PT87446B - Detector do funcionamento de retentores de vapor - Google Patents

Description

TECTOR DO FUNCIONAMENTO DE RETENTORES

DE VAPOR.

Memória descritiva

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se aos detectores do funcionamento para ajuizar sobre se a condição de funcionamento de retentores de vapor usados em sistemas de vapor em dispositivos de vapor tais como instalações de produção de energia eléctrica movidas a vapor, instalações químicas, um equipamento de fabrico e similares, é boa ou má.

TÉCNICAS FUNDAMENTAIS

Em geral, os retentores de vapor são previstos em pontos apropriados das condutas de vapor ou dos dispositivos de vapor com a finalidade de evacuar a água condensada sem dar passagem ao vapor. No caso de tais retentores de vapor não funcionarem normalmente, verificar-se-á uma séria pertubação nas actividades dos dispositivos de vapor deficiência no transporte do vapor ou pela ocorrência de perdas de vapor. Mais particularmente, no caso em que a capacidade de evacuação dos retentores de vapor ligados aos dispositivos de vapor seja menor que a quantidade de água condensada, ou no caso em que a função de evacuação da água condensada dos retentores de vapor se deteriora ou desaparece

ANA

í completamente de modo que a sua função de abertura da válvula í não pode ser exercida, a água condensada manter-se-á no tubo de !

• entrada do retentor de vapor, de modo que aparecerá muitas vezes!

um fenómeno de martelo hidráulico, ou diminuirá o rendimento dos_: dispositivos de vapor, até causar a interrupção em casos extremos. Pelo contrário, no caso de ser insatisfatório o funcionamento do í fecho da válvula dos retentores de vapor, será evidente que au| menta a perda de vapor de modo a provocar o inconveniente de ' baixar o rendimento, com a deficiência de pressão e de quantidade do vapor e conduzir a um consumo indesejável de energia cara.;

Como exemplo dos aparelhos para detectar a fuga de va-j por nas válvulas de vapor, tais como um retentor de vapor ou si-j milar, foi apresentado um detector de fugas de vapor na publicação não examinada referente ao modelo de utilidade japonês N°. ;

i

58-187739. 0 detector de fugas de vapor detecta a vibração num j corpo de válvula de uma válvula de vapor a partir do exterior í da válvula de vapor para desse modo ajuizar da existência de : perdas do vapor. 0 princípio de detecção do detector de perdas j de vapor reside numa sonda proporcionada na extremidade superior do detector que é posta em contacto com a válvula de vapor ou similar a detectar, de modo que a vibração produzida na sonda é convertida num sinal eléctrico por um microfone ultrassónico que utiliza um elemento piezoeléctrico, sendo depois o sinal eléctrico amplificado e levado a uma unidade de visualização ou a um altifalante para excitar a unidade de visualização ou ou altifalante .

De acordo com este aparelho da técnica anterior, lêj -se a deflexão de um ponteiro indicador actuado pela vibração ¹ detectada pela sonda ou ouve-se o som do altifalante para reconh i cer o nível de vibração e portanto a presença e o grau da fuga de vapor. Porém, o aparelho tem o incoveniente de não poder obter-se quantitativamente a perda de vapor. Isso resulta do facto de que a vibração gerada numa válvula, tal como um retentor : de vapor ou similar, varia muito com vários factores, tais como, por exemplo, a estrutura e as dimensões da válvula, a relação entre o vapor e a água condensada, e similares, embora a deflexão do ponteiro indicador ou a saida do altifalante seja propore2

SUMÁRIO DA INVENÇÃO (Problemas técnicos que a presente invenção se propõe i ¹ resolver) !

Um objecto da presente invenção consiste em proporcio- | nar um detector do funcionamento dos retentores de vapor, no qu' al a vibração gerada numa válvula de vapor, tal como um retentor de vapor ou similar pode ser captada com exactidão e quantitativamente, por referência a dados previamente armazenados, tais i como tipos, dimensões e outros análogos.

I | Um outro objecto da presente invenção consiste em pro! porcionar um detector do funcionamento de retentores de vapor no j qual podem detectar-se as vibrações devidas ao fluxo do vapor ! distintamente das vibrações devidas a um fluxo de água condensaJ da pela detecção tendo em consideração a temperatura no interior j do retentor de vapor.

j Um outro objecto da presente invenção consiste em proporcionar um detector do funcionamento de retentores de vapor no qual pode captar-se com exactidão a presença de fugas de vapor, com eliminação de uma influência baseada nas variações da pressão

H do vapor no interior do retentor de vapor. A pressão do vapor pode ser estabelecida manualmente pelo utilizador ou pode ser ί) calculada automáticamente a partir da temperatura medida.

Ainda outro objecto da presente invenção consiste em j proporcionar um detector do funcionamento de retentores de vapor no qual pode detectar-se eficazmente a vibração dentro de largos ! i ; limites gerada num retentor de vapor.

' Outro objecto ainda da presente invenção consiste em . proporcionar um detector do funcionamento de retentores de vapor, ii no qual é eliminada a influência de ruido vibratório transmitido j externamente, de modo que possa detectar-se sem erro a vibração

I li gerada num retentor de vapor.

(Meios técnicos para resolver os problemas) : 0 detector do funcionamento de retentores de vapor se3

j gundo a presente invenção compreende uma secção de detecção da vibração e uma secção aritmética. A secção de detecção da vi, bração inclui uma sonda que possui uma extremidade com uma con| figuração que a torna apta para contactar com um objecto a detectar com uma pressão pré-determinada e outra extremidade na qual j é proporcionado um sensor de vibração para converter a vibração mecânica num sinal eléctrico, e a secção aritmética está dispôs-; ta para comparar o sinal transmitido da secção de detecção da vibração com dados armazenados escolhidos de dados necessários registados numa memória de modo a calcular um valor quantitativo da perda de vapor do objecto a detectar, para desse modo gerar uma saida destinada a avaliar se a condição de funcionamento do

Ί objecto a detectar é boa ou má, com base no resultado do cálcu- i j o detector do funcionamento do retentor de vapor segundo a presente invenção pode registar em memória dados da relação | ί entre a quantidade de fuga de vapor e o nível de vibração, como ' dados memorizados correspondentes a variantes de construção, de dimensões nominais, etc. do objecto a detectar.

detector do funcionamento do retentor de vapor seh gundo a presente invenção pode memorizar dados tais como a relação entre a quantidade de perda de vapor e o nível de vibração, ‘ ; como dados memorizados correspondentes às variações da pressão ; do vapor do objecto a detectar.

i !

No detector do funcionamento do retentor de vapor se• gundo a presente invenção, pode proporcionar-se adicionalmente ! um sensor de temperatura na extremidade superior da sonda com a !

: finalidade de discriminar o material fluido no interior do objecί to a detectar com base na sua gama de temperaturas. j

No detector do funcionamento do retentor de vapor segundo a presente invenção, o sensor de temperatura pode ser fixado na extremidade superior da sonda através de um isoladorrtérmico para eliminar a influência da radiação térmica.

I No detector do funcionamento do retentor de vapor seí gundo a presente invenção, a sonda pode ser formada de modo a ter uma extremidade superior ponteaguda a fim de eliminar um er4

ro de detecção devido às variações da condução do calor.

O detector do funcionamento do retentor de vapor segundo a presente invenção pode incluir meios de diafragma com um certo número de pontos de ressonância a fim de detectar a vibra- j ção de uma certa variedade de objectos a detectar, com construção, dimensões, etc. diferentes uns dos outros.

O detector do funcionamento do retentor de vapor seί gundo a presente invenção tem uma estrutura para reduzir a transmissão de vibração do corpo do detector ou do seu exterior a fim I

I de detectar a vibração do objecto a detectar com exactidão. j (Efeitos da invenção)

Segundo a presente invenção, opera-se uma secção arití mética enguanto se põe uma sonda em contacto com um objecto a

I detectar com uma pressão pré-determinada, de modo gue é possível ί detectar a presença e o grau de fugas de vapor com exactidão, com boa reprodutibilidade e é possível eliminar qualquer erro devido a o utilizador avaliar se a condição de funcionamento do _: objecto a detectar é boa ou não. Além disso, a avaliação pode ser feita mais exactamente seleccionando preliminarmente os da, dos memorizados de acordo com a distinção na construção, nas dimensões nominais, na pressão do vapor, etc. do objecto a detec: tar.

Além disso, segundo a presente invenção, pode avaliar; í ! -se com mais exactidão se os fluidos são apenas água condensada I ou de uma mistura de vapor e água condensada detectando adicional mente a temperatura do objecto a detectar. Além disso, qualquer ! erro na detecção devido à condição de utilização ou à diferença ! individual do utilizador pode ser eliminado aperfeiçoando a es¹ trutura de fixação do sensor de detecção da temperatura e a es¹ trutura da sonda.

Além disso, segundo a presente invenção, o detector poide, tal como é, lutar contra as variações da vibração dependentes j de variações do tipo e da condição de utilização do objecto a dei tectar, proporcionando um diafragma com ressonância para várias í

: vibrações para transmitir as vibrações a um dectetor de vibração.

Além disso, segundo a presente invenção, pode melhorar5

ecisão na determinação da vibração ou, por outras pala- ,

I precisão na avaliação da condição de funcionamento do a detectar, eliminando ao máximo a passagem da transmisvibrações para um sensor de vibrações. I

-se a pr i vras, a j objecto são das

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS ; As figuras dos desenhos anexos representam:

;; A fig. 1, um corte longitudinal e um esquema eléctri] co de blocos que mostram a construção de um detector do funcionamento de um retentor de vapor segundo a presente invenção; ¹

A fig. 2, um gráfico de curvas características que representam a relação entre o nível de vibração e a quantidade de ; fuga de vapor, com base em variantes de construção dos retento- ; res de vapor;

A fig. 3, um corte longitudinal de um esquema eléctri-’ co de blocos que representa uma outra construção do detector do funcionamento do retentor de vapor segundo a presente invenção;

j A fig. 4, um gráfico de curvas características que ! representam a condição de amplitude de vibração devida ao escoaI I i mento de vapor e de água condensada;

;| A fig. 5, um corte longitudinal que representa a cons| trução da extremidade superior da sonda no detector do funcionai mento do retentor de vapor segundo a presente invenção; J

J As fig. 6 e 7, cortes longitudinais que mostram a cons|'j trução da extremidade superior da sonda no detector do funcioj namento do retentor de vapor segundo a presente invenção;

A fig. 8, um corte longitudinal de um esquema eléctri-j i

co de blocos que mostra uma outra construção do detector do funcionamento do retentor de vapor segundo a presente invenção;

As fig. 9 e 10, curvas características que mostram a relação entre a frequência ultrassónica e o nível de vibrações; e

As fig. 11 e 12, cortes longitudinais esquemas eléctri cos de blocos de outras construções ainda do detector do funcionamento do retentor de vapor segundo a presente invenção.

MELHORES FORMAS DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

Com referência à fig. 1, nela está representada a construção global do detector do funcionamento do retentor de vapor > segundo a presente invenção. 0 detector do funcionamento do retentor de vapor é constituido por uma secção de detecção (1) e a secção aritmética (50). A secção de detecção (1) e a secção j aritmética (50) estão ligadas entre si eléctricamente através de um cabo (51).

: I

A secção de detecção (1) tem uma sonda (2) disposta por forma a poder deslizar como se representa pela seta dupla na fig. 1, um elemento de suporte (4) da sonda apto para envolver a sonda (2), um corpo (5), uma tampa dianteira (6) para ligar o elemento de suporte (4) ao corpo (5), e uma tampa trasei- j ra provida de uma abertura (25) para passagem de um cabo (51) í para o exterior. A tampa dianteira (6), o corpo (5) e a tampa traseira (7) definem um espaço interior substancialmente cilíndrico, em cujo em interior são proporcionados elementos detectores de vibração que incluem uma placa (15) de suporte do diafragma (11), um suporte do microfone (18) para suportar um mi- I crofone ultrassónico (16) como sensor de vibrações através de ;

ί um anel de secção circular (17), um suporte de mola (19) para j suportar uma mola helocoidal (22) que impele a sonda (2) para a I frente e uma placa de circuitos (20) que inclui um amplificador I para processar electricamente o sinal eléctrico convertido pelo ¹ ι microfone ultrassónico (16) para desse modo fornecer na saida o !

sinal processado. O elemento de suporte (4) da sonda tem uma porção cónica superior e uma porção cilíndrica inferior. Através da porção cónica superior é formado um furo longitudinal (9): e a sonda é impelida para a frente pela mola (22) de modo que a j extremidade superior da sonda (2) projecta-se normalmente a partir da extremidade superior do furo (9). A sonda (2) está mon- í tada de modo a poder deslizar para trás para uma posição na qual a sua extremidade superior fica alinhada com a extremidade supe¹ rior do elemento de suporte (4), quanto se aplica uma força na | ' extremidade superior da sonda (2). A sonda (2) é formada de mo-!

; do tal que a sua extremidade superior pode ser posta em contac- ! to com um objecto a detectar (não representado) e que a sua ex7

tremidade traseira pode ser comprimida no interior de um elemen-i to de montagem (11) do diafragma, de modo a integrar-se no mes- í mo. ;

Um diafragma (21) está fixado no elemento de montagem !

! (11) do diafragma do lado oposto à sonda por meio de um parafuso ou de outro dispositivo apropriado. 0 microfone ultrassónico (16), como sensor de vibrações, é previsto em frente do diafrag-í ma (21). O terminal de saida do microfone ultrassónico (16) es' tá ligado à placa de circuitos (20) que contém um circuito amplificador e outros circuitos necessários. A placa de suporte j (15), o suporte (19) da mola e o suporte (18) do microfone es- í i tão ligados entre si por um parafuso (23).

A secção aritmética (50) tem uma interface de entrada/ saída (I/O), uma unidade de processamento central (CPU), uma memória (M), uma unidade de teclado de entrada (K), uma unidade de mostrador (D) e um altifalante (S). De acordo com os fins de utilização podem adicionalmente proporcionar-se na secção (50) uma unidade impressora (P) para imprimir o resultado do cálculo, e uma função para transferir os dados calculados para um í computador principal ou similar.

A relação entre os níveis de vibração e as quantidades de fugas de vapor correspondentes a variações da construção e das dimensões de uma certa variedade de retentores de vapor t pode ser registada na memória (M) na secção aritmética (50). A ^! fig. 2 é um gráfico de curvas características com o nível de vibrações em abscissas e a quantidade de fuga de vapor em ordenadas , com variações de construção de vários retentores de vapor i

como parâmetro. Como se mostra na fig. 2, os retentores de vapor respectivos são diferentes no que respeita às fugas de vapor para um mesmo nível de vibração (A). Mais especificamente, mesmo que todos os retentores tenha um e o mesmo nível de vibração, j o valor da fuga no retentor de vapor com a estrutura de êmbolo '! livre pode ser (B), a valor da fuga no retentor de vapor com estrutura de flutuador livre pode ser (C) e o valor da fuga no re-í tentor de vapor com estrutura termodinâmica pode ser (D). Por conseguinte, a relação entre o valor da fuga de vapor e o nível da vibração medida preliminarmente correspondente à distinção

em construção, dimensões, pressão do vapor, etc. dos retentores de vapor é registada na memória (M), sendo então as condições !necessárias, tais como o tipo de retentor de vapor, a sua constri: ção, a pressão de vapor usada no retentor de vapor, e similares, estabelecidas através da unidade entrada de teclado (K) de modo ique a unidade de processamento central (CPU) possa efectuar o cálculo com precisão na altura da detecção da fuga.

O funcionamento do detector atrás referido é o seguiní te. A extremidade superior da sonda (2) da secção de detecção ! [ ! (1) é posta em contacto com o objecto a detectar, de modo que a i

¹ _Λ z vibração mecanica existente no alvo e transmitida para o elemen: to de montagem (11) do diafragma para desse modo fazer vibrar o | diafragma (21). A vibração do diafragma (21) propaga-se no es!

ίpaço no interior do suporte (16) do microfone, de modo a convertê-la num sinal eléctrico pelo microfone ultrassónico (16) dis'posto em frente do diafragma (21). 0 sinal eléctrico é apropriadamente amplificado pela placa de circuitos (20) e depois transmitido para a secção aritmética (50) através do cabo (51). Recebendo um sinal de entrada proporcional ao nível de vibração detectado e transmitido a partir da secção de detecção (1) para a ‘secção aritmética (50) através do cabo (51), a unidade central de processamento (CPU) executa o cálculo com base nas condições i

estabelecidas de modo a actuar a unidade do mostrador (D) e/ou o altifalante (S) com base no resultado do cálculo. O resultado do cálculo foi obtido por processamento fazendo referência aos dados pré-determinados registados na memória (M). Por conseguinte, dado que um nível de vibração verdadeiro é expresso com precisão tendo em consideração as diferenças de construção, dimen! sões, condição de utilização, etc. do objecto a detectar, sendo o resultado sempre apropriado às condições.

A fig. 3 representa outra forma de realização da estrutura segundo a presente invenção. Na fig. 3, as mesmas peças existentes também na fig. 1 têm o mesmo número de referência que nesta figura. As diferenças em relação à fig. 1 são: proporciona-se um sensor de temperatura (10) na extremidade superior da sonda (1); forma-se um furo (12) para a introdução de um fio condutor do sensor de temperatura (10) na extremidade superior

da sonda (1) e coloca-se um microinterruptor (31) no elemento de suporte (15). De acordo com a construção da fig. 3 é possí- ! vel avaliar se a fuga no retentor de vapor é apenas de água condensada ou de uma mistura de água condensada e vapor. De acordo com o detector de funcionamento do retentor de pressão segundo a presente invenção, podem detectar-se a temperatura e a vibração mecânica de um objecto a detectar. A detecção da temperatura o retentor de vapor traz as seguintes consequências. Geral mente os retentores de vapor são classificados, de acordo com o seu princípio de funcionamento, em retentores do tipo mecânico que utilizam a diferença entre os pesos específicos do vapor e da água condensada, do tipo termodinâmico que utilizam a diferença de características termodinâmicas entre o vapor e a água condensada, do tipo termostático que utiliza a diferença de tem peraturas entre o vapor e a água condensada e do tipo de ajustamento de temperatura no qual se drena a água condensada que tem uma temperatura inferior a um valor pré-determinado. Da variedade de retentores de vapor, nos do tipo mecânico, do tipo termodinâmico e do tipo termostático, a temperatura é inferior à temperatura do vapor saturado de vários graus (°C) ou dezenas de graus (°C) no caso de a água condensada ser drenada normalmente. Por conseguinte, no caso de o retentor de vapor ter a sua capacidade diminuída, no caso de a função de drenagem da água condensada pelo retentor de vapor se tornar anormal ou perfeitamente interrompida, ou outra situação análoga, a água condensada mantém-se a montante do retentor de vapor. Por conseguinte nesses casos, a temperatura do retentor de vapor torna-se mais baixa que no caso em que a água condensada está a ser drenada normalmente. Deste ponto de vista, nesta forma de realização, a temperatura do retentor como objecto a detectar é detectada pelo sensor de temperatura proporcionando na extremidade superior da sonda (2) nesta forma de realização para tornar possível detectar a condição de funcionamento, incluindo a deficiência da função de drenagem da água condensada mediante uma avaliação efectuada na secção aritmética (50) com base na temperatura detectada. Por outro lado, o microinterruptor (31) é usado de modo tal que, quando a extremidade superior da sonda (2) é posta em contacto suficiente com o objecto a detectar, de modo

_'| que ο elemento de suporte (11) do diafragma exceda uma distância | pré-determinada ou, por outras palavras, quando se tiver comple'i tado a preparação para a medição, o microinterruptor (31) é actuado para ligar a fonte de energia eléctrica para a secção de ’ detecção e a secção aritmética. 0 fio condutor proveniente do contacto do microinterruptor (31) está ligado à placa de circuitos (20), de modo o sistema da fonte de energia eléctrica, não representada, pode ser ligado e desligado.

De acordo com a construção da fig. 3, não só pode detectar-se o funcionamento dos retentores de vapor da mesma maneira descrita anteriormente para a construção da fig. 1, como também podem obter-se os dados da temperatura dos retentores de vapor na condição de funcionamento pelo sensor de temperatura ^! (10), de modo que pode fazer-se com maior precisão a avaliação da condição de funcionamento, incluindo a função da drenagem da água condensada. Será evidente que a secção aritmética (50) poj de ter uma função de comparar os dados de temperatura obtidos pelo sensor de temperatura (10) com um valor de referência para fins de avaliação, bem como para funções de serviço bem conhecidas, tais como uma função de afixação, uma função de alarme e ¹ similares.

Além disso, a deterioração da função de drenagem da

I i água condensada pode ser detectada com mais precisão introduzinI do, por meio da unidade de entrada por teclado, o valor da pressão usada e estabelecendo a temperatura de referência com base ij na temperatura do vapor saturado. Além disso, no caso de o objecto a detectar ser um retentor de vapor do tipo de ajustamento da temperatura, a deterioração da função de drenagem da água condensada pode ser detectada exactamente ajustando a temperatura de referência de modo a ser mais baixa que a temperatura ajustada preliminarmente da água condensada drenada, de modo que i pode drenar-se a água condensada na gama inferior à temperatura ajustada.

Como atrás se descreveu, se a temperatura de um objecto a detectar for medida pelo sensor de temperatura (10) proporI •I cionado na extremidade superior da sonda (2), pode conhecer-se a pressão de saturação do vapor interno. A relação entre essa

pressão e a amplitude de vibração está representada na fig. 4.

| Por conseguinte, a presença ou o valor de um escoamento do vaporj ou de um escoamento da água condensada pode ser conhecida pela vibração correspondente ao valor da pressão deduzido da temperatura detectada pelo sensor de temperatura. Também neste caso, i a memorização dos dados necessários e o cálculo baseado nos dados memorizados são efectuados automaticamente pela secção aritmética ( 50 ) .

A fig. 5 representa uma modificação da presente inven-J

I ção, aperfeiçoada na disposição do sensor de temperatura que é colocado na extremidade superior da sonda como se mostra na fig. 3. Como atrás se descreveu, a adição da função de detecção da

I temperatura à função de detecção da vibração traz de preferência' o aperfeiçoamento da precisão da detecção e o aumento do número de detecções. Porém, na maioria dos casos, a sonda é feita de um material condutor do calor, tal como o aço inoxidável ou similar. Por conseguinte, quando a temperatura do sensor de temperatura (10) for elevada por condução do calor a partir do objecto a detectar, a condução do calor verifica-se também através da sonda, de modo que a subida da temperatura no próprio sensor de temperatura torna-se instável. Deste ponto de vista o objectivo desta forma de realização a montagem de um isolador térmico tubular (43) de um material convenientemente escolhido numa ! concavidade (41) formada na extremidade superior da sonda, de ! modo que o sensor de temperatura (10) é colocado na parte supej rior do isolador térmico tubular. O sensor de temperatura (10) b está montado de modo a projectar-se ligeiramente a partir da extremidade superior da sonda (4). O condutor (10 1) do sensor de temperatura (10) é levado à placa de circuitos, não representada, através de um furo (44) do isolador térmico (43) e do furo (12) da sonda (4). O isolador térmico (43) tem de ter a caI

I racterística de transmitir suficientemente a vibração mecânica. De preferência, usa-se um tubo de cerâmica como isolador térmico (43) para realizar a acção de isolamento térmico ao mesmo

I j tempo que transmite a vibração tal como o faz um material metáι lico.

As fig. 6 e 7 representa modificações da presente in12

ijvenção, que aperfeiçoam a estrutura da extremidade superior da ί sonda. De acordo com a construção da sonda no detector de fun- I ; cionamento atrás referido, o nível de vibração detectado muitas ί ^!

Jvezes varia em função da condição do contacto com o objecto a deE : ι tectar. Embora a sonda seja concebida para estar a ser continua-! mente premida para a frente, a fim de evitar diferenças indivi\ duais devidas aos utilizadores, nem sempre pode obter-se a mesma ; condição de contacto devido ao facto de a superfície do objecto a detectar ser, na maioria dos casos, curva. Além disso, a con- ί t dição de contacto alterar-se muitas vezes pela diferença dos modos de actuar peculiares dos utilizadores. Por conseguinte verifica-se uma diferença na detecção da vibração entre o caso em que

H a sonda está em contacto plano com o objecto a detectar e o caso j; em que a sonda está em contacto pontual com o objecto a detectar.

I j

Tal diferença na detecção da vibração introduz um erro nos dados ^! fundamentais a calcular, resultando daí uma avaliação errada inI desejável. Na modificação da fig. 6, a fim de evitar um tal erI ί ro de avaliação indesejável, forma-se uma saliência (62) na ex' tremidade superior (61) de uma sonda (60) inserida longitudinalj mente através do furo do elemento de suporte (4) da sonda. Além ι disso, um sensor de temperatura (65) empurrado continuamente para a frente por uma mola (64) está fixado numa cavidade (63) fori mada na extremidade superior da sonda (60). De acordo com esta i !jconstrução, a sonda está continuamente em contacto pontual com um objecto (66) a detectar, de modo que pode fazer-se a medição da vibração substancialmente uniforme, independemente da forma exterior do objecto (66) a detectar e a maneira de actuar peculiar do utilizador. Neste caso, pode estabelecer-se um contacto jsuficiente para detectar a temperatura, visto que o sensor de temperatura (65) é impelido contra o objecto (66) a detectar pe;la mola (62), mas a transmissão da vibração é reduzida devido ao facto de ser absorvida pela mola (62).

A fig. 7 representa uma segunda forma na qual a extremidade superior da sonda está modificada. A construção da fig.

é semelhante à da fig. 6, excepto que se formou uma saliência (67) cortando a extremidade superior da forma de construção da fig. 6, de modo a ficar inclinada. A construção da fig. 7 pode ser facilmente realizada por maquinagem.

A fig. 8 mostra uma modificação segundo a presente invenção, que é aperfeiçoada na estrutura do diafragma para converter a vibração mecânica detectada pela sonda numa onda ultras| sónica. Todos os detectores da condição de funcionamento da sé-j rie descrita anteriormente nas formas de realização mencionadas têm um único ponto de ressonância visto ser usado um diafragma único. É geralmente sabido que a sensibilidade do diafragma é grande na vizinhança da sua frequência de ressonância (ponto de ressonância), mas muito pequena nos outros pontos. No caso em i que a condição de funcionamento dos retentores de vapor é detectada com base na amplitude da vibração, é necessário fixar um diafragma preliminarmente escolhido apropriadamente na hipótese da frequência de vibração que será gerada, ou preparar vários tipos de secções de detecção correspondentes às variações de frequência de vibração, visto que a vibração gerada devido ao escoamento do vapor ou ao escoamento da água condensada dos retentores de vapor pode ser especificada de acordo com as diferenças ! de construção, dimensões, etc. dos retentores de vapor. De acor| do com a construção da fig. 8, fixa-se um certo número de diafragmas (82) a (84) na parte traseira do elemento de suporte (11) da sonda, por meio de um parafuso (85) ao longo do eixo da sonda (2). Na fig. 8, as mesmas peças já existentes nas fig. 1 e 3 têm referências correspondentes. Um elemento elástico (32) feito de borracha sintética é interposto entre o elemento do suporte (4) da sonda e a tampa dianteira (6). o elemento elástico (33) do mesmo material é interposto no furo (9) e entre a sonda (2) e o elemento de suporte (4) da sonda. Analogamente, um elemento elástico (34) envolve o microfone ultrassónico (16). Além disso, proporcionam-se elementos elásticos (35) e (36) em dois lugares no exterior do elemento de montagem (11) do diafragma.

Os elementos elásticos respectivos (32) a (36) são usados para l absorver o ruído vibratório indesejável que é provocado pela vií bração gerada por outras peças que não o objecto a detectar e que é transmitida a um qualquer dos elementos de detecção da vibração, isto é, a sonda (2), o elemento de montagem (11) do diafragma, os diafragmas (81) a (84) e o microfone ultrassónico (16) .

Na construção da fig. 8, a distância entre o elemento l· de montagem (11) do diafragma e o microfone ultrassónica (16) ) foi escolhida com o valor de 9,19 mm. Nesta forma de realização,

[. usaram-se quatro diafragmas, cada um com uma espessura de 0,3 mm j e um diâmetro exterior de 15 mm, ligados ao elemento de montagem ! I < (11) dos diafragmas, com espaçadores cada um com uma espessura de 0,4 mm e um diâmetro exterior de 4,5 mm e interpostos entre diafragmas adjacentes. No caso em que a distância entre o elemento de montagem (11) dos diafragmas e o microfone ultrassóni- ί ί

co (16) foi escolhida com o valor de 9,19 mm, e apenas um diafragi- ma com uma espessura de 0,3 mm e um diâmetro exterior de 15 mm | ; fixado no elemento de montagem (11) do diafragma, a frequência ί de ressonância era de 43,5 KHz, como se mostra na fig. 9. Pelo contrário, no caso em que são usados quatro diafragmas (81) a (84) como atrás se descreveu, a frequência de ressonância pode í

¹ estender-se a uma gama de 40 KHz a 47 KHz, como se mostra na fig. 10. Por conseguinte, a vibração dos retentores de vapor dentro da gama das frequências de ressonância pode ser detectada com elevada sensibilidade por uma e a mesma secção de detecção. É claro que podem fazer-se modificações ou alterações no número e i nas dimensões dos diafragmas e que podem formar-se com esses moi |i dificações ou alterações várias secções de detecção com gamas diferentes de frequência de ressonância.

A fig. 11 representa uma outra forma de realização da presente invenção. Nas formas de realização atrás referidas, i exercia-se mais ou menos a influência da vibração transmitida [para o microfone ultrassónico (16) através do corpo da secção de i detecção (1). Portanto, proporcionavam-se elementos elásticos como se representa na fig. 8 em vários lugares. Nesta forma de realização, o microfone ultrassónico (16) e o diafragma (21) são ,i separados de modo a ficar em oposição um ao outro, com uma disl· í tancia pre-determinada entre si, sendo os dois elementos e o es! paço entre os mesmos envolvidos por um elemento elástico (34') e fixados na extremidade inferior do elemento de montagem (11) do diafragma. Segundo esta forma de realização, a vibração do corpo (5) e outras partes não é transmitida para o microfone ultrassónico (16) que finalmente detecta a vibração e converte a vibraí ; ção detectada num sinal eléctrico. Por conseguinte, pode fazer15

Na fig. 12, e a placa de cir--se a detecção da vibração com um erro menor. A saida do microfone ultrassónico (16) é ligada à placa de circuitos (20). Segundo esta forma de realização, a vibração detectada pela sonda (2) pode ser transmitida de maneira eficiente ao diafragma (21) e convertida num sinal eléctrico pelo microfone ultrassónico (16), i

de modo que pode fazer-se a medição exacta da vibraçao ou, por outras palavras, a avaliação exacta da condição de funcionamento dos retentores de vapor.

A fig. 12 representa ainda outra forma de realização da presente invenção, com aperfeiçoamentos na disposição do microfone ultrassónico (16) e do diafragma (21) e na sua ligação à placa de circuitos (20) na construção da fig. 11.

a distância entre o microfone ultrassónico (16 cuitos (20) está suficientemente aumentada para que os dois sejam ligados de maneira flexível através de um condutor eléctrico (92) tal como fio condutor flexível. Geralmente, a vibração aplicada ao corpo (1) a partir do exterior é transmitida à placa de circuitos (20) que contém um circuito amplificador de modo que a vibração é transmitida ao microfone ultrassónico (16) através do perno de ligação rígida do microfone ultrassónico, depois do que a vibração se sobrepõe à vibração transmitida através do espaço do diafragma (21) como passagem original, de modo que a vibração assim sobreposta é convertida num sinal eléctrico. Como consequência disso, pode surgir um erro na saida. Segundo esta forma de realização, a placa de circuitos (20) está fixada no corpo (5) por um elemento de suporte (93) feito de um material elástico, tal como borracha sintética ou material análogo para desse modo impedir a propagação da vibração proveniente do exterior e, além disso, a placa de circuitos (20) e o microfone ultrassónico (16) estão ligados electricamente através de um condutor flexível (92) para desse modo impedir a transmissão da vibração exterior para o microfone ultrassónico (16) com segurança. Consequentemente, a saida proporcional à vibração verdadeira transmitida a partir da sonda (2) é transmitida para a secção aritmética (50) para desse modo melhorar a precisão da detecção.

CAMPO INDUSTRIAL DE UTILIZAÇÃO

O detector do funcionamento de retentores de vapor se16 ' segundo a presente invenção refere-se a um detector de funcioj namento para detectar a condição de funcionamento dos retentol· ! res de vapor usados num sistema de vapor em dispositivos de vapor, tais como uma instalaçao de produção de energia eléctrica a vapor por, uma instalaçao quimica, um equipamento de fabrico ou similares. 0 detector da condição de funcionamento de retentores de vapor é usado para a detecçao de pontos de i rotura no caso de ocorrência de uma anormalidade, bem como ' na verificação e manutenção de retentores de vapor indispensável para a instalaçao e equipamento atrás mencionados. Em i

| particular, o detector segundo a presente invenção tem maior ; precisão na detecçao que o detector convencional. Por conseguin ,’í te, a deterioração funcional dos retentores de vapor pode i ser detectada numa fase precoce, de modo que podem impedir acidentes sérios, melhorar o rendimento de operação no conjunto í de um tal equipamento e evitar o desperdício de energia cara.

Claims (1)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Detector do funcionamento de retentores de vapor que compreende uma secção de detecção (1) e uma secção aritmética (50), caracterizado por a referida secção de detecção (1) incluir: uma sonda (2) disposta para ser posta em contacto comum objecto a detectar, com uma pressão predeterminada, dada por um componente elástico para detectar a vibraçao mecânica devida a uma corrente de vapor e uma corrente de água condensada no interior do referido objecto a detectar; meios de diafragma (21) para gerar uma vibraçao ultrassónica em resposta à referida vibraçao mecânica detectada pela referida sonda (2); um sensor de vibraçao (16) proporcionado em oposição aos referidos meios de diafragma (21) para converter a referida vibraçao ultrassónica num sinal eléctrico; uma placa de circuitos (20) que contem um circuito amplificador para amplificar um sinal de saida do referido sensor de vibraçao (16) de modo a transmitir a saída amplificada para o exterior; incluindo a referida secção aritmética (50): uma memória (M) para armazenar dados correspondentes a uma variedade de retentores de vapor, incluindo o referido objecto a detectar; uma unidade central de processamento (CPU) para efectuar a computação enquanto se faz a comparaçao entre o sinal de saida transmitido da referida secção de detecção (1) e dados predeterminados obtidos selectivamente dos dados referidos armazenados na referida memória (M); e unidades de saida (D,S) para visualizar o resultado da computação da referida unidade central de processamento (CPU) e/ou para gerar uma saída acústica de uma frequência audível.

   Detector de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a réerida memória (M) incluída na referida secção aritmética (50) ter nela armazenados dados correspondentes às distintas construções da referida variedade de retentores de vapor, de modo que se calcule um resultado corrigido de acordo com os distintos tipos de objectos a detectar.

   Detector de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a referida memória (M) incluída na referida unidade aritmética (50) ter nela armazenados dados correspondentes

   às varias pressões do vapor no interior dos retentores ^! d e vapor de modo que se calcule um resultado corrigido d e ac o r d o com a pressão de vapor usada no referido objecto.

   Detector de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se colocar um sensor de temperatura (10) numa extremidade superior da referida sonda (2) que se destina a ser referido objecto a detectar uma temperatura do referido a gerar uma saida eléctrica por se armazenacolocada em contacto com o de modo que seja detectada objecto a detectar de modo correspondente à temperatura detectada, e rem na referida memória (M) incluída na referida secção aritmética (50), preliminarmente, dados de temperatura, c.e modo que a avaliaçao de se o funcionamento do referido objecto a detectar é bom ou mau se faz com base na comparaçao entre uma saída do referido sensor de temperatura (10) e dados predeterminados obtidos selectivaments a oartir dos dados de temperatura armazenados na referida memória (M).

   Detector de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o referido sensor de temperatura (10) ser fixado numa concavidade (41) da referida sonda (2) por meio de um isolador térmico (43) para impedir a condução do calor, sem influência na transmissão da vibração através da sonda (2) .

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   Detector de acordo com as reivindicações 4 ou 5, caracterizado por se formar uma saliência (62,67) com a extremidade ponteaguda na extremidade superior da referida sonda (2) j e se formar uma concavidade (63) numa posição mais baixa do que a referida saliência com a ponta ponteaguda, de ; modo que o referido sensor de temperatura (65) seja mantido apertado no sentido da referida saliência com a extremidade ? ponteaguda por um material elástico (64) proporcionado na referida concavidade.

   7. Detector de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por os referidos meios de diafragma para gerar a vibraçao ultrassónica devida a vibraçao mecânica transmitida a partir da referida sonda (2) incluírem uma pluralidade de diafragmas (81 a 84) que estão fixados a intervalos predeterminados numa direcçao axial da referida sonda.

   8. Detector de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o referido diafragma (21,81 a 84) e o microfone ultrassónico (16) serem envolvidos por um componente elástico oco (34') e uma extremidade do referido componente elástico oco (34*) estar fixada num componente (11) cfe montagem do diafragma, de modo que a referida vibraçao mecânica seja transmitida da referida sonda (2) para o referido microfone ultrassónico (16) sem influência do ruido vibratório exterior.

   9. Detector de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a referida placa de circuitos (20) ser fixada num corpo (5) por meio de um componente elástico (93) e serem ligados de maneira flexível terminais do referido microfone ultrassónico (16) a terminais da referida placa de circuitos (20), através de fios condutores macios (92) , de modo que a referida vibraçao mecânica

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   seja transmitida da referida sonda (2) para o referido microfone ultrassónico (16) sem influência do ruído vibratório exterior.

   A requerente

   pedidos desta patente foram 14 de Setembro de 1987, sob Janeiro e 1988, sob os N^ss . 12 de Janeiro de 1988, sob de Janeiro de 1988, sob o N^£ e Sho 63-3335. Lisboa, 10 de i 1 ; Ί» i * . ...

   declara que os primeiros apresentados no Japao em o N⁹ . Sho 62-230821 , 14 de Sho 63-6648 e Sho 63-6649, ¹ o N⁹. Sho 63-2758 e em 13 s. Sho 63-3333, Sho 63-3334 i