PT892901E - Elemento de seguranca para uma conduta - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "ELEMENTO DE SEGURANÇA PARA UMA CONDUTA" A invenção refere-se a um elemento com funções de segurança para influenciar ou controlar fluidos numa linha, em particular uma linha segura de paredes duplas, paredes que estão separadas uma da outra numa certa distância por um espaço vazio, sendo o elemento provido de um invólucro formado por paredes e sendo o invólucro rodeado por todos os lados por uma segunda parede, que está separada numa certa distância da primeira parede por um espaço vazio e sendo o espaço vazio vedado de maneira a ser estanque a gases durante o funcionamento. Um elemento com funções de segurança com este conceito genérico é descrito no documento US-A-5228472.

Nos sistemas de condutas são, em muitos casos, transportados líquidos e gases facilmente inflamáveis e explosivos e produtos que contaminam a água e são prejudiciais à saúde e ao ambiente. Em virtude de uma libertação não controlada do elemento transportado poder resultar em danos e riscos significativos, para efeitos de prevenção é conhecida a utilização de linhas de distribuição seguras de paredes duplas, paredes que estão separadas uma da outra por meio de um espaço vazio. Estas linhas seguras são descritas no documento US-PS 5.228.472, nas quais válvulas de interrupção são já instaladas na linha de distribuição. Desta forma, não só existe protecção contra uma fuga do meio transportado directamente melhorada, como é também possível ligar o espaço vazio a um aparelho de medida para controlar o seu conteúdo, por exemplo um -1-

dispositivo para detecção de determinados gases ou um manómetro. Portanto, a detecção de uma fuga e a subsequente interrupção do transporte através da linha de distribuição é efectuada logo que o produto transportado entra no espaço vazio, de maneira que o risco de derramamento de liquido que afecte o ambiente fica completamente descartado.

Em regra, as linhas de distribuição são providas de uma série de elementos funcionais. São exemplos válvulas de contrapressão ou válvulas de corte, válvulas de corrediça, bombas ou medidores de caudal, que são ligados, respectivamente, por meio de flanges às linhas de distribuição, que podem ser construídas de material rígido ou flexível. Na zona dos elementos funcionais, não se conhecem medidas adequadas para se obter protecção contra as fugas do produto. Por outro lado, isto tem como consequência que operacionalmente os elementos funcionais representam uma considerável fonte de perigos com fugas ocorrendo com uma frequência acima da média comparada com a da linha de distribuição. Por outro lado, durante a construção de uma linha, significa gastos bastante mais elevados, em virtude de ter que ser garantido acesso permanente aos elementos funcionais, também regulamentarmente, mesmo se a linha for subterrânea. Portanto, no estado da arte, o elemento funcional é montado, tanto num eixo, como num lacete acima do solo, de maneira que resultam significativos custos como consequência desvantajosa. Além disso, para os próprios elementos funcionais, as flanges, às quais são ligados, por exemplo por meio de pernos roscados, para se ajustarem firmemente à linha de distribuição adjacente, representam outras zonas, nas quais mais frequentemente ocorrem fugas.

Contra esta situação, constitui um objecto da invenção desenvolver um elemento com funções de segurança, que ofereça fácil protecção controlada e melhorada contra fugas do meio transportado e que além disso não exija acesso directo. -2- j-* L· ^

De acordo com a invenção, este objectivo é conseguido através dos aspectos caracterizantes da primeira reivindicação. O elemento com funções de segurança proposto é introduzido num invólucro, que tem duas paredes, de preferência feitas de aço em que todos os lados estão separados uns dos outros por um espaço vazio. 0 espaço vazio é fechado de maneira a ser estanque aos gases, ou pode ser ou estar permanentemente ligado a um aparelho de medida para controlar o seu conteúdo. É, portanto, possivel detectar fugas do meio distribuído no espaço vazio e tomar medidas em particular para desligar a linha antes que ocorra fuga entre o espaço vazio e o ambiente. Para também estar em condições de detectar uma fuga pendente na zona da flange, a sua superfície de vedação é provida de um sulco circunferencial à linha de distribuição, o qual é, por exemplo, feito por fresagem. A profundidade do sulco deve ser escolhida de maneira que a junta da flange penetre, pelo menos parcialmente, no seu interior, de maneira que através de todo o seu comprimento seja mantido um canal contínuo. Por meio de um ou mais orifícios, ou aberturas produzidas de outra forma, a base do sulco é ligada ao espaço vazio do invólucro. Se o meio distribuído na linha penetra na superfície vedada, ou seja, se houver o risco iminente de fuga, atinge o espaço vazio através do sulco e dos orifícios e pode aí ser detectado através de um aparelho de medida. Neste caso, podem também ser tomadas medidas de segurança. A vantagem do elemento funcional de acordo com a invenção consiste numa protecção significativamente melhorada contra fugas do meio transportado. Ainda que o seu uso também seja apropriado para linhas de distribuição convencionais de uma só parede, a instalação numa linha segura de parede dupla é preferida. Devido ao efeito da protecção melhorada, já não é necessário acesso directo ao elemento, uma vez que as medidas de segurança podem ser tomadas com antecedência em fugas -3-

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existentes e haver neste caso tempo suficiente para reparações. Independentemente do tipo de controlo, a solução proposta leva à detecção das fugas, mesmo as mais pequenas. Em particular, isto cria consideráveis vantagens de custos, em virtude de não haver necessidade de criar lacetes exteriores ou eixos de acesso. Além disso, as camadas exteriores envolventes ou isolantes não comprometem o controlo dos elementos funcionais. 0 elemento funcional de acordo com a invenção recomenda-se por si próprio, particularmente no caso de dispositivos de interrupção, ou seja, válvulas de corrediça ou válvulas que comparativamente têm com frequência de ser instaladas em regiões inacessíveis. Além disso, a forma de realização de acordo com a invenção é também vantajosa no caso de uma válvula de contrapressão que, da mesma forma, é frequentemente montada de forma inacessível. Por outro lado, muitos outros elementos funcionais, por exemplo protecções contra a sujidade, bombas ou medidores de caudal, em contraste, são geralmente colocados de maneira a serem facilmente acessíveis, por exemplo numa estação de bombagem, de maneira que a monitorização directa é possível.

Os elementos funcionais têm frequentemente uma parte activa que se relaciona com o meio fluido, por exemplo o disco de uma válvula de interrupção. Em regra, um acoplador mecânico serve para accionamento que actua através de uma passagem directa no invólucro. Por exemplo, um disco da válvula é accionado por meio de um fuso acoplador, de maneira que é ajustável através de um volante ou de um motor que está ligado ao invólucro. Para evitar que o meio se escape ao longo da passagem directa, num desenvolvimento da invenção propõe-se ligar a parte activa ao invólucro para ajuste firme através de um fole, no interior do qual o acoplador actua longitudinalmente. Por esta forma, o meio fluido é separado da passagem directa, enquanto o fole não prejudica o movimento da parte activa devido à sua capacidade de deformação. Uma considerável melhoria na protecção contra as fugas do meio é a vantajosa consequência. -4-

Com o uso de um fole, torna-se prático, se o volume entre ele e o invólucro puder ser ligado a um aparelho de medida, verificar o seu conteúdo, de modo que uma avaria do fole pode também ser detectada. A protecção contra fugas do meio pode ser mais aperfeiçoada se o acoplador da passagem directa é obtido por meio de uma ou mais buchas, chamadas buchas de segurança, que se apoiam contra o acoplador de maneira a efectuar uma vedação firme. Em particular no caso de várias buchas, pode obter-se uma boa vedação por essa forma sem utilizar um fole.

Para encher o espaço vazio entre as paredes do invólucro, ele próprio utiliza um gás comprimido, por exemplo ar comprimido ou um vácuo. Como consequência, uma fuga pode ser detectada simplesmente pela alteração da pressão geral, de maneira que um simples manómetro é suficiente como equipamento de medida. Basicamente, é vantajoso estar em condições de detectar uma fuga na parede interior face ao meio distribuído, bem como na parede exterior que está virada para o ambiente, em virtude de em ambos os casos existir um mais elevado risco de uma fuga do meio distribuído. Esta exigência é preenchida quando ar comprimido ou vácuo é introduzido, em virtude de em ambos os casos a pressão se alterar. Contudo, a monitorização do espaço vazio com o vácuo não é permitida no caso de combustíveis, substâncias explosivas e todas as que põem em perigo a água. Portanto, o enchimento do espaço vazio com Um gás protector, por exemplo azoto, é concebível. Se um gás protector é localizado no espaço vazio, é vantajoso haver um dispositivo que detecte especificamente o meio distribuído na linha para ser possível detectar mesmo as fugas mais pequenas.

Se o elemento funcional de acordo com a invenção é montado por meio de flanges numa linha segura de parede dupla, os espaços vazios da linha segura e do invólucro são com vantagem -5- r-\l L·, t ligados um ao outro. Por isso, o sulco é ligado ao espaço vazio da linha segura através de uma abertura na parte da flange da referida linha segura. É montada uma junta na flange com uma ou mais aberturas paralelas ao eixo da linha ou constituída por duas partes concêntricas, de maneira que a ligação entre o sulco e a abertura não seja interrompida na parte da flange existente no tubo.

Uma ligação contínua dos espaços vazios das partes da conduta através de um elemento funcional localizado entre elas tem a vantagem de significativas secções da tubagem poderem ser monitorizadas com um único equipamento de medida. Se uma fuga é detectada, há um problema de identificação do local da avaria. Portanto, num novo desenvolvimento, é proposto que o orifício entre a flange e o espaço vazio possa ser fechado por meio de um dispositivo de fecho, por exemplo um parafuso. Portanto, é basicamente irrelevante se o orifício entre o espaço vazio da linha segura e a flange deva constituir preocupação ou os do invólucro ou da flange. Em ambos os casos, a linha pode ser dividida por secções encerrando o dispositivo de fecho, de maneira que a pesquisa da fuga se torna significativamente mais fácil.

Apropriadamente, a área de corte transversal do invólucro do elemento funcional de segurança corresponde à secção transversal exterior da linha no qual é usado, isto é, as formas das paredes exteriores da linha e do invólucro correspondem uma à outra. Desta forma, são evitados problemas de espaço durante a instalação do elemento funcional de segurança, em virtude de não haver aumento da secção transversal relativamente à da linha. São no entanto concebíveis pequenas variações no diâmetro, em particular uma ligeira expansão para facilitar uma secção transversal de abertura suficiente do elemento funcional para evitar excessivas resistências à circulação. As áreas das secções -6- Γ

Ul t transversais da linha e do invólucro, que correspondem uma à outra, apresentam elas próprias, por exemplo, uma válvula de contrapressão, em particular no caso dos elementos funcionais de segurança que não necessitam de activação a partir do exterior.

Outros pormenores, aspectos e vantagens da invenção podem ser obtidos da parte descritiva seguinte, na qual, com a ajuda dos desenhos, é descrita uma forma de realização corrente da invenção em mais pormenor. Os desenhos mostram em representação esquemática:

Figura 1 - corte transversal de uma válvula de interrupção de acordo com a invenção;

Figura 2 - corte transversal de uma válvula de retenção de acordo com a invenção. A válvula da figura 1 pode ser ligada por meio de duas flanges 1 a condutas de uma linha, cujo percurso continua assim ao longo de um canal 2, cuja secção transversal pode ser fechada ou alterada com o disco 3 da válvula. Este disco 3 é accionado por um fuso 4, que sai do invólucro da válvula e se move por meio de um volante, que está ligado à sua extremidade.

Para aumentar a segurança contra fugas do meio distribuido no canal 2, a válvula é rodeada por duas paredes 5, 6, que constituem um espaço vazio 7. Além disso, o espaço vazio 7 é provido de uma 'ligação 8, por meio da qual o instrumento de medida, por exemplo um manómetro, pode ser ligado para verificar o seu conteúdo. Se a parede interior 5 da válvula é danificada, o meio que circula no canal 2 não escapa para o ambiente, mas para o espaço vazio 7. A alteração da pressão significa que pode ser detectada pelo instrumento de medida ajustado à ligação 8, de maneira que podem ser tomadas medidas de segurança e a válvula substituida antes que ocorra uma fuga -7- através da parede exterior 6. Se o espaço vazio 7 é cheio com um meio diferente do ar ou com uma pressão diferente da pressão exterior, podem também ser detectadas, por meio de instrumentos de medida, fugas na parede exterior 6. A montagem dos elementos que actuam mecanicamente, caso do fuso 4 através do invólucro da válvula, exige protecção especial. A montagem é efectuada por meio de um certo número de buchas 9, chamadas buchas de segurança, que assentam no fuso 4 de maneira a ajustá-lo firmemente. A extremidade inferior do fuso 4 é envolvida por um fole deformável 10, que está ligado ao disco 3 e à parede interior 5 de maneira a ajustar-se firmemente. Desta maneira, o volume 11 de um novo espaço vazio é criado entre o fole 10 e a parede interior 5, tendo como consequência que o meio localizado no canal 2 não atinge a passagem directa do fuso 4. 0 volume 11 pode ser também controlado por meio de um orifício 12 através de um aparelho de medida para se poder detectar qualquer falha das buchas 9 ou do fole 10.

Para garantir também o controlo das flanges 1, estas são providas no seu interior de orifícios 13, que ligam o sulco 15, que se prolonga circunferencialmente à volta da sua superfície de vedação, ao espaço vazio 7. No caso de uma vedação insuficiente, o meio que se escapa atinge o sulco 15 e através dos orifícios 13 é dirigido para o espaço vazio 7, onde pode ser detectado pelo aparelho de medida através da ligação 8. É decisivo que o sulco 15 seja colocado mais ou menos no centro da superfície de vedação 14, de maneira que a fuga seja detectada antes da vedação ter sido penetrada totalmente e antes da fuga para o ambiente se ter dado. Desta forma, também se confere uma boa protecção contra fugas na zona da flange 1. A figura 2 mostra uma válvula de retenção de acordo com a invenção, em que os nomes dos componentes semelhantes -8- correspondem aos da figura 1. O disco 3 da válvula é fixado a uma mola de pressão 16, que está apoiada na parede interior 5 do invólucro. Se o liquido circular de cima para baixo através da válvula de retenção, esta fica numa posição de abertura, enquanto a mola de pressão 16, na posição inversa da circulação, pressiona o disco 3 contra a sua sede 17 e assim fecha a válvula. O controlo do espaço vazio 7 é feito, no caso desta forma de realização da invenção, por exemplo, através da ligação 8, que está localizada num componente, que é montado por meio de uma flange na flange 1 e é ligado ao espaço vazio 7 através dos orifícios 13. O sulco 15, traçado circunferencialmente à volta da superfície de vedação 14, está feito na sua junta de vedação 18.

Como resultado, obtém-se um elemento funcional de segurança de fácil monitorização, que melhora consideravelmente a protecção contra qualquer fuga dos meios e simplifica substancialmente o estabelecimento da referida linha de distribuição, em virtude das exigências relativas à acessibilidade aos elementos de segurança serem reduzidas. As melhorias na segurança em todos os sectores industriais, em particular na indústria química, atingiram com a invenção uma situação que leva os perigos contra o ambiente a serem evitados com uma certeza fiável.

Lisboa, 5 de Abril de 2000.

O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDIISTRIAL

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Claims (3)

1. REIVINDICAÇÕES Elemento com funções de segurança para influenciar ou controlar meios fluidos numa linha de distribuição, em particular uma linha de distribuição segura de paredes duplas, paredes que estão separadas numa certa distância uma da outra por meio de um espaço vazio, sendo o elemento provido de um invólucro formado por paredes (5) , sendo o invólucro rodeado por todos os lados por uma segunda parede (6), a qual está separada numa certa distância da primeira parede (5) por um espaço vazio (7) e sendo o espaço vazio (7) vedado de maneira a ser estanque aos gases quando em funcionamento, em que - o referido invólucro tem flanges (1), pelas quais pode ser ligado à linha de distribuição de uma maneira à prova de fugas, - o referido espaço vazio é provido de uma ligação (8), através da qual pode ser ligado um equipamento de medida para verificar o seu conteúdo, - o espaço vazio (7) é ligado através de um ou mais orificios (13) a um sulco (15), que é feito na superfície da vedação (14) da flange (1) ou na sua junta (18) e que, durante o funcionamento, envolve a linha de distribuição. Elemento de acordo com a reivindicação 1, em que o referido elemento funcional é um dispositivo de corte. Elemento de acordo com a reivindicação 1, em que o referido elemento funcional é uma válvula de retenção. ρ -ΐ

   4. Elemento de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que o referido elemento funcional tem umá parte activa, que actua sobre o meio fluido, que pode ser accionada por um acoplador mecânico, que actua através de uma passagem directa no invólucro e a parte activa é ligada ao invólucro por meio de um fole (10), que separa o meio fluido da passagem directa.

   5. Elemento de acordo com a reivindicação 4, em que o volume (11) situado entre o fole (10) e o invólucro pode ser ligado a um equipamento de medida para verificar o seu conteúdo.

   6. Elemento de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que o referido elemento funcional tem uma parte activa, que actua sobre o meio fluido e que pode ser accionada através de um acoplador mecânico, que actua através de uma passagem directa no invólucro e a passagem directa tem uma ou mais buchas (9), que assentam no acoplador de maneira a criar uma vedação firme.

   7. Elemento de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que o referido espaço vazio contém vácuo, gás comprimido ou um gás.

   8. Elemento de acordo com a reivindicação 5, em que o volume (11) existente entre o fole (10) e o invólucro contém um volume, gás comprimido ou um gás.
2. -2- 10. Elemento de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que o referido sulco (15) está ligado ao espaço vazio de uma linha segura de parede dupla através de uma abertura na sua flange. Elemento de acordo com a reivindicação 9, em que o referido orifício (13) entre a flange (1) e o espaço vazio (7) pode ser fechado por meio de um dispositivo de interrupção. 11. Elemento de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que a área da secção transversal do invólucro corresponde à da secção transversal da linha exterior. Lisboa, 5 de Abril de 2000. O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE IvnnsTRIAL
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