PT2084088E - Dispositivo para absorção de picos de pressão em sistemas fechados, como silos ou outros semelhantes - Google Patents

Description

PE2084088 - 1 -

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO PARA ABSORÇÃO DE PICOS DE PRESSÃO EM SISTEMAS FECHADOS, COMO SILOS OU OUTROS SEMELHANTES" A invenção destina-se a um dispositivo para absorver picos de pressão na eventualidade de eventuais explosões de gás ou de pó em sistemas fechados, tais como silos, tubagens e sistemas semelhantes, dispondo de uma tampa articulada que pode ser rodada relativamente a um bocal de saida - ou a um invólucro - com um corpo feito de plástico, tal como por exemplo material em espuma, inserido no constituído contorno da tampa que apresenta uma superfície lisa exterior, em que está prevista uma placa de impacto sobre o bocal de saída - ou sobre o invólucro -contra a qual a tampa irá bater na eventualidade de uma explosão.

Um tal dispositivo é já conhecido, por exemplo a partir do documento WO95/10465. A tampa articulada aí referida, que se abre no caso de uma explosão, consiste em folhas de metal e, em termos práticos, será por exemplo fabricada a partir de folhas de alumínio. No caso de uma explosão, a tampa articulada vai bater contra a placa de impacto deslocando o ar que se encontra entre ambas; a placa de impacto é impulsionada para trás por acção da mola - 2- ΡΕ2084088 e a tampa articulada é arremessada de novo até à posição fechada. A tampa articulada que é já conhecida apresenta um peso comparativamente baixo. Apesar disso, a tecnologia divulgada neste documento pode ainda ser significativamente melhorada, não apenas no que diz respeito ao processo de produção e envolvendo portanto os custos de produção, mas também em termos de redução da massa de inércia, sendo por isso o objectivo da invenção que, para além de uma produção económica, ela represente uma redução significativa no peso da tampa articulada, uma substituição rápida da tampa em caso de deterioração, como por exemplo uma rápida montagem inicial, e uma melhoria no efeito de protecção do sistema.

Este objectivo é assim conseguido com um dispositivo do tipo inicialmente indicado, de acordo com a invenção, pelo facto de a tampa articulada ser feita a partir de um material de fibra de carbono e de fibra de vidro, em que o corpo principal de tampa - constituído sobre as paredes exteriores - consiste em multicamadas de feltro em fibra de carbono e fibra de vidro, e por ser laminado um sistema de traçagem para aquecimento no lado virado para fora das multicamadas de feltro em fibra de carbono e fibra de vidro.

Na sua essência, estes materiais são já conhecidos, embora nunca tenham sido até à data utilizados no sector industrial desta maneira. -3- PE2084088

Dado que o material de fibra de carbono e fibra de vidro de acordo com a invenção pode ser processado de forma relativamente simples, e que em particular os formatos e/ou perfis desejados para tais tampas podem igualmente ser produzidos a partir de tal material, a invenção prevê que, num dos seus modelos de realização, o corpo principal da tampa seja feito a partir de feltro em fibra de carbono e fibra de vidro constituindo as paredes exteriores, com um corpo feito de plástico, tal como por exemplo material em espuma, inserido no constituído contorno da tampa. 0 sistema de traçagem para aquecimento foi especialmente concebido para evitar o congelamento da tampa, quando prevalecerem na tampa temperaturas ambiente abaixo de zero.

Nas outras reivindicações dependentes são apresentados modelos de realização para a invenção. Nestas circunstâncias, pode por exemplo estar previsto que o corpo de plástico inserido nos feltros em fibra de carbono e fibra de vidro seja configurado sob a forma de um sector esférico. Evidentemente que também serão aqui possíveis formatos espaciais semelhantes, troncos cónicos aproximadamente poligonais, corpos apresentando uma secção transversal elíptica ou parabólica, ou outros formatos semelhantes.

De acordo com a invenção, pode também estar previsto que a tampa de fibra de carbono e fibra de vidro seja essencialmente configurada em forma circular, em que o -4- PE2084088 corpo principal da tampa circular é posicionado numa armação articulada feita em feltro de fibra de carbono e fibra de vidro, podendo ser colocado um aro em material de espuma, num determinado modelo de realização, entre o corpo principal da tampa e a armação articulada. e modo a garantir que a água da chuva se constitua sob a forma de gotas rolantes, a invenção também prevê, num outro modelo de realização, que pelo menos a superfície da tampa esteja equipada com um revestimento do tipo “efeito lótus".

Para além da construção particularmente leve da tampa, o dispositivo de acordo com a invenção caracteriza-se também por ser posicionado um corpo de barragem de chama, dispondo de múltiplos orifícios que o atravessam e/ou estruturado sob a forma de favo de mel, no bocal de saída - ou no invólucro - por baixo da tampa.

Para além da disponibilização de um corpo de barragem de chama, estruturado aproximadamente sob a forma de favo de mel, no interior do bocal de saída, pode também ser proporcionado, de acordo com a invenção e como uma alternativa ou em complemento à mesma, o posicionamento de uma gaiola de barragem de chama em redor do invólucro com tampa, em que tal gaiola de barragem de chama é formada a partir de uma estrutura de suporte envolvida por um tecido para barragem de chama. -5- ΡΕ2084088

Basicamente, é já conhecido o facto de se equiparem tais invólucros ou conexões de saída com tampas dispondo de uma flange de montagem localizada na borda inferior, apresentando tal flange uma multiplicidade de orifícios através dos quais serão então posicionados os correspondentes parafusos de flange. Como alternativa a esta situação, a invenção prevê que o bocal de saída onde se apoia à tampa esteja equipado com um fecho de aro de aperto ("Bandagenverschluss") para uma montagem rápida.

Um modelo de realização particularmente vantajoso para um tal fecho de aro de aperto baseia-se no facto de este fecho de aro de aperto ser formado por, pelo menos, uma tira de aço apresentando no mínimo um fecho rápido, em que são posicionadas sobre a tira de aço múltiplas maxilas de fixação - apresentando aproximadamente uma secção transversal em forma de U em e sendo em particular feitas num material plástico que possa suportar grandes tensões -separadamente afastadas uma das outras.

De modo a simplificar nomeadamente um transporte do dispositivo, está também previsto, de acordo com a invenção, que a placa de impacto submetida à tensão da mola seja mantida na posição de transporte por intermédio de arames de segurança que actuam por escalões ao longo do comprimento, em que a manutenção em segurança da posição de transporte com os arames de segurança escalonados é considerada na medida em que, quando o arame de segurança é cortado, a placa de impacto desloca-se para trás -6- PE2084088 inicialmente ao longo de um certo percurso, para ser depois novamente mantida no escalão seguinte do arame de segurança. Assim que este escalão for cortado, irá ocorrer uma outra rotação no sentido da abertura seguida por uma nova manutenção em segurança através de um outro escalão, até se atingir finalmente, quando for caso disso, um corte completo que deixa que a placa de impacto rode até à sua posição de trabalho; impede-se desta maneira que a placa de impacto rode livremente no sentido da abertura ao longo de toda a sua amplitude angular no caso de ser acidentalmente cortado um dispositivo para manutenção em segurança durante o transporte, o que poderia conduzir não somente à destruição de objectos localizados nas regiões vizinhas, como também provocar lesões em quaisquer pessoas que se pudessem encontrar nas proximidades.

Outras caracteristicas, detalhes e vantagens da invenção tornar-se-ão perceptíveis a partir da descrição seguinte, bem como com base nos desenhos. Nos desenhos: a Figura 1 representa uma vista expandida do dispositivo de acordo com a invenção, a Figura 2 é uma vista parcial, numa representação expandida, da tampa do dispositivo, a Figura 3 mostra uma vista em planta da tampa com a indicada estrutura de fibras de vidro em mecha, -7- PE2084088 a Figura 4 representa um corte realizado através da tampa, aproximadamente ao longo do plano IV-IV na Figura 3, a Figura 5a ilustra um principio de funcionamento da construção em camadas de um modelo de realização para a tampa, a Figura 5b ilustra um principio de funcionamento da construção em camadas de um outro modelo de realização para a tampa, a Figura 6 mostra uma vista lateral do dispositivo com as indicadas mechas de fibra de carbono na tampa, e a estrutura de atravessamento de um corpo de barragem de chama no bocal de saida, a Figura 7 é uma vista em secção de corte parcial da região de transição desde o invólucro até um bocal de tubagem, a Figura 8 representa um aro de aperto com maxilas de fixação, a Figura 9 representa um corte através do aro de aperto com uma maxila de fixação, realizado aproximadamente ao longo do plano IX-IX na Figura 8, - 8- ΡΕ2084088 a Figura 10 mostra uma parte do dispositivo de acordo com a invenção, com a placa de impacto na posição de transporte, e a placa de impacto após libertação de um dispositivo de manutenção em segurança por escalões, e a Figura 11 mostra o dispositivo de acordo com a invenção numa gaiola de barragem de chama. 0 dispositivo genericamente identificado pelo número de referência 1 e reproduzido numa vista expandida na Figura 1 apresenta um invólucro 2 - ou um bocal de saida o qual é fechado por intermédio de uma tampa genericamente identificada pelo número de referência 3, estando a tampa fixada no invólucro 2 por intermédio de correspondentes encaixes rotativos 4 montados sobre flanges 5.

Nas flanges 5 está também fixado um par de molas de articulação 6 que vão actuar sobre braçadeiras articuladas 7 sustentando uma placa de impacto 8, contra a qual a tampa 3 do dispositivo poderá vir a bater, na eventualidade de uma explosão, de modo a que tal tampa seja travada pelo deslocamento de ar que lhe está associado.

Como também pode ser observado a partir da Figura 1, o invólucro 2 pode ser fixado num bocal 9, que estará por exemplo ligado a um silo, com o auxilio de cintas de aperto 10 que estão equipadas com um fecho de aperto 11. -9- ΡΕ2084088 A tampa articulada 3 é reproduzida, em termos da sua constituição essencial, numa vista expandida na Figura 2. 0 corpo principal de tampa circular, identificado pelo número de referência 3a na Figura 2, apresenta uma camada superficial plana 12, que está virada para o lado de cima na posição de utilização, feita num material composto por feltro de fibra de carbono e feltro de fibra de vidro, como será adiante descrito em maior detalhe ao fazer referência às Figuras 5. A superfície 13 da tampa, que fica virada para o lado de dentro do invólucro 2, é também construída a partir de um material composto, sendo posicionado um corpo em material de espuma 14 entre as duas camadas exteriores 12 e 13, especificamente sob a forma de um sector esférico, como está essencialmente representado em secção de corte na Figura 4.

Para ligar a superfície exterior 12 com a superfície interior 13 são disponibilizadas múltiplas mechas de fibra de carbono 15 que passam através de correspondentes reentrâncias no corpo em material de espuma 11 e que, na posição de funcionamento, constituem uma firme ligação entre a superfície exterior 12 e a superfície interior 13, para estabilização da tampa 2 com construção aligeirada, em que esta estrutura não pertence à invenção e apenas representa um exemplo possível. - 10- PE2084088 0 corpo principal de tampa 3a é formado numa armação articulada 16, também feita a partir de fibras de carbono e fibras de vidro, estando também previstos na estrutura articulada um corpo em material de espuma 14 e correspondentes mechas de fibra de carbono 15a.

Como é perceptivel a partir da Figura 4, um aro de material de espuma 17 é posicionado numa periferia virada para dentro ("Kantenruckfalzung") da tampa, de tal maneira que possa por si própria assentar por cima da periferia superior do invólucro 2, constituindo uma vedação na posição de fecho.

Conforme representado na Figura 5a num modelo de realização exemplificativo, a estrutura da tampa consiste inicialmente numa camada superficial exterior 12, a qual por por sua vez consiste numa camada de fibra de carbono 18, seguida por uma camada de fibras de vidro 19 e, no exemplo representado, por sua vez seguida por uma traçagem térmica 20 concebida sob a forma de película, a que se segue uma outra camada de fibra de vidro 19a. 0 corpo em material de espuma 14, como já foi descrito, encontra-se reforçado com mechas de fibra de carbono 15 que o atravessam, as quais são directamente ligadas à sobrejacente camada de fibra de vidro 19a. A camada 13, que está virada para o lado de dentro e que se segue ao contorno curvo do corpo em material de espuma 14, é constituída por três camadas de - 11 - PE2084088 fibra de carbono 18a a 18c, no exemplo ilustrado, que são laminadas umas sobre as outras, em que a camada de fibra de carbono 18a que fica virada para o lado de dentro está também firmemente ligada às mechas de fibra de carbono 15.

Na Figura 5b mostra-se um modificado modelo de realização para construção da tampa, em que, neste caso, as mechas de fibra de carbono 15, bem como a camada de fibra de carbono exterior e interior 18 são laminadas conjuntamente com uma resina sintética, ou seja envolvidas e moldadas por esta. Estas zonas estão identificadas na Figura 5b com o número de referência 28.

Como é por exemplo perceptível a partir da Figura 1 em combinação com a figura 6, pode estar localizado um corpo de barragem de chama 21 no interior do invólucro 2, podendo este corpo apresentar uma estrutura em favo de mel, tal como pode ser razoavelmente percebido a partir da Figura 1.

Nestas circunstâncias, a estrutura em favo de mel irá formar condutas de passagem de gás 22, tal como é indicado na Figura 6, obtendo-se com estas condutas o resultado de que, no caso de ocorrência de uma explosão, não irá haver penetração de uma chama, uma vez que, quando se atingir a superfície externa do invólucro 2, ela já terá desaparecido devido ao atravessamento das condutas 22. - 12- PE2084088

As Figuras 7 a 9 mostram detalhes de um aro de aperto 10a dispondo de fecho de libertação rápida 11a, numa modificação relativamente ao modelo de realização de acordo com a Figura 1. Neste caso, o invólucro 2 dispõe de uma região alargada que assume, na sua zona de rebordo externo inferior, aproximadamente uma forma de S em secção transversal, como é particularmente evidenciado na Figura 7. Na Figura 7 também se mostra que o bocal 9 apresenta um lábio anelar 9a que assume aproximadamente uma forma de U em secção transversal e se destaca em direcção ao lado de fora, sendo este lábio correspondentemente moldado e configurado de maneira a se interligar com o rebordo 2a.

Este lábio exterior assim constituído pode ser coberto por cintas de aperto, que apresentam forma de U em secção transversal, como é evidenciado pela Figura 1, ou pode ser envolvido por uma cinta de aperto 10a sobre a qual são aparafusadas múltiplas maxilas de fixação. Estas maxilas de fixação 29 apresentam uma reentrância interna 30 através da qual passa a cinta de aço 10a, como é evidenciado pela Figura 9. Estas maxilas de fixação 29 são apropriadas para suportar grandes tensões e são resistentes à pressão, devido a estarem aparafusadas sobre a cinta de aperto em aço 10a. Nestas circunstâncias, a construção global é extremamente leve, embora não deixando de satisfazer os requisitos para garantir a fixação do invólucro 2 num bocal 9, ou numa peça de tubagem, que tenha sobre si constituído um correspondente lábio anelar superior 9a virado para o lado de fora. - 13- ΡΕ2084088 A Figura 10 ilustra a forma como a placa de impacto 8 é posta em tensão contra a superfície da tampa 3 na posição de transporte, com a ajuda de diversos arames de segurança 23 em comprimentos escalonados. Assim que o dispositivo 1 estiver instalado e deva ser trazido para a sua posição funcional, os arames de segurança 23 poderão ser sucessivamente abertos, a partir da laçada mais curta e até à laçada mais longa. Como consequência, a placa de impacto 8 que se encontra submetida à tensão da mola 6 irá rodar no sentido ascendente segundo os correspondentes escalões, gradualmente no sentido ascendente, até que seja alcançada a desejada posição aberta.

Se não for desejável ter um corpo de barragem de chama 21 dentro do invólucro 2, ou no caso de se pretender obter uma protecção adicional, o dispositivo 1 pode também globalmente dispor - tal como se mostra na Figura 11 - de uma gaiola de barragem de chama genericamente identificada pelo número de referência 24, sendo aí estirado um tecido para barragem de chama 26 por cima de uma estrutura de suporte 25, o que impede que as chamas a atravessem em direcção ao lado de fora.

Evidentemente que o modelo de realização exemplificativo da invenção, tal como foi descrito, pode ainda ser modificado de muitas diferentes maneiras sem nos afastarmos da concepção fundamental. Nestas circunstâncias poderão por exemplo os arames que impedem a rotação não intencional da placa de impacto no sentido da abertura ser - 14- PE2084088 e outros sistemas substituídos por cintas perfuradas, semelhantes.

Lisboa, 13 de Setembro de 2012

Claims (9)

1. PE2084088 - 1 - REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo (1) para absorver picos de pressão no caso eventuais explosões de gás ou de pó em sistemas fechados, tais como silos, tubagens e sistemas semelhantes, dispondo de uma tampa articulada (3), que pode ser rodada relativamente a um bocal de saída - ou a um invólucro (2) -, com um corpo feito de plástico (14), tal como por exemplo material em espuma, inserido no constituído contorno da tampa que apresenta uma superfície lisa exterior (12), em que está prevista uma placa de impacto (8) sobre o bocal de saída - ou sobre o invólucro (2) - contra a qual a tampa (3) irá bater na eventualidade de uma explosão; o dispositivo é caracterizado por a tampa articulada (3) ser feita de um material de fibra de vidro e fibra de carbono, em que o corpo principal de tampa (3a) - constituído sobre as paredes exteriores (12, 13) - consiste em multicamadas de feltro em fibra de carbono e fibra de vidro (18, 19); e caracterizado por ser laminado um sistema de traçagem para aquecimento no lado virado para fora das multicamadas de feltro em fibra de carbono e fibra de vidro (18, 19).
2. 2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação caracterizado por 1, 2- PE2084088 o corpo inserido (14) feito de plástico ser construído aproximadamente sob a forma de um sector esférico.
3. 3. Dispositivo de acordo com uma das antecedentes reivindicações, caracterizado por a tampa de fibra de vidro e fibra de carbono (3) assumir um formato essencialmente circular, em que o corpo principal de tampa (3a) em forma circular é posicionado numa armação articulada (16) feita em feltro de fibras de vidro e fibras de carbono; e/ou caracterizado por ser posicionado, entre o corpo principal de tampa (3a) e a armação articulada (16), um aro em material de espuma (17) e/ou um anel de reforço sob a forma de um perfil quadrado oco em plástico.
4. 4. Dispositivo de acordo com uma das antecedentes reivindicações, caracterizado por pelo menos a superfície de tampa (12) estar equipada com um revestimento do tipo "efeito lótus".
5. 5. Dispositivo de acordo com uma das antecedentes reivindicações, caracterizado por ser posicionado um corpo de barragem de chama (21) que dispõe de múltiplos orifícios que o atravessam -3- ΡΕ2084088 e/ou está estruturado sob a forma de favo de mel, no bocal de saída - ou no invólucro (2) - por baixo da tampa.
6. 6. Dispositivo de acordo com qualquer uma das antecedentes reivindicações, caracterizado por ser posicionada no invólucro (2) com tampa (3) uma gaiola de barragem de chama (24), e/ou sendo esta gaiola de barragem de chama (24) formada por uma estrutura de suporte (25) envolvida com um tecido de lã para barragem de chama (26).
7. 7. Dispositivo de acordo com uma das antecedentes reivindicações, caracterizado por o bocal de saída - ou o invólucro (2) - onde se apoia a tampa (3) estar equipado com um fecho de aro de aperto (10, 11) para uma rápida montagem.
8. 8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o fecho de aro de aperto (10, 11) ser constituído por, pelo menos, uma tira de aço (10a) no mínimo com um fecho de libertação rápida (11), em que são posicionadas sobre a tira de aço múltiplas maxilas de fixação (29) - apresentando aproximadamente uma secção transversal em forma de U e sendo em particular feitas num material plástico que possa suportar grandes tensões - separadamente afastadas uma das outras. -4- PE2084088
9. 9. Dispositivo de acordo com qualquer uma das antecedentes reivindicações, caracterizado por a placa de impacto (8) submetida à tensão da mola ser mantida na posição de transporte por intermédio de múltiplos arames de segurança (23) que actuam por escalões ao longo do comprimento. Lisboa, 13 de Setembro de 2012