BRPI0808465A2 - Medidor com célula de medida de ultrassons de tipo cápsula, padronizada - Google Patents
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Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MEDIDOR COM CÉLULA DE MEDIDA DE ULTRASSONS DE TIPO CÁPSULA, PADRONIZADA".
A invenção refere-se a um medidor com célula de medida de ultrassom de tipo cápsula.
A invenção refere-se mais precisamente a um medidor de fluido, em particular de água, comportando uma célula de medida de ultrassons, de tipo cápsula, comportando um canal de medida equipado com captadores de ultrassons e montada sobre um toldo que comporta um conduto de entrada e 10 um conduto de saída, esse conduto de entrada comunicando-se com a entrada do canal de medida e esse conduto de saída comunicando-se com a saída do canal de medida.
No que precede e no que se segue, uma célula de medida de tipo cápsula significa uma célula de medida amovível que pode ser montada e desmontada de um toldo sem intervir sobre a instalação desta, isto é, sem necessidade de desmontagem e remontagem do toldo.
Esse medidor é descrito no documento de patente EP 1 227 303.
Segundo esse medidor da técnica anterior, o toldo é de tipo coaxial, isto é, que o conduto de saída apresenta uma curva, de modo a desembocar de forma centrada sobre o eixo central do toldo e o conduto de entrada desemboca por um orifício sobre um volume anular coaxial.
A célula de medida proposta nesse documento é destinada unicamente a esse tipo de toldo.
Ora, existe atualmente um outro tipo de toldo comumente utilizado. Esse segundo tipo de toldo comporta um conduto de entrada e
um conduto de saída retilíneos e alinhados desembocando diretamente no interior do toldo.
A montagem de uma célula de medida de ultrassom sobre um toldo do segundo tipo necessita a priori da concepção específica de uma célula de medida adaptada. Por outro lado, a priori, a cada tipo de toldo deve corresponder um tipo de célula de medida específica, o que torna pesada a manutenção e a estocagem de peças para esses medidores. A invenção resolve esse problema, propondo um medidor com célula de medida de ultrassom de tipo cápsula, comportando uma célula de medida padronizada que possa ser instalada sobre um toldo do primeiro tipo ou do segundo tipo.
5 Para isso, a invenção propõe um processo de montagem de
uma célula de medida de ultrassons, de tipo cápsula, comportando um canal de medida equipado com captadores de ultrassons disposto em uma tampa e destinada a ser montada sobre um toldo que comporta um conduto de entrada e um conduto de saída de tipos diferentes, esse conduto de entrada 10 sendo destinado a se comunicar com a entrada desse canal de medida e esse conduto de saída sendo destinado a se comunicar com a saída desse canal de medida caracterizado pelo fato de consistir em utilizar uma peça de adaptação suplementar, específica ao tipo de toldo e ligando esse conduto de entrada com a entrada desse canal de medida e esse conduto de saída 15 com a saída desse canal de medida.
De acordo com um primeiro modo de realização destinado a um toldo de tipo coaxial, do qual um primeiro conduto de saída ou de entrada apresenta uma curva, de modo a desembocar, de forma centrada, sobre o eixo central do toldo e um segundo conduto de entrada ou de saída desem20 boca sobre um volume anular coaxial, a peça de adaptação compreende uma peça tubular alargada destinada a ser montada sobre a embocadura desse primeiro conduto e a ser ligada de forma estanque a essa célula de medida.
De preferência, essa peça de adaptação compreende também um anel intermediário de aperto do toldo sobre a célula de medida.
Essa peça tubular alargada e esse anel intermediário são vantajosamente formados de uma só peça.
De acordo com um segundo modo de realização destinado a um toldo de tipo alinhado, cujo conduto de entrada e cujo conduto de saída retilíneos e alinhados desembocam diretamente no interior do toldo, a peça de adaptação consiste em uma peça tubular arqueada destinada a ser montada sobre a embocadura de um desses condutos e a ser ligada de forma estanque a essa célula de medida.
E nesse caso, de preferência, essa peça de adaptação é destinada a ser montada sobre o conduto de entrada.
A invenção refere-se também a uma célula de medida para a 5 aplicação do precedente processo, caracterizada pelo fato de comportar um prato que porta esse canal de medida e um anel de aperto destinado à fixação desse prato sobre esse toldo, esse prato comportando uma abertura de entrada e uma abertura de saída, essa peça de adaptação sendo destinada a ser conectada de forma estanque a uma dessas aberturas.
De acordo com um modo de realização, esse prato, esse canal
de medida e alojamentos destinados a esses captadores são de uma só peça.
A célula de medida comporta, de preferência, pelo menos uma sonda de temperatura.
A invenção refere-se também a um conjunto dito cápsula constituído dessa célula de medida e dessa peça de adaptação, ligadas.
A invenção é descrita a seguir mais detalhadamente com o auxílio de figuras que representa apenas modos de realização preferidos da invenção.
As figuras 1, 6 e 11 representam vistas em perspectiva eventualmente cortada e em corte no eixo central de uma célula de medida, de acordo com a invenção.
As figuras 2A, 7A e 12A representam vistas em perspectiva, eventualmente cortada e em corte segundo um plano P1 de uma peça de adaptação, conforme um primeiro modo de realização da invenção.
As figuras 2B, 7B e 12B representam vistas em perspectiva e
ventualmente cortada e em corte segundo um plano P2 de uma peça de adaptação, conforme um segundo modo de realização da invenção.
As figuras 3A, 8A e 13A representam vistas em perspectiva eventualmente cortada e em corte segundo um plano P1 de uma peça de adaptação montada sobre uma célula de medida, conforme o primeiro modo de realização da invenção.
As figuras 3B, 8B e 13B representam vistas em perspectiva eventualmente cortada e em corte segundo um plano P2 de uma peça de adaptação montada sobre uma célula de medida conforme o segundo modo de realização da invenção.
As figuras 4A, 9A e 14A representam vistas em perspectiva eventualmente cortada e em corte segundo um plano P1 de um toldo, segundo o primeiro modo de realização da invenção.
As figuras 4B, 9B e 14B representam vistas em perspectiva eventualmente cortada e em corte segundo um plano P2 de um toldo, de acordo com o segundo modo de realização da invenção.
As figuras 5A, 10A e 15A representam vistas em perspectiva
eventualmente cortada e em corte segundo um plano P1 de um medidor, conforme o primeiro modo de realização da invenção.
As figuras 5B, 10B e 15B representam vistas em perspectiva eventualmente cortada e em corte segundo um plano P2 de um medidor, conforme o segundo modo de realização da invenção.
As figuras 16A a 16D representam vistas em perspectiva, em corte transversal, segundo um plano P” de uma câmara de medida, de acordo com a invenção.
AS figuras 17A a 17D representam vistas em perspectiva cortada, conforme um primeiro plano, em corte de acordo com esse primeiro plano, em perspectiva cortada, de acordo com um segundo plano perpendicular ao primeiro plano e em corte, de acordo com esse segundo plano de um medidor, conforme o primeiro modo de realização da invenção.
A figura 18 representa uma vista em perspectiva cortada de um medidor, de acordo com uma primeira variante do segundo modo de realização da invenção.
As figuras 19A e 19B representam vistas em perspectiva cortada, de acordo com dois planos perpendiculares de um medidor, de acordo com uma segunda variante do segundo modo de realização da invenção.
Conforme ilustrado nas figuras 1 a 5, a invenção assegura uma
padronização de uma célula de medida de ultrassons 1, destinada a ser montada sobre um toldo, comportando um conduto de entrada e um conduto de saída de tipos diferentes.
No caso, estão representados, nas figuras 4A e 4B, um toldo 2 de tipo coaxial, isto é, que o conduto de saída 2B apresenta uma curva de forma a desembocar, de forma centrada sobre o eixo central do toldo e o 5 conduto de entrada 2A desemboca por um orifício sobre um volume anular coaxial e um toldo 3 de tipo alinhado, isto é, comportando um conduto de entrada 3A e um conduto de saída 3B retilíneos e alinhados que desembocam diretamente no interior do toldo.
O processo de padronização consiste em utilizar uma peça de adaptação ligando esse conduto de entrada com a entrada desse canal de medida e esse conduto de saída com a saída desse canal de medida. Essa peça é ligada a um dos condutos do toldo, essa peça de adaptação assegurando um escoamento de fluido em um canal de medida da célula de medida 1.
No caso do toldo de tipo coaxial, é utilizada uma peça de adaptação 4 que será dita de primeiro tipo e, no caso de um toldo de tipo alinhado, é utilizada uma outra peça de adaptação 5 que será dita de segundo tipo.
Essa peça de adaptação 4, 5 é inteiramente solidarizada à célula de medida para formar um subconjunto, denominado cápsula, representado nas figuras 3A e 3B, depois é esse subconjunto que é conectado ao toldo correspondente 2, 3 para formar um medidor, tal como representado nas figuras 5A e 5B.
Nas figuras seguintes, os elementos estão representados em corte de forma mais detalhada.
Conforme representado nas figuras 6 e 11, a célula de medida de ultrassons 1 comporta um canal de medida 1A equipado com um captador ultrassons 1B emissor e receptor em cada uma de suas extremidades.
Ela comporta um prato 1C que porta o canal de medida e um anel de aperto 1D, esse prato comportando uma abertura de entrada 1E e uma abertura de saída 1F, a peça de adaptação 4 ou 5 sendo destinada a ser conectada, de forma estanque, a uma de suas aberturas. Uma tampa 1G de proteção é disposta na parte superior.
O conduto de entrada do toldo 2A ou 3A é destinado a se comunicar com a entrada do canal de medida correspondente à abertura de entrada 1E e o conduto de saída do toldo 2B ou 3B é destinado a se comunicar com a saída do canal de medida correspondente à abertura de saída 1F. Cada peça de adaptação 4 ou 5 disposta no nível do toldo é conectada a um 5 dos condutos do toldo, essa peça de adaptação assegurando um escoamento de fluido no canal de medida 1A da célula de medida.
Em uma primeira etapa, consideremos a montagem de uma célula de medida 1 sobre um toldo de tipo coaxial 2, montagem ilustrada pelas figuras 7A, 8A, 9A, 10A, 12A, 13A, 14Ae 15A.
A peça de adaptação de primeiro tipo 4 compreende uma peça
tubular alargada 4A destinada a ser montada sobre a embocadura do conduto de saída 2B do toldo e a ser ligada, de forma estanque, à abertura de saída 1F da célula de medida. Essa peça de adaptação compreende também um anel intermediário de aperto 4B destinado ao aperto por filetagem do tol15 do 2 sobre a célula de medida 1 e vantajosamente formada de uma só peça com a peça tubular alargada 4A.
Inicialmente, conforme ilustrado na figura 8A, a célula de medida
1 é solidarizada à peça de adaptação 4 por parafusação do anel intermediário 4B sobre o anel de aperto 1D previsto sobre a célula de medida. Esse 20 aperto por parafusação assegura duas funções: o aperto do prato 1C da célula de medida 1 sobre esse anel intermediário 4B com interposição de uma junta de estanqueidade J1 prevista sobre a célula de medida 1 e o aperto da peça tubular alargada 4A contra o prato 1C da célula de medida sobre a periferia da abertura de saída 1F deste, com interposição de uma junta de es25 tanqueidade 4D prevista em uma extremidade dessa peça tubular alargada 4A da peça de adaptação 4.
Formando assim um subconjunto denominado cápsula, célula de medida 1 e peça de adaptação 4 são fixadas no toldo 2 por parafusação do anel intermediário 4B da peça de adaptação 4 sobre a filetagem interna 2C 30 sustentada pelo toldo. Essa parafusação assegura o aperto da peça tubular alargada 4A por sua outra extremidade que permanece livre contra a periferia da embocadura do conduto de saída 2B do toldo com interposição de uma junta de estanqueidade 4E prevista sobre a peça de adaptação. Essa parafusação assegura simultaneamente a estanqueidade do volume anular do veio de água a nível do toldo, graças à pressão pelo anel intermediário 4B, de uma junta J2 sustentada pelo toldo embaixo da filetagem interna 2C desta.
A figura 15A ilustra por setas o escoamento do fluido. Este chega pelo conduto de entrada 2A do toldo, no espaço situado entre o anel intermediário 4B e a peça tubular alargada 4A. Ele percorre um canal de admissão 1H para atingir o canal de medida 1A de onde ele evacua por um 10 canal de refluxo 11 até o interior da peça tubular alargada 4A, de onde ele escoa no conduto de saída 2B do toldo.
Quando da montagem, uma disposição de marcações pode assegurar o bom posicionamento relativo da célula de medida 1 e do toldo 2, onde o eixo dos condutos de entrada e de saída 2A e 2B do toldo e aquele do canal de medida são alinhados e/ou a abertura de entrada 1E chega diante da embocadura do conduto de entrada 2A.
Como variante, é possível conceber que esses eixos não sejam
alinhados.
Em um segundo tempo, considera-se a montagem de uma céluIa de medida 1 sobre um toldo de tipo alinhado, montagem ilustrada pelas figuras 7B, 8B, 9B, 10B, 12B, 13B, 14B e 15B.
A peça de adaptação de segundo tipo 5 consiste em uma peça tubular curvada a 90° destinada a ser montada sobre a embocadura do conduto de entrada 3A do toldo e a ser ligada de forma estanque à abertura de entrada 1E do prato 1C da célula de medida.
Inicialmente, conforme ilustrado na figura 8B, a célula de medida
1 é solidarizada à peça de adaptação 5 por aperto de parafuso 5A em perfurações filetadas correspondentes da célula de medida. Essa fixação por parafuso assegura o aperto da peça de adaptação 5 contra o prato 1C da célu30 Ia de medida na periferia da abertura de entrada 1E deste, com interposição de uma junta de estanqueidade 5B previsto em uma extremidade da peça de adaptação 5. Formando assim um subconjunto denominado cápsula, célula de medida 1 e peça de adaptação 5 são fixadas no toldo 3 por parafusação do anel de aperto 1D da célula de medida sobre a filetagem interna 3C sustentada pelo toldo. Essa parafusação assegura o aperto da peça de adaptação 5 5 por sua extremidade que permaneceu livre contra a periferia da embocadura do conduto de entrada 3A do toldo com interposição de uma junta de estanqueidade 5C previsto sobre a peça de adaptação.
A figura 15B ilustra por setas o escoamento do fluido. Este chega, pelo conduto de entrada 3A do toldo, ao interior da peça de adaptação 5. Ele percorre, em seguida, o canal de admissão 1H para atingir o canal de medida 1A de onde ele é evacuado pelo canal de refluxo 11 até o interior do toldo 3, de onde escoa no conduto de saída 2B do toldo.
As figuras 16A a 16D representam a câmara de medida V, parte da célula de medida.
Uma característica importante dessa câmara é que o prato circu
lar 1C, o canal de medida 1A e alojamentos destinados aos captadores C1, C2 são fabricados em uma única peça, de preferência em matéria plástica moldada.
O eixo longitudinal do canal de medida 1A é paralelo ao prato 20 1C. Os captadores C1 e C2 que são transdutores de ultrassom são dispostos nas extremidades do canal de medida 1A, a fim de realizar uma medida de vazão por tiro face a face. De preferência, o eixo longitudinal do canal de medida 1A é perpendicular ao eixo central do prato 1C, a fim de instalar esse canal de medida no centro do prato e conseguir um canal de medida o mais 25 longo possível no limite do diâmetro do prato 1C.
As extremidades desse canal de medida se comunica com as aberturas de entrada 1E e de saída 1F por canais de admissão 1H e de refluxo 11 de eixo longitudinal perpendicular ao eixo do canal de medida 1A. Esses canais de admissão e de refluxo são dispostos o mais longe possível 30 do centro do canal de medida, isto é, o mais perto possível dos transdutores C1, C2, a fim de maximizar o comprimento útil à medida da vazão no trajeto dos ultrassons. A câmara de medida pode também comportar uma sonda de medida de temperatura que pode ser instalada em uma perfuração A ajustada na parede da câmara de medida, no caso de uma aplicação de medidor de energia térmica, por exemplo.
Esse tipo de montagem de sonda de medida de temperatura é
particularmente adaptado à montagem sobre um toldo de tipo coaxial, conforme ilustrado nas figuras 17Aa 17D.
A cabeça da sonda S é fixada na perfuração A situada lateralmente no canal de medida 1A, de modo que sua extremidade de medida chegue ao centro do escoamento de saída a nível do eixo central do medidor nas proximidades da extremidade da peça tubular alargada 4A da peça de adaptação 4 apertada contra o toldo 4.
No caso da montagem da célula de medida 1 sobre um toldo de tipo alinhado 3, pode também ser montada uma sonda de medida da temperatura S conforme ilustrado nas figuras 18, 19A e 19B.
Essa sonda S pode ser montada na perfuração A de forma inclinada, conforme anteriormente e conforme representado nas figuras 19A e 19B. Sua extremidade de medida chega, então, ao centro do escoamento de saída no interior do toldo 3.
Como variante, a sonda S pode ser montada no conduto de saí
da do toldo, conforme representado na figura 18.
O modo de realização descrito acima é um modo de realização preferido. A invenção se refere também às variantes de realização não especificamente descritas.
Por exemplo, conduto de entrada e conduto de saída de cada
toldo podem ser invertidos. Por exemplo, no caso de um toldo de tipo coaxial, o conduto central pode ser um conduto de entrada e o conduto anular pode ser um conduto de saída.
Claims (10)
1. Processo de montagem de uma célula de medida de ultrassons (1), de tipo cápsula, comportando um canal de medida (1A) equipado com captadores de ultrassons (C1, C2), disposto em uma tampa e destinada a ser montada sobre um toldo que comporta um conduto de entrada e um conduto de saída de tipos diferentes, esse conduto de entrada sendo destinado a se comunicar com a entrada desse canal de medida e esse conduto de saída sendo destinado a se comunicar com a saída desse canal de medida, caracterizado pelo fato de consistir em utilizar uma peça de adaptação (4, 5) suplementar, específica ao tipo de toldo e ligando esse conduto de entrada com a entrada desse canal de medida e esse conduto de saída com a saída desse canal de medida.
2. Peça de adaptação (4) para a aplicação do processo, de acordo com a reivindicação 1, destinada a um toldo de tipo coaxial (2), do qual um primeiro conduto (2B) de saída ou de entrada apresenta uma curva, de modo a desembocar de forma centrada sobre o eixo central do toldo e um segundo conduto (2A) de entrada ou de saída desemboca sobre um volume anular coaxial, caracterizada pelo fato de compreender uma peça tubular alargada (4A) destinada a ser montada sobre a embocadura desse primeiro conduto e a ser ligada de forma estanque a essa célula de medida (1).
3. Peça, de acordo com a reivindicação precedente, caracterizada pelo fato de ela compreender também um anel intermediário de aperto (4B) do toldo (2) sobre a célula de medida (1).
4. Peça, de acordo com a reivindicação precedente, caracterizada pelo fato de essa peça tubular alargada (4A) e esse anel intermediário (4B) serem formados de uma só peça.
5. Peça de adaptação (5) para a aplicação do processo, de acordo com a reivindicação 1, destinada a um toldo de tipo alinhado (3), cujo conduto de entrada (3A) e de saída (3B) retilíneos e alinhados desembocam no interior do toldo, caracterizada pelo fato de consistir em uma peça tubular curvada (5) destinada a ser montada sobre a embocadura de um desses condutos e a ser ligada de forma estanque a essa célula de medida (1).
6. Peça, de acordo com a reivindicação precedente, caracterizada pelo fato de essa peça de adaptação (5) ser destinada a ser montada sobre o conduto de entrada (3A).
7. Célula de medida (1) para a aplicação do processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de comportar um prato (1C) que porta esse canal de medida (1A) e um anel de aperto (1D), esse prato comportando uma abertura de entrada (1E) e uma abertura de saída (1F), essa peça de adaptação sendo destinada a ser conectada de forma estanque a uma dessas aberturas.
8. Célula de medida, de acordo com a reivindicação precedente, caracterizada pelo fato de esse prato (1C), esse canal de medida (1A) e alojamentos destinados a esses captadores (C1, C2a) serem em uma só peça.
9. Célula de medida, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizada pelo fato de comportar pelo menos uma sonda de temperatura (S).
10. Conjunto dito cápsula, constituído de uma célula de medida, como definida em uma das reivindicações 7 a 9, e de uma peça de adaptação, como definida em uma das reivindicações 2 a 6, ligadas.
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