BRPI0520144B1

BRPI0520144B1 - conjunto de válvula e processo para operar um conjunto de válvula para descarregar um fluido

Info

Publication number: BRPI0520144B1
Application number: BRPI0520144A
Authority: BR
Inventors: Dusser Bernard; Giraud Nicolas; Beucher Stéphane
Original assignee: Siemens Sas
Priority date: 2005-04-13
Filing date: 2005-04-13
Publication date: 2017-04-25
Also published as: DE602005018686D1; EP1869534B1; BRPI0520144A2; ATE453887T1; WO2006108931A1; EP1869534A1; US8079567B2; US20090211771A1

Abstract

conjunto de válvula regulada para sistemas de extinção de fogo. a presente invenção refere-se a um conjunto de válvula possui um corpo de válvula tendo uma seção de entrada para um fluido pressurizado e uma saída. um pistão é móvel dentro do corpo de válvula entre uma posição aberta e uma posição fechada bloqueando a comunicação de fluido. o pistão possui uma seção de extremidade, uma seção de vedação e uma seção central localizada entre a seção da extremidade e a seção de vedação. uma cavidade recebe o pistão dentro do corpo de válvula. a cavidade possui uma câmara superior, uma câmara intermediária e uma câmara inferior. uma mola dentro da câmara superior exerce uma força de mola no pistão para impelir o pistão para a posição aberta. um dispositivo atuador prepara-se na atuação para um primeiro fluxo de fluido fora da cavidade , da seção de entrada para a câmara superior, o primeiro fluxo leva a pressão dentro da câmara superior a aumentar-se até chegar a mesma daquela de dentro do recipiente, de modo que a força da mola move o pistão para a posição aberta. na posição aberta, um fluxo principal de fluido flui da seção de entrada, via a câmara intermediária, para a saída.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONJUNTO DE VÁLVULA E PROCESSO PARA OPERAR UM CONJUNTO DE VÁLVULA PARA DESCARREGAR UM FLUIDO".

Antecedentes da Invenção [001] A presente invenção refere-se a um conjunto de válvula regulada. Mais particularmente, as concretizações referem-se a um conjunto de válvula e a um processo para produzir um fluído a um predeterminado nível de pressão.

[002] Em um campo exemplar de uso, um conjunto de válvula é parte de um sistema de extinção de fogo. O Pedido Internacional PCT/US2003/040827 descreve sobre um sistema de supressão do risco do gás para proteger um recinto do fogo ou outro perigo. O sistema incluí vários cilindros de gás inerte pressurizado, cada qual equipado com uma unidade de válvula e retendo o gás inerte a uma pressão na ordem de 30 MPa (300 bar). Cada unidade de válvula é acoplada via um conduite à uma tubulação de envio. As unidades de válvula são operáveis para enviar o gás dos cilindros a uma pressão em torno de 1 MPa - 10 MPa (10 - 100 bar) ao longo de uma substancial porção do tempo de envio de gás. Cada unidade de válvula tem um corpo de válvula e um membro de vedação destacável tendo canais e uma passagem de gás que permite o gás proveniente do cilindro a ingressar nas câmaras de equalizaçâo e modulação. A pressão do gás proveniente do cilindro e um conjunto de mola impele o membro para a posição de abertura de válvula. Isto é contrabalançado por pressão de gás dentro das câmaras de equalizaçâo e modulação. Quando o perigo é detectado, as unidades de válvula são atuadas pela drenagem do gás proveniente das câmaras de modulação, permitindo o fluxo do gás dos cilindros. À medida que a descarga do gás avança, o gás flui para e fora das câmaras de modulação de modo a atingir a saída de gás de pressão constante. Próximo do término da descarga de gás, o conjun- to de mola torna-se predominante e mantém a unidade de válvula aberta até todo o gás ser descarregado.

Sumário dos Certos Aspectos da Invenção [003] Na unidade de válvula descrita em PCT/US2003/040827, a pressão dentro das câmaras de equalização e modulação é causada pelo gás que ingressa no membro de vedação nas aberturas em uma extremidade inferior e então que flui através das passagens dentro do membro de vedação nas câmaras. Durante a descarga de gás, o fluxo de gás entre a entrada e saída passa por estas aberturas. As aberturas são, portanto, expostas a uma pressão dinâmica que afeta o fluxo do gás para as câmaras e a pressão dentro destas câmaras. Isto influi negatívamente a regulação da válvula e a pressão de salda da válvula. Portanto, um objetivo das várias concretizações descritas aqui é melhorar um conjunto de válvula de modo que a pressão de saída seja mais constante dentro de um predeterminado tempo.

[004] Conseqüentemente, um aspecto envolve um conjunto de válvula tendo um corpo de válvula que possui uma seção de entrada para acoplamento a um recipiente para um fluido sob pressão e uma saída para acoplamento a um sistema de tubulação. Um pistão é móvel dentro do corpo de válvula ao longo de um primeiro eixo entre uma posição aberta que permite a comunicação de fluido entre a seção de entrada e a saída e uma posição fechada que bloqueia a comunicação de fluido . O pistão possui uma seção de extremidade, uma seção de vedação e uma seção central localizada entre a seção da extremidade e uma seção de vedação. Uma cavidade se estende ao longo do primeiro eixo e recebe o pistão dentro do corpo de válvula. A cavidade possui uma câmara superior entre a seção da extremidade e a seção central, uma câmara intermediária entre a seção central e a seção de vedação e uma câmara inferior entre uma parede da cavidade e a seção de vedação. O pistão é configurado para prevenir uma troca de fluido entre as câmaras. Uma mola é localizada dentro da câmara superior e configurada para exercer uma força da mola contra o pistão para impelir o pistão para a posição aberta. Um dispositivo atuador é acoplado ao corpo de válvula e configurado para se preparar na atuação para um primeiro fluxo do fluido fora da cavidade, da seção de entrada para a câmara superior. O primeiro fluxo causa uma pressão dentro da câmara superior para aumentar até se tornar quase a mesma que a pressão dentro do recipiente, de modo que a força da moia move o pistão para a posição aberta. Na posição aberta, um fluxo principal do fluido flui da seção de entrada via a câmara intermediária para a saída.

Breve Descrição das Várias Vistas dos Desenhos [005] Estes e outros aspectos, vantagens e novas características das concretizações descritas aqui serão tornados evidentes através da leitura da seguinte descrição detalhada e com referência aos desenhos anexos. Nos desenhos, os mesmos elementos têm os mesmos números de referência.

[006] A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma concretização de um conjunto de válvula;

[007] A figura 2 é uma vista seccional vertical do conjunto de válvula tomada ao longo da linha A — A da figura 1 em uma posição fechada;

[008] A figura 3 é uma vista seccional vertical do conjunto de válvula tomada ao longo da linha B - B da figura 1 em uma posição fechada;

[009] A figura 4 é uma vista seccional horizontal do conjunto de válvula tomada ao longo da linha C - C da figura 2;

[0010] A figura 5 é uma vista seccional vertical do conjunto de válvula tomada ao longo da linha A - A da figura 1 em uma posição regulada;

[0011] A figura 6 é uma vista seccional horizontal do conjunto de válvula tomada ao longo da linha C - C da figura 5;

[0012] Afigura 7 é uma vista seccional vertical do conjunto de válvula tomada ao longo da linha A - A da figura 1 em uma posição aberta; e [0013] A figura 8 é um gráfico ilustrando a pressão de fluído no cilindro e a pressão de saída, cada qual como uma função de tempo. Descrição Detalhada de Certas Concretizações da Invenção [0014] A figura 1 mostra uma ilustração esquemática de uma concretização de um conjunto de válvula 1. A ilustração mostra vários aspectos externos do conjunto de válvula 1 para um uso exemplar em conexão com um sistema de segurança contra o fogo. Em uma concretização de um sistema de segurança contra o fogo» o conjunto de válvula 1 é acoplado a um reservatório de fluido e um sistema de tubulação configurado para enviar o fluído a um ou mais locais, por exemplo, recintos dentro de um edifício. O reservatório pode ser um cilindro metálico de tarefa pesada 3 que retém o fluido a uma pressão entre cerca de 20 MPa {200 bar) e cerca de 50 MPa (500 bar), por exemplo, a 30 MPa (300 bar). O fluido pode ser um agente que suprime e/ou extingue um fogo. Por exemplo, o fluido pode incluir um gás inerte (por exemplo, argõnio, nitrogênio) ou uma mistura de dois ou mais gases inertes ou qualquer outro fluido tendo propriedades de extinguír ou suprimir fogo.

[0015] Em operação, por exemplo, na detecção de calor, fumaça ou fogo excessivo, o conjunto de válvula 1 é ativado para liberar o fluído dentro de um predeterminado período de tempo a uma pressão substancialmente constante que seja inferior a pressão de fluido dentro do cilindro 3. O conjunto de válvula 1 pode descarregar o fluido a uma pressão substancialmente constante de entre cerca de 10 e cerca de 10 MPa (100 bar) dentro de cerca de um a vários minutos. Em uma concretização, o conjunto de válvula 1 descarrega o fluido a uma pressão substancialmente constante de cerca de 5 MPa (50 bar) dentro de cerca de 40 segundos, como ilustrado na figura 8 e descrito abaixo em maiores detalhes. Aqueles versados na técnica apreciarão que o conjunto de válvula 1 pode não apenas ser usado em conexão com um sistema de segurança contra o fogo mas pode de fato ser usado em qualquer sistema em que um fluido sob alta pressão deva ser liberado a uma pressão inferior substancialmente constante dentro de um predeterminado período de tempo.

[0016] O conjunto de válvula 1 é para propósitos ilustrativos na figura 1 acoplado ao cilindro 3 e inclui um corpo de válvula 2. O corpo de válvula 2 possui geralmente um formato alongado com uma seção de fundo e uma seção de topo que se opõe. Ao longo de toda a presente descrição, os termos relacionais como "fundo", "topo", "abaixo", "para baixo" ou similar são usados sem limitação ao referir-se aos aspectos característicos do conjunto de válvula 1 embora o conjunto de válvula 1 esteja na posição ereta ou substancialmente vertical. Todavia, entende-se por aqueles versados na técnica que tais termos igualmente aplicam-se quando o conjunto de válvula 1 é colocado em uma outra orientação. Em uso, a seção de fundo é próxima ao cilindro 3 e inclui um rosqueamento externo para atarraxar o conjunto de válvula 1 ao cilindro 3. Em uma concretização, o corpo de válvula 2 é feito de latão. Ainda, o conjunto de válvula 1 inclui um dispositivo atuador 8, uma seção de entrada 6 incluindo um tubo 12, uma saída 4, um orifício 10,por exemplo, para um manômetro e um dispositivo de segurança 14, por exemplo, um disco que se rompe a uma predeterminada pressão. A seção de entrada 6 estende-se na concretização ilustrada para uma parte superior do cilindro 3. A saída 4 é configurada para acoplar-se ao sistema de tubulação do sistema de segurança contra o fogo. O dispositivo atuador 8 é localizado em um lado do corpo de válvula 2 e pode ser disparado através de um sinal proveniente de uma estação central ou de um sistema de detecção de fogo que ativa um mecanismo de disparo (por exemplo, pneumático, elétrico, mecânico) que exerce uma força no dispositivo atuador 8 (vide, por exemplo, seta T na figura 6).

[0017] A figura 2 é uma vista seccional vertical do conjunto de válvula 1 tomada ao longo da linha A - A da figura 1 em uma posição fechada. Uma parte superior 18 e uma parte de fundo 22 são conectadas a uma parte central 20 e essencialmente formam o corpo de válvula 2. As partes 18, 20, 22 podem ser conectadas por meio de aparafu-samento e vedação das partes 18, 22 à parte central 20. Uma cavidade alongada e circular 24 existe dentro das partes 18, 20 e se estende ao longo de um eixo vertical 7 a partir da parte superior 18, através da parte central 20. A cavidade 24 é configurada para conter um pistão 26 que é móvel dentro da cavidade 24 ao longo do eixo 7 e entre uma posição fechada (figuras 2 - 4) e uma posição aberta (figuras 5 e 7).

[0018] O pistão 26 é de uma construção sólida e possui geralmente uma forma alongada com várias seções: uma seção da extremidade 34, primeira e segunda seções principais 36, 40, um seção central 38 e uma seção de vedação 42. A seção de vedação 42 é oposta à seção da extremidade 34 e conectada à segunda seção principal 40. A primeira seção principal 36 conecta a seção da extremidade 34 e a seção central 38, que é ainda conectada à segunda seção principal 40. A seção central 38 é circular e possui um diâmetro selecionado para corresponder a um diâmetro da cavidade 24. Um anel em O 44 é ajustado em uma circunferência da seção central 38 para contactar uma parede interna da cavidade 24. Os diâmetros das seções da extremidade, principal e de vedação 34, 36, 40, 42 são menores do que da seção central 38, ao passo que o diâmetro da seção de vedação 42 é maior do que o diâmetro da segunda seção principal 40.

[0019] Para propósitos ilustrativos, a cavidade 24 pode ser vista como envolvendo uma cavidade superior e uma cavidade inferior divididas por uma constricção 46. A cavidade superior contém a seção da extremidade 34, a primeira seção principal 36, a seção central 38 e uma parte substancial da segunda seção principal 40. A segunda seção principal 40 estende-se através da constricção 46 e para a cavidade inferior, que inclui a seção de vedação 42. A constricção 46 possui um diâmetro que é maior do que o diâmetro da segunda seção principal 40, porém menor do que o diâmetro da seção de vedação 42. A constricção 46 e a seção de vedação 42 bloqueiam e desbloqueiam a comunicação de fluido entre as seções de entrada 6 e de saída 4.

[0020] Em uma concretização, a seção de vedação 42 inclui uma parte de polímero (por exemplo, PE, HDPE, ABS), que é fixada no material sólido do pistão 26. A parte de polímero da seção de vedação 42 possui um diâmetro selecionado para corresponder a um diâmetro da cavidade inferior. Um anel em O 48 é ajustado em uma circunferência da parte de polímero para contactar uma parede interna da cavidade inferior.

[0021] A cavidade superior inclui uma mola 28 que se estende entre um aro 30 na parte superior 18 e uma superfície superior 32 da seção central 38. A seção da cavidade superior, em que a mola 28 é localizada, é referida como câmara superior 33. A mola 28 é configurada para impelir o pistão 26 para baixo e para mover a parte de polímero da seção de vedação 42 distante da constricção 46, isto é, a mola 28 impele o pistão 26 para a posição aberta.

[0022] A cavidade superior inclui ainda uma seção que se estende entre a seção central 38 e uma zona definida pela constricção 46. Esta seção é a seguir referida como uma câmara intermediária 41.

[0023] Dentro da parte superior 18, a cavidade 24 possui uma parte de diâmetro reduzido dimensionada para suportar a seção da ex- tremidade 34 do pistão 26. A parte de diâmetro reduzido da cavidade 24 é selecionada para corresponder ao diâmetro da seção da extremidade 34. Um anel em O 50 é ajustado a uma circunferência da seção da extremidade 34 para contactar uma parede interna da parte de diâmetro reduzido da cavidade 24. Um parafuso de parada 52 fecha a cavidade 24 e restringe o movimento vertical do pistão 26 dentro da cavidade 24.

[0024] É contemplado que o pistão 26 e a cavidade 24 sejam dimensionados para permitir o movimento vertical do pistão 26 dentro da cavidade 24. Mais particularmente, a seção da extremidade 34, a seção central 38 e a seção de vedação 42 juntas com os respectivos anéis em O 50, 44, 48 são configuradas para suportar o pistão 26 dentro da cavidade 24 e para contactar as paredes internas adjacentes da cavidade 24, ainda para permitir o movimento vertical do pistão 26.

[0025] Em adição ao pistão 26 e a cavidade 24, o corpo de válvula 2 inclui vários canais para comunicação de fluido. Em uma concretização e, como parte da seção de entrada 6, a parte de fundo 22 inclui um canal de entrada 54, que é dividido em duas partes, que se estendem em uma concretização ao longo do tubo 12 e em proximidade da seção de entrada 6 nos lados opostos do tubo 12. Ainda, distante da seção de entrada 6, o canal 54 estende-se ao longo e em torno do tubo 12. O canal 54 recebe o fluido do cilindro 3 para ajustar um fluxo piloto com uma pressão piloto associada durante a operação do conjunto de válvula 1, como abaixo descrito. Dois canais 58 dentro da parte de fundo 22 estão em comunicação de fluido com o canal de entrada 54.

[0026] Um espaço em uma área em que a parte de fundo 22 e a parte central 20 são conectadas forma um canal 65, que é dividido em duas partes. A parte de fundo 22 inclui ainda um canal 64 que se estende do canal 65 para uma câmara inferior 60 da cavidade 24.

[0027] A parte central 20 inclui um canal 56 que fica em comunicação de fluido com o canal 58 da parte de fundo 22 via as duas partes de canal 65. O canal 56 estende-se entre os dois canais 65 e o dispositivo atuador 8. A câmara inferior 60 existe entre um fundo da seção de vedação 42 e fundo e paredes laterais da cavidade 24 e fica em comunicação de fluido com o canal 64.

[0028] Os canais 54, 58, 64, 65 levam o fluido a se ingressar na câmara inferior 60 e exercer a pressão piloto no pistão 26. A pressão piloto fica em torno da mesma que a pressão no cilindro 3, por exemplo, 30 MPa (300 bar) quando o cilindro 3 está ainda cheio. É contemplado que a pressão piloto segue a pressão no cilindro 3. Entre outras funções, a pressão piloto impele o pistão 26 para cima, de modo que a seção de vedação 42 fecha a constrição 46.

[0029] A figura 3 é uma vista seccional vertical do conjunto de válvula 1 tomada ao longo da linha B - B da figura 1. Esta vista mostra os canais adicionais na parte central 20 do corpo de válvula 2. Um canal 62 estende-se entre a parte central 20 e a parte inferior 22 em uma área em torno da cavidade inferior, isto é, na parte da cavidade 24 abaixo da constricção 46. Vários canais separados 66, oito canais em uma concretização, estendem-se entre o canal 62 e as oito aberturas 70 próximas a uma extremidade superior do tubo 12. O canal 62 é acoplado à cavidade inferior e aos canais 66 e às aberturas 70. Em operação, os canais 62, 66 levam o fluido a se ingressar na cavidade 24 e sair da cavidade 24 via a saída 4 a um predeterminado nível de pressão, por exemplo, de cerca de 5 MPa (50 bar). Portanto, quando o conjunto de válvula 1 fica na posição aberta, o fluido flui do cilindro 3, através do tubo 12, das aberturas 70 e dos canais 66, 62 para a saída 4. Este fluxo constitui um fluxo principal do conjunto de válvula 1 e é separado do fluido nos canais 54, 56, 58, 64, 65.

[0030] A figura 4 é uma vista seccional horizontal do conjunto de válvula 1 tomada ao longo da linha C - C da figura 2 para ilustrar o dispositivo atuador 8 em maiores detalhes. O dispositivo atuador 8 inclui um pistão 72 posicionado dentro de um furo e configurado para se mover no furo ao longo de um eixo 76 que é substancialmente perpendicular ao eixo 7 ao longo do que o pistão 26 é deslocável. Na proximidade de uma seção de ativação 86 do dispositivo atuador 8, uma mola 74 impele o pistão 72 para uma posição inativa na qual o pistão 72 descansa substancialmente dentro do furo. O dispositivo atuador 8 pode ser ativado pela aplicação de uma força à seção de ativação 86 (vide seta T na figura 6) para comprimir a mola 74 e impulsionar o pistão 72 para uma posição ativa ilustrada na figura 6.

[0031] O pistão 72 tem anéis em O 80, 82, 84 montados na sua circunferência para definir várias seções 90, 92. A seção 90 existe entre o anel em O 80 e o anel em O 82 e a seção 92 existe entre o anel em O 82 e o anel em O 84. Na posição inativa mostrada na figura 4, o fluido pode entrar no espaço definido pela seção 92 através de várias aberturas 88. Na concretização, doze aberturas 88, cada qual tendo um diâmetro de cerca de 0,2 mm circundam o pistão 72 e estão em comunicação de fluido com o canal 56. Como os anéis em O 82, 84 vedam a seção 92, o fluido não pode escapar do espaço definido pela seção 92.

[0032] Em suma, as figuras 2-4 mostram o conjunto de válvula 1 na posição fechada. Na posição fechada, o cilindro 3 retém o fluido a uma pressão de cerca de 30 MPa (300 bar). O fluido nos canais 56, 58, 64, 65 e na câmara 60 está substancialmente sob a mesma pressão de cerca de 30 MPa (300 bar) e pressiona o pistão 26 para cima contra a força da mola 28, que impele o pistão 26 para baixo para a posição aberta. Como a força causada pela pressão do fluido é mais alta do que a força da mola, a seção de vedação 42 é pressionada contra a constricção 46 mantendo o conjunto de válvula 1 na posição fechada. É contemplado que a cavidade superior, incluindo a câmara superior 33 fica substancíalmente iivre de fluído quando o conjunto de válvula 1 está na posição fechada.

Operação do Conjunto de Válvula 1 [0033] Para descrever a operação do conjunto de válvula 1, a referência é feita às figuras 5-8. Mais particularmente, a ativação e regulação do conjunto de válvula 1 é descrita com referência à figura 5, que é uma vista seccional vertical do conjunto de válvula 1 tomada ao longo da linha A - A da figura 1 e a figura 6, que é uma vista seccional horizontal do conjunto de válvula 1 tomada ao longo da linha C - C da figura 5. A posição final do conjunto de válvula 1 é mostrada na figura 5, que é uma vista seccional vertical do conjunto de válvulas 1 tomada ao longo da linha A - Â da figura I. Referência, ainda, é feita à figura 8, que é um gráfico ilustrando a pressão de fluido no cilindro 3 bem como a pressão de saída, cada qual como uma função de tempo.

[0034] Durante uma primeira fase da ativação (vide P1 na figura 8}, uma força de ativação é aplicada ao pistão 72 para comprimir a mola 74 e mover o pistão 72 ao longo do eixo 76. Na figura 6, a direção da força de ativação aplicada é indicada através de uma seta T. Com o pistão 72, os anéis em O 80, 82, 84 movem-se, também. Durante este movimento, o anel em O 82 move-se além da área das doze aberturas 88 e o fluído dentro da seção 92 escapa através de várias aberturas 85 (por exemplo, quatro) e um canal 94 formado em torno do pistão 72. Como o anel em O 82 não mais veda a passagem de fluido, o fluido entra no espaço em tomo da seção 90 e passa através do canal 78 para a câmara superior 33 da cavidade 24.

[0035] Em uma concretização, uma vez ativado, o processo de ativação do conjunto de válvula 1 não pode ser parado, mesmo que a força de ativação fosse removida. Isto porque a pressão de fluido atua em uma superfície 96 de uma crista do pistão 72 e trava a posição do pistão 72. A pressão do fluido na câmara superior 33 empurra o pistão 26 para baixo com a mesma força que a pressão do fluido na câmara inferior 60 pressiona o pistão 26 para cima. O equilíbrio das forças resulta uma vez que as mesmas pressões atuam nas superfícies equivalentes. A pressão de qualquer fluido residual, que foi bloqueado pelos anéis em O 82, 84 é evacuada pelas quatro aberturas 85 e pelo canal 94.

[0036] Durante uma segunda fase da ativação, as forças causadas pelas pressões de fluido na câmara inferior 60 e na câmara superior 33 cancelam-se entre si. A força da mola 28 permanece e empurra o pistão 26 para baixo para mover a seção de vedação 42 distante da constricção 46 abrindo o conjunto de válvula 1. O fluido flui a seguir, através do tubo 12 e canais 62, 66 (figura 3), até uma passagem 47 (figura 5) criada pela abertura entre a seção de vedação 42 e constricção 46. O fluido entra na câmara intermediária 41 entre a seção de vedação 42 e a seção central 38.

[0037] Uma passagem 49 (figura 3) conecta a saída 4 e a câmara intermediária 41. O diâmetro da passagem 49 é menor do que o diâmetro da saída 4 em uso conectada a um sistema de tubulação. A restrição causada pela passagem 49 leva a pressão do fluido a se aumentar na câmara intermediária 41. A pressão de fluido aumentada continua a atuar no pistão 26 independente da taxa de fluxo (m3/seg) no sistema de tubulação acoplado à saída 4.

[0038] Na ativação, o conjunto de válvula 1 é configurado para regular a saída do fluido (vide P2 na figura 8). No início, isto é, logo após a ativação, o pistão 26 move-se apenas ligeiramente, por exemplo, algumas dezenas de um milímetro. O pistão 26 é submetido a duas forças opostas: a força da mola 28 e a força causada pela pressão do fluido na câmara intermediária 41, que corresponde à pressão do sistema de tubulação acoplado. Como a pressão do fluido aumenta na câmara intermediária 41 devido ao fluido que flui através da passagem 47, a força que atua no pistão 26 de baixo torna-se mais alta do que a força da mola que impele a seção de vedação 42 para a constrição 46 para fechar o conjunto de válvula 1. Como uma conseqüência, a pressão na câmara intermediária 41 decresce porque o fluxo através da saída 4 é maior do que o influxo na câmara intermediária 41. À medida que a pressão decresce, a força que atua no pistão 26 por baixo torna-se mais baixa que a força da mola, de modo que a força da mola é suficiente para impelir o pistão 26 para baixo para abrir o conjunto de válvula 1. Isto leva a pressão do fluido a aumentar novamente na câmara intermediária 41.

[0039] Durante o processo de descarga, a pressão no cilindro 3 decresce e aproxima-se da pressão de fluido na saída 4. A um certo ponto em tempo (vide P3 na figura 8), a pressão do cilindro fica em torno da mesma que a do fluido na saída 4. A força da mola torna-se mais alta que a força causada pela pressão do fluido na câmara intermediária 41 e abre inteiramente o conjunto de válvula 1 (vide P3 na figura 8).

[0040] A pressão de fluido na saída 4 então segue a redução da pressão de fluido no cilindro 3 (vide P4 na figura 8). É contemplado que as pressões na câmara inferior 60 e na câmara superior 33 seguem a pressão de fluido que decresce no cilindro 3.

[0041] Na figura 7, a concretização ilustrada do conjunto de válvula 1 está na posição final. O cilindro 3 fica essencialmente vazio ou pelo menos a pressão de fluido no cilindro 3 fica substancialmente reduzido (vide P5 na figura 8). Na posição final ilustrada, a mola 28 impele o pistão 26 para baixo de modo que este toque o fundo da cavidade inferior. Desde que não haja mais pressão no cilindro 3, a mola 74 do dispositivo de ativação 8 impele o pistão 72 de volta para sua posição inicial.

[0042] É evidente que foi relatado um conjunto de válvula 1 que satisfaça inteiramente os objetivos, meios e vantagens descritos até aqui. Embora concretizações específicas no conjunto de válvula 1 tenham sido descritas, é evidente que muitas alternativas, modificações e variações poderão ser tornadas evidentes para aqueles versados na técnica a luz da descrição acima.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Conjunto de válvula (1), compreendendo: um corpo de válvula (2) que tem uma seção de entrada (6) para acoplar a um recipiente (3) para um fluido sob pressão e uma saída (4) para acoplar a um sistema de tubulação, um pistão (26) móvel dentro do corpo de válvula (2) ao longo de um primeiro eixo (7) entre uma posição aberta permitindo a comunicação de fluido entre a seção de entrada (6) e a saída (4) e uma posição fechada bloqueando a dita comunicação de fluido, o pistão (26) tendo uma seção de extremidade (34), uma seção de vedação (42) e uma seção central (38) localizada entre a seção de extremidade (34) e a seção de vedação (42), uma cavidade (24) que se estende ao longo do primeiro eixo configurado para receber o pistão (26) dentro do corpo de válvula (2), a cavidade (24) tendo uma câmara superior (33) entre a seção da extremidade (34) e a seção central (38) e câmara intermediária (41) entre a seção central (38) e a seção de vedação (42) e uma câmara inferior (60) entre uma parede da cavidade (24) e a seção de vedação (42), caracterizado pelo fato de que o pistão (26) é configurado para prevenir as trocas do fluido entre as câmaras (33, 41,60); uma mola (28) localizada dentro da câmara superior (33) e configurada para exercer uma força da mola contra o pistão (26) para impelir o pistão (26) para a posição aberta, e um dispositivo atuador (8) acoplado ao corpo de válvula (2) e configurado para preparar-se na atuação para um primeiro fluxo de fluido fora da cavidade (24), da seção de entrada (6) para a câmara superior (33), o primeiro fluxo causando uma pressão dentro da câmara superior (33) para aumentar até ficar em torno da mesma pressão que de dentro do recipiente (3), de modo que a força da mola move o pistão (26) para a posição aberta, em que na posição aberta um fluxo principal do fluido flui da seção de entrada (6) via a câmara intermediária (41) para a saída (4).

2. Conjunto de válvula (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pistão (26) inclui uma haste sólida.

3. Conjunto de válvula (1) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a seção de vedação (42) inclui uma parte de polímero fixada na haste sólida.

4. Conjunto de válvula (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção (6) inclui um tubo (12) que se estende ao longo do primeiro eixo e guia o fluxo principal.

5. Conjunto de válvula (1) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que ainda, compreende primeiro e segundo canais de fluxo principais (66, 62) entre o tubo (12) e a câmara intermediária (41) para guiar o fluxo principal.

6. Conjunto de válvula (1) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o tubo (12) possui seis aberturas, cada qual acoplada a um dos primeiros canais de fluxo principais (66).

7. Conjunto de válvula (1) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a seção de entrada (6) inclui um canal de entrada (54) estendendo-se ao longo do tubo (12) e configurado para guiar o primeiro fluxo de fluido.

8. Conjunto de válvula (1) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que ainda compreende primeiro, segundo, terceiro e quarto canais piloto (58, 65, 64, 56), em que o primeiro, segundo e terceiro canais piloto (58, 65, 65) são acoplados entre o canal de entrada (54) e a câmara inferior (60) e causa uma pressão dentro da câmara inferior (60) que impele o pistão (26) para a posição fechada e em que o quarto canal piloto (56) é acoplado entre o dispositivo atuador (8) e o segundo canal piloto (65) para guiar o primeiro fluxo de fluido para o dispositivo atuador (8).

9. Conjunto de válvula (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo atuador (8) inclui um pistão atuador (72) móvel dentro de um furo ao longo de um segundo eixo (76), que é substancialmente perpendicular ao primeiro eixo (7) e entre uma primeira posição que bloqueia a passagem do primeiro fluxo de fluido e uma segunda posição que permite a passagem do primeiro fluxo de fluido para a câmara superior (33).

10. Conjunto de válvula (1) de acordo com a reivindicação (9), caracterizado pelo fato de que ainda compreende um canal (78) acoplado entre o dispositivo atuador (8) e a câmara superior (33) para guiar o primeiro fluxo do fluido para a câmara superior (33).

11 Processo para operar um conjunto de válvula (1) para descarregar um fluido a uma pressão substancial mente constante dentro de um predeterminado período de tempo, o conjunto de válvula (1) incluindo um corpo de válvula (2) tendo uma seção de entrada (6) acoplada a um recipiente (3) para um fluído sob pressão e uma saída (4) acoplada a um sistema de tubulação, um pistão (26) móvel dentro do corpo de válvula (2) entre uma posição aberta permitindo a comunicação de fluido entre a seção de entrada (6) e saída (4) e uma posição fechada bloqueando a dita comunicação de fluido, uma cavidade (24) estendendo-se ao longo do primeiro eixo e configurado para receber o pistão (26) dentro do corpo de válvula (2), uma mola (28) dentro da cavidade (24) e configurada para exercer uma força de mola no pistão (26) para impelir o pistão (26) para a posição aberta e um dispositivo atuador (8) acoplado ao corpo de válvula (2), o processo caracterizado pelo fato de que compreende: alimentação do fluído do recipiente (3) a uma câmara inferior (60) localizada entre uma parede interna da cavidade (24) e o pistão (26) para exercer uma força que impele o pistão (26) para a posição fechada; ativação do dispositivo atuador (8) para levar um primeiro fluxo de fluido ao longo de um trajeto fora da cavidade (24) para entrar em uma câmara superior (33), que existe entre uma parede superior da cavidade (24) e seção central (38) do pistão (26), para aumentar uma primeira pressão dentro da câmara superior (33) até se tornar a mesma daquela no recipiente (3); e movimento do pistão (26) para a posição aberta para levar um fluxo principal do fluido da seção de entrada (6), via uma câmara intermediária (41), para a saída (4), em que a câmara intermediária (41) existe entre a seção central (38) e uma seção de vedação (42) do pistão (26).

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que ainda compreende o aumento de uma pressão dentro da câmara intermediária (41), a dita pressão atuando contra o dito movimento do pistão (26) para a posição aberta e tendendo a fechar o conjunto de válvula (1).

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a tendência ao fechamento do conjunto de válvula (1) leva a pressão dentro da câmara intermediária (41) a decres-cer, de modo que o pistão (26) move-se novamente para a posição aberta.