engatam em superfícies de encaixe no invólucro do compressor 22 e no invólucro do motor 26 para formar um envoltório vedado em torno do acoplamento 30. Um bloco de travamento 122 é posicionado entre a proteção de acoplamento 50 e uma extremidade de invólucro do motor do guia deslizante 58 para impedir movimento axial da proteção de acoplamento 50. O bloco de travamento 122 fornece uma parada axial positiva, enquanto permite que a proteção de acoplamento 50 flutue nas superfícies de vedação 86, 90 à medida que necessário durante a ope
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10/10 ração do equipamento. O bloco de travamento 122 é removido ou movido para uma posição de não-travamento de modo a mover o sistema de proteção de acoplamento 46 para a posição aberta.
[0027] Para mover o sistema de proteção de acoplamento 46 para a posição aberta, um usuário utiliza os blocos deslizantes 54, ou ajustadores deslizantes manuais, para deslizar fisicamente a proteção de acoplamento 50 ao longo dos guias deslizantes 58. Os roletes 118 nos blocos deslizantes 54 facilitam o movimento de deslizamento da proteção de acoplamento 50. Em uma modalidade adicional, mecanismos elétricos, hidráulicos ou pneumáticos podem também ser empregados como um dispositivo para deslizar a proteção de acoplamento 50 entre a posição fechada e a posição aberta.
[0028] O sistema de proteção de acoplamento 46 capacita a abertura e fechamento da proteção de acoplamento 50 com um processo conveniente simples, e fornece facilidade de manutenção e integridade de vedação.
[0029] As modalidades descritas acima e ilustradas nas figuras são apresentadas a título de exemplo somente e não são destinadas a ser uma limitação mediante aos conceitos e princípios da presente invenção. Como tal, um versado na técnica apreciará que várias mudanças nos elementos e sua configurações e arranjos são possíveis sem afastar-se do espírito e escopo da presente invenção.
[0030] Desde que outras modificações, mudanças e substituições são pretendidas na seguinte descrição, é apropriado que as concretizações em anexo sejam construídas amplamente e de uma maneira consistente com o escopo da invenção.

Claims (4)

1. Sistema de proteção de acoplamento (30) que conecta um primeiro componente (18) a um segundo componente (14) em um sistema de maquinário pressurizado (10), compreendendo:
uma proteção de acoplamento (50) móvel entre uma posição aberta, e uma posição fechada, que forma uma vedação em torno do acoplamento (30) do primeiro componente (14) ao segundo componente (18); e um guia (58) para direcionar movimento da proteção de acoplamento (50), sendo que, na posição aberta, a proteção de acoplamento (50) permite acesso a uma região interna do acoplamento (30), caracterizado pelo fato de que o primeiro componente e o segundo componente são conectados um ao outro na posição aberta e na posição fechada.
2/4 componente (58) e o segundo componente (14), e a proteção de acoplamento (50) é acoplada de forma deslizante ao guia (58), o sistema de proteção compreendendo ainda:
um ajustador (54) acoplado à proteção de acoplamento (50) para ajustar uma posição da proteção de acoplamento (50) relativa ao guia (58).
6. Sistema de proteção, de acordo com a reivindicação 2 ou 5, caracterizado pelo fato de que o ajustador (54) inclui um rolete para facilitar o movimento deslizante da proteção de acoplamento (50) ao longo do guia (58), ou o ajustador (54) define uma abertura lá para acoplar o ajustador (54) ao guia (58).
7. Sistema de proteção, de acordo com a reivindicação 1 ou 5, caracterizado pelo fato de que a proteção de acoplamento (50) tem um corpo cilíndrico com extremidades axiais opostas e uma circunferência externa.
8. Sistema de proteção, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a proteção de acoplamento (50) inclui um par de fendas (70) definidas na circunferência externa, sendo que cada um dos pares de fenda (70) recebe de forma deslizante o guia (58) para movimento da proteção de acoplamento (50) no guia (58).
9. Sistema de proteção, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o par de fendas (70) é posicionado aproximadamente a 180° espaçado em torno da circunferência externa.
10. Sistema de proteção, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um par de superfícies de vedação radial, cada uma do par de superfícies de vedação posicionada em uma das extremidades axiais da proteção de acoplamento (50).
11. Sistema de proteção, de acordo com a reivindicação 7,
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2. Sistema de proteção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um ajustador (54) acoplado à proteção de acoplamento (50) para ajustar uma posição da proteção de acoplamento (50).
3/4 caracterizado pelo fato de que compreende ainda um par de superfícies de vedação circunferenciais, cada uma do par de superfícies de vedação é posicionada em uma das extremidades axiais da proteção de acoplamento (50).
12. Sistema de proteção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:
o primeiro componente (18) inclui um invólucro do motor (26);
o segundo componente (14) inclui um invólucro do compressor (22) acoplado ao invólucro do motor (26);
a proteção de acoplamento (50) inclui extremidades axiais e superfícies de vedação compreendendo pelo menos uma superfície de vedação radial em uma das extremidades axiais da proteção de acoplamento (50) e pelo menos uma superfície de vedação circunferencial em uma das extremidades axiais da proteção de acoplamento (50); e o guia (58) compreendeuma barra deslizante (110) estendendo-se entre o invólucro do compressor (22) e o invólucro do motor (26) para alinhar a proteção de acoplamento (50) a pelo menos um dos invólucro do motor (26) e invólucro do compressor (22) eum ajustador (54) para ajustar o posicionamento da proteção de acoplamento (50) na barra deslizante (110).
13. Sistema de proteção, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o guia (58) compreende ainda um bloco de travamento (122) para manter a proteção de acoplamento (50) na posição fechada.
14. Sistema de proteção, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o ajustador (54) inclui um rolete para facilitar o movimento deslizante da proteção de acoplamento (50) ao longo da barra deslizante (110).
15. Sistema de proteção, de acordo com a reivindicação 12,
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3. Sistema de proteção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a proteção de acoplamento (50) inclui uma circunferência externa e uma fenda (70) definida na circunferência externa, sendo que a fenda (70) recebe de forma deslizante o guia (58) para movimento da proteção de acoplamento (50) no guia (58).
4. Sistema de proteção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um bloco de travamento (122) posicionado entre a proteção de acoplamento (50) e o guia (58) para manter a proteção de acoplamento (50) na posição fechada.
5. Sistema de proteção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o guia (58) estende-se entre o primeiro
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4/4 caracterizado pelo fato de que a proteção de acoplamento (50) inclui uma circunferência externa e uma fenda (70) definida na circunferência externa, sendo que a fenda (70) recebe de forma deslizante a barra deslizante (110) para movimento nesta.
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