PT98233B - Dispositivo obturador de seguranca para tubagens de gas - Google Patents

Dispositivo obturador de seguranca para tubagens de gas Download PDF

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Description

A invenção refere-se a um dispositivo obturador de segurança para tubagens de gás com uma válvula ajustável por compressão contra a sede fixa da valvula num involucro normalmente tubular.
já se tornaram conhecidos dispositivos utilizados em canalizações de água, colocados entre uma torneira de saída e um consumidor ligado através de uma mangueira e que deve assegurar que em caso de ruptura da mangueira ligada, a água nao transborde para o exterior. As valvulas de segurança des_ te tipo, utilizadas em canalizações de água, tomam em consideração o facto que a ruptura de uma mangueira dá origem a uma rápida diminuição da pressão e, ao mesmo tempo, a uma saída de água maior que a habitual. Assim, quando acontece uma diminuição repentina de pressão, é assegurada a saída de apenas uma determinada quantidade máxima de líquido, e a seguir a válvula de segurança fecha. Através de dispositivos deste tipo é possível dar segurança, por exemplo, a electrodomésticos, como por exemplo máquinas de lavar roupa, máquinas de lavar loiça ou semelhantes, que habitualmente são ligadas apenas através de mangueiras flexíveis.
No que se refere a tubagens de gás, é frequente haver danificações não intencionais do sistema de canalização de gás, provocadas por trabalhos efectuados no arranjo de e_s tradas ou também aquando da construção de um prédio. Nestes casos existe o perigo de saída involuntária de gás e, por conseguinte, o perigo de explosão. Aos sistemas de canalização de gás são ligados também consumidores, como por exemplo instalações de aquecimento, que até alcançarem a temperatura nominal devem receber da rede o gás para os queimadores. Uma fiscalização de canalizações de gás deste tipo através de um contador de gás não alcança o objectivo porque, dependendo da temperatura exterior, as instalações de aquecimento necessitam uma maior quantidade de gás durante um período de tempo mais prolongado quando a temperatura exterior é mais baixa do que quando a temperatura exterior é mais elevada.
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Ho entanto, também a ruptura ou a destruição do sistema de canalização conduzem a uma diminuição da pressão do lado do consumidor.
objectivo da invenção e criar um dispositivo obturador de segurança para tubagens de gás do tipo acima meneio nado que proporciona a possibilidade de identificar danifica ções no sistema da canalização sem dar origem a um fecho pre maturo do gás no caso de algum consumidor necessitar durante um período de tempo mais prolongado uma quantidade de gás correspondente ã sua potência. 0 dispositivo obturador de segurança, segundo a invenção, é apropriado sobretudo para a segurança de prédios plurifamiliares, em que um número maior de consumidores e em alturas várias consome gás da rede de canalização. Para alcançar o objectivo acima indicado, o dis positivo obturador de segurança da invenção consiste essencialmente nos factos de a válvula ser colocada como válvula de cabeça móvel axialmente em relação ao envolucro tubular e em sentido contrário ao da força de tensão de uma mola, de a superfície transversal da cabeça da válvula ter dimensões in feriores à da secção livre do envolucro e ser mantida distan. ciada da parede interior do envolucro tubular, e de a ligação ã tubagem alimentadora de gás ser projectada do lado da cabeça da válvula que se encontra no oposto ã mola. 0 facto de ser projectada uma válvula com cabeça móvel no sentido contrário ao da força de tensão de uma mola, e tendo em consideração o correspondente ponto de ajuste de tensão da mola ou força de tensão da mola, dá origem a uma determinada pres são diferencial, característica para danificações do sistema adjacente da canalização. Logo que a pressão do sistema da canalização que se encontra a seguir, descer por um curto período de tempo, ultrapassando.um valor limite, o dispositivo obturador de segurança, segundo a invenção, procede à obturação, e como o dispositivo obturador de segurança prevê apenas peças mecânicas, um dispositivo obturador de segurança deste tipo continua operacional mesmo aquando da ocor-263.638
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rência de catástrofes naturais, como por exemplo tremores de terra.. Sistemas alternativos que necessitam válvulas comandadas a distância, accionadas, por exemplo, através de si nais emitidos por um deteetor de gás, dependem de um sistema de ligações eléctricas operacional e tornam-se, èmf regra, inúteis o mais tardar quando ao mesmo tempo forem destruídas as linhas eléctricas ou o abastecimento eléctrico entrar em colapso. Em comparação, o tipo de construção, segundo a invenção, distingue-se pelo facto de continuar operacional au tonomamemte também em caso de catástrofes. 0 dispositivo ob turador de segurança, segundo a invenção, pode ser projectado directamente na área da ligação da canalização de um prédio à rede principal e/ou em pontos de ramificação da rede principal em todos os canais, de modo a que uma eventual pei da de gás fique limitada a um mínimo.
funcionamento seguro de uma válvula de segurança deste tipo, respondendo apenas â diferença de pressão dentro do sistema de tubagens antes e depois da'válvula, requer que seja respeitada uma distância mínima da cabeça da válvula ao envélucro,, o qual define a secção de passagem livre do gás. As peças de construção seguintes devem ser colocadas de tal forma que por detrás da sede fixa na área da válvula de segurança não haja um estrangulamento digno de menção a fim de garantir uma resposta rápida a uma baixa de pressão inadmissível. 0 facto de a construção ser feita de tal forma que a válvula de cabeça proceda â obturação em sentido eontrário ao da força de tensão de uma mola e que a tubagem alimentadora de gás seja projectada do lado da cabeça da válvula que se encontra no lado oposto ao da mola, é possível restabelecer a posição de funcionamento da cabeça da válvula, a seguir a uma baixa de pressão e obturação pela válvula, através da introdução de uma contrapressão na rede dos consumidores, de modo que para o restabelecimento do funcionamento não sejam necessárias outras medidas adicionais de bloqueamento na rede de canalização do gás. Assim, a válvula pode
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Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 ser colocada também em locais de acesso relativamente difícil e, por exemplo, directamente no ponto de ligação de um prédio à rede principal. Em consequência da sua capacidade de resposta a uma correspondente pressão diferencial em redes de canalizações, a montagem do dispositivo obturador de segurança, segundo a invenção, pode realizar-se com pressão de admissão regulada ou não regulada.
Segundo uma realização preferencial do dispositivo obturador de segurança, segundo a invenção, a construção é feita de tal forma que a baste da válvula seja colocada em guias de deslize e axialmente deslocável. Guias de deslize deste tipo podem ser construídas de forma a não precisar de manutenção, de modo que o dispositivo obturador de segurança possa permanecer durante largos períodos de tempo sem ma nutenção em locais inacessíveis. A mola tem, simplesmente,a forma de uma mola helicoidal e é colocada concentricamente em relação ã baste da válvula, sendo vantajoso a haste da válvula, junto á sede fixa, apresentar um colar de mola, nomeadamente um ressalto, e a extremidade livre da mola helicoidal, a que se encontra no lado oposto ao do colar da mola ser apoiada numa guia de deslize da haste da válvula. Desta forma fica garantido um trajecto axial seguro da haste da válvula e, por conseguinte, uma definição exacta da secção transversal de passagem livre na periferia da cabeça da válvula aquando da posição aberta da válvula.
A fim de não prejudicar de forma nenhuma a sensibilidade de resposta, teve-se o cuidado de assegurar a impossibilidade de haver um outro estrangulamento no interior do dispositivo obturador de segurança a seguir à sede fixa da válvula, resultando daí a fixação da guia ou das guias de deslize em discos perfurados ou em tirantes radiais com ligação ao envélucro. As considerações são idênticas em relação á sede fixa da válvula, havendo vantagem numa construção feita de tal forma que a sede fixa da válvula corresponda a um disco anular com superfícies de apoio essencialmen35 —465.658 Refs 50.974
te cónicas e que o disco anular seja ligado a uma guia de deslize central da haste da válvula, deixando livre uma se£ ção transversal para a passagem do gás.
A-fim de garantir uma justaposição estanque segura da cabeça da válvula na sua sede, dá-se a preferencia a uma construção em que a sede fixa da válvula e/ou a sede móvel da cabeça da válvula que actua em conjunto com a sede fixa apresente geratrizes curvas.
A fim de poder adaptar sempre exactamente a pressão diferencial admissível, tendo em considerarão o modo, a natureza e o número dos consumidores, tem vantagem uma realização, em que a força de tensão da mola e/ou o trajecto de obturação da mola sejam ajustáveis.
Segundo uma forma preferencial de execução, a construção é feita de tal modo que a mola responsável para a a£ tuação da cabeça da válvula tenha uma linha característica de molas progressiva. Através da mola que tem uma linha característica progressiva, a sensibilidade de resposta pode ser escolhida de tal forma que ao ultrapassar uma diferença de pressão, indício de uma danificação, seja dado origem, através de um primeiro trajectò da mola, a um movimento de obturação relativamente rápido, o que tem por consequência a diminuição da secção transversal de passagem na área da cabeça da válvula e um aumento ainda mais rápido da diferen ça de pressão, de modo que o dispositivo obturador de segurança, segundo a invenção, executa um movimento de obturação seguro.
A fim de manter as turbulências do fluxo do gás o mais baixo possível na área do dispositivo obturador de segurança e sobretudo na área da cabeça da válvula, a constru ção tem a vantagem de apresentar na superfície frontal da cabeça da válvula, do lado oposto ao da mola, superfícies condutoras curvadas, nomeadamente superfícies condutoras com curvatura convexa. Através de superfícies condutoras deste tipo, por exemplo em forma de uma cúpula igual à da frente
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-5.JULW de um avião, é possível manter um fluxo altamente laminar também na área da cabeça da válvula, e são largamente elimi nados os efeitos de remoinhos provocados por turbulências, que por um lado podem dar origem a uma posição instável da cabeça da válvula e, por outro,influenciar a diferença de pressão que activa o dispositivo obturador de segurança.
Além da forma vantajosa para o fluxo que a cabeça da válvula apresenta na superfície frontal do lado oposto ao daimola, também o facto de a área da baste da válvula, adjacente ãsede fixa da válvula, começar imediatamente junto das superfícies de apoio da sede movei da cabeça da válvula, dimi nuindo continuamente em relação^ g.Qjdiãmètro da haste da vál vula, contribui para mais um melhoramento das propriedades / de fluxo, sobretudo no que se refere a evitar turbulências na área da cabeça da válvula.
A fim da garantir o funcionamento seguro de contad_o res de gás e baseado no facto de uma estanqueidade absoluta ser quase impossível, os respectivos regulamentos preveem a tolerância de uma determinada quantidade de gàs de ffuga nos consumidores que se situa, por exemplo, em aproximadamente 30 1/h. como acima explicado, depois do dispositivo obturador de segurança, segundo a invenção, ter sido activa do, por uma danificação de um tubo ou uma saída de gás em quantidades acima do normal junto de um consumidor defeituo so, a válvula de cabeça abre, depois da reparação do respec tivo tubo, porque do lado do consumidor é provocada uma pres são que ultrapassa a pressão na rede da canalização,o que tem por resultado o desprendimento da cabeça da válvula da sede fixa e a abertura da secção de passagem e, por conseguinte, da canalização. Uma abertura deste tipo, provocada por uma pressão do lado do consumidor, implica geralmente um respectivo teste nos operadores da rede de gás e é, por conseguinte, na maioria das vezes muito demoraao.Para o caso de a válvula de abertura ter sido aetivada por engano, o que provocaria o fecho dispositivo obturador de segurança
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e a separação do consumidor da rede, e tendo em consideração as quantidades de gás de fuga autorizadas,há vantagem em que a cabeça da válvula apresente uma perfuração para o gás de fuga e/ou a sede móvel seja ajustável ã sede fixa sem estanqueidade, e a quantidade de gás de fuga seja inferior a 30 1/h.Reste caso, depois da obturação da rede do consumidor, e passado pouco tempo, a perfuração para o gás de fuga ou o apoio não estanque da cabeça da válvula na sede fixa provoea uma determinada pressão do lado do consumidor,de modo que a pressão na área da cabeça da válvula será compensada, e a válvula de cabeça será aberta outra vez através da força de tensão da mola. A quantidade de gás de fuga prevista nos res. pectivos regulamentos de segurança está muito abaixo“de uma quantidade de gás que em caso de danificação de um tubo ou de um consumidor sairia de facto, de modo que uma abertura automática do dispositivo obturador de segurança, segundo a invenção, pressupõe sempre a estanqueidade da rede do consumidor, isto baseado na quantidade de gás de fuga a sair.
A fim de garantir uma característica de resposta pre. cisa e um fecho seguro do dispositivo obturador de segurança também quando a diferença de pressão é relativamente pequena e nomeadamente no caso de haver a seguir grande número de consumidores, uma série de condições secundárias parecem ter um significado essencial. Em redes de canalizações que abragem um grande número de secções antigas, o gás de combustão distribuído através da canalização pode levar consigo uma série de corpos sólidos, nomeadamente ferrugem. Tais sólidos são detectados normalmente através da obstrução antecipada dos bicos dos queimadores. Ro entanto, uma acumulação de tais corpos sólidos na área da fixação da haste da válvula pode conduzir a uma fricção mais elevada nas guais de deslize ou até ã imobilização da haste da válvula, o que deixava de garantir o funcionamento do dispositivo obturador de segurança. A fim de evitar esta acumulação de corpos sólidos na área da fixação da haste da válvula, há vantagem
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em que a haste da válvula apresente na sua direcção longitudinal nervuras ou, resp., ranhuras. Gomo alternativa, a guia de deslize pode ser melhorada tamhém no sentido de a guia, ou as guias, de deslize da haste da válvula ser(em) constituída(s) por, de preferencia, três, tirantes radiais que se estendem na direcção axial da haste da válvula. Em ambos os casos, a superfície de deslize é reduzida, e junto das super fieies fica espaço para a acumulação de impurezas.
A configuração da válvula e a construção da sede fixa da válvula, assim como a dimensão mínima da haste da válvula e da sua guia de deslize provocam naturalmente um efeito de estrangulamento na direcção do fluxo, o que, por si sé,, provoca uma diminuição da pressão logo a seguir á sede fixa da válvula. A fim de minimizar os efeitos de uma diminuição de pressão deste tipo no que se refere à segurança de resposta do dispositivo obturador de segurança, a construção é feita de modo que a superfície transversal da área adjacente à cabeça da válvula aumente, de preferência continuamente, em sentido contrário ao da ligação à tubagem alimentadora de gás, em que as geratrizes da área eonicamente alargada formam com o eixo um ângulo de 3Ô a 10^,de preferência 5-- Deste modo, a pressão por detrás da zona de estrangulamento, definida pela sede fixa da válvula, volta pra ticamente ao seu nível inicial, e a perda de pressão originada pelo estrangulamento é mantida particularmente baixa. Por tudo isto, e ainda pelo facto de a guia de deslize ser constituída por tirantes axiais, é possível manter também um fluxo largamente laminar, o que exclui quase por completo as limitações no funcionamento do dispositivo obturador de segurança provocadas por turbulências a seguir à sede fixa da válvula. A formação de tais turbulências também pode ainda ser reduzida por escolha do angulo, formado pelas geratrizes das superfícies de apoio cénicas da sede fixa da válvula oom o eixo, inversamente proporcional ã pressão no tubo alimentador de gás. Sobretudo quando utilizado em cana-863-638
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lizações de baixa pressão, isto e, quando a pressão máxima á de 1 Par, há vantagem num ângulo cónico de aproximadamente 452, formado pelas superfícies de apoio em relação ao ei xo da válvula, e em canalizações de media pressão, isto á, em canalizações cuja pressão se situa entre 1 a 4 Par, há vantagem num ângulo de aproximadamente 30^, estaPelecendo assim as melhores condições. Na área da sede fixa da válvula á necessário manter uma velocidade mínima do fluxo de gás, isto para evitar a formação de turPulencia que não dei xariam de influenciar o fluxo. Ao manter o curso da válvula constante, a inclinação diferente das superfícies de apoio define uma secção transversal para a passagem do gás que cor responde â pressão no tuPo alimentador e que, como zona de estrangulamento, exige um aumento de velocidade das partículas de gás para a velocidade necessária. Deste modo, havendo uma pressão nominal mais elevada no tuPo alimentador, podem ser utilizadas superfícies de apoio que formam com o eixo um ângulo mais pequeno e definem, assim uma secção de pa_s sagem maior porque a pressão nominal mais elevada já provocou um nível maia alto da velocidade do gás.
A velocidade mínima necessária para evitar turPulencias imõe-se no seu essencial apenas na área junto â sede fixa e durante um trajecto pequeno, e, segundo uma forma pre fereneial de realização, a construção á feita de modo que na sede móvel da caPeça da válvula, do lado oposto ao do tuPo de alimentação, se encontra uma área demarcada e definida por um corte transversal alargado soPretudo conicamente a fim de manter a queda de pressão provocada pela zona de es trangulamento o menos acentuado possível.
A fim de evitar o penetrar de corpos sólidos, soPretudo ferrugem, pode ser colocado junto da caPeça da válvula e do lado onde se encontra o tuPo alimentador, um filtro do tipo convencional.
Rara proteger a mola do depósito de partículas sólidas trazidas pelo gás, nomeadamente ferrugem, e para evitar
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a acumulação de partículas sólidas na mola, o que teria por consequência uma alteração da característiea desta, a construção é feita, de preferência, de modo que a mola seja colo cada numa cavidade dentro da haste da válvula, e a guia de deslize, no lado oposto ao do tubo de alimentador, seja cons tituída por um colar de mola colocado num pino e de forma a penetrar na haste oca da válvula. Com uma mola deste tipo, colocada na haste oca da válvula, é fácil conseguir um amor tecimento se o colar de mola e/ou o pino colocado na baste oca da válvula apresentar uma zona de estrangulamento entre a eavidade da baste da válvula que contém a mola e a canalização, o que corresponde a uma forma preferencial de realiza ção do dispositivo obturador de segurança segundo a invenção Pelo facto de a cavidade da baste oca da válvula que contém a mola ser ligada ao interior do tubo através de uma zona de estrangulamento, é construída na haste oca da válvula uma al mofada adicional de gás que ao fechar a válvula apoia a força de tensão da mola. Através de uma determinada dimensão da perfuração que constitui a zona de estrangulamento, o efeito da almofada de gás pode ser adaptada às respectivas condições, por exemplo à pressão nominal dominante na tubagem.
Em seguida, o dispositivo obturador de segurança, se gundo a invenção, é explicado mais em pormenor através dos exemplos de execução representados esquematicamente nos desenhos,e nos quais: fig. 1 mostra um corte através de uma primeira forma de execução de um dispositivo obturador de se gurança, segundo a invenção, colocado dentro de um tubo; Fig 2, em escala maior, mostra um eorte de uma projecção parcial de um colar de mola da válvula de cabeça da Fig. 1; Fig. 5 mostra a construção detalhada da guia de deslize da extremidade livre, do lado oposto ao da cabeça da válvula, da baste da válvula da Fig. 1; Fig. 4 mostra uma projecção da Fig. 5 na direcção indicada pela seta IV; Fig. 5 mostra um desenho esquemático de uma forma de execução diferente da cabeça da válvula do dispositivo obturador de segurança segundo a in-1063.638
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-5. JUIZ 1991 venção; Fig. 6 mostra um diagrama da linha característica da mola para a aetuação da válvula; Fig. 7 mostra um corte através de uma variante da forma de execução de um envólucro tubular para um dispositivo obturador de segurança, segundo a invenção, sem a válvula de cabeça móvel; Fig. 8 mostra a projeoção da Fig. 7 na direcção indicada pela seta VIII; Fig mostra uma vista lateral da válvula de cabeça utilizável no enválucro representado na Fig. 7 em escala diferente; Fig mostra um corte, seguindo a linha X-X da Fig. 9, através de uma secção parcial da haste da válvula de cabeça represen tada na Fig. 9; Fig. 11 mostra um corte através de mais uma variante de execução do envólucro para um dispositivo obturador de segurança, semelhante ao representado na Fig. 7, no meadamente para a utilização em canalizações de pressão média; Fig. 12, mostra semelhante à Fig. 9, uma vista lateral de uma válvula de cabeça utilizável no envólucro representado na Fig. 11; e Fig. 13 mostra mais uma variante de execução numa projecção semelhante à da Fig. 1.
A Fig. 1 mostra uma válvula 2, constuída por uma vál vula de cabeça, que dentro de um tubo, ou secção de um tubo 1, está apoiada em guias de deslize 3 e 4» de forma a poder movimentar-se em direcção axial do tubo 1 e da válvula 2 e ao eontrário da força de tensão de uma mola helicoidal 5. Â sede móvel 6 da cabeça da válvula 7 actua em conjunto com uma sede fixa 9 formada por um disco anular 8 fixado no tubo, em que o disco anular 8 serve também como fixação para a guia de deslize 3. A guia de deslize 3 pode ser apoiada por meio de tirantes, colocados em direcção radial, ou o dis co anular 8 pode apresentar perfurações ou aberturas como mostra mais em pormenor a Fig. 4 em relação à fixação ou, resp., ao disco anular 10 para a extremidade da haste da vál vula do lado aposto ao da cabeça da válvula 7. Para o ajuste do trajecto de obturação da válvula 2 foi projectada.na extremidade livre da haste da válvula 11 uma porca 12 que se atarraxa numa rosca 13 na haste da válvula 11 e que foi es-11
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boçada esquematicamente. Pra o ajuste da força de tensão da mola pode ser projectado na área entre as guias de deslize53 e 4 um despositivo de ajuste semelhante, constituido, por exemplo,por uma porea.
corte transversal da superfície da cabeça da válvula 7, ou seja, a secção de passagem entre as sedes 6 e 9 em posição aberta da válvula, e ajustada do lado dos consumidores 14 de acordo com 0 consumo. Ao mesmo tempo á preciso ter em consideração que as perfurações ou aberturas 15 e 16 na área dos apoios das guias de deslize 3 θ 4 sejam, pelo menos noaque respeita ao seu essencial, igual á secção de passagem entre as sedes 6 e 9 na área da cabeça da válvula 7, a fim de evitar um efeito de estrangulamento por detrás da cabeça da válvula na direcção do fluxo designado com 17.
corte transversal da superfície da cabeça da válvula em relação à secção livre do tubo 1, assim como a força de tensão da mola são ajustadas de tal forma que na ocorrência de uma diminuição da pressão que ultrapasse a diminuição da pressão originada por estarem em funcionamento todos os consumidores, e que seja indício, portanto, de uma danificação da secção de canalização do lado dos consumidores, por exemplo por trabalhos de construção, provocam 0 fecho automáticc da válvula 2 e, por conseguinte, uma interrupção do fluxo de gás,. Nos casos em que a válvula á colocada em pontos de ramificações na rede principal, a diferença de pressão ultrapassável á ajustada para o consumo máximo possível de todos os consumidores da respectiva secção da canalização.
A Pig. 2 mostra em escala aumentada a área da válvula,, ou seja, da haste da válvula 11 junto à guia de deslize 3 da frente, visto em relação à direcção do fluxo, onde se vê nitidamente uma área demarcada, otuseja, uma ranhura anular 18 para a fixação e condução segura da mola 5 que se encontra representada apenas por um esboço esquemático.
disco anular ou disco perfurado 10, projectado nas Pig. 3 ® 4, que suporta a guia de deslize 4 para a extremi-1263.638
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dade livre da haste da válvula, não representada em pormenor, apresenta também uma guia para a mola, nao representada em pormenor, constituída por um prolongamento axial 19. MaiS£ são projectadas, principalmentte na vista proporcionada pela fig. 4, as perfurações, ou seja, as aberturas de pas sagem 16.
Para uma estanqueidade eorreeta, aquando da válvula fechada, pelo menos uma das sedes 6~e 9 apresenta uma geratriz curva, de modo que, com, a válvula fechada, haja um con tacto de linha entre as sedes 6 e 9. Depois de fechar a vál vula de segurança e depois da reparação da redd de canalização do consumidor, a válvula e aberta da introdução de uma pressão do lado do consumidor 14 que. ultrapassa a pressão de gás no tubo de alimentação 2ó, tendo como ajuda a força de tensão da mola. Desta forma,, o desenterrar, ou seja, o por a descoberto a válvula 2 que na maioria das vezes se encontra em locais de difícil acesso torna-se desnecessário.
Gomo se compreende pelos esboços na Fig. 1, a secção do tubo que contem a válvula apresenta nos seus extremos roscas 21 e 22 para o atarraxamento dos tubos de ligação. A válvula de segurança 2 é colocada, com vantagem, directamente na zona da ligação de uma rede de consumidores á rede principal ou nos pontos de ramificação da rede principal.
Na variante de execução da válvula 2, representada na Fig. 5, é projectada apenas a área da cabeça da válvula 7 com a haste 11 adjacente. A cabeça da válvula apresenta aqui do lado oposto ao da haste, ou seja, da mola não representada, superfícies condutoras 23 com uma curvatura convexa e cuja forma se aproxima mais ou menos à de uma cúpula, deste modo evitam-se turbulências na área da sede móvel 6 da válvula 2. Para conseguir um fluxo maioritariamente laminar, não foram projectadas apenas superfícies condutoras 23 na área que se encontra do lado da alimentação, mas também a área 24, directamente adjacente à sede móvel 6, apresenta logo a partir da cabeça da válvula um diâmetro que diminui
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continuamente, de forma que desde a sede móvel 6 da válvula existe uma superfície lisa com um traço contínuo, propício para um fluxo que no seu essencial esteja livre de turbulên cias. Mais, é indicado na variante segundo a Pig. 5 uma perfuração para o gás de fuga 25> cuja dimensão está de acordo com os respectivos regulamentos de segurança. Como alternativa, ou adicionalmente a esta perfuração para o gás de fuga, a superfície da sede móvel pode ter uma forma que não a deixe assentar com estanqueidade na sede fixa 9 da válvula que aqui não se encontra representada.
Ra Pig. 6 foi projeetada uma linha caracteristica dc. molas progressiva para uma mola que proporciona a actuação da válvula de cabeça 7. No caso de uma diminuição da pressão e com uma força de tensão da mola Pl, a cabeça da válvula 7 percorre um trajecto mais longo Sl, o que provoca a rápida dimonuição da secção de passagem na área da cabeça da válvula, ou seja, da sede, e, por conseguinte, um aumento mais rápido da força de obturação pela pressão diferencial, o que tem por consequência, de uma maneira geral, um comportamentc de resposta mais rápida e mais seguro do dispositivo obturador de segurança. Ao mesmo tempo, uma mola com uma linha característica de molas deste tipo mantém a válvula em serviçc numa posição estável.
dispositivo obturador de segurança com a válvula pode ser instalado nas respectivas tubagens através de uma ligação de rosca, ligação por flanges ou ligação por soldadura. A utilização de canalizações de PE permite também ligações por soldadura.
Nas Pig. 7 e 8 a secção do tubo, ou seja, o envólucro tubular para o dispositivo obturador de segurança é designado também com l.Para a fixação da válvula de cabeça que ainda será descrita mais em pormenor na Pig. 9, foram proje^ tadas nesta variante também guias de deslize 3 θ 4 fixadas por nervuras ou tirantes 26 em direcção sobretudo radial,co* mo se pode ver nomeadamente na Pig,8.Os tirantes 26 essencié
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Ref:30.974 ι
mente na direcção radial favorecem a formaçao de um fluxo la minar na área do dispositivo obturador de segurança. Na vari ante de execução, representada nas Rig. 7 a 10 que encontra a sua utilização sobretudo em canalizações de baixa pressão, isto é, em pressões de 1 bar no máximo, a geratriz da área 9 da sede fixaforma com uma paralela do eixo 27 da haste da válvula, assim como da secção tubular 1, um angulo de aproximadamente 45. Alem da forma cónica da sede fixa 9, a construção da área adjacente à sede, do lado oposto ao do tubo alimentador 20, é feita de modo que a superfície transversal da secção de passagem volta a aumentar continuamente na área adjacente à sede fixa 9» em que as geratrizes 28 da área assencialmente cónica formam com uma linha paralela do eixo 27 um ãnguloj? que no exemplo de execução representado se se situa em aproximadamente 5S.O aumento contínuo das superfícies transversais contíguas à sede faz com que a perda de pressão provocada na área da sede seja compensada quase por completo,de modo que não e necessário prestar atenção à dife rença de pressão entre o lado da alimentação 20 e o lado do consumidor 14.Em conjunto com os tirantes 26 que se estendeu sobretudo em direcção radial,também esta medida favorece a formação de um fluxo laminar do lado do consumidor 14»evitar do o mais possível as. turbulências.A utilização de tirantes 26 para o apoio das guias de deslize 3 θ 4 faz com que os discos anulares 8 a 10 que suportam as guias de deslize 3 e 4, representados nomeadamente na Rig.l, se tornem supérfluos
A válvula de cabeça 2, representada na Rig. 9, apresenta também uma haste 11 demarcada para a fixação de uma mo la aqui não representada, em que a haste da válvula 11 apresenta na sua extremidade virada para o lado do tubo de alimentação 20 nervuras 29 longitudinais em volta. Através da utilização de nervuras 29, ê principalmente através das reen trãncias ou ranhuras 30 que se formam entre as nervuras, é possível eliminar eventuais corpos sólidos contidos no gás que poderiam acumular-se na área da guia de deslize 3, de mo
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do que a válvula de cabeça não seja bloqueada na guia de des lize.
Em vez de apresentar nervuras 29 na área da guia de deslize, há a alternativa de fazer a construção de modo que a própria guia de deslize seja constituída pelas superfícies frontais livres dos tirantes 26 que se apoiam directamente na periferia exterior da haste da válvula 11. A cabeça da válvula 31 da válvula de cabeça 2 mostra do lado do tubo de alimentação 20 um chanfro, semelhante ao da Fig. 1.
Na projecção da Fig. 11 mantiver&m-se os mesmos números de referencia que foram utilizados na variante semelhante representada na Fig. 7 e que indicam peças de constru ção iguais. Também nesta forma de execução as guias de deslize 3 e 4 são apoiadas em tirantes .26 essencialmente radiais. Para evitar uma perda de pressão notável na área da vál vula 2, também esta variante foi construída de forma a aumen tar continuamente a superfície transversal na área a seguir á sede, como está indicado também pelo ânguloj?entre o eixo 27 e as superfícies limitadoras 28. Ainda na área da sede da válvula, as geratrizes da área 9 foram projectadas de modo a formarem com uma paralela do eixo 27 também um ânguloque na variante representada, apropriada nomeadamente para canalizações de pressão média, isto é, para pressões entre 1 e 4 bar, apresentada aproximadamente 302. A válvula de cabeça 2, representada na Fig. 12, que pode ser utilizada na variar te projectada na Fig. 11 também apresenta à volta da haste da válvula 11 na zona de actuação da guia de deslize 3 nervuras 29 essencialmente radiais e, no intervalo destas, ranhuras, ou seja, reentrâncias 30. Nesta variante a cabeça da válvula 31 apresenta uma demarcação do lado virado para o tu bo de alimentação 20, como indica o 32, que serve, por exemplo, para o encaixe de um dispositivo orientador do fluxo.
Além das nervuras 29 na periferia exterior da haste da válvula, ou seja, do apoio da haste em tirantes ou nervuras essencialmente radiais, e com o objectivo de evitar o
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-5.JUL.1991 bloqueamento do dispositivo obturador de segurança aquando do aparecimento de grãos de matéria solida contidos no gás, é colocado como protecção adicional directamente à frente d£. sede, ou seja, da válvula de cabeça 2, na área do tubo de alimentação 20 um filtro 33» como se indica na Fig. 11.
Ra variante projectada na Fig. 13 a haste da válvula 11 é apoiada também em tirantes 26 equipados com gumes 34 eujo esboço esquemático é visível e que definem a guia de deslize 3 virada para o tubo de alimentação. A haste da válvula desta variante de execução é oca, e a mola 5 é colocads, dentro de uma cavidade 35 da haste da válvula. A mola 5 actua aqui em conjunto com um colar de mola 37, colocado num pino 36, de preferência ajustável, em que o pino 36 é colocado numa fixação na extremidade dos tirantes 26 que se encontra no lado oposto ao do tubo alimentador »0 colar de mola 37 constitui em conjunto eom uma peça no extremo da haste oca a segunda guia de deslize para a haste da válvula 11. Νε variante representada foi projectada uma cobertura flexível 39 entre a haste oca 11 da válvula e o suporte 38. Através de um canal 40, essencialmente axial, e um canal 41 radial adjacente, o espaço definido pela cavidade 35 que contém a mola 5, está ligado ao espaço definido pela cobertura 39 e através de outras perfurações 42 no suporte 38 ao espaço no interior do tubo 1. Através de um adequado dimensionamento dos canais e nomeadamente das perfurações de passagem 42, e como medida adicional á força de tensão da mola, é possível construir na cavidade 35 uma almofada de gás que apoia o efeito de tensão da mola no deslocamento da válvula. Em vez de canais e perfurações o pino 36 ou o colar de mola 37 podem estar dentro da haste oca da válvula numa posição que permita a não-estanqueidade e constituir, desta forma, uma zona de estrangulamento definido que implica o efeito desejado de apoiar adicionalmente a força de tensão da mola.
A fim de evitar turbulências na área directamente adjacente á cabeça da válvula é suficiente que se mantenha ε
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velocidade mínima do gás apenas durante um trajecto pequeno, por isso foi projectada na variante da Fig. 13 uma área 43 demarcada, contigua à sede movei 6 da cabeça da válvula 7, que define uma secção de passagem com um corte transversal conicamente alargado. Assim é possível diminuir a perda de pressão provocada pela zona do estrangulamento na área da se de. Mais uma diminuição da perda de pressão efectua-se também nesta variante através das paredes delimitadoras 28 conicamente alargadas na área dos tirantes que constituem a fi xação da válvula ou do pino que aetua em conjunto com a válvula e que suporta o colar de mola 37.

Claims (15)

  1. REIVINDICAÇÕES is. - Dispositivo obturador de segurança para tubagens de gás com uma válvula (2), ajustável por eompressão contra a sede fixa da válvula (9) num invólucro sobretudo tr bular, caracterizado por a válvula (2) ser colacada como vál vula de cabeça móvel em direeção ao eixo do invólucro tububar (1) e em sentido contrário ao da força de uma mola (5), por o corte transversal da superfície da cabeça da válvula (7) apresentar dimensões inferiores às da secção livre do in vólucro (1) e ela ser mantida distanciada da parede interior do invólucro tubular (l), e por a ligação das tubagens de gás (20) ser prevista ao lado da cabeçã da válvula (7) que se encontra no lado oposto ao da mola (5).
  2. 2ã. - Dispositivo obturador de segurança de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender uma has te de válvula (11) que e axialmente deslocável e assente entre guias de deslize (3,4).
  3. 3®. - Dispositivo obturador de segurança de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a mola (5) ser uma mola helicoidal e ser colocada concentricamente em relação ã haste da válvula (11).
  4. 4^. - Dispositivo obturador de segurança de acordo com a reivindicação 1,2 ou 3j caracterizado por a haste da válvula (11) apresentar junto da sede fixa um colar de mola,
    -1863.638
    Ref:30.974 nomeadamente um ressalto (18), e por a extremidade livre da mola helicoidal (5), a que se encontra do lado oposto ao do colar da mola (18), ser apoiada numa guia de deslize (4) da haste da válvula (11).
  5. 5-. - Dispositivo obturador de segurança de acordo com uma das reivindicações 1 até 4, caracterizado por a guia ou as guias de deslize (3,4) ser(em) fixada(s) em discos pei furados (8, 10) ou em tirantes (26) com ligação ao invólucro (D.
  6. 6a, - Dispositivo obturador de segurança de acordo com uma das reivindicações 1 até 5, caracterizado por a sede fixa da válvula (9) ter a forma de um disco anular (8) com superfícies de apoio essencialmente cónicas e por ser ligada ao disco anular (8) uma guia de deslize central (3) da haste da válvula (11), deixando uma abertura transversal para a passagem do gás.
  7. 7^. - Dispositivo obturador de segurança de acordo com uma das reivindicações 1 até 6, caracterizado por a sede fixa da válvula (9) e/ou a sede móvel (6) da cabeça da válvula (7), que actua em conjunto com a sede fixa da válvula (9), apresentar uma geratriz curvada.
  8. 8ã. - Dispositivo obturador de segurança de acordo com uma das reivindicações 1 até 7, caracterizado por a força de tensão da mola (5) e/ou o trajecto de obturação da vál vula (2) serem ajustável.
  9. 9^. - Dispositivo obturador de segurança de acordo com uma das reivindicações 1 até 8, caracterizado por a mola (5) para a abertura da cabeça da válvula (7) apresentar uma curva característiea progressiva de molas.
  10. 10^. - Dispositivo obturador de segurança de acordo com uma das reivindicações 1 até 9, caracterizado por a superfície frontal da cabeça· da válvula (7),aquela que se encontra do lado oposto ao da mola (5), apresentar superfícies condutoras (23), sobretudo superfícies condutoras convexas.
    llã. - Dispositivo obturador de segurança de acordo
    -1963·63θ Ref:30.974 com uma das reivindicações 1 até 10, caracterizado por a área (21) da haste da válvula (11), contígua à sede da válvula, começar imediatamente junto daszsuperfícies da sede mével (6) da cabeça da válvula (7) e diminuir continuamente ao longo do diâmetró da haste da válvula.
    124. - Dispositivo obturador de segurança de acordo com uma das reivindicações 1 até 11, caracterizado por a cabeça da válvula (7) apresentar uma perfuração para fugas de gás (25) e/ou a sede mével (6) ser ajustável á sede fixa da válvula (9) de modo a permitir fugas, mantendo a quantidade de gás de fuga inferior a 30 1/h.
  11. 13-* - Dispositivo obturador de segurança de acordo com uma das reivindicações 1 até 12, caracterizado por a haã te da válvula (11) apresentar nervuras ou, respectivamente, ranhuras (29, 30) implantadas na direcção longitudinal da haste.
  12. 14a. - Dispositivo obturador de segurança de acordo com uma das reivindicações 1 até 13, caracterizado por a guia ou as guias de deslize da haste da válvula (11) ser (em contituída (s) por, de preferencia três, tirantes (26) radiais que se estendem axialmente em relação a haste da válvula (11).
  13. 15â. - Dispositivo obturador de segurança de acordo com uma das reivindicações 1 até 14, caracterizado por 0 cor te transversal da superfície da área contígua a cabeça da válvula (7) aumentar, de preferência continuamente, na direc: ção oposta á da ligação para.a tubagem de gás (20).
    164, - Dispositivo obturador de segurança de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por as geratrizes (28; da área conicamente alargada formarem com 0 eixo (27) um angulo ( ) de 3δ a 102, de preferência 52·
  14. 17â. - Dispositivo obturador de segurança de acordo com uma das reivindicações 1 até 16, caracterizado por 0 ângulo ( ), formado pela geratrizes das superfícies cónicas (9) da sede fixa da válvula com 0 eixo (27), ser escolhido
    -2063.638
    Ref;30.974 na proporção inversa á pressão na tubagem de gás.
    184. - Dispositivo obturador de segurança de acordo com uma das reivindicações 1 atá 17, caracterizado por ser ligado as superfícies de apoio da cabeça da válvula (7), do lado oposto de onde se encontra a tubagem de gás (20'), uma área (43) que se demarca da cabeça da válvula (7).e que se define pelo seu corte transversal alargado sobretudo conicamente.
  15. 19-. - Dispositivo obturador de segurança de acordo com uma das reivindicações 1 ate 18, caracterizado por ser colocado um filtro (33) na cabeça da válvula (7) do lado da tubagem de gás (20).
    204. - Dispositivo obturador de segurança de acordo com uma das reivindicações 1 atá 19, caracterizado por a mo la (5) ser colocada numa cavidade (35) dentro da baste da válvula (11), e a guia de deslize, do lado oposto ao da tubagem de gás (20), ser constituída por um colar de mola (37) colocado num pino (36) e deforma a penetrar nà haste oca da válvula (11).
    214. - Dispositivo obturador de segurança de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por o colar de mola (37) e/ou pino (36) a penetrar na baste oca da válvula (11) apresentar um local de estrangulamento entre a cavidade (35) na haste da válvula (11) que recebe a mola (5) e a tubagem.
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