BRPI0717571A2 - Tampa de acesso para bonina de conexão pressurizada. - Google Patents

Tampa de acesso para bonina de conexão pressurizada. Download PDF

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William C Maier
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Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "TAMPA DE ACESSO PARA BOBINA DE CONEXÃO PRESSURIZADA".
Referência Cruzada para Pedido Relacionado
Esse pedido reivindica prioridade para o pedido provisório US N0 60/826.801, intitulado "Tampa de Acesso para Bobina de Conexão Pres- surizada", depositado em 25 de setembro de 2006, por Willian C. Maier1 cujo conteúdo está aqui incorporado a título de referência. Antecedentes
A presente invenção refere-se aos membros de conexão para componentes de um sistema de compressão industrial e, mais particular- mente, a um arranjo de tampa de acesso para uma bobina de conexão entre um invólucro do motor e um invólucro do compressor. Sumário
Em uma modalidade, a invenção fornece uma bobina de cone- xão para conectar um invólucro do compressor a um invólucro de propulsor de um sistema de compressão industrial. A bobina de conexão inclui um corpo de bobina tendo uma conformação substancialmente cilíndrica, o cor- po tendo uma primeira extremidade acoplada ao invólucro do compressor e uma segunda extremidade acoplada ao invólucro do acionador. O corpo de- fine uma região interna e portas de acesso são formadas no corpo para for- necer acesso para a região interna. A bobina de conexão também inclui um membro pressurizado conformado em arco para tampar as portas de aces- so.
Em uma outra modalidade, a invenção fornece uma bobina de conexão incluindo um corpo de bobina tendo uma conformação substanci- almente cilíndrica, o corpo acoplando o invólucro do compressor ao invólucro do acionador e definindo uma região interna. As portas de acesso são for- madas no corpo para fornecer acesso para a região interna do corpo, uma tampa cobre cada uma das portas de acesso para permitir pressurização da região interna do corpo.
Ainda em uma outra modalidade, a invenção fornece uma bobi- na de conexão para conectar um invólucro do compressor a um invólucro de propulsor de um sistema de compressão industrial. A bobina de conexão inclui um corpo de bobina tendo uma conformação substancialmente cilíndri- ca, o corpo acoplando o invólucro do compressor ao invólucro do acionador e definindo uma região interna. As portas de acesso são formadas no corpo para fornecer acesso à região interna do corpo e membros de vedação são fornecidos em uma superfície externa do corpo com cada membro de veda- ção substancialmente circundando uma das portas de acesso. A bobina de conexão também inclui uma pluralidade de tampas, cada tampa tampando uma das portas de acesso para permitir pressurização da região interna do corpo. Cada tampa é formada como um segmento em arco, e inclui uma su- perfície circunferencial interna para corresponder a uma superfície circunfe- rencial externa do corpo. Além disso, cada tampa inclui flanges se esten- dendo radialmente em cada extremidade circunferencial da tampa. Dispositi- vos de fixação acoplam tampas adjacentes juntas com flanges adjacentes, formando, desse modo, um membro pressurizado conformado em arco para fornecer uma relação de vedação com os membros de vedação, para vedar as portas de acesso.
Outros aspectos da invenção tornar-se-ão aparentes por consi- deração da descrição detalhada e desenhos em anexo. Breve Descrição dos Desenhos
A figura 1 é uma vista em perspectiva de um sistema de com- pressão industrial incorporando uma modalidade da invenção.
A figura 2 é uma vista em perspectiva de um invólucro do motor, uma bobina de conexão, e um invólucro do compressor do sistema de com- pressão industrial mostrados na figura 1.
A figura 3 é uma vista em corte da bobina de conexão tomada ao longo da linha 3-3 da figura 2.
A figura 4 é uma vista em perspectiva da bobina de conexão com uma tampa de acesso removida. A figura 5 é uma vista em perspectiva da tampa de acesso.
Antes de quaisquer modalidades da invenção serem explanadas em detalhes, é para ser entendido que a invenção não é limitada aos deta- lhes de construção e ao arranjo de componentes estabelecidos na descrição a seguir ou ilustrados nos desenhos a seguir. A invenção é capaz de outras modalidades e de ser praticada ou de ser realizada de várias maneiras. Também, é para ser entendido que a fraseologia e a terminologia usadas aqui são para o propósito de descrição e não devem ser consideradas como limitantes.
Por exemplo, os termos como "central", "superior", "inferior", "frontal", "traseiro", e similar são usados somente para simplificar a descri- ção da presente invenção, e não indicam ou implicam sozinhos que o dispo- sitivo ou elemento referido deve ter uma orientação particular. Os elementos da bobina de conexão pressurizada referida na presente invenção podem ser instalados e operados em qualquer orientação desejada. Além disso, os termos tais como "primeiro", "segundo", e "terceiro" são usados aqui para o propósito de descrição e não são pretendidos para indicar ou implicar impor- tância relativa ou significante. Descrição Detalhada
A figura 1 ilustra um sistema de compressão industrial 10 inclu- indo dispositivos de conexão, que são as bobinas de conexão 14, de acordo com uma modalidade da invenção. Os sistemas de compressão industrial 10 são usados na indústria para comprimir gases ou fluidos para propósitos in- dustriais. O sistema 10 pode, por exemplo, ser usado em uma plataforma de produção de óleo. O sistema de compressão industrial 10 inclui dois com- pressores 18 acoplados próximos a um acionador de motor elétrico de ex- tremidade dupla 22. Esse arranjo possibilita um projeto compacto com signi- ficantes benefícios sobre jogos de compressor montados em placa de base mais tradicionais.
Cada compressor 18 é circundado por um invólucro do com- pressor cilíndrico 26 e o motor 22 é circundado por um invólucro do motor cilíndrico 34. O invólucro do motor 34 e os invólucros do compressor 26 são corpos separados que são posicionados para facilitar instalação e serviço. Um importante problema com atividade de serviço é o tempo e o custo re- queridos para desconectar tubulação e instrumentação conectadas a cada invólucro 26, 34. A remoção de invólucro individual é especialmente proble- mática para aplicações onde a unidade tem invólucros do compressor 26 em cada extremidade e um acionador de motor de extremidade dupla 22 no meio, como mostrado na figura 1. As bobinas de conexão 14 fornecem uma configuração de montagem que permite que cada um do invólucro do motor 34 e dos invólucros do compressor 26 sejam removidos individualmente com o mínimo distúrbio para outros invólucros em uma unidade combinada.
Com referência às figuras 1 e 2, o compressor 18 inclui uma en- trada do compressor 38 e uma saída do compressor 42. A entrada do com- pressor 38 absorve um fluido ou gás para ser comprimido e depois da com- pressão, descarrega-o através da saída 42. A localização e o tamanho da entrada 38 e da saída 42 podem ser amplamente variados como uma ques- tão de escolha pelo projetista do sistema.
No sistema mostrado na figura 1, o motor 22 é de extremidade dupla de modo a acionar dois compressores 18, um em cada lado do motor 22. Uma bobina de conexão 14 é montada em cada extremidade do motor 22. Outras formas de sistemas de compressão industrial podem ter uma úni- ca bobina de conexão ou múltiplas bobinas de conexão, dependendo do número de motores e compressores e da configuração do sistema. Uma modalidade da bobina de conexão 14 é mostrada nas figuras 2-4, que mos- tra a bobina de conexão 14 acoplada entre o invólucro do motor cilíndrico 34 e o invólucro do compressor cilíndrico 26. A bobina de conexão 14 fornece um invólucro pressurizado para uma conexão de propulsor mecânico entre o compressor 18 e o motor 22. A bobina de conexão 14 tem um corpo cilíndri- co oco 58 com flanges 50 nas extremidades axiais 46A, 46B. Os flanges 50 têm superfícies radiais externas alinhadas para corresponder às superfícies radiais internas nos invólucros do compressor e do motor 26, 34. Os flanges 50 mantêm a bobina de conexão 14, o invólucro do compressor 26 e o invó- lucro do motor 34 alinhados com respeito a uma linha central do sistema central 10.
No sistema de compressão industrial 10 é necessário conseguir acesso para os componentes internos dentro da bobina de conexão 14 tal como um propulsor acoplando entre o compressor 18 e o motor 22. A bobina de conexão 14 inclui múltiplas portas de acesso grandes 54 formadas em um invólucro externo 58 da bobina de conexão 14. Pode ser prontamente apreciado que o invólucro externo da bobina de conexão 58 é um compo- nente estruturalmente crítico em conectar o motor 22 ao compressor 18 de uma maneira que é tanto estruturalmente íntegra quanto permite a pressuri- zação de uma região interna 62 da bobina 14. Embora a bobina de conexão 14 seja estruturalmente capaz de manusear grandes cargas durante a ope- ração como um membro de conexão entre dois componentes operacionais maiores, ela também fornece acesso utilizável para a região interna 62 para manutenção e reparo do sistema 10. As portas de acesso 54 permitem que o pessoal de manutenção consiga acesso à região interna 62 com liberdade de movimento e espaço para ferramentas ou vários outros itens usados para manutenção do sistema 10. No sistema de compressão industrial 10 de acoplamento cerra-
do mostrado na figura 1, a bobina de conexão 14 funciona em pressão ele- vada. As tampas de acesso 66 e o método de fixação descritos aqui permi- tem um acesso relativamente fácil para a região interna 62 da bobina 14 (como mostrado na figura 4) embora mantendo vedação estanque a gás mediante condições de operação típicas.
Com referência às figuras 2-4, múltiplas tampas de acesso 66 circunferencialmente conectadas fornecem retenção de cobertura e pressão das portas de acesso 54. Com referência às figuras 3 e 5, as tampas 66 são formadas como segmentos em arco extrudados. Cada tampa 66 inclui uma superfície circunferencial interna 70 que corresponde ou encaixa com uma superfície circunferencial externa 74 do invólucro externo 58 da bobina 14. Um flange se estendendo radialmente 78 é formado em cada extremidade circunferencial 82 da tampa de acesso 66. Na modalidade ilustrada, o flange 78 é um flange para parafuso e inclui aberturas 86 nesse lugar. Os flanges para parafuso 78 permitem que a tampa 66 seja conectada ou aparafusada por fixadores 88, tal como parafusos, para as tampas adjacentes 66 funcio- narem como um membro de pressurização conformado em arco. As tampas de acesso 66 podem ser desmontadas primeiramente desparafusando-as em cada extremidade circunferencial 82 e então levantando-as radialmente para longe da bobina de conexão 14. Deve ser prontamente aparente para aqueles versados na técnica que outros dispositivos podem ser usados para posicionar as tampas 66 e fixá-las juntas, tal como, mas não limitados a, grampos, fendas e membros de fendas, bandas circunferenciais, ou simila- res tais como membros de posicionamento.
Os flanges para parafuso 78 se estendendo radialmente são po- sicionados em extremidades opostas 82 de cada tampa de cobertura 66 pa- ra fornecer uma superfície para fixação ou aparafusamento circunferencial de tampas adjacentes 66, que fornece membro de pressurização conforma- do em arco para vedação de pressão das portas de acesso 54. É geralmente contemplado que fixar as tampas de acesso 66 juntas irá formar uma veda- ção pressurizada e irá também prender as tampas separadas 66 em posi- ção.
Em uma modalidade, são fornecidos dispositivos para posicio- nar as tampas de acesso 66 enquanto uma ou mais das tampas 66 estão sendo instaladas ou removidas. Um membro de posicionamento de tampa 90 pode estar localizado no invólucro externo da bobina de conexão 58. Com referência à figura 3, o membro de posicionamento 90 inclui um flange que se estende radialmente da superfície externa 74 do invólucro da bobina 58. A superfície interna 70 da tampa 66 recebe o flange 90 para posicionar a tampa 66 com relação à porta de acesso 54 respectiva. Na modalidade ilus- trada, o membro de posicionamento 90 está localizado em uma região do lado externo de uma região do membro de vedação, discutido abaixo. Em uma modalidade adicional, o membro de posicionamento 90 pode ser um ou mais parafusos radiais se estendendo da tampa 66 para o invólucro externo 58. Com referência à figura 4, uma modalidade inclui um ou mais fixadores radiais 94, tal como uma braçadeira, posicionada no invólucro externo 58 para segurar as tampas de acesso 66 durante a manutenção, a montagem ou a desmontagem.
O sistema de compressão industrial 10 opera em pressões substancialmente maiores do que a pressão atmosférica ou ambiente. Por conseguinte, um arranjo de vedação em torno das portas de acesso 54 im- pede o escape de gases pressurizados no interior da bobina de conexão 14. Na modalidade ilustrada, um membro de vedação 98 entre as tampas de acesso 66 e as portas de acesso 54 inclui um anel em O, 102 como mostra- do na figura 3. Deve ser prontamente aparente para aqueles versados na técnica que vários outros dispositivos de vedação ou membros podem ser empregados. Com referência à figura 3, uma ranhura 106 substancialmente circunda cada porta de acesso 54. A ranhura 106 é formada (por exemplo, usinada) no invólucro externo da bobina de conexão 58 e tem largura e pro- fundidade suficientes para aceitar e posicionar o anel em O, nesse lugar. O membro de vedação 98 é usado em torno de cada porta de acesso 54 no invólucro externo 58. Na figura 3, um anel em O único 102 e ranhura 106 são usados para cada porta 54. Em uma outra modalidade, múltiplas ranhu- ras ou elementos de vedação podem estar posicionados em torno de cada porta de acesso 54. Em uma modalidade adicional, um delimitador elevado que se ajusta em uma vala correspondente na tampa 66 pode ser usado como um membro de vedação.
Uma espessura da tampa de acesso 66 é determinada, pelo menos em parte, através de limitações de tensão do arco e limites de defle- xão de vedação do anel em O. A espessura da tampa é suficiente para su- portar as tensões que ocorrem na bobina de conexão 14, incluindo torque, vibração, tensão do arco e várias outras forças.
Na modalidade ilustrada, a bobina de conexão 14 inclui quatro portas de acesso 54 igualmente espaçadas. Em uma modalidade adicional, as portas de acesso 54 podem ser irregularmente espaçadas ou incluir me- nos ou mais portas 54. O material da bobina de conexão restante circunfe- rencialmente disposto entre as portas 54 deve fornecer suficiente rigidez de flexão e axial e resistência para suportar e resistir a várias forças no sistema de compressão industrial 10. Também, é fornecido espaço suficiente para os membros de vedação 98, na região imediatamente adjacente às portas de acesso 54, embora as portas de acesso 54 sejam suficientemente largas para permitirem acesso para manutenção apropriada. Em uma modalidade adicional, o número de portas de acesso 54 não iguala o número de tampas de acesso 66. No entanto, cada membro de vedação 98 deve ser suficien- temente tampado por uma tampa de acesso 66 para impedir vazamento. É idealizado que as tampas 66 se estendam substancialmente em torno da bobina de conexão 14, formando assim um membro em arco pressurizado em torno delas.
Ainda em uma outra modalidade, um dispositivo de antirrotação, tal como um parafuso ou um pino, engata a bobina de conexão 14 e as tam- pas de acesso 66. O dispositivo antirrotação mantém orientação circunferen- cial e limita o movimento circunferencial das tampas de acesso 66 para im- pedir movimento impróprio ou medição de tempo com respeito ao invólucro externo da bobina de conexão 58 ou os membros de vedação 98.
Deve ser prontamente aparente para aqueles versados na téc- nica que a tampa de acesso pode ser usada com vários equipamentos pro- pulsores e acionados. Por exemplo, os propulsores incluem, mas não são limitados a, um motor, uma turbina ou um motor de combustão interna, e o equipamento acionado inclui, mas não é limitado a, um compressor, um ge- rador, ou uma bomba. As modalidades descritas acima e ilustradas nas figuras são a-
presentadas somente a título de exemplo e não são pretendidas como uma limitação nos conceitos e princípios da presente invenção. Como tal, será apreciado por alguém tendo ordinária habilidade na técnica que várias alte- rações nos elementos e sua configuração e disposição são possíveis sem se afastar do espírito e escopo da presente invenção.
Já que outras modificações, alterações e substituições são pre- tendidas na descrição já mencionada, é apropriado que as reivindicações apensas sejam construídas amplamente e de uma maneira consistente com o escopo da invenção.

Claims (22)

REIVINDICAÇÕES
1. Bobina de conexão para conectar um invólucro do compres- sor para um invólucro do acionador de um sistema de compressão industrial, a bobina de conexão compreendendo: um corpo de bobina tendo uma conformação substancialmente cilíndrica, o corpo tendo uma primeira extremidade acoplada ao invólucro do compressor e uma segunda extremidade acoplada ao invólucro do aciona- dor, o corpo definindo uma região interna; portas de acesso formadas no corpo para fornecer acesso para a região interna; e um membro pressurizado conformado em arco para tampar as portas de acesso.
2. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 1, em que o membro pressurizado compreende uma pluralidade de tampas, cada tam- pa tampando uma das portas de acesso e acoplada às tampas adjacentes para pressurizar a região interna.
3. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 2, em que cada tampa é formada como um segmento em arco e tem um flange se es- tendendo radialmente de cada extremidade circunferencial do segmento.
4. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 3, e com- preendendo adicionalmente dispositivos de fixação para acoplar as tampas juntas em flanges adjacentes.
5. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 2, em que cada tampa inclui uma superfície circunferencial interna para corresponder a uma superfície externa do corpo.
6. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 1, e com- preendendo adicionalmente um fixador radial acoplado ao corpo para segu- rar a tampa ao corpo da bobina.
7. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 1, e com- preendendo adicionalmente um membro de vedação fornecido em uma su- perfície externa do corpo, o membro de vedação circundando substancial- mente cada porta de acesso em que o membro de vedação fornece uma superfície de vedação entre as portas de acesso e o membro pressurizado.
8. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 1, e com- preendendo adicionalmente pelo menos um membro de posicionamento se estendendo radialmente do corpo para posicionar o membro pressurizado com relação às portas de acesso.
9. Bobina de conexão para conectar um invólucro do compres- sor a um invólucro do acionador de um sistema de compressão industrial, a bobina de conexão compreendendo: um corpo de bobina tendo uma conformação substancialmente cilíndrica, o corpo acoplando o invólucro do compressor ao invólucro do a- cionador e definindo uma região interna; portas de acesso formadas no corpo para fornecer acesso à re- gião interna do corpo; e uma pluralidade de tampas, cada tampa tampando uma das por- tas de acesso para permitir pressurização da região interna do corpo.
10. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 9, e adi- cionalmente compreendendo dispositivos para posicionar as tampas para formar um membro pressurizado que fornece uma superfície de vedação tampando as portas de acesso.
11. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 10, em que os dispositivos para posicionamento incluem pelo menos um flange se estendendo radialmente do corpo para recepção através de uma superfície interna de uma das tampas.
12. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 9, e com- preendendo adicionalmente pelo menos um flange de ligação se estendendo radialmente do corpo para segurar a tampa ao corpo.
13. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 9, em que tampas adjacentes são acopladas juntas para formar um membro pres- surizado para permitir pressurização da região interna.
14. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 13, em que cada tampa inclui um flange se estendendo radialmente de cada extre- midade da tampa.
15. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 14, e compreendendo adicionalmente dispositivos de fixação para acoplar tampas juntas nos flanges adjacentes.
16. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 9, em que cada tampa é formada como um segmento em arco.
17. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 16, em que cada segmento inclui uma superfície circunferencial interna para corres- ponder a uma superfície circunferencial externa do corpo.
18. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 9, e com- preendendo adicionalmente um membro de vedação fornecido em uma su- perfície externa do corpo, o membro de vedação circundando substancial- mente cada porta de acesso em que o membro de vedação fornece uma superfície de vedação entre as portas de acesso e o membro pressurizado.
19. Bobina de conexão para conectar um invólucro do compres- sor a um invólucro do acionador de um sistema de compressão industrial, a bobina de conexão compreendendo: um corpo de bobina tendo uma conformação substancialmente cilíndrica, o corpo acoplando o invólucro do compressor ao invólucro do a- cionador e definindo uma região interna; portas de acesso formadas no corpo para fornecer acesso à re- gião interna do corpo; membros de vedação fornecidos em uma superfície externa do corpo, cada membro de vedação circundando substancialmente uma das portas de acesso; uma pluralidade de tampas, cada tampa tampando uma das por- tas de acesso para permitir pressurização da região interna do corpo e for- mada como um segmento em arco, em que cada tampa inclui uma superfície circunferencial interna para corresponder a uma superfície circunferencial externa do corpo, e adicionalmente em que cada tampa inclui um flange se estendendo radialmente em cada extremidade da tampa; dispositivos de fixação para acoplar tampas adjacentes juntas nos flanges adjacentes, formando desse modo um membro de pressurização conformado em arco para fornecer uma relação de vedação para vedar as portas de acesso.
20. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 19, e adi- cionalmente compreendendo pelo menos um membro de posicionamento se estendendo radialmente do corpo para fornecer uma superfície de posicio- namento para as tampas.
21. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 19, e adi- cionalmente compreendendo pelo menos um fixador radial formado em uma superfície externa do corpo para prender uma ou mais tampas em posição.
22. Bobina de conexão de acordo com a reivindicação 19, em que cada membro de vedação compreende uma ranhura formada em uma superfície externa do corpo, a ranhura circundando substancialmente a porta de acesso, e uma vedação compressível recebida na ranhura.
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