BRPI0920561B1

BRPI0920561B1 - válvula interna

Info

Publication number: BRPI0920561B1
Application number: BRPI0920561A
Authority: BR
Inventors: Lin Chun; Ronald Pelfrey Roy; Kim Nguyen Tung
Original assignee: Emerson Process Man Regulator Technologies Inc
Priority date: 2008-10-08
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2020-04-14
Also published as: JP2012505359A; BRPI0920561A2; US20100084594A1; JP5953350B2; AU2009302721B2; JP2015028388A; AR073789A1; US9133941B2; RU2011115986A; US8353310B2; RU2521695C2; WO2010042277A1; EP2347158B1; US20130056666A1; EP2347158A1; AU2009302721A1; CN102177378B; CA2738260A1; CA2738260C; CN102177378A

Abstract

válvula interna aparelho interno de válvula é descrito. uma válvula interna de exemplo inclui um corpo (102) tendo um assento de válvula (202) disposto entre uma entrada (206) e uma saída (208). um membro de controle de fluxo (110) operativamente acoplado ao corpo se move entre uma primeira posição na qual o membro de controle de fluxo envolve o assento de válvula para restringir o fluxo do fluido através da válvula e uma segunda posição na qual o membro de controle de fluxoé distanciado do assento de válvula para permitir o fluxo do fluido através da válvula. a válvula de exemplo interna ainda inclui um membro de atuação removível (114) disposto no interior do corpo e responsivo a uma pressão de fluido para fazer com que o membro de controle de fluxo se mova entre a primeira e a segunda posição.

Description

“VÁLVULA INTERNA” CAMPO DA DIVULGAÇÃO [0001] A presente divulgação é relacionada geralmente a válvulas e, mais especificamente, a válvulas com mecanismos de atuação interna removíveis. FUNDAMENTOS [0002] Válvulas de bloqueio com auto-fechamento, que são comumente referidas como válvulas internas, fornecem proteção contra descarga de materiais perigosos, líquidos, comprimidos, e/ou gases, como, por exemplo, propano, butano, NH3 (amônia anidra), etc., durante a transferência de material perigoso entre um primeiro local e um segundo local. Válvulas internas utilizam mecanismos de controle de fluxo que fecham em resposta a uma condição de excesso de fluxo repentina devido, por exemplo, um fluxo interrompido, cortado, ou de outra forma comprometido. Tais mecanismos de controle de fluxo são comumente referidos como válvulas de excesso de fluxo, que são frequentemente utilizadas em aplicações que exigem um corte automático, seguro, de fluxo de fluido em resposta a possíveis vazamentos, derramamentos, etc. de fluidos potencialmente perigosos (por exemplo, inflamáveis, tóxicos).

[0003] A válvula de excesso de fluxo normalmente opera com base em um diferencial de pressão através da válvula. Por exemplo, a válvula se abre quando a pressão de entrada é aproximadamente igual à pressão de saída. Para uniformizar a pressão através da válvula, as válvulas internas utilizam geralmente um membro de compensação que é acionado para equalizar a pressão ou o equilíbrio entre o membro de controle de fluxo. Uma válvula interna, muitas vezes requer o uso de um mecanismo de atuação ou do sistema, como por exemplo, uma alavanca, um controle, um cabo e/ou um sistema de acionamento energizado. Normalmente, o mecanismo de atuação empregado permite que o membro de compensação se mova entre uma posição totalmente fechada e uma posição totalmente aberta.

[0004] Em um exemplo, um atuador, como, por exemplo, um atuador pneumático externo pode ser utilizado para operar remotamente a válvula interna. Tais atuadores pneumáticos externos têm uma grande área de ocupação global e requer uma quantidade maior de espaço. No entanto, estas válvulas internas conhecidas são muitas vezes utilizadas em determinadas aplicações com restrições de espaço pequeno ou apertado, dificultando a instalação deste

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2/14 atuador pneumático externo com a válvula. Estes atuadores pneumáticos externos também podem exigir um membro de suporte adicional quando a válvula estiver instalada.

[0005] Adicionalmente ou alternativamente, muitos métodos de atuação conhecidos são exclusivos um do outro e, como resultado, muitos fabricantes fornecem várias famílias de produtos de válvulas internas projetadas diferenciadamente, cada qual configurada especificamente para atender às necessidades específicas de um cliente específico. Esta abordagem resulta em fabricantes tendo que produzir e fornecer suporte a um grande número de produtos diversos, o que é logisticamente difícil e caro.

SUMÁRIO [0006] Em um exemplo, uma válvula interna de exemplo inclui um corpo com um assento de válvula disposto entre uma entrada e uma saída. Um membro de controle de fluxo operativamente acoplado ao corpo se move entre uma primeira posição, na qual o membro de controle de fluxo envolve o assento de válvula para restringir o fluxo do fluido através da válvula, e uma segunda posição, na qual o membro de controle de fluxo é distanciado do assento de válvula para permitir o fluxo do fluido através da válvula. Um membro de acionamento é disposto dentro do corpo e responde a uma pressão de fluido para fazer com que o membro de controle de fluxo se mova entre a primeira e a segunda posição.

[0007] Em outro exemplo, um aparelho de controle de fluido inclui um membro do primeiro controle de fluxo móvel, entre uma primeira posição de operação e uma segunda posição de operação, e um mecanismo de atuação removível acoplado à válvula para mover a válvula entre a primeira posição de operação e a segunda posição de operação. O mecanismo de acionamento é selecionado a partir de uma pluralidade de mecanismos de atuação e é intercambiável com um segundo mecanismo de atuação selecionado da pluralidade de mecanismos. O mecanismo de acionamento é disposto dentro de um corpo da válvula entre uma entrada e uma saída da válvula.

[0008] Em outro exemplo, uma válvula inclui meios para o funcionamento da válvula entre uma primeira posição de operação e uma segunda posição de operação. A válvula também inclui meios para equalizar uma diferença de pressão através da válvula para ativar os meios para operar a válvula entre a primeira posição de operação e segunda posição de operação e os meios para

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3/14 posicionar os meios para equalizer a pressão. Os meios de posicionamento estão dispostos dentro de um corpo da válvula e respondem a uma pressão de fluido para causar os meios para equalizar a pressão para se mover entre, pelo menos, uma terceira posição e uma quarta posição.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0009] A FIG. 1 ilustra uma válvula de exemplo aqui descrita implementada com um atuador interno de exemplo.

[0010] A FIG. 2 é uma visão transversal da válvula de exemplo da FIG. 1.

[0011] A FIG. 3 ilustra uma visão parcial em corte de uma parte da válvula de exemplo das FIGS. 1 e 2.

[0012] A FIG. 4 ilustra outra visão parcial em corte de uma parte da válvula de exemplo das FIGS. 1, 2 e 3.

[0013] A FIG. 5 ilustra as válvulas de exemplo das FIGS. 1 a 4, mas implementadas com uma alavanca de exemplo.

[0014] A FIG. 6 ilustra uma visão parcial em corte de uma parte da válvula de exemplo da FIG. 5.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0015] Normalmente, uma válvula de excesso de fluxo de uma válvula interna abre ou fecha com base em uma pressão e/ou taxa de fluxo de fluido de um sistema em que a válvula interna é acoplada ou instalada. Como resultado, quando em funcionamento um sistema que emprega uma válvula interna com uma válvula de fluxo integral em excesso, é normalmente necessário para equalizar a pressão entre a entrada e a saída da válvula antes de fluido é bombeado através da válvula. Válvulas internas muitas vezes empregam um membro de compensação que é acionado através de um mecanismo de acionamento para equalizar a pressão ou o equilíbrio entre o membro primário de controle de fluxo da válvula interna. Esses mecanismos de atuação podem incluir, por exemplo, uma alavanca, um cabo de controle, um sistema de atuadores móveis, etc. Normalmente, o mecanismo de acionamento move os membros de compensação entre pelo menos uma primeira posição (por exemplo, uma posição totalmente fechada) e uma segunda posição (por exemplo, uma posição totalmente aberta na qual o fluido é permitido fluir através de uma passagem para vazamento).

[0016] Atuadores pneumáticos externos são frequentemente utilizados para

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4/14 controlar o funcionamento do membro de compensação. Normalmente, esse atuador pneumático externo é operativamente acoplado a uma alavanca da válvula interna que, por sua vez, é operativamente acoplada ao membro de compensação através de um membro de came. Esta montagem de uma alavanca de came exige um sistema de embalagem para evitar vazamentos indesejáveis através do mecanismo de alavanca. Além disso, válvulas internas são muitas vezes utilizadas em determinadas aplicações com restrições de espaço, que dificultam o acesso da válvula interno, o seu conjunto de alavanca, etc. No entanto, estes atuadores pneumáticos externos têm uma grande utilização global que exige uma maior quantidade de espaço, o que pode limitar as aplicações de acionamento válvulas pneumáticas internas. Os atuadores pneumáticos externos também podem exigir um membro de suporte adicional quando a válvula estiver instalada. No entanto, atuadores pneumáticos externos podem ser facilmente removidos da válvula, a válvula está em conformidade com um sistema de manutenção, reparo e/ou substituição do atuador pneumático.

[0017] As válvulas de exemplo aqui descritas incluem mecanismos removíveis de atuação interna que fornecem uma válvula interna mais compacta. Um exemplo de mecanismo de atuação interna inclui um atuador pneumático interno. O atuador pneumático interno de exemplo pode ser facilmente substituído e/ou assistido em campo por um técnico, pessoal de serviço, pessoal de manutenção, etc., pois o atuador é removivelmente acoplado à válvula. Em um exemplo, o atuador é removivelmente acoplado a um corpo da válvula através de fixadores rosqueados. Em outros exemplos, o atuador pode ser acoplado a um corpo da válvula através de grampos e/ou qualquer outro mecanismo de fixação adequado (s).

[0018] Essa configuração permite a manutenção, reparação e/ou substituição do atuador pneumático interno, enquanto a válvula permanece alinhada com o sistema. Além disso, o atuador pneumático interno de exemplo não exige uma válvula de embalagem, pois o atuador pneumático interno é disposto dentro da válvula, reduzindo assim o número de peças e eliminando um vazamento potencial indesejado, por meio da embalagem. Adicionalmente ou alternativamente, as válvulas de exemplo descritas neste documento podem ser opcionalmente convertidas entre uma válvula operada manualmente (por exemplo, uma alavanca) e uma válvula operada eletricamente (por exemplo,

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5/14 atuador pneumático) sem ter que remover a válvula do sistema (ou seja, enquanto a válvula está alinhada com o sistema).

[0019] Além disso, as válvulas internas de exemplo aqui descritas podem receber (por exemplo, montadas intercambiavelmente ou configuradas com) mecanismos de atuação diferentes, que não são excludentes entre si. Como resultado, muitos fabricantes podem fornecer um número de diferentes produtos configurados para válvula interna tendo um corpo modular, configurado para receber uma pluralidade de mecanismos de atuação diferentes para atender as necessidades das diversas aplicações dos clientes. Tal abordagem permite que os fabricantes tenham flexibilidade para produzir e fornecer suporte a um número menor de produtos diversos, reduzindo os custos de produção global, os custos de estocagem, etc.

[0020] Um exemplo da válvula interna aqui descrita inclui um atuador pneumático interno removivelmente acoplado a um corpo da válvula. O atuador pneumático interno é disposto dentro do corpo da válvula interna entre uma entrada e uma saída da válvula e é sensível a uma pressão de fluido para causar um membro de controle de fluxo para se movimentar entre uma primeira posição na qual o membro de controle de fluxo restringe o fluxo do fluido através da válvula e uma segunda posição na qual o membro de controle de fluxo permite o fluxo do fluido através da válvula. Além disso, o mecanismo de atuação exemplo pode ser selecionado a partir de uma pluralidade de mecanismos de atuação e pode ser intercambiável com um segundo mecanismo de atuação diferente selecionado a partir da pluralidade de mecanismos. Como mencionado acima, os mecanismos de atuação podem incluir uma alavanca, controles de cabo, um atuador pneumático e/ou qualquer outro mecanismo(s) de acionamento adequado.

[0021] A FIG. 1 ilustra uma válvula de exemplo 100 descrita neste documento. A válvula de exemplo 100 é descrita como uma válvula de fechamento automático, como, por exemplo, uma válvula interna. Um corpo 102 de válvula 100 tem uma primeira parte ou parte superior 104 configurada para estar em comunicação fluida com uma fonte de pressão primeira ou a montante (por exemplo, um gasoduto, um caminhão bobtail, um tanque, etc.) no qual o fluido de processo relativamente alta pressão é apresentada e uma segunda parte ou parte inferior 106 configurada para estar em comunicação fluida com uma fonte de

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6/14 pressão segunda ou a jusante (por exemplo, uma bomba, um gasoduto, uma mangueira, um caminhão bobtail, etc.) para que a válvula de exemplo 100 forneça o fluido. Por exemplo, a primeira fonte de pressão pode incluir um tanque contendo um gás comprimido ou líquido a ser entregue a um destino através, por exemplo, da válvula 100. Em outras palavras, a primeira parte 104 da válvula 100 pode ser imerso no líquido, ou rodeado por uma pressão relativamente alta. A segunda parte 106 da válvula 100 pode ser eliminada da fonte de pressão primeira, recebendo uma mangueira, um tubo, ou qualquer outro meio de transporte adequado para um componente líquido. Assim, os fluidos fluem da primeira fonte de pressão para um componente de transporte (por exemplo, uma mangueira) através da válvula 100 para um destino (por exemplo, um outro tanque de armazenamento e/ou elementos adicionais de controle de processos).

[0022] O corpo 102 tem uma parte externamente rosqueada 108 entre a primeira parte 104 e a segunda parte 106. A parte rosqueada 106 pode estar presa por rosqueamento a uma abertura de rosca correspondente da fonte de primeira pressão, como, por exemplo, um tanque ou vaso de armazenamento adequado, assim, elimina a primeira parte 104 da válvula 100 dentro da primeira fonte de pressão. Em outros exemplos, a válvula 100 pode incluir um corpo tendo uma parte de flange ou uma parte de flange dupla para acoplamento ou fixação da válvula de exemplo 100 para um sistema de tubulação, um tanque de armazenamento, um sistema de caminhão bobtail, ou qualquer outro sistema de distribuição adequada de líquidos. Além disso, embora a válvula de exemplo 100 seja descrita como uma válvula interna, os exemplos descritos neste documento podem ser implementados com qualquer outro aparelho e/ou válvula(s) de controle adequado de fluxo.

[0023] A válvula de exemplo 100 inclui um membro de primeiro controle de fluxo ou cone principal primário 110 que opera entre uma primeira posição de operação e uma segunda posição de operação em que a válvula 100 é fechada e aberta, respectivamente. O cone principal 110 opera entre a primeira e segunda posição operacional, em resposta a uma pressão diferencial através da válvula exemplo 100, como descrito a seguir. Para controlar ou afetar um diferencial de pressão através da válvula de exemplo 100, a válvula de exemplo 100 inclui um segundo membro de controle de fluxo ou membro de compensação 112. O membro de compensação 112 opera entre pelo menos uma primeira posição de

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7/14 operação na qual o membro de compensação 112 é fechado e uma segunda posição de operação na qual o membro de compensação é aberto. No exemplo ilustrado, o membro de compensação 112 inclui também uma terceira posição de funcionamento ou posição de vazamento entre a primeira e segunda posição de operação.

[0024] As posições de funcionamento da válvula 100 podem ser selecionadas por um mecanismo de atuação 114 descrito em maiores detalhes abaixo. O mecanismo de atuação 114 é removivelmente acoplado ao corpo 102 para que o mecanismo de atuação 114 possa ser retirado do corpo 102 (por exemplo, em campo), sem ter que remover a válvula 100 de um sistema (ou seja, enquanto a válvula interna 100 estiver alinhada com o sistema). Por exemplo, o mecanismo de atuação 114 pode ser retirado para manutenção, para reparação ou substituição do mecanismo de atuação 114, e/ou troca do mecanismo de atuação 114 por um segundo mecanismo de atuação (por exemplo, diferente), selecionado a partir de uma pluralidade de mecanismo de acionamento intercambiáveis. O mecanismo de atuação 114 pode ser implementado como um cabo de controle, um mecanismo de ligação, um atuador (por exemplo, um atuador pneumático), ou qualquer mecanismo de acionamento adequado. Além disso, em contraste com as válvulas internas conhecidas, o mecanismo de atuação 114 é disposto dentro (por exemplo, no interior) do corpo 102 da válvula 100, proporcionando assim uma válvula 100 mais compacta com uma menor utilização, que pode ser utilizada com sistemas que requerem uma forma mais compacta válvula em relação às válvulas internas conhecidas que possuem mecanismos de atuação externa [0025] Como mostrado na FIG. 1, o mecanismo de atuação 114 inclui um estrutura 116 tendo extremidades flangeadas 118. As extremidades flangeadas 118 incluem as aberturas de montagem (por exemplo, aberturas de rosca) para receber parafusos 120 que envolvem os respectivos furos 122 do corpo 102 com acoplamento removível do mecanismo de atuação 114 para o corpo 102. A caixa 116 pode ser montada no corpo 102 através dos fechos 120 ou de qualquer mecanismo de fixação adequado.

[0026] A FIG. 2 ilustra uma visão transversal da válvula de exemplo 100 das FIG. 1. O cone principal 110 é operacionalmente acoplado ao corpo 102 e se move entre uma primeira posição de operação e uma segunda posição de operação para controlar o fluxo de fluido através do corpo 102 da válvula 100. O

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8/14 corpo 102 é o limite principal de pressão da válvula 100 e suporta ou define uma superfície de assento ou assento de válvula 202, que define um orifício 204 que fornece uma passagem de fluxo de fluido para estabelecer a comunicação entre uma entrada 206 e uma saída 208, quando o cone principal 110 estiver afastado da superfície do assento 202.

[0027] No exemplo ilustrado, o cone principal 110 é descrito como um conjunto de válvulas do tipo disco que inclui um disco 210 (por exemplo, um disco de metal, um disco de borracha, etc.) que envolve a superfície do assento 202 para restringir o fluxo do fluido através da válvula 100. Um retentor de disco 212 acopla o disco 210 e um suporte de disco 214 através, por exemplo, de um prendedor 215. O suporte de disco 214 inclui uma abertura definindo um caminho vazamento de fluxo 216 e uma purga ou orifício 218. Conforme mostrado no exemplo, o orifício de purga 218 é integralmente formado com o cone principal 110 e fornece uma passagem de fluxo de fluido entre a entrada 206 e a saída 208.

[0028] O membro de compensação 112 é operacionalmente acoplado ao cone principal 110 e se movimenta entre pelo menos uma primeira posição para envolver o orifício de purga 218 para impedir ou restringir o fluxo de fluido através do caminho de vazamento de fluxo 216 e uma segunda posição afastada do orifício de purga 218 para permitir o fluxo do fluido através do orifício de purga 218. No exemplo ilustrado, o membro de compensação 112 também pode mover para uma terceira posição ou posição de vazamento rápido entre a primeira e a segunda posições de operação. O membro de compensação 112 inclui um membro de disco 220 que envolve o orifício de purga 218 para impedir ou restringir o fluxo de fluido através do caminho de vazamento de fluxo 216.

[0029] O membro de compensação 112 é operacionalmente acoplado ao mecanismo de atuação 114 através de uma válvula 222. No exemplo ilustrado, a válvula 222 pode incluir um diâmetro reduzido ou uma parte rebaixada 224 para formar uma grande lacuna entre a haste da válvula 222 e do caminho de vazamento do fluxo 216, quando o membro de compensação 112 estiver na terceira posição, deste modo, o membro de compensação 112 permite um maior ou aumenta a taxa de fluxo de fluido através do caminho de vazamento 216 para permitir equalização de pressão mais rapidamente através da válvula de exemplo 100 entre a entrada 206 e a saída 208.

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9/14 [0030] No exemplo ilustrado, o mecanismo de atuação 114 é um atuador pneumático interno 226. O atuador pneumático interno 226 é disposto dentro do corpo 102 entre a entrada 206 e a saída 208 e está respondendo a uma pressão de fluido para fazer com que o membro de compensação 112 se desloque entre, pelo menos, a primeira e a segunda posição. Como o atuador pneumático 226 é disposto dentro do corpo 102, a válvula de exemplo 100 fornece uma forma mais compacta de utilização global, que é particularmente vantajoso para uso com sistemas de fluidos que exigem uma impressão mais compacto ou menor utilização devido às configurações do sistema com restrições de tamanho.

[0031] O atuador pneumático 226 inclui uma estrutura 228 tendo um pistão 230 disposto entre uma primeira câmara de fluido 232 em comunicação fluida com uma fonte de pressão externa e uma segunda câmara de fluido 234, em comunicação fluida com uma pressão atmosférica. A estrutura 228 inclui um bocal 236 para receber, por exemplo, uma mangueira acoplada à fonte de pressão externa do fluido. O primeiro caminho 238 da estrutura 228 acopla fluidamente a primeira câmara de fluido 232 com a fonte de pressão externa de fluido através da qual o fluido pressurizado é fornecido para mover os pistões 230 para uma primeira posição ou posição superior, e através do qual o fluido pressurizado é removido da primeira câmara de fluido 232 para mover os pistões 230 para uma segunda posição ou posição inferior. O segundo caminho 240 proporciona uma abertura para expulsar líquido (por exemplo, o ar) da segunda câmara de fluido 234 para a atmosfera quando o pistão 230 se move para a posição superior.

[0032] Uma haste de atuador 242 é acoplada ao pistão 230 em uma primeira extremidade 244 da haste de atuador 242 e operacionalmente acoplada à haste da válvula 222 através de um membro de acoplamento 246. Uma tampa 248 rosqueadamente acoplada à estrutura 228 suporta a haste de atuador 242. Além disso, o atuador pneumático 226 pode incluir um membro de vedação 250 (por exemplo, um anel de vedação) disposto entre a estrutura 228 e o corpo 102 para proporcionar uma boa vedação para evitar vazamento indesejado entre o corpo 102 e a estrutura 228.

[0033] Adicionalmente ou alternativamente, o atuador pneumático de exemplo, 226 não exige uma embalagem de válvula, reduzindo assim o número de componentes e eliminando o vazamento potencial indesejado através de uma válvula da embalagem. Além disso, o atuador pneumático interno de exemplo 226

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10/14 pode ser retirado do corpo 102 da válvula 100, enquanto permanece alinhado com um sistema quando substituir e/ou reparar o atuador pneumático 226. Essa configuração permite que a válvula 100 esteja em campo para manutenção. Adicionalmente ou alternativamente, o atuador pneumático 226 poderá ser substituído por um mecanismo de acionamento manual para converter a válvula 100 para uma válvula 100 operada manualmente, conforme descrito abaixo em relação às FIGS. 5 e 6.

[0034] A válvula de exemplo 100 pode incluir também um guia 252 para apoiar a haste de válvula 222. Um primeiro elemento de polarização ou mola de fechamento 254 é disposto entre o guia 252 e o membro de acoplamento 246 para influenciar os membros de compensação 112 em direção ao orifício de purga 218 (ou seja, em uma posição fechada) para restringir o fluxo do fluido através do orifício de purga 218 quando o pistão 230 estiver na posição mais baixa. Além disso, a válvula de exemplo 100 pode incluir um segundo elemento de polarização ou mola de excesso de fluxo 256 disposta entre o cone principal 110 e um assento de mola 258 para influenciar o cone principal 110 em direção à superfície do assento 202 para restringir o fluxo do fluido através do orifício 204 quando o a taxa de fluxo através da válvula 100 ultrapassar uma taxa de fluxo préespecificada ou pré-determinada (por exemplo, o limite ou a taxa de fluxo). O assento da mola 258 é apoiado por uma parte degrau ou ombro 260 da haste da válvula 222 formada por uma parte de diâmetro reduzido 224 da haste da válvula 222.

[0035] A FIG. 3 ilustra a válvula de exemplo 100 na primeira posição operacional (por exemplo, posição de operação fechada) e FIG. 4 ilustra a válvula de exemplo 100 na segunda posição operacional (por exemplo, a posição de operação aberta). Durante a operação, o cone principal 110 e o membro de compensação 112 são tendenciosos em direção à posição fechada pelo elemento de polarização 254 e a pressão da primeira fonte de pressão de fluido na entrada 206 da válvula 100. O cone principal 110 envolve a superfície do assento 202 para impedir o fluxo de fluido através do orifício 204 e o membro de compensação 112 envolve o orifício de purga 218 para impedir o fluxo de fluido através do caminho de vazamento 216. O membro de compensação 112 e o cone principal 110 proporcionam uma funcionalidade de excesso de fluxo que mantém a segurança do sistema. Mais especificamente, a função de excesso de fluxo

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11/14 protege o sistema automaticamente, restringindo o fluxo de fluido da entrada 206 quando a vazão se torna demasiado elevada. Em outras palavras, o elemento de polarização 256 tem uma taxa de mola de excesso de fluxo que faz com que o cone principal 110 se mova em direção à superfície do assento 202 quando a vazão através da válvula 100 exceder uma taxa de fluxo específico ou prédeterminada.

[0036] O cone principal 110 opera com base em um diferencial de pressão entre a pressão de entrada e a pressão de saída da válvula de exemplo 100. Quando a pressão de entrada é substancialmente maior do que a pressão de saída, o cone principal 110 continua tendência para a superfície do assento 202 em uma posição fechada (Fig. 3). Por outro lado, quando a pressão de entrada é aproximadamente igual à pressão de saída, o cone principal 110 se abre para permitir a passagem de fluido através da válvula de exemplo 100 a uma taxa relativamente alta (FIG. 4). O membro de compensação 112 é usado para igualar ou equilibrar a pressão entre a entrada 206 e saída 208. Por exemplo, o membro de compensação 112 pode colocar a válvula 100 em um estado que permite o vazamento de uma certa quantidade de fluxo de fluido para equalizar a pressão através da válvula 100 que, por sua vez, permite que o cone principal 110 se abra (fig. 3) para fornecer fluxo através da válvula 100. Quando a pressão através da válvula 100 é equalizada, a polarização de membro 256 faz com que o cone principal 110 se desloque para a posição de operação aberta.

[0037] Referindo-se a FIG. 4, para igualar a pressão através da válvula 100 e, assim, abrir a válvula 100 para permitir o fluxo de fluido, o atuador pneumático 226 é ativado para fazer com que o membro de compensação 112 passe para a segunda posição. Em particular, fluidos (por exemplo, ar) de uma fonte de pressão externa de fluido são fornecidos para a primeira câmara 232 por meio do primeiro caminho 238 para fazer com que o pistão 230 passe para a posição superior. Quando o pistão 230 se move para a posição superior, o fluido (por exemplo, ar) de dentro da segunda câmara 234 é expulso para a atmosfera através do segundo caminho 240. Além disso, o pistão 230 faz com que a haste da válvula 222 avance em direção a parte superior 104 de modo que o membro de compensação 112 esteja distanciado do orifício de purga 218 para permitir o fluxo do fluido através do caminho de vazamento 216. No exemplo ilustrado, o pistão 230 pode deslocar o membro de compensação 112 para a terceira posição

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12/14 para que a parte de compensação rápida 224 da haste da válvula 222 seja disposta dentro do caminho de vazamento 216 para permitir a compensação rápida através do caminho de vazamento 216.

[0038] Quando a pressão através da válvula 100 equaliza, o cone principal 110 afasta-se da superfície do assento 202 através do elemento de polarização 256 para permitir o fluxo do fluido através da válvula de 100 entre a entrada 206 e a saída 208. No exemplo ilustrado, o atuador pneumático 226 faz com que o membro de compensação 112 passe para a segunda posição quando o cone principal 110 estiver na posição de operação aberta. Na posição de operação aberta, o membro de compensação 112 envolve o cone principal 110 como mostrado na FIG. 4.

[0039] A remoção do líquido da primeira câmara 232 através do primeiro caminho 238 faz com que o pistão 230 passe para a posição mais baixa. Na posição mais baixa, o pistão 230 e o elemento de polarização 254 (por exemplo, a mola de fechamento) fazem com que o cone principal 110 e o membro de compensação 112 se movam para a posição fechada, como mostrado na FIG. 3.

[0040] Adicionalmente ou alternativamente, a válvula de exemplo 100 pode ser facilmente convertida a partir de uma válvula de alimentação interna (por exemplo, o atuador pneumático interno 226) para uma válvula operada manualmente (por exemplo, uma alavanca). A FIG. 5 ilustra a válvula de exemplo 100 das FIGS. 1 a 4, mas implementadas ou intercambiadas com um segundo mecanismo de atuação 500, diferente do mecanismo de atuação 114 das FIGS. 1 a 4. Como mostrado na FIG. 5, o mecanismo de acionamento 500 inclui uma estrutura 502 tendo extremidades flangeadas 504. As bordas flangeadas 504 incluem as aberturas de montagem (por exemplo, aberturas de rosca) para receber parafusos 506 que se dedicam aos furos respectivos 122 do corpo 102 a removivelmente acoplados ao mecanismo de atuação 500 do corpo 102. A estrutura 502 pode ser montada no corpo 102 através dos fechos 506 ou qualquer outro mecanismo de fixação adequado.

[0041] A FIG. 6 ilustra uma visão parcial em corte de uma parte da válvula de exemplo 100 da FIG. 5 e do mecanismo de acionamento 500. O mecanismo de acionamento de exemplo 500 é um dispositivo de alavanca 600. No entanto, em outros exemplos, o mecanismo de acionamento 500 pode ser um atuador pneumático interno, um atuador de cabo controlado, um mecanismo de ligação,

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13/14 ou qualquer mecanismo de acionamento adequado.

[0042] A alavanca 600 inclui uma estrutura 602 tendo um furo 604 para receber um eixo 606 operativamente acoplado a um came 608 em uma primeira extremidade 610 do eixo 606 e uma alça 612 em uma segunda extremidade 614 do eixo 606. A alça 612 é acoplada ao eixo 606 através de um pino, um parafuso, ou qualquer outro mecanismo de fixação adequada. O furo 604 pode ser dimensionado para receber uma embalagem 616 para evitar vazamentos indesejáveis através do furo 604 da estrutura 602 ao longo do eixo 606. Adicionalmente ou alternativamente, um membro de vedação 618 (por exemplo, um O-ring) podem ser dispostos no corpo 102 entre a estrutura 602 para proporcionar uma boa vedação e evite vazamentos indesejáveis entre o corpo 102 e estrutura 602.

[0043] Na operação, quando a válvula 100 está na posição fechada operacional, a alavanca 600 está em uma primeira posição para que o came 608 esteja afastado do membro de acoplamento de 246 e a haste da válvula 222. Nesta posição, a polarização do elemento 254 influencia o membro de compensação 112 e o cone principal 110 em direção ao respectivo orifício de purga 218 e assento 202 para impedir que o fluido flua através da válvula 100. A rotação da alça 612 entre a primeira posição e a segunda posição faz com que o came 608 gire e envolva a parte de acoplamento 246 para substituir a haste da válvula 222 em uma primeira direção em direção à primeira parte 104 do corpo 102. O deslocamento da haste da válvula 222 em direção a primeira parte 104 faz com que o membro de compensação 112 se afaste do orifício de purga 218 para permitir o fluxo do fluido através do caminho de vazamento 216 da entrada de 206 para a saída 208. Em alguns exemplos, a alavanca 600 pode ser posicionada em uma terceira posição, ou posição intermediária entre a primeira posição (por exemplo, a posição fechada) e a segunda posição (por exemplo, a posição aberta) do membro de compensação 112. Na terceira posição, a alavanca 600 posiciona a parte de vazamento rápido 224 da haste da válvula 222 dentro de co caminho de vazamento 216 para permitir uma maior vazão através do orifício 218 permitindo um vazamento mais rápido para equalização de pressão através da válvula de exemplo 100 entre a entrada 206 e a saída 208.

[0044] Conforme o fluido flui da entrada 206 para a saída 208 através do orifício de purga 218, o diferencial de pressão através da válvula 100 (por

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14/14 exemplo, o cone principal) é equalizado substancialmente. A equalização da pressão em todo o cone principal 110 faz com que o cone principal 110 se afaste da superfície do assento 202 para a posição aberta operacional através do elemento de polarização 256.

[0045] Para fechar a válvula de exemplo 100, a alavanca 600 é retornada para a primeira posição através da alça 612 para que o came 608 desacople da válvula 222, fazendo com que o elemento de polarização 254 influencie o cone principal 110 e membro de compensação 112 em direção à superfície do assento respectivo 202 e do orifício de purga 118 para impedir ou restringir o fluxo do fluido através da válvula 100.

[0046] Embora alguns exemplos de aparelhos e artigos de fabricação tenham sido descritos aqui, a abrangência da cobertura dessa patente não é limitada por estes. Pelo contrário, esta patente abrange todos os aparelhos e artigos de fabricação bastante abrangidos pelo escopo das reivindicações anexadas na íntegra ou sob a doutrina de equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Válvula interna (100) compreendendo:

um corpo (102) definindo uma entrada (206) e uma saída (208) e tendo um assento de válvula (202) disposto entre a entrada e a saída;

um membro de controle de fluxo (110) operacionalmente acoplado ao corpo, em que o membro de controle de fluxo move entre uma primeira posição na qual o membro de controle de fluxo engata o assento de válvula para restringir o fluxo do fluido através da válvula e uma segunda posição na qual o membro de controle de fluxo é distanciado do assento de válvula para permitir o fluxo do fluido através da válvula;

um mecanismo de atuação removível (114, 226), e um membro de compensação (112) configurado para acoplar um orifício de vazamento (218) integralmente formado com o membro de controle de fluxo, em que o membros de compensação é móvel entre, pelo menos, uma terceira posição em que o membro de compensação envolve o orifício de vazamento para restringir o fluxo do líquido através do orifício de vazamento e uma quarta posição na qual o membro de compensação é afastado do orifício de vazamento para permitir o fluxo do fluido através da do orifício de vazamento, caracterizada pelo fato de que o mecanismo de atuação removível compreende um alojamento (116; 228) disposto dentro do corpo entre a entrada e a saída, o mecanismo de atuação removível sendo responsivo a uma pressão de fluidos, fazendo com que o membro de controle de fluxo se mova entre a primeira posição e a segunda posição.
2. Válvula de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o mecanismo de atuação removível (114, 226) compreende um pistão (230) disposto, de modo deslizante, dentro do alojamento (116, 228), o alojamento e o pistão cooperando para formar uma primeira câmara de fluido (232), em que o fluido proporcionado na primeira câmara de fluido a partir de uma fonte de pressão move o pistão para uma primeira posição e a remoção do fluido a partir da primeira câmara move o pistão para uma segunda posição.
3. Válvula de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o pistão (230) é operativamente acoplado a uma válvula de haste (222) conectada ao membro de compensação (112).
4. Válvula de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de

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2/3 que o alojamento (116, 228) e o pistão (230) cooperam ainda para formar uma segunda câmara (234), a segunda câmara em comunicação fluida com uma abertura (240), o pistão sendo disposto entre a primeira câmara de fluido (232) e a segunda câmara de fluido.
5. Válvula de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o mecanismo de atuação removível é um membro atuador pneumático interno (226).
6. Válvula de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o alojamento (116, 228) compreende ainda extremidades flangeadas (118) incluindo aberturas de montagem, o corpo (102) inclui orifícios (122), e o mecanismo de atuação removível é removivelmente acoplado ao corpo por meio de prendedores rosqueados (120) recebidos nas aberturas de montagem e orifícios.
7. Válvula de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda uma haste de válvula (222) operativamente acoplada ao membro de compensação (112), em que o mecanismo de atuação removível (114, 226) engata a haste da válvula para posicionar o membro de compensação para, pelo menos, a quarta posição.
8. Válvula de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o membro de compensação (112) é móvel para uma quinta posição para permitir um maior fluxo de fluido através do orifício de vazamento (218).
9. Válvula de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o mecanismo de atuação removível (114, 226) compreende um atuador pneumático interno (226) compreendendo:

um alojamento (116, 228) tendo um pistão (230) disposto entre uma primeira câmara (232) em comunicação fluida com uma fonte de pressão e uma segunda câmara (234) em comunicação fluida com uma pressão atmosférica, em que um aumento da pressão na primeira câmara faz com que o pistão se mova para uma sexta posição e a diminuição da pressão na primeira câmara faz com que o pistão se mova para uma sétima posição, e uma haste do atuador (242) acoplada ao pistão em uma primeira extremidade (244) da haste do atuador e operacionalmente acoplado à haste de válvula (222) em uma segunda extremidade da haste do atuador, para que, na sexta posição, o pistão faça com que o membro de compensação (112) se

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3/3 desloque para, pelo menos, a quarta posição.
10. Válvula de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de compreender ainda um elemento de polarização (256) para fazer com que o membro de compensação (112) se mova para, pelo menos, a terceira posição quando o pistão (230) estiver na sétima posição.
11. Válvula de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira posição do membro de controle de fluxo (110) compreende uma posição operacional fechada da válvula (100) e a segunda posição compreende uma posição operacional aberta da válvula.