PT2440822E - Válvula - Google Patents

Description

PE2440822 - 1 -

DESCRIÇÃO "VÁLVULA" A invenção diz respeito a uma válvula compreendendo um alojamento, o qual apresenta uma abertura de admissão para um fluido, um elemento de fecho por intermédio do qual se pode reqular um escoamento do fluido, e uma abertura de descarqa para o fluido; a válvula também compreende um dispositivo de accionamento, o qual apresenta um actuador eléctrico para ajustar uma secção transversal de fecho do elemento de fecho, e que incorpora um invólucro de actuador ao qual fica rigidamente ligado um estator do actuador; num espaço interno do invólucro de actuador, que é mantido sob uma certa pressão por parte do fluido, um cursor móvel do actuador é cinematicamente acoplado ao elemento de fecho, estando o estator instalado dentro deste espaço interno. 0 documento DE 42 14 814 AI divulga uma destas válvulas de estrangulamento para um circuito de aquecimento de um veiculo motorizado, cujo actuador está instalado no seio do meio de aquecimento que se escoa. Graças ao actuador inserido internamente, esta válvula apresenta adicionalmente um design muito compacto. -2- PE2440822

No contexto da invenção, são genericamente conhecidas válvulas de isolamento e de estrangulamento, por exemplo a partir do programa do Requerente, numa multiplicidade de designs, sob a forma de válvula axial, válvula de cone axial ou válvula de êmbolo anelar, sob a forma de válvula de globo ou válvula de globo cónico ("globe valve"), sob a forma de válvula de cunha e válvula de isolamento em cunha, válvula de macho esférico ou válvula de borboleta. Através da alteração do posicionamento axial ou radial do elemento de fecho - um êmbolo, uma esfera, um disco, ou um cone - o escoamento do fluido sob pressão é ajustado e regulado através da secção transversal de fecho da válvula.

As válvulas de isolamento e as válvulas de estrangulamento já conhecidas, com secções transversais de fecho ajustáveis por acção electromotriz, são frequentemente concebidas - devido à boa acessibilidade para substituição de peças de desgaste, na condição de instaladas, bem como devido à mecânica relativamente simples do mecanismo de regulação tradicional - numa construção em ângulo ("angle type valve"), ou seja, com o fluido que se escoa entrando perpendicularmente ao eixo do elemento de fecho em forma de êmbolo e à direcção da saída.

Cada vez mais, nos últimos anos - em particular quando é indesejável uma inversão do sentido de escoamento - têm também vindo a ser usadas válvulas de estrangulamento em construção axial ("válvula de êmbolo anelar"), ou seja, -3- PE2440822 com elemento de fecho móvel coaxialmente em relação à direcção de entrada e direcção de saída. Estas apresentam adicionalmente, para idênticos parâmetros técnicos de escoamento, menores dimensões exteriores e, devido à construção coaxial, uma mais reduzida resistência do material ao fluido que se escoa e, consequentemente, um mais pequeno desgaste.

Em válvulas de isolamento e válvulas de estrangulamento já conhecidas têm vindo a ser usados, como actuadores, motores de armadura rotativa (também: "motores de binário" ou "motores de torque rotativo") com cursor ("Rotor") rotativo. 0 movimento de rotação do cursor é convertido num movimento linear, por intermédio de roscas de movimentação deslizando umas em relação às outras - de acordo com o princípio de parafuso e porca. 0 componente de movimentação linear consiste, ou num fuso directamente ligado ao elemento de fecho, ou - por exemplo, em construção axial - num fuso-guia ("Schaltspindel"). Na construção axial, tanto o fuso-guia como o fuso estão equipados com dentes helicoidais interligados, que tornam possível uma inversão do movimento linear.

Através do documento EP 0 937 928 Al é já conhecida uma válvula de estrangulamento numa construção em ângulo, na qual o estator e o cursor do actuador eléctrico estão separados por uma parede divisória que, em particular, protege hermeticamente as ligações eléctricas do actuador, em relação a uma zona interna da válvula e à acção do -4- ΡΕ2440822 fluido que se escoa através da válvula de estrangulamento. A força motriz é transmitida sobre o cursor ao longo de toda a parede divisória. 0 documento DE 39 33 169 AI divulga uma válvula de estrangulamento em construção axial, na qual o actuador eléctrico fica protegido numa câmara separada, hermética e estanque em relação ao fluido. Para o lado de fora da câmara, somente passa um veio, accionado pelo actuador, equipado com rosca de movimentação na zona interna da válvula de estrangulamento, para comandar o elemento de fecho em forma de êmbolo. 0 documento DE 100 58 441 AI divulga um conceito para uma válvula de estrangulamento numa construção em ângulo, em que o actuador é flangeado num alojamento separado do corpo de válvula, hermeticamente vedado em relação ao lado de fora, e onde, igualmente aqui, somente o veio equipado com a rosca de movimentação penetra na zona interna da válvula de estrangulamento. Também nesta válvula, o estator e o cursor estão separados por uma parede divisória.

Nas explorações petrolíferas e de gás, na indústria química e também em outros sectores industriais, são cada vez mais elevadas as exigências relativamente à possibilidade de existência de fugas, por razões de segurança e protecção ambiental. A fuga de fluidos tóxicos deve ser genericamente evitada ou, no mínimo, ser -5- ΡΕ2440822 minimizada no âmbito das possibilidades técnicas. Relativamente às válvulas de isolamento e de estrangulamento, o centro das atenções situa-se particularmente no deslocamento vedado dos fusos-guia.

No âmbito das explorações petrolíferas e de gás offshore, as unidades processuais - por exemplo, a compressão do gás extraído - são com cada vez maior frequência transferidas directamente para o local da exploração, no fundo do mar. Com esta tendência, existe uma cada vez maior necessidade para que os componentes - como, por exemplo, as válvulas - sejam adequadamente usados debaixo de água:

Estes componentes devem não só ser livres de emissões, por razões ambientais, como também garantirem uma protecção do fluido que se escoa (petróleo, gás) relativamente à água do mar envolvente, e evitar uma descarga do fluido para o meio envolvente. Deve além disso ser também evitada a todo o custo uma penetração da água do mar, altamente corrosiva e carregada com microrganismos, na própria válvula ou no dispositivo de accionamento. Por último, torna-se igualmente indesejável qualquer contacto, em particular do sistema electrónico e dos componentes mecânicos do dispositivo de accionamento, com o fluido extraído, uma vez que este pode igualmente ser muito agressivo devido à contaminação com componentes abrasivos ou corrosivos, tais como areia, ferrugem e, em particular, sulfureto de hidrogénio. -6- PE2440822

Estas protecções das peças do dispositivo de accionamento electricamente alimentadas - tanto em relação ao fluido que se escoa como também ao meio envolvente, por um lado, e, por outro lado, na resistência contra a taxa de compressão prevalecente no fundo do mar - apenas são alcançadas, com as concepções das válvulas até agora conhecidas, através de paredes divisórias reforçadas - e, portanto, mais espessas - entre o actuador e o meio envolvente, entre o actuador e a zona interna da válvula, ou entre o estator e o cursor do actuador. Neste último caso, cada aumento da distância entre estator e cursor irá reduzir o grau de eficiência do actuador.

Por outro lado, com a válvula de acordo com o documento DE 42 14 814 AI não é obtida nenhuma vedação dos componentes mecânicos do dispositivo de accionamento relativamente a substâncias contaminantes.

Objectivo A invenção tem por base o objectivo de utilizar uma válvula com actuador inserido no fluido, para fluidos com componentes abrasivos e corrosivos.

Solução

Com base nas válvulas já conhecidas, propõe-se, de acordo com a invenção, que o espaço interno do invólucro de actuador fique separado do fluido por intermédio de um elemento de separação móvel. Fica assim eficazmente evitada uma penetração do fluido no dispositivo de accionamento, em -7- ΡΕ2440822 particular entre o estator e o cursor do actuador. Graças ao deslocamento do elemento de separação, serão compensadas as variações volumétricas no espaço interno. Tais variações volumétricas são provocadas, por exemplo, pelo deslocamento do fuso, pelas alterações de temperatura, ou por fugas nas vedações dinâmicas entre o espaço interno e o fluido. A utilização de um estator resistente à pressão, e também medianamente estável dependendo da aplicação, e de apropriadas ligações eléctricas tornaram possível abdicar de uma parede divisória entre estator e cursor, permitindo assim aumentar significativamente o grau de eficiência do actuador, expressamente para a utilização sob alta pressão.

De preferência, numa válvula de acordo com a invenção, o elemento de fecho é axialmente deslocável no invólucro de actuador, por intermédio do actuador. Tais válvulas de acordo com a invenção serão, por exemplo, válvulas de estrangulamento ou válvulas de isolamento com êmbolo axialmente móvel (numa gaiola), e válvulas de cunha. Como a pressão do fluido é exercida sobre ambas as extremidades do fuso, o fuso encontra-se completamente equilibrado em termos de pressão na direcção de movimentação.

Alternativamente, numa válvula de acordo com a invenção, o elemento de fecho pode ser rodado por intermédio do actuador. Tais válvulas de 90°, de acordo com a invenção, serão por exemplo válvulas de macho esférico ou válvulas de borboleta. -8- ΡΕ2440822

Numa válvula de acordo com a invenção, uma direcção de entrada do fluido na abertura de admissão irá de preferência corresponder a uma direcção de saída do fluido pela abertura de descarga, e o elemento de fecho pode ser deslocado coaxialmente segundo a direcção de entrada e a direcção de saída. Uma tal válvula em construção axial de acordo com a invenção é caracterizada por oferecer uma reduzida resistência do material ao fluido que se escoa. 0 dispositivo de accionamento, em particular o invólucro de actuador com o actuador de uma destas válvulas de acordo com a invenção, fica então instalado de forma protegida no interior do alojamento da válvula.

Alternativamente, uma válvula de acordo com a invenção pode também ser fabricada numa construção em ângulo. 0 actuador será então de preferência aplicado do lado de fora do alojamento, para um fácil acesso nos trabalhos de manutenção.

De preferência, numa válvula de acordo com a invenção, o elemento de separação consistirá num pistão equilibrador livremente móvel num cilindro de compensação, ou numa membrana. Numa tal válvula de acordo com a invenção, o deslocamento do pistão equilibrador ou da membrana irá compensar as variações volumétricas no espaço interno.

De preferência, numa destas válvulas de acordo com a invenção, o cilindro de compensação estará disposto -9- ΡΕ2440822 numa parede do alojamento. Uma tal válvula de estrangulamento de acordo com a invenção apresenta uma estrutura particularmente simples. Em alternativa, o cilindro de compensação pode fazer parte do invólucro de actuador, e o pistão equilibrador ou a membrana poderão por exemplo envolver axialmente um fuso ligado ao elemento de fecho.

Particularmente preferível será que, numa válvula de acordo com a invenção, o espaço interno esteja preenchido com um líquido. 0 enchimento incompressível do espaço interno facilita o dimensionamento da válvula de acordo com a invenção, para diferentes condições de pressão. 0 líquido pode consistir num lubrificante: serão assim lubrificadas as peças móveis do dispositivo de accionamento, em particular um mecanismo de transmissão entre cursor e fuso. No caso de se utilizarem componentes autolubrificantes, o líquido poderá por exemplo consistir em água. Por outro lado, o actuador fica protegido contra explosões graças ao líquido. 0 elemento de separação evita uma contaminação do líquido com o fluido, e vice-versa. 0 liquido no espaço interno facilita a remoção de calor proveniente do actuador, em particular do respectivo estator. Numa válvula de acordo com a invenção, ele pode ser introduzido no espaço interno a partir do lado de fora, através de apropriadas condutas, sendo substituído em intervalos regulares, ou então sendo filtrado e mantendo-se continuamente em circulação. Uma inspecção visual (ou um - 10- PE2440822 teste físico ou químico automatizado) do estado do líquido permite o controlo da situação de desgaste da válvula de acordo com a invenção, durante o funcionamento da mesma.

Numa válvula de acordo com a invenção, o cursor pode nomeadamente consistir num rotor com capacidade de rotação, em que um mecanismo de transmissão converte um movimento de rotação do cursor num movimento de translação de um fuso ligado ao elemento de fecho. Uma tal válvula, com um motor com armadura rotativa a funcionar como actuador, pode ser fabricada de forma particularmente rentável, uma vez que tal tipo de actuadores - também sob a forma de motores passo a passo - estão disponíveis segundo uma diversidade de modelos, como produtos de grande consumo no mercado. Em alternativa, poderá o actuador consistir num motor linear - também sob a forma de motor passo a passo -que irá nesse caso accionar directamente o elemento de fecho, através de um fuso, sem mecanismo de transmissão. O dispositivo de accionamento de uma tal válvula de acordo com a invenção apresenta um tamanho global particularmente pequeno.

Numa tal válvula de acordo com a invenção com um espaço interno preenchido com liquido, tal liquido ir-se-á preferencialmente escoar durante o movimento de translação do fuso do mecanismo de transmissão. Fica assim garantida por um lado uma boa lubrificação do mecanismo de transmissão, sendo por outro lado reduzida a complexidade de fabricação graças ao múltiplo aproveitamento dos espaços - 11 - PE2440822 vazios existentes. Em alternativa, ou em complemento, o liquido também pode ser conduzido através de pequenos orifícios no alojamento.

De uma maneira vantajosa, o mecanismo de transmissão de uma válvula de acordo com a invenção disponde de motor com armadura rotativa irá consistir numa transmissão roscada com elemento de rolamento ("Wâlzkõrper-Gewindetrieb"). As transmissões roscadas com elementos de rolamento constituem mecanismos de transmissão já conhecidos, nomeadamente nas utilizações em máquinas para trabalhar metais: para conversão entre movimento de rotação e movimento de translação têm sido utilizadas esferas ou hastes roscadas ("rolamentos"), as quais rolam pelo menos sobre o componente com movimento de translação. O que, em comparação com o atrito de deslizamento entre roscas, possibilita uma significativamente menor resistência ao rolamento dos elementos rolantes, permitindo uma conversão com muito poucas perdas. Os graus de eficiência das transmissões roscadas com esferas ou com rolos são praticamente os mesmos. As transmissões roscadas com rolos ("roller screw") constroem-se por um lado de forma muito mais compacta do que as transmissões roscadas com esferas, permitindo por outro lado tanto uma conversão de translação em rotação como no sentido inverso.

Alternativamente, numa válvula de acordo com a invenção, o mecanismo de transmissão pode consistir numa rosca de movimentação de um fuso ligado com o elemento de - 12- ΡΕ2440822 fecho, assumindo o cursor a forma de porca. Em comparação com uma transmissão roscada com elemento de rolamento, uma rosca de movimentação, embora submetida a maiores perdas, é no entanto muito mais barata de fabricar. Ocorrendo uma falta de energia eléctrica, o êmbolo de uma destas válvulas da acordo coma a invenção irá permanecer na sua correspondente posição.

Uma válvula de acordo com a invenção irá de preferência apresentar um dispositivo de segurança, o qual irá conduzir o elemento de fecho para uma posição de segurança, em caso de falha do sistema de alimentação eléctrica. Uma tal válvula de acordo com a invenção permite um funcionamento seguro, mesmo em caso de falha do sistema de alimentação eléctrica.

Numa destas válvulas de acordo com a invenção, será particularmente preferido que o dispositivo de segurança consista num sistema eléctrico. Uma válvula de acordo com a invenção pode dispor de uma alimentação eléctrica de emergência, nomeadamente através de uma bateria ou de um condensador. Uma tal válvula de acordo com a invenção permite, por um lado, colmatar a falha de energia eléctrica sem recorrer a uma posição de segurança, e, por outro lado, a definição de diferentes posições de segurança em função da utilização.

Em alternativa, o dispositivo de segurança consistirá numa mola de retorno. Numa tal válvula de acordo - 13- ΡΕ2440822 com a invenção, a secção transversal do estrangulamento pode ser aberta até um valor máximo, na posição de segurança do elemento de fecho. Uma tal válvula de acordo com a invenção poderá por exemplo ser utilizada como uma válvula para prevenção de bombeamento no bypass entre a admissão e a descarga de um compressor. Alternativamente, a secção transversal do estrangulador pode, consoante os requisitos de cada caso, ficar completamente fechada na posição inicial do elemento de fecho, ou ser programada para uma posição intermédia aleatoriamente definida por intermédio de um dispositivo de segurança electricamente accionado.

Numa válvula de acordo com a invenção com espaço interno preenchido com liquido, o dispositivo de segurança também pode ser montado do lado de fora da conduta de manutenção, e em caso de avaria - por exemplo, tratando-se de um reservatório de pressão hidropneumático - assentar automaticamente por sobrepressão no espaço interno com o liquido, assim movimentando o elemento de fecho para a posição de segurança.

Num modelo particularmente vantajoso, uma válvula de acordo com a invenção apresenta um indicador de posicionamento, o qual sinaliza uma posição do elemento de fecho. A posição do elemento de fecho na válvula - por exemplo, um êmbolo em gaiola de estrangulamento - constitui uma medição directa para a secção transversal de fecho, e um parâmetro importante para uma situação de funcionamento - 14- PE2440822 da válvula. Uma válvula de acordo com a invenção pode - por exemplo, através de um íman permanente e de um sensor electromagnético - monitorizar sem contactos o visionamento da posição de um componente que se movimente na direcção axial ou radial.

De uma maneira vantajosa, o actuador uma válvula de acordo com a invenção deverá ainda ser resistente à corrosão. Uma tal válvula de acordo com a invenção coloca menos exigências relativamente ao meio envolvente do actuador, e permite alargar os intervalos de manutenção.

Preferencialmente, o actuador de uma tal válvula de acordo com a invenção irá em particular cumprir as Normas NACE e ISO para protecção contra corrosão nas indústrias petrolífera e de gás. Também em caso de fuga entre o espaço interno e o fluido, em particular no que se refere à penetração de fluido no espaço interno, será assim evitada uma deterioração do actuador. A título de exemplo, os componentes electricamente alimentados e magnéticos do actuador podem, para esse efeito, ser incorporados num material sintético.

Uma válvula de acordo com a invenção pode - para melhorar a fiabilidade - dispor de um redundante estator do actuador, e/ou de redundantes circuitos eléctricos e electrónicos. - 15- ΡΕ2440822

As válvulas de acordo com a invenção facilitam o manuseio de fluidos particularmente tóxicos - perigosos tanto para o meio ambiente, como para as pessoas e para o próprio clima - não apenas nas explorações petrolíferas e de gás no fundo do mar, como também, por exemplo, na indústria petroquímica, em instalações nucleares, bem como na indústria médica e farmacêutica, por exemplo na preparação de hormonas: a completa integração do actuador no espaço interno pressurizado da válvula aumenta a segurança contra fugas, e possibilita o significativo prolongamento dos intervalos de substituição e de manutenção.

Modelos de realização A invenção irá ser seguidamente explicada em conformidade com dois modelos de realização. Nos desenhos: a Figura 1 mostra uma válvula de acordo com a invenção, em secção de corte, a Figura 2 mostra o dispositivo de accionamento da válvula, em secção de corte, a Figura 3 mostra um pormenor do dispositivo de accionamento, a Figura 4 mostra uma segunda válvula de acordo com a invenção, e a Figura 5 mostra o dispositivo de accionamento da segunda válvula. A válvula 1 de acordo com a invenção, mostrada na Figura 1, consiste numa válvula de estrangulamento numa posição quase completamente aberta. Ela apresenta um - 16- PE2440822 alojamento 2 com uma abertura de admissão 3 para um fluido - que não está representado - submetido a um primeiro nivel de pressão, um estrangulador 4 para redução para um segundo nivel de pressão, e uma abertura de descarga 5 para o fluido após redução da pressão. A válvula 1 também pode ser operada com um sentido de escoamento inverso - desde a abertura de descarga 5 até à abertura de admissão 3. 0 estrangulador 4 é concebido sob a forma de uma gaiola de estrangulamento 6 tubular, entre um corpo interior 7 tubular ligado ao alojamento 2 no trajecto de escoamento do fluido e a abertura de descarga 5 . Na gaiola de estrangulamento 6 pode ser axialmente deslocado um elemento de fecho 9 em forma de êmbolo, por intermédio de um dispositivo de accionamento eléctrico 8. Para fechar a abertura de admissão 3, o corpo interior 7 dispõe de uma cúpula abaulada 10 aparafusada sobre o dispositivo de accionamento 8. O cabo de conexão 11 do dispositivo de accionamento 8 é encaminhado através de uma conduta de cabos 12, desde o corpo interior 7 até ao lado de fora 13 do alojamento 2. A conduta de cabos encontra-se isolada relativamente à pressão por intermédio de um tampão terminal 14, o qual apresenta terminais eléctricos não representados para conexão eléctrica ao dispositivo de accionamento 8. - 17 - PE2440822 O dispositivo de accionamento 8, mostrado em pormenor na Figura 2, apresenta um invólucro de actuador 15 constituído por duas peças conjuntamente aparafusadas. No invólucro de actuador 15, encontra-se firmemente fixado o estator 16 de um motor eléctrico com armadura rotativa, usado como actuador 17, e uma transmissão roscada com elemento de rolamento 18 - uma "transmissão roscada com rolos" - apoiada radial e axialmente, a qual apenas está esquematicamente representada. 0 cursor 19 ("rotor") do actuador 17 está ligado de forma fixa em termos de rotação à transmissão roscada com elemento de rolamento 18. A transmissão roscada com elemento de rolamento 18 no espaço interno 20 do invólucro de actuador 15 converte a rotação do cursor 19 numa translação axial de um fuso 21, cuja extremidade 22 passa para o lado de fora do invólucro de actuador 15, estando vedada por um sistema de vedação 23, para ser aparafusada ao elemento de fecho 9. 0 espaço interno 20 é preenchido com um lubrificante líquido, não representado, submetido ao segundo nível de pressão.

Tal como a Figura 3 mostra, o alojamento 2 apresenta, numa parede, um cilindro de compensação 25 com um pistão equilibrador livremente móvel na direcção axial, que funciona como um elemento de separação 26. 0 cilindro de compensação 25 comunica com o lubrificante através de uma primeira conduta 27, comunica com o fluido através de uma segunda conduta 28, e transmite ao lubrificante a pressão de descarga do fluido. 0 cilindro de compensação 25 - 18- PE2440822 fica vedado relativamente ao lado de fora 13 do alojamento 2 com um bujão roscado 29. A extremidade 24 do fuso 21 que está mais do elemento de fecho 9 fica envolvida pelo lubrificante. Ao fechar a válvula 1, o lubrificante irá ser aspirado a partir do cilindro de compensação 25 através da primeira conduta 27 em direcção à extremidade mais afastada 24. Graças a isso, o elemento de separação 26 ir-se-á correspondentemente movimentar no cilindro de compensação 25 e sugar, através da segunda conduta 28, o fluido para dentro do cilindro de compensação 25.

Ao abrir a válvula 1, a extremidade 24 do fuso 21 que fica mais afastada do elemento de fecho 9 desloca o lubrificante no sentido inverso para fora do espaço interno 20, introduzindo-o no cilindro de compensação 25 através da primeira conduta 27. 0 elemento de separação 26 desloca correspondentemente o fluido para fora do cilindro de compensação 25 através da segunda conduta 28. A válvula 1 de acordo com a invenção apresenta uma mola de retorno - que não está representada - sob a forma de um dispositivo de segurança e um indicador electromagnético de posicionamento 30, o qual sinaliza a respectiva posição do elemento de fecho 9 num módulo de monitorização não representado, graças a um cabo de ligação 31 igualmente encaminhado através da conduta de cabos 12 no tampão terminal 14. - 19- PE2440822 0 actuador 17 e a transmissão roscada com elemento de rolamento 18 da válvula 1 podem ser resistentes à corrosão, igualmente em conformidade com as Normas NACE e ISO para protecção contra corrosão nas indústrias petrolífera e de gás. A Figura 4 mostra uma segunda válvula 32 de acordo com a invenção - uma válvula de estrangulamento numa construção em ângulo, novamente numa posição quase completamente aberta. Tal como a primeira válvula 1, a segunda válvula 32 apresenta um alojamento 33 com uma abertura de admissão 34 para um fluido que não está representado - submetido a um primeiro nível de pressão (a "pressão de admissão"), um estrangulador 35 para redução para um segundo nível de pressão (uma "pressão de descarga"), e uma abertura de descarga 36 para o fluido após redução da pressão. 0 dispositivo de accionamento 37 da segunda válvula 32 de acordo com a invenção, representado em pormenor na Figura 5, apresenta um invólucro de actuador 38 constituído por duas peças conjuntamente aparafusadas. No invólucro de actuador 38, encontra-se firmemente fixado o estator 39 de um motor eléctrico com armadura rotativa, usado como actuador 40. Um cursor 41 do actuador 40 está ligado de forma fixa em termos de rotação a uma porca 42. A porca 42 desloca-se em relação a uma rosca de movimentação 43 de um fuso 44. -20- ΡΕ2440822 A porca 42 no espaço interno 45 do invólucro de actuador 38 converte a rotação do cursor 41 numa translação axial de um fuso 44, cuja extremidade 46 passa de forma vedada para o lado de fora do invólucro de actuador 15, para ser aparafusada a um elemento de fecho 47 em forma de êmbolo. 0 espaço interno 45 é preenchido com um lubrificante liquido submetido ao segundo nível de pressão.

Entre a porca 42 e o elemento de fecho 47 encontra-se montado sobre o fuso 44 um pistão equilibrador livremente móvel na direcção axial que funciona como elemento de separação 48, o qual por um lado isola de forma significativa o espaço interno 45 do actuador 40 em relação ao fluido, e, por outro lado, comunica a pressão do fluido ao espaço interno 45 e ao lubrificante. Também na segunda válvula 32, a extremidade 49 que fica mais afastada do elemento de fecho 47 se encontra completamente envolvida pelo lubrificante no espaço interno 45. O dispositivo de accionamento 37 pode ser concebido como um componente estrutural combinado, o qual pode ser substituído numa operação processual com a válvula 32 montada, mesmo quando numa utilização no fundo do mar.

Os números de referência nas Figuras são os seguintes: 1 Válvula 2 Alojamento 3 Abertura de admissão 4 Estrangulador 5 Abertura de descarga 6 Gaiola de estrangulamento 7 Corpo interior -21 - PE2440822 8 Dispositivo de accionamento 9 Elemento de fecho 10 Cúpula abaulada 11 Cabo de conexão 12 Conduta de cabos 13 Lado de fora 14 Tampão terminal 15 Invólucro de actuador 16 Estator 17 Actuador 18 Transmissão roscada com elemento de rolamento 19 Cursor 20 Espaço interno 21 Fuso 22 Extremidade 23 Sistema de vedação 24 Extremidade 25 Cilindro de compensação 26 Elemento de separação 27 Conduta 28 Conduta 29 Bujão 30 Visualização de posicionamento 31 Cabo de conexão 32 Válvula 33 Alojamento 34 Abertura de admissão 35 Estrangulador 36 Abertura de descarga 37 Dispositivo de accionamento 38 Invólucro de actuador 39 Estator 40 Actuador 41 Cursor 42 Porca 43 Rosca de movimentação 44 Fuso 45 Espaço interno 46 Extremidade 47 Elemento de fecho 48 Elemento de separação 49 Extremidade 50 Anel terminal

Lisboa, 5 de Julho de 2013

Claims (13)

1. PE2440822 - 1 - REIVINDICAÇÕES 1. Válvula (1, 32) compreendendo um alojamento (2, 33), o qual apresenta uma abertura de admissão (3, 34) para um fluido, um elemento de fecho (9, 47) por intermédio do qual se pode regular um escoamento do fluido, e uma abertura de descarga (5, 36) para o fluido; a válvula também compreende um dispositivo de accionamento (8, 37), o qual apresenta um actuador eléctrico (17, 40) para ajustar uma secção transversal de fecho do elemento de fecho (9, 47), e que incorpora um invólucro de actuador (15, 38) ao qual fica rigidamente ligado um estator (16, 39) do actuador (17, 40); num espaço interno (20, 45) do invólucro de actuador (15, 38), que é mantido sob uma certa pressão por parte do fluido, um cursor móvel (19, 41) do actuador (17, 40) é cinematicamente acoplado ao elemento de fecho (9, 47), estando o estator (16, 39) instalado dentro deste espaço interno (20, 45); a válvula é caracterizada por o espaço interno (20, 45) do invólucro de actuador (15, 38) ser separado relativamente ao fluido por intermédio de um elemento de separação (26, 48) móvel.
2. 2. Válvula (1, 32) de acordo com a reivindicação antecedente, caracterizada por o elemento de fecho (9, 47) poder ser deslocado axialmente no invólucro de actuador (15, 38) por intermédio do actuador (17, 40). -2- PE2440822
3. 3. Válvula (1, 32) de acordo com a reivindicação antecedente, caracterizada por uma direcção de entrada do fluido na abertura de admissão (3) corresponder a uma direcção de saída do fluido pela abertura de descarga (5), e por o elemento de fecho (9) ser coaxialmente deslocável segundo a direcção de entrada e a direcção de saída.
4. 4. Válvula (1, 32) de acordo com qualquer uma das reivindicações antecedentes, caracterizada por o elemento de separação (26, 48) consistir num pistão equilibrador livremente móvel num cilindro de compensação (25), ou numa membrana.
5. 5. Válvula (1) de acordo com a reivindicação antecedente, caracterizada por o cilindro de compensação (25) ficar instalado numa parede do alojamento (2).
6. 6. Válvula (1, 32) de acordo com qualquer uma das reivindicações antecedentes, caracterizada por o espaço interno (20, 45) estar preenchido com um líquido.
7. 7. Válvula (1, 32) de acordo com qualquer uma das reivindicações antecedentes, caracterizada por o cursor (19, 41) consistir num rotor, em que um mecanismo de transmissão converte um movimento rotativo do cursor (19, 41) num movimento de translação de um fuso (21, 44) ligado ao elemento de fecho (9, 47). -3- PE2440822
8. 8. Válvula (1, 32) de acordo com as reivindicações 6 e 7, caracterizada por o liquido se escoar através do mecanismo de transmissão durante o movimento de translação do fuso (21, 44).
9. 9. Válvula (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 ou 8, caracterizada por o mecanismo de transmissão consistir numa transmissão roscada com elemento de rolamento ("Wálzkõrper-Gewindetrieb") (18).
10. 10. Válvula (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações antecedentes, caracterizada por existir um dispositivo de segurança, o qual desloca o elemento de fecho (9) para uma posição de segurança em caso de falha do sistema de energia eléctrica.
11. 11. Válvula (1) de acordo com a reivindicação antecedente, caracterizada por o dispositivo de segurança consistir num sistema eléctrico.
12. 12. Válvula (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações antecedentes, caracterizada por existir um indicador de posicionamento (30) que sinaliza uma posição do elemento de fecho (9). -4- PE2440822
13. 13. Válvula (1, 32) de acordo com qualquer das reivindicações antecedentes, caracterizada por actuador (17, 40) ser resistente à corrosão. Lisboa, 5 de Julho de 2013