PT86560B

PT86560B - Detector de fuga de fluidos

Info

Publication number: PT86560B
Application number: PT86560A
Authority: PT
Inventors: Mieczslaw Imiolek; Arthur Alexander
Original assignee: Thorn Emi Flow Measurement Ltd
Priority date: 1987-01-16
Filing date: 1988-01-15
Publication date: 1993-08-31
Also published as: ATE75828T1; PT86560A; AU1030088A; DK17788D0; NO880168D0; ES2031231T3; US4847599A; GB8701032D0; EP0275155A2; NO880168L; EP0275155A3; DK17788A; DE3870632D1; IE880112L; EP0275155B1

Description

THORN EMI FLOW MEASUREMENT LIMITED, pretende obter privilégio de invenção em Portugal.

RESUMO presente invento refere-se a um detector de fugas de fluidos que tem um corpo (1) com uma câmara (28) provida de uma entrada de fluido (3) e de uma saída de fluido (á). Entre a entrada e a saída está disposta uma válvula, e o elemento obturador (5) da válvula está ligado a um diagrama (6). 0 flu_i do na câmara exerce pressão no diafragma, e o detector compreende meios (8) que permitem à válvula estar aberta a uma pressão superior a um valor pré-estabelecido e fazem a válvula fechar-se a pressães inferiores a esse valor que podem ser devidas a uma fuga de fluido.

detector tem um mecanismo de bloqueio exterior de segurança (7, 9, 20, 21, 22, 23) que bloqueia a válvula depois de esta se fechar e que tem de ser rearmado para permitir à válvula abrir-se quando a pressão for reposta. □ detector dá também uma indicação visual das fugas de fluido.

Uma instalação fornecedora de fluido equipada com o detector de fugas de fluidos parará o fornecimento de fluido se

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-2MEMORIA DESCRITIVA

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Este invento refere-se a um processo de detectar fugas num abastecimento de fluido e a um detector de fugas com bloqueio de segurança e indicador visual. Em particular, refere-se à detecção de fugas de gás num abastecimento doméstico ou industrial.

S3o conhecidos vários dispositivos que compreendem uma válvula e um diafragma manométrico, um lado do qual está sujei, to à pressão do fluido e em que a válvula se fecha em resposta a uma queda da pressão do fluido.

A patente francesa n2. 7307140 descreve um tal dispositi. vo. Este dispositivo de reajustamento pneumático tem uma der_i vação de fluido para permitir restabelecer a acção do fluido no diafragma quando a válvula está fechada. A reabertura da válvula é feita por comando externo.

A patente europeia nS. 0 150 143 descreve um dispositivo de diafragma sem mecanismo de bloqueio permanente.

A patente alemã nS. 3340358 descreve um dispositivo que compara a pressão do fluido num lado do diafragma com a pressão atmosférica no outro. Uma válvula é aberta e fechada por meio de imanes. 0 dispositivo serve para determinar o caudal do gás, e não tem mecanismo de bloqueio permanente.

A patente alemã n2. 33 33 234 tem um circuito de deriva ção e um êmbolo de dois andares.

A patente francesa nQ. Θ3 18497 descreve em vez de uma válvula directa um dispositivo complexo com um obturador que compreende um elemento que flutua e gira numa manga e comari da a posição de uma membrana.

A patente do Reino Unido n3. 1 485 461 descreve um dispo, sitivo para cortar um abastecimento de combustível se forem detectados gases combustíveis. As fugas são detectadas vigiari do a concentração de gás nas redondezas.

E objectivo do invento criar um detector de fugas de flui

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-3dos aperfeiçoado.

De acordo com um aspecto do invento, cria-se um detector de fugas de fluidos constituído por um corpo (1) com uma câmara (28) munida de uma entrada de fluido (3) e de uma saída de fluido (4), entre as quais está disposta uma válvula com um elemento obturador (5) ligado a um diafragma (6), estando o conjunto concebido para que, quando houver fluido na câmara, 0 fluido exerça pressão no diafragma, e ainda por meios (8) para comandarem o fecho da válvula de modo que a válvula possa estar aberta quando a pressão no diafragma devida ao fluido é Ç mantida num valor superior ou igual a um valor predeterminado e que a válvula seja feita fechar quando a dita pressão é i nf_e rior ao dito valor predeterminado, meios bloqueadores de segurança (7, 9, 20, 21, 22, 23) para travarem a válvula em posição quando fechada e meios (7, 9, 11, 12) para permitirem que os meios bloqueadores sejam soltos para deixarem a válvula abrir em resposta a uma pressão do fluido superior ou igual ao dito valor predeterminado, e meios de indicação visual da ocor rência de uma pressão do fluido inferior ao dito valor predete_r minado desde a última destravagem dos meios bloqueadores.

A indicação visual pode ser dada por um manipulo que fique numa posição quando a válvula é fechada e noutra quando a , válvula é aberta.

dispositivo é simples de usar e pode ser construído a um baixo custo em comparação com outros dispositivos. A diferença dos anteriores dispositivos está em que a acção do fluido no diafragma é possível quando a válvula está fechada, já que 0 diafragma está no lado de entrada de fluido da válvula e portanto não é necessário um circuito de derivação para a válvula.

De acordo com outro aspecto do inventa, cria-se uma instalação fornecedora de fluido equipada com um detector de fugas de fluidos de acordo com 0 invento.

Para que se possa entender e concretizar facilmente o i_n uento, segue-se uma descrição a título de exemplo referida aos

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-4desenhos anexos, nos quais:

a Figura 1 é um alçado lateral em corte segundo a linha AA ' de um detector de fugas de Fluido que pe_r mite o fluxo normal do fluido (na posição de Ligado) , a Figura 2 é uma vista de cima do detector mostrado na Fig. 1 ;

a Figura 3 é um alçado lateral em corte parcial segundo a linha BB' de um detector de fugas de fluido com a válvula fechada (Desligado);

a Figura 4 é uma vista de cima do detector mostrado na Fig. 3; e a Figura 5 representa esquematicamente uma instalação equipada com um detector de fugas de acordo com o invento.

Observando primeiro a Fig. 1, esta mostra um detector de Fugas de fluidos que tem um corpo 1, que pode ser de metal, uma tampa 2 que na concretização mostrada é de plástico, uma câmara 28 munida de uma entrada 3 e de uma saída 4, um elemento obtura dor 5 da válvula, um diafragma 6, um veio de comando 7, uma mo

la de comando 8	e um	manipulo 9	que pode girar	no	eixo 10 e	tem
uma reentrância	11 para receber	uma extremidade	12	do veio	de
comando.
A Fig. 1 mostra	ainda uma	espiga de mola	20	presa ao	maní
pulo, uma fenda	22 na	tampa 2 e	uma mola 21 que	é	mostrada	ap£
nas parcialmente	para	não tapar	outros pormenores.

Em condições normais, quando começa a correr fluido pela entrada 3 do detector a partir de um abastecimento, a pressão devida ao fluido empurra o diafragma 6, movendo-o para cima. (Todas as referências a para cima, etc., que dependem da ori entação do dispositivo, referem-se, por conveniência, à orientação representada, mas será óbvio que o detector também funcio na noutras orientações). Quando o diafragma 6 se move para ci, ma, o veio de comando 7, ao qual o diafragma está preso, também

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se move para cima e move para cima o elemento obturador 5 da válvula para longe da sede 24 da válvula, o que abre a válvula e deixa o fluido passar da entrada para a saída do dispositivo. Quando o veio de comando está na posição subida (ou seja, válvula aberta) a sua extremidade superior 12 é recebida numa reentrância 11 do manipulo 9.

diafragma está sujeito a forças opostas devidas, num lado, ao fluido, e no outro, aos meios que fazem a válvula vo_l tar à posição fechada, neste caso a mola de comando 8, e a outras forças, a saber a da gravidade e (se a tampa não for es< tanque a atmosférica) a da pressão do ar acima do diafragma na cavidade 25 da tampa. Na descrição aqui feita desprezam-se e_s sas forças. 0 dispositivo está concebido de modo que uma queda da pressão do fluido para menos de um valor predeterminado faça a válvula fechar automaticamente. 0 valor predeterminado é determinado pelas forças actuantes no diafragma como já descrito e pode ser utilmente fixado mediante o ajustamento da mo la de comando. 0 valor predeterminado pode corresponder à pressão de serviço pretendida do fluido numa instalação a equi par com o detector, caso em que o detector pode parar a instala, ção quando ela estiver em funcionamento.

A Fig. 2 mostra uma vista de cima do dispositivo na posi. ção de Ligado (ou seja, válvula aberta) que corresponde à Fig. 1.

A posição do manipulo 9 indica se a válvula está aberta ou fechada. 0 eixo em que gira o manipulo está indicado pelo número 10. 0 quadrante 13 marcado na tampa está colorido para constituir um indicador de Ligado/Desligado conjuntamente com o manipulo. A Fig. 2 mostra ainda (a tracejado, já que os elementos representados na vista de cima as estão a tapar) as posições da fenda 22 na tampa, da espiga de mola 20, que fica numa extremidade da fenda 22 quando o manipulo está na posição mostrada, da mola 21 e de outra espiga 23 presa à tampa. A mola 21 prolonga-se entre as espigas 20 e 23, e quando o disposi. tivo está na posição de Ligado como representado a mola está sob tensão.

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-6Se a pressão devida ao fluido debaixo do diafragma cair abaixo do valor predeterminado, o que pode ser causado, por exemplo, por uma fuga do fluido, as forças actuantes para baixo no diafragma excederão as forças actuantes para cima, e o diafragma mover-se-à para baixo, fazendo baixar o veio de comando 7 e o obturador 5 da válvula até a sede 24 da válvula, fecha_n do esta. A extremidade superior 12 do veio de comando move-se para baixo para fora da reentrância 11 do manipulo 9.

Sem qualquer outro mecanismo, o restabelecimento da pres. são do fluido que actua no diafragma para um valor superior ou igual ao predeterminado fará o diafragma e o veio de comando moverem-se para cima e portanto abrirá a válvula.

Contudo, uma vez fechada em resposta a baixa pressão, a válvula de um detector de fugas de acordo com o invento não p_o de ser aberta apenas com o restabelecimento de uma pressão superior ou igual ao valor predeterminado - primeiro, tem-se de rearmar o detector. Isto é chamado bloqueio de segurança, pois impedirá o restabelecimento do fornecimento de fluido se houver uma fuga na instalação, □ que seria particularmente indesejável se houver gases combustíveis. A Fig. 3 mostra a vál. vula na posição fechada. A válvula é mantida nesta posição pe. la acção da mola 21. Quando a extremidade superior 12 do veio de comando 7 é retirada da reentrância 11 do manipulo 9, a mola 21 puxa a espiga 20 para a outra extremidade da fenda 22 (oposta aquela em que está na Fig. 2), como mostra a Fig. 4, e isto faz o manipulo girar no eixo 10 até à posição de Desliga do, mostrada nas Figs. 3 e 4, indicando que ocorreu uma fuga ou uma queda da pressão do fluido debaixo do diafragma. 0 veio de comando já não está directamente debaixo da reentrância do manipulo, e uma face inferior 26 do manipulo mantém o veio de comando na posição descida ou Desligada, encostando-se a face 26 ao topo do veio de comando se este tentar mover-se para cima. Para se restabelecer o estado de abertura, tem-se de rearmar o manipulo, e isto é feito convenientemente à mão, girando o manipulo para a posição mostrada na Fig. 2, o que alinha o veio de comando com a reentrância do manipulo e deixa o

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Θ701032 (ΡΑ1225) veio mover-se para cima para dentro da reentrância em resposta a uma pressão do fluido superior ou igual ao valor predeterminado. Como o detector fica na posição de Desligado até ser rearmado, que é quando o manipulo está na posição mostrada nas Figs. 3 e 4, sabe-se que ocorreu uma fuga ou uma queda da pres. são do fluido desde a última destravagem dos meios bloqueadores .

A válvula pode também incluir um comutador para ligar um alarme sonoro ou visual quando a válvula fecha, indicando uma fuga ou uma queda da pressão do fluido.

\ Por exemplo, um alarme pode ser controlado pela conhecida combinação de um íman e um comutador de lingueta para detectar a posição do veio de comando e portanto se a válvula está aberta ou fechada. Na concretização representada, o íman pod^e rá ser ligado ao veio de comando e um comutador de lingueta p_o de estar numa posição fixa, por exemplo, preso à tampa, accionan do o comutador de lingueta um alarme exterior ou um circuito i_n dicador de qualquer tipo conhecido adequado.

A Fig. 5 mostra uma instalação fornecedora de fluido com um detector de fugas 15 de acordo com o invento, montado na conduta de fornecimento 27 entre a torneira de segurança 14 e um aparelho consumidor 17. A torneira IS pode ser utilizada para cortar o abastecimento do aparelho consumidor. 0 detector manipulo 16 que serve de indicador de Ligado/ detector pode também estar ligado facultativa^ de fugas tem um /Desligado, e o mente a um alarme sonoro ou visual 19. 0 fluido fornecido po de ser gás.

Se o valor predeterminado da pressão abaixo da qual a válvula fecha corresponder à pressão normal na instalação quari do a instalação está fechada, para se detectar uma fuga ou uma queda de pressão devidas por exemplo ao esgotamento do abastecimento (por exemplo, botija de gás) deve-se fechar a torneira de segurança e os aparelhos consumidores. Neste caso, uma fuga do fluido em qualquer sitio da instalação entre a torneira de segurança e os aparelhos consumidores será detectada.

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dispositivo deve ser instalado tão perto quanto possível do abastecimento (por exemplo, garrafas de gás), mas no a_m biente a proteger.

Ao instalar-se o dispositivo deve-se proceder pelas seguintes fases :

1. Ligar o abastecimento na válvula fornecedora principal.

2. Comutar o detector de fugas para a posição de Ligado (vál_ vula aberta).

3. Ligar e acender o aparelho consumidor.

As sequências de abertura e de fecho também são importa_n tes para o correcto funcionamento do detector de fugas.

A sequência de abertura deve ser como segue:

1. Ligar o fornecimento de fluido e girar o manipulo do detector para a posição de Ligada (aberta) (nesta altura, a pressão do fluido que actua no diafragma empurra o veio de comando 7 para a reentrância do manipulo como represejn tado na Fig. 1, o que segura o manipulo na posição aberta (Ligado)).

2. Ligar o aparelho consumidor.

A sequência de fecho deve ser como segue:

1. Desligar o aparelho consumidor.

2. Cortar □ fornecimento de fluido. (Por conveniência, devje -se prever uma torneira de segurança na entrada do dispo^ sitivo detector de fugas).

Se nesta altura o fluido na instalação ficar a uma pressão superior ou igual ao valor predeterminado (neste caso o v£ lor predeterminado corresponde à pressão normal de quando a instalação está fechada), não há qualquer fuga. Se a pressão baixar, indicando uma fuga, a válvula fechar-se-á e o indicador rearmado do manipulo girará para a posição deDesligado

Deve-se verificar sempre o detector antes de ligar o for necimento. Se estiver na posição de Desligado, ou houve uma fuga ou o abastecimento (por exemplo, botija de gás) esgotou-

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-se.	Aconselham-se então as seguintes precauções:
1.	Arejar o local e evitar faíscas.
2.	Verificar se os aparelhos consumidores e a botija (ou ojj
	tro abastecimento) estão desligados.
3.	Ligar o abastecimento.
4.	Ligar o detector.
5.	Ligar ligeiramente □ aparelho consumidor mas não o acen-
	der.
6.	Desligar o sistema pela ordem aparelho consumidor - abas.
	tecimento. Se o detector passar então para a posição de

Desligado dentro de 15 minutos, isso poderá indicar uma fuga considerável na instalação, que se deve procurar e eliminar. Se demorar mais de 15 minutos a desligar-se, isso indica uma fuga na instalação que é pequena demais para causar preocupação. (0 período de 15 minutos é ap_e nas um exemplo e pode ser alterado conforme for apropria do para uma dada instalação.)

A instalação pode ser rearmada quando se tiver tratado da fuga.

Qualquer alarme associado ao dispositivo para indicar uma fuga ou uma queda de pressão deverá ser montado de preferência fora do ambiente a proteger.

Para se ensaiar o detector ou qualquer alarme visual ou sonoro a ele associado, pode-se ligar o aparelho consumidor sem abrir a torneira de segurança. Isto quer dizer que a pre.s são do fluido baixará para menos do valor predeterminado e a válvula fechar-se-à se estiver a funcionar bem.

bloqueio automático do dispositivo assegura que uma vez detectada uma fuga não possa correr fluido para o ambiente onde está a instalação, mesmo que a torneira de segurança seja novamente aberta. Se o manipulo for girado para a posição de Ligado para se deixar o veio subir e a válvula voltar à posi. ção aberta antes de se ter tratado da fuga, o dispositivo voltará a desligar-se por si e o manipulo retornará à posição de

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Desligado. Quando tiverem sido repostas as condições correctas, o girar do manipulo restabelecerá o abastecimento.

dispositivo é particularmente útil para abastecimentos de gás, por exemplo instalações de gás de baixa pressão alimejn tados por botijas ou garrafas, e pode ser utilizado como indicador de fugas em caravanas, barcos e pequenas instalações domésticas. Além de detectar fugas no sistema, a válvula fecha_r -se-δ se, por exemplo, uma botija de gás (utilizada como abastecimento) estiver vazia ou for mudada estando aberta a tornei, ra de segurança, ou se os aparelhos consumidores estiverem liG gados estando fechada a torneira de segurança. (A palavra fu ga abrange as quedas da pressão do fluido devidas a estas outras causas.) Pode ser facilmente usado pelo leigo, pois tem um mecanismo de rearmar simples e dá uma indicação visual simples das fugas.

dispositivo também é útil para as instalações com contador de gás. Quando um contador de gás estiver instalado em conjunto com, por exemplo, um fogão a gás, se o contador desl_i gar estando ligado o fogão,um detector de fugas de fluidos na conduta fornecedora actuará cortando o fornecimento. Isto impedirá que o contador marque enquanto o fogão ainda estiver l_i gado mas não acesso.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1 - Detector de fugas de fluidos, caracterizado por compreender :

um corpo (1) que tem uma câmara (28) provida de uma entrada de fluido (3) e de uma saida de fluido (4), entre as quais está disposta uma válvula com um elemento obturador (5) ligado a um diafragma (6), estando o conjunto concebido de mo do que quando existe fluido na câmara, o fluido exerce pres. s3o no diafragma;

meios (θ) para controlar o fecho da válvula de modo que a válvula possa estar aberta quando a pressão no diafragma causada por fluido é mantida a um valor superior ou igual a um valor preestabelecido e sendo a válvula obrigada a fechar quando a dita pressão é inferior ao dito valor preestabeleci, do ;

meios de bloqueio exterior de segurança (7, 9, 20, 21, 22, 23) para bloquear a válvula em posição quando fechada, e meios (7, 9, 11, 12) para permitir que os meios de bloqueio exterior sejam soltos para deixar a válvula abrir-se em res posta a uma pressão do fluido superior ou igual ao dito valor preestabelecido, e meios que fornecem uma indicação visual da ocorrência de uma pressão de fluido inferior ao dito valor preestabelecido desde a última libertação dos meios de bloqueio exterior.
2 - Detector de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os meios de bloqueio exterior de segurança serem proporcionados por um veio de controlo (7) ligado ao elemento obturador (5) da válvula em conjugação com um elemento (9) que actua conjuntamente com meios sujeitadores (20, 21, 22, 23) que, quando o elemento obturador da válvula está na posição fechada, movem o elemento (9) até uma posição em que uma superfície (26) do elemento (9) se encosta com uma extremidade (12) do veio de controlo e impede que a válvula se abra.
3 - Detector de acordo com a reivindicação 2, caracteri-

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-12zado por os meios para permitir que os meios de bloqueio exterior sejam libertados, compreenderem uma reentrância (11) no elemento (9) para receber uma extremidade (12) do veio de controlo (7), podendo o elemento (9) ser rodado à mão até uma posição em que a reentrância (11) fica alinhada com a extremidade (12).
4 - Detector de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracte rizado por o elemento (9) ser urn manipulo que dá a dita indica ção visual de uma pressão de fluido inferior ao dito valor preestabelecido.

r
5 - Detector de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por os meios para controlar o fecho da válvula estarem dispostos de modo que o valor preestabelec_i do da pressão seja a pressão pretendida de regime do fluido de uma instalação a equipar com o detector.
6 - Detector de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado por compreender um alarme sonoro ou visual ligado para indicar, à distância, uma pressão de fluido inferior ao dito valor preestabelecido.

Lisboa, 15. 1933

L. Por THORN EMI FLOW MEASUREHENT LIMITED

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FLUIDO

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