BRPI0800170B1

BRPI0800170B1 - Método para regular pressão em um vaso, e, dispositivo de regulagem de pressão para regular pressão em um vaso

Info

Publication number: BRPI0800170B1
Application number: BRPI0800170-7A
Authority: BR
Inventors: Gruson Bertrand
Original assignee: Serac Group
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2018-07-10
Also published as: US8690010B2; FR2912822B1; DE602008002164D1; ATE478370T1; BRPI0800170A2; JP2008249138A; US20080197147A1; CN101249934B; EP1967933A1; CA2621728A1; CA2621728C; CN101249934A; JP4814266B2; PL1967933T3; ES2348775T3; BRPI0800170B8; RU2358189C1; MX2008002146A; FR2912822A1; EP1967933B1

Abstract

método para regular pressão em um vaso, e, dispositivo de regulagem de pressão para regular pressão em um vaso. é descrito um método de regular pressão em um vaso (1) que compreende as etapas de alimentar o vaso (1) com gás a uma dada taxa de alimentação e de modular a taxa de exaustão por meio de um elemento de válvula (18) colocado voltado para um orificio de exaustão (17) e associado com um elemento de controle (21).

Description

(54) Título: MÉTODO PARA REGULAR PRESSÃO EM UM VASO, E, DISPOSITIVO DE REGULAGEM DE PRESSÃO PARA REGULAR PRESSÃO EM UM VASO (51) Int.CI.: B65B 3/14; G05D 16/20 (30) Prioridade Unionista: 20/02/2007 FR 07 01193 (73) Titular(es): SERAC GROUP (72) Inventor(es): BERTRAND GRUSON “MÉTODO PARA REGULAR PRESSÃO EM UM VASO, E,

DISPOSITIVO DE REGULAGEM DE PRESSÃO PARA REGULAR

PRESSÃO EM UM VASO”

A presente invenção diz respeito a um método e a um dispositivo para regular pressão em um vaso contendo um líquido, particularmente, embora não exclusivamente, um vaso para alimentar uma instalação para encher receptáculos por peso.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Instalações para encher receptáculos por peso são conhecidas, que compreendem torneiras de enchimento conectadas na base de um vaso de alimentação comum. Quando o vaso de alimentação é sujeito à pressão atmosférica, a pressão na base do vaso é dada pela profundidade de líquido no vaso. A fim de obter uma vazão satisfatória de líquido através de uma grande quantidade de torneiras de enchimento, tendo ainda um vaso de alimentação que apresenta dimensões razoáveis, é portanto necessário por o vaso sob pressão, injetando ar comprimido acima do líquido.

A fim de permitir que uma medição precisa seja feita por um dispositivo de pesagem, é também desejável que a pressão seja o máximo possível constante na entrada da torneira de enchimento. Com este propósito, o vaso de alimentação é em geral mantido com líquido a um nível constante, e com a pressão do ar comprimido acima do líquido sendo regulada em função da pressão no ponto de ajuste.

Nos dispositivos existentes, esta regulagem da pressão do ar acima do líquido é feita por meio de uma servo-válvula que tem um orifício de entrada conectado a uma fonte de ar sob pressão, um orifício de saída conectado a um vaso de alimentação, e um orifício de exaustão conectado na atmosfera. A servo-válvula também tem um elemento de conexão de controle que serve tanto para fechar o orifício de saída, quanto para por o orifício de entrada em comunicação com o orifício de saída, ou, senão, por o orifício de saída em comunicação com o orifício de exaustão. Pressão de ar no vaso de alimentação é assim regulada convulsivamente, que corre o risco de levar a um fenômeno de bombeamento.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

Um objetivo da invenção é prover um método e um dispositivo para possibilitar garantir que a pressão no vaso de alimentação seja regulada de forma precisa e uniforme.

SUMÁRIO DÁ INVENÇÃO

A fim de atingir este objetivo, a invenção fornece um-método de regular a pressão em um vaso contendo um líquido encimado por um gás de pressurização, o vaso tendo um orifício de alimentação de gás e um orifício de exaustão de gás, o método compreendendo as etapas de alimentar o vaso com gás a uma dada vazão e de modular a vazão de exaustão em função da diferença relativa a uma pressão do ponto de ajuste.

Assim, a pressão no tanque é função da diferença entre a vazão de alimentação e a vazão de exaustão, de maneira tal que a modulação da vazão de exaustão possibilite variar sob controle a pressão do gás dentro do vaso de uma maneira contínua.

De acordo com um outro aspecto da invenção, é provido um dispositivo para regular pressão em um vaso contendo um líquido, dispositivo este que tem um orifício de alimentação de gás, um orifício de exaustão de gás e um elemento de modulação para modular uma vazão diferencial entre a taxa de alimentação de gás e a taxa de exaustão de gás.

Em uma modalidade vantajosa da invenção, o elemento de modulação compreende um elemento de válvula impelido em direção a uma sede da válvula que envolve o orifício de exaustão com uma força que é independente da posição do elemento de válvula. Preferivelmente, o elemento de modulação compreende um elemento de válvula colocado sobre a sede do orifício de exaustão.

Em uma modalidade preferida, o elemento de válvula é conectado a um elemento de controle que, preferivelmente, inclui um núcleo magnético preso no elemento de válvula e montado para deslizar dentro de uma bobina.

Energizando devidamente da bobina, é então possível manter o elemento de válvula em levitação entre um mancal de fluido de ar comprimido que escoa entre o elemento de válvula e o orifício de exaustão, e um mancal magnético que é funçãô da corrente que energiza a bobina. DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

Outras características e vantagens da invenção surgirão mediante leitura da descrição seguinte de uma modalidade particular não limitante dada com referência ao único desenho anexo que é um diagrama de um vaso de alimentação conectado em torneiras de enchimento e equipado com um dispositivo regulador de pressão da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Com referência à figura, a instalação de enchimento compreende, de uma maneira convencional, um vaso de alimentação 1 que tem torneiras de enchimento 2, somente uma das quais está mostrada na figura, conectada nele por meio de dutos 3 que abrem para a base do vaso de alimentação 1. O vaso de alimentação 1 é também equipado com um orifício de alimentação de líquido 4 conectado a um duto de alimentação de líquido 5 que tem montado nele uma válvula 6 controlada por uma unidade de controle 7 em função da informação provida por um sensor de pressão total S que abrese para a base do vaso, e por um sensor de pressão de gás 9 que abre-se para o topo do vaso no volume de gás 10 sobrejacente ao líquido 11.

Similarmente de uma maneira conhecida, o vaso é provido com um orifício de alimentação de gás 12 conectado a um duto de ar comprimido 13 incluindo um expansor controlado 14 conectado na unidade de controle 7.

Na invenção, o vaso de alimentação 1 é conectado a um dispositivo de modulação de pressão dado pela referência geral 15.

Na modalidade particular mostrada na figura, o dispositivo de modulação de pressão inclui um duto de exaustão de gás 16 disposto verticalmente e tendo uma extremidade inferior que abre-se para o volume de gás comprimido 10 no vaso de alimentação 1. A extremidade superior do duto de exaustão 16 define um orifício de exaustão 17 e forma uma sede para um elemento de válvula constituído por um peso 18 disposto acima da sede da válvula e voltado para ela, e incluindo uma cavidade 29 que se ajusta sobre a sede da válvula. A parede lateral da cavidade 29 é preferivelmente troncocônica de maneira a permitir que gás de exaustão escape pelo orifício de exaustão 17, servindo ainda para centralizar o elemento de válvula 18 enquanto ele está se movendo.

Na sua parte superior, o elemento de válvula 18 é conectado a uma haste 20 que conecta-o a um elemento de controle dado pela referência geral 21. Na modalidade mostrada, o elemento de controle 21 compreende um núcleo magnético constituído de dois ímãs permanentes 19 dispostos para gerar fluxo magnético que é coaxial com uma bobina 22 que envolve os ímãs permanentes 19. A bobina 22 é montada em uma estrutura estacionária 26 que é rigidamente presa no duto de exaustão 16. Os ímãs permanentes 19 são preferivelmente montados de maneira que eles tenham extremidades de mesma polaridade voltadas uma para a outra. A bobina 22 tem uma extremidade superior conectada a uma unidade de controle por meio de um fio de conexão elétrica 23 e a extremidade oposta da bobina é conectada na unidade de controle por meio de um fio de conexão elétrica 24.

O duto de gás comprimido 13 também inclui um orifício calibrado 25 que permite que o vaso 1 seja alimentado com gás sob pressão a uma dada taxa precisa que é função da pressão estabelecida pelo expansor 14.

Quando a instalação é posta em operação, o vaso de alimentação 1 é cheio com líquido para empacotamento até que o líquido atinja um nível que é mantido constante de uma maneira conhecida, controlando a válvula 6 em função de sinais transmitidos pelo sensor de pressão 8. Em seguida, a bobina 22 é alimentada com corrente contínua (CC) em uma direção apropriada para que a força magnética resultante nos ímãs permanentes 19 aumente o peso do elemento de válvula 18 de maneira a pressioná-lo contra a sede que envolve o orifício de exaustão 17.

O ar sob pressão é admitido pelo orifício de alimentação de gás 12 e, à medida que pressão no volume 10 aumenta, a corrente alimentada na bobina 22 é modificada pela unidade de controle 7 em função da informação de pressão dada pelo sensor de pressão de gás 9 de maneira a modular a taxa de exaustão do orifício de exaustão 17 em função de uma diferença relativa a um ponto de ajuste de pressão armazenado na unidade de controle 7.

O nível do líquido continua ser mantido constante, controlando-se a válvula 6 em função da diferença entre os sinais transmitidos pelos sensores de pressão 8 e 9.

Quando a bobina 22 é energizada, a força aplicada no elemento de válvula é independente da sua posição, e é função do peso total combinado, do peso 18 e dos ímãs permanentes 19 que são associados com ele. Em uma modalidade preferida da invenção, o peso 18 e os ímãs permanentes 19 associados com ele são dimensionado para que, quando a pressão no volume 10 do vaso 1 for igual à pressão no ponto de ajuste, o peso do elemento de válvula mais os elementos que são associados com ele equilibre a pressão que resulta da taxa na qual gás está escoando pelo orifício de exaustão 17, sem ser necessário acionar a bobina 22. Isto minimiza o valor no qual a bobina 22 aquece, e também minimiza o consumo elétrico. A bobina 22 e o núcleo magnético são então preferivelmente colocados na posição mostrada na figura, de maneira tal que o plano médio entre os pólos

VO confrontantes dos ímãs permanentes coincida com um plano da meia altura da bobina. Quando a pressão no volume 10 varia, o núcleo magnético move-se para fora desta posição. A bobina é então acionada com uma corrente que passa na direção apropriada para modular o fluxo de gás através do orifício de exaustão 17 de uma maneira tal a corrigir a diferença de pressão relativa à pressão do ponto de ajuste. Em virtude de os fluxos magnéticos dos ímãs permanentes 19 serem em direções opostas, um dos ímãs permanentes é então sujeito a uma força de tração, enquanto o outro ímã permanente é sujeito a uma força de repulsão, de maneira tal que o núcleo magnético seja sujeito a uma força que é o dobro da força que seria obtida usando um núcleo magnético com um único ímã permanente estendendo-se através da bobina. Além do mais, dado que os movimentos feitos pelo elemento de válvula a fim de regular a pressão são pequenos, esta estrutura possibilita exercer uma força de retomo no elemento de válvula que é independente de sua posição.

Quando se deseja esvaziar o vaso de alimentação 1 completamente, o controle para manter o nível de líquido nele é interrompido, e a pressão no ponto de ajuste para o volume 10 é aumentada progressivamente de maneira a compensar a profundidade decrescente de líquido no vaso.

Naturalmente, a invenção não está limitada à modalidade descrita, e modalidades variantes podem ser aplicadas a ele sem fugir do âmbito da invenção, definido pelas reivindicações.

Em particular, o dispositivo descrito pode ser feito com um único ímã permanente, ou mesmo sem nenhum ímã permanente. Quando não existe ímã permanente, a posição do núcleo na bobina é então dada meramente pela magnitude da corrente que é alimentada na bobina. Em tais circunstâncias, é preferível prover para que o núcleo seja menor que a bobina, de maneira tal que a posição do núcleo na bobina permita que uma força magnética significativa seja exercida no núcleo, em adição ou em oposição à força representada pelo peso 18. A disposição da invenção pode também ser implementada usando uma pluralidade de bobinas que são acionadas independentemente de maneira a exercer forças apropriadas no núcleo magnético. A bobina 22 pode também ser substituída por algum outro elemento de atração magnética, tal como um anel magnetizado associado com um elemento de acionamento que é controlado pela unidade de controle 7.

O sensor de pressão total pode ser colocado sem ser na base do vaso de alimentação a fim de levar em conta alguma configuração particular da instalação. Em particular, quando as torneiras de enchimento 2 não estão conectadas no tanque diretamente, mas por meio de um coletor, o sensor 8 é preferivelmente preso no coletor para que a pressão total medida leve em consideração a perda de coluna no tubo que conecta o coletor no vaso 1.

O controle por meio de um dispositivo magnético pode ser substituído pelo controle por meio de um atuador pneumático ou hidráulico que também fornece uma força de retomo que é independente da posição do elemento de válvula, diferente de uma mola de retomo para a qual a força varia com a extensão da qual ela está sob compressão ou tração.

A fim de realizar o início e final de um ciclo mais rapidamente, pode-se também fazer provisão para modular a vazão de alimentação em função de uma diferença relativa à pressão do ponto de ajuste, usando um orifício calibrado de tamanho variável e fazendo com que a pressão de alimentação variar por meio do expansor 14.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para regular pressão em um vaso (1) contendo um líquido encimado por um gás de pressurização, o vaso tendo um orifício de alimentação de gás (12) e um orifício de exaustão de gás (17), caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de alimentar o vaso com gás a uma dada vazão e de modular a vazão de exaustão em função de uma diferença relativa a uma pressão do ponto de ajuste.
2. Método para regular pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa de também modular a vazão de alimentação em função da diferença relativa à pressão do ponto de ajuste.
3. Dispositivo de regulagem de pressão para regular pressão em um vaso (1) que tem um orifício de alimentação de gás (12) e um orifício de exaustão de gás (17), caracterizado pelo fato de que compreende um elemento (15) para modular uma vazão diferencial entre a taxa de alimentação de gás e a taxa de exaustão de gás.
4. Dispositivo de regulagem de pressão de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que inclui um elemento de válvula colocado voltado para o orifício de exaustão de gás e conectado a um elemento de controle (21) que exerce uma força no elemento de válvula que é independente de sua posição.
5. Dispositivo de regulagem de pressão de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o elemento de modulação compreende um elemento de válvula (18) disposto sobre uma sede de válvula envolvendo o orifício de exaustão (17).
6. Dispositivo de regulagem de pressão de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o elemento de válvula é conectado a um elemento de controle (21).
7. Dispositivo de regulagem de pressão de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o elemento de controle compreende um núcleo magnético (19) preso no elemento de válvula e associado com um elemento de atração magnética (22).
8. Dispositivo de regulagem de pressão de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o núcleo magnético compreende pelo menos um ímã permanente (19) que tem um campo que é coaxial com o elemento de atração magnética (22).
9. Dispositivo de regulagem de pressão de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que tem dois ímãs permanentes (19) que têm pólos de mesma polaridade voltados um para o outro.
10. Dispositivo de regulagem de pressão de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o elemento de atração magnética é uma bobina (22) e em que o elemento de válvula e o núcleo magnético associado são dimensionados de maneira tal que, na ausência de corrente elétrica, e para uma pressão no vaso que é igual à pressão do ponto de ajuste, o núcleo fique em uma posição para a qual o plano médio entre os pólos conffontantes dos ímãs coincide com o plano da meia altura da bobina (22).

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