PT1235013E - Válvula de segurança especialmente para transformadores eléctricos com enchimento de óleo. - Google Patents

Description

A presente invenção refere-se a uma válvula de segurança especialmente para transformadores eléctricos com enchimento de óleo. É sabido que transformadores eléctricos de grandes dimensões, devido a problemas ligados à dissipação do calor gerado no seu interior, são montados em recipientes e imersos nos referidos recipientes num banho de óleo mineral, que constitui um fluido de arrefecimento.

Por razões de segurança, o óleo no interior do recipiente não deve também poder ultrapassar um patamar de pressão previamente estabelecido.

Para este fim, são consideradas válvulas de segurança para o recipiente e são concebidas para descarregar para o exterior qualquer sobrepressão que possa ocorrer nos recipientes.

Uma válvula de segurança de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 é conhecida do documento US-A-4676267. Válvulas de segurança do tipo conhecido são produzidas de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

Inicialmente, o segundo empanque não constitui vedação na orla em anel.

Ajustando a carga prévia da mola, o valor da pressão exigida para a abertura da válvula fica determinado.

Quando a pressão interior sobe, a tampa tende a executar um movimento de translação axial para o exterior, mas o empanque tipo rebordo, devido à sua flexibilidade, continua a manter-se na referida tampa conservando fechada a passagem para o exterior até ser atingido um determinado patamar.

Quando o valor patamar da pressão é atingido, o empanque separa-se da tampa e a pressão actua instantaneamente numa superfície maior (toda a área inferior da tampa) na vedação de fecho em que actua o segundo empanque. 0 aumento da força é instantâneo e portanto a tampa é obrigada a fazer um outro movimento de translação e desloca-se, com a sua orla, para além do empanque toroidal; de acordo com isto, a pressão é exteriormente descarregada e as condições iniciais são então imediatamente restauradas.

Ainda que tenham sido utilizadas válvulas de segurança do tipo conhecido e disponíveis comercialmente durante muitos anos, não estão isentas de inconvenientes.

De facto, têm uma estrutura que leva à perda do Óleo a uma pressão inferior à nominal da válvula.

Além disso, a restauração da vedação para o valor nominal é particularmente lenta. 0 objecto da presente invenção é proporcionar uma válvula de segurança, especialmente para transformadores eléctricos com enchimento de óleo, que resolva ou reduza substancialmente os Inconvenientes acima referidos das válvulas de segurança convencionais.

Com este fim, um objecto da presente invenção é proporcionar uma válvula que minimize a perda de fluido antes da explosão.

Outro objecto da invenção é proporcionar uma válvula de segurança que permita um ajustamento com precisão.

Outro objecto da invenção é proporcionar uma válvula de segurança que assegure valores nominais de explosão precisos e repetitivos.

Um outro objecto da invenção é proporcionar uma válvula de segurança capaz de rapidamente restaurar, durante o fecho, a vedação no valor nominal.

Este fim e estes e outros objectos que se tornarão mais evidentes a seguir são atingidos por uma válvula de segurança, especialmente para transformadores eléctricos com enchimento de óleo com os aspectos caracterizantes da reivindicação 1.

Outras caracteristicas e vantagens da invenção tornar-se-ão mais evidentes da descrição de uma sua forma de realização preferida, mas não exclusiva, ilustrada apenas a titulo de exemplo não limitativo dos desenhos anexos, nos quais: a Figura 1 é uma vista em corte, feito ao longo de um plano transversal, de uma válvula de acordo com a invenção; a Figura 2 é uma vista em corte, feito ao longo de um plano transversal diferente da válvula da Figura 1; a Figura 3 é uma vista de um pormenor da Figura 1; a Figura 4 é uma vista de um pormenor da Figura 2.

Com referência às figuras, uma válvula de segurança especialmente para transformadores eléctricos com enchimento de óleo é, de uma maneira geral, designada pelo número 10 de referência. A válvula 10 inclui uma união 11 metálica com uma flange cilíndrica para ser fixada hermeticamente por meio de parafusos, que não são mostrados, numa zona aberta apropriadamente feita num recipiente de um transformador eléctrico com enchimento de óleo, que também não é mostrada na figura por simplicidade, mas que é, de qualquer forma, em si conhecida.

Uma tampa 12 é preparada de maneira a fechar a união 11 em combinação com uma mola 13 helicoidal, como descrito em maior pormenor a seguir, e é constituída por uma porção 14 em disco, a partir da qual uma porção 15 em anel se salienta perimetricamente.

Um primeiro empanque 16 é colocado entre a união 11 e a porção 14 em disco da tampa 12.

Um segundo empanque 17 actua, pelo contrário, exteriormente, relativamente ao primeiro, entre a união 11 e a porção 15 em anel da tampa 12, e é colocado de maneira a rodear a referida união 11.

Inicialmente, o segundo empanque 17 não constitui uma vedação na porção 15 em anel. A união 11 é provida no seu interior de raios 18 que constituem uma só peça com uma bucha 19 axial e retém e guia um pino 20 que é fixado axialmente, por uma extremidade, à face interior da tampa 12. 0 pino 20 é roscado numa zona inferior e suporta uma placa 21, cuja posição axial pode ser ajustada por meio de uma porca 2 2. A mola 13 helicoidal está colocada no pino 20 numa situação comprimida entre os raios 18 e a placa 21, provocando o fecho da tampa 12; na prática, o pino 20 actua como um elemento de tensão. O grau em que a porca 22 é aparafusada pelo pino 20 determina a carga prévia da mola 13 e portanto o ajustamento da abertura da tampa 12.

No que respeita aos empanques, o primeiro empanque 16 tem uma porção toroidal e proporciona a vedação entre a união 11 e a tampa 12, e a partir da qual uma porção 24 e um elemento 26 em anel se salientam ao longo do perímetro exterior e na direcção da referida união 11 de maneira a formar uma parede exterior substancialmente cónica, tendo a referida porção 24 de nivelamento uma secção transversal trapezoidal e estando incluída numa base de forma complementar entre a aresta 25 e a união 11 e sendo o referido elemento 26 em anel nela fixado por meio de parafusos 37, que encaixam em orifícios 27 correspondentes. A porção 23 toroidal e a porção 24 trapezoidal estão ligadas por uma porção 38 estreita que é elasticamente deformável e permite movimentos da porção 23 toroidal.

Por baixo da porção 23 toroidal e da porção 38 mais estreita do primeiro empanque 16 axial, são feitos os orifícios 34, de um lado ao outro, que são equidistantes em ângulo e permitem a passagem do óleo pressurizado contido no transformador, ao qual a válvula 10 é aplicada. O elemento 26 em anel é provido de uma porção 28 interna que tem um alongamento cónico na direcção da tampa 12, a qual, como descrito em maior pormenor a seguir, é destinada a guiar os movimentos da porção 23 toroidal do primeiro empanque 16.

Além disso, o elemento 16 em anel é considerado numa região inferior com reforços 39 salientes que encaixam em entalhes 40 correspondentes para o seu posicionamento na união 11. O segundo empanque 17 é, pelo contrário, provido de uma porção 29 interior, a qual, neste caso, tem uma secção transversal quadrada que está encerrada num apoio complementar formado entre o entalhe 40 em anel da união 11 e a porção exterior do elemento 26 em anel.

Um rebordo 31 salienta-se numa direcção substancialmente radial a partir da porção 29 que tem uma secção transversal quadrada e termina com uma orla 32 de rebordo alargada que tem uma forma toroidal e se coloca, ela própria, na proximidade da posição 15 em anel da tampa 'S *. A referida tampa tem internamente, na zona virada para baixo, uma forma de maneira a constituir um rebaixo 33.

Na prática, a orla 32 do rebordo 31 coloca-se, ela própria, de maneira a apoiar-se no rebaixo 33 quando a tampa 12 começa a elevar-se produzindo a vedação.

Finalmente, a tampa 12 tem uma porção 35 cilíndrica, que se salienta axialmente da porção 14 em disco e cujo diâmetro ê menor que o diâmetro interior do primeiro empanque 16 e cuja dimensão axial é tal que, quando a tampa 12 volta à posição de fecho, quando já está no espaço ocupado pelo primeiro empanque 16, a orla 32 alargada do segundo empanque 17 tem ainda que se colocar no rebaixo 33.

No que se refere ao funcionamento, como a porção interior do recipiente do transformador eléctrico com enchimento de óleo, ao qual a válvula 10 é aplicada, aumenta, a tampa 12 executa um movimento de translação axial que é contrariado pela mola 13, enquanto a orla 32 do segundo empanque 17 encaixa no rebaixo 33. A porção 23 toroidal do primeiro empanque 16 começa a elevar-se, como consequência da deformação elástica da porção 38 mais estreita, devido à pressão do óleo, em virtude da presença de orifícios 34, e mantém-se orientada pela porção 28 cónica do elemento 26 em anel, mantendo a vedação para um certo percurso da tampa 12.

Gomo consequência da pressão, a tampa 12 continua a elevar-se até o primeiro empanque 16 deixar de constituir uma vedação e o óleo começar a perder-se na direcção da câmara 36 em anel, formada entre a união 11 e a tampa 12, enquanto o segundo empanque 17 constitui ainda uma vedação.

Uma vez atingido o valor nominal fixado, a tampa 12 liberta o segundo empanque 17 ocorrendo a explosão com a fuga do óleo.

No fim da sobrepressão, a tampa 12 começa a regressar à posição de repouso em consequência da acção de retorno da mola 13. O segundo empanque 17 mantém-se aberto e o óleo presente na câmara 36 em anel continua a ser descarregado quando a porção 35 cilíndrica da tampa 12, entrando no espaço ocupado pelo primeiro empanque 16, termina com a perda de óleo a partir do interior da válvula 10.

Desta maneira, o fecho é mais rápido e mais seguro

Na prática, verificou-se que o fim e os objectos pretendidos na invenção foram alcançados. A válvula é de facto particularmente confiável e precisa, no que respeita ao valor fixado para o valor nominal de explosão. A perda antes da explosão é consideravelmente reduzida e, devido a pressão cilíndrica axial da tampa, a vedação é rapidamente restaurada durante o fecho.

Pormenores técnicos podem ser substituídos por outros elementos tecnicamente equivalentes, sendo todos eles considerados como dentro do âmbito das reivindicações anexas.

Na prática, os materiais empregados, desde que sejam compatíveis com a utilização contingente, bem como com as dimensões, podem ser quaisquer de acordo com as exigências.

Quando as características técnicas mencionadas em qualquer das reivindicações são seguidas por símbolos de referência, estes símbolos de referência foram incluídos com o único fim de aumentar a compreensão das reivindicações e, de acordo com isso, estes símbolos de referência não têm qualquer efeito limitativo na interpretação de cada elemento identificado, a titulo de exemplo, por estes símbolos de referência.

Lisboa, 27 de Junho de 2007

Claims (6)

1. lli?

   1. Válvula de segurança especialmente para transformadores eléctricos com enchimento de óleo, do tipo que compreende uma união (11) com flange para ser fixada de forma hermética a uma região aberta apropriada do recipiente de um transformador eléctrico com enchimento de óleo, e uma tampa (12) associada a meios (13) elásticos que aplica uma força axial ajustável e está montada de maneira a fechar a referida união (11), compreendendo a válvula (10): um primeiro empanque (16) com uma porção (23) interior substancialmente toroidal, que actua entre a referida união (11) e a porção (14) em disco da referida tampa (12), um segundo empanque (17) que actua exteriormente relativamente ao primeiro empanque (16) entre a referida união (11) e a porção (15) em anel da referida tampa (12) com uma porção (29) interior de nivelamento, que está encerrada num apoio (30, 26) formado complementarmente, a partir do qual um rebordo (31) se salienta numa direcção substancialmente radial e termina numa orla (32) alargada que está colocada normalmente de maneira a assentar num rebaixo (33) formado pela porção inferior do elemento (15) em anel da referida tampa (12), caracterizada por uma porção (38) mais estreita elasticamente deformável e uma porção (24) de nivelamento se prolongarem perlmetricamente em sucessão a partir da porção (23) toroidal na direcção da referida união UI|q estando a referida porção (24) de nivelamento encerrada num apoio (25, 26) correspondente, estando montados os orifícios (34) axiais equidistantes em ângulo para a passagem de óleo pressurizado por baixo da referida porção (23) toroidal e da referida porção (38) mais estreita.
2. 2. Válvula de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a referida porção (24) de nivelamento do referido primeiro empanque (16) ter uma secção transversal substancialmente trapezoidal encerrada num apoio formado complementarmente pela referida união (11, 25) e por um elemento (26) em anel que nela é fixado, sendo a parede exterior do referido primeiro empanque (16) substancialmente cónica.
3. 3. Válvula de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizada por a referida porção (29) de nivelamento do referido segundo empanque ter uma forma quadrada e estar encerrada num apoio formado complementarmente entre um entalhe (30) em anel da referida união (11) e a porção exterior do referido elemento (26) em anel.
4. 4. Válvula de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizada por o referido elemento (26) em anel ter uma porção (28) interior que se salienta com uma forma substancialmente cónica na direcção da referida tampa (12) e estar montada junto da parte exterior substancialmente cónica do referido primeiro empanque (16).
5. 5. Válvula de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, caracterizada por o referido elemento (26) em anel ser montado numa região inferior, com reforços (39) salientes para seu posicionamento.
6. 6. Válvula de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, caracterizada por uma porção (35) cilíndrica se salientar axialmente a partir da referida porção (14) em disco da referida tampa (12), tendo a referida porção (35) cilíndrica um diâmetro exterior menor que o diâmetro interior do referido primeiro empanque (16) e uma dimensão axial tal que, quando do retorno da referida tampa (12) para a posição fechada quando está já no espaço ocupado pelo referido empanque (16), a orla (32) alargada do referido segundo empanque (17) ter ainda de se colocar no referido rebaixo (33) da tampa (12). Lisboa, 27 de Junho de 2007