BRPI0702533B1

BRPI0702533B1 - Vaso de pressão e método de fabricar o mesmo

Info

Publication number: BRPI0702533B1
Application number: BRPI0702533-5A
Authority: BR
Inventors: Tiago Oliveira; João Carlos V. Antunes Guimarães; Eduardo J. Alves
Original assignee: Amtrol, Inc.
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2020-01-07
Also published as: WO2008042321A1; AU2007202759A8; MX2008013795A; US20100236051A1; AU2007202759B8; US7935206B2; EP1906075B1; AU2007202759A1; ES2829381T3; EP1906076A3; EP1906075A2; AU2010202304A1; PT1906076T; EP1906075A3; ES2878998T3; EP1906076A2; KR100892102B1; AU2010202304B2; CR10754A; CA2664782A1

Abstract

vaso de pressão e método de fabricar o mesmo um vaso de pressão é previsto incluindo um tanque inerte formado de um forro de tanque circundado por uma camada enrolada de filamentos compósitos. uma camisa protetora é disposta sobre o tanque interno que facilita o empilhamento e a portabilidade do vaso de pressão e auxilia a definir uma passagem de ar para transferência de calor convectivo entre o tanque híbrido e o ambiente.

Description

VASO DE PRESSÃO E MÉTODO DE FABRICAR O MESMO FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

1. Campo da Invenção [0001] A presente invenção é dirigida a vasos de pressão e mais especificamente a um vaso de pressão tendo um tanque híbrido formado de uma camisa de tanque e de uma camada composta externa e de uma camisa de proteção disposta sobre a mesma.

2. Fundamentos da Técnica Correlata [0002] Vasos de pressão se apresentam em todas as dimensões e formas, e são construídos de uma variedade de materiais. A necessidade por vasos de pressão tem existido e ainda existe. Têm sido muitas as tentativas de produzir vasos de pressão de peso leve que sejam suscetíveis de armazenar fluidos sob alta pressão por longos períodos de temo, manter integridade estrutural, suportar repetida pressurização e despressurização, e sejam substancialmente impermeáveis, resistentes à corrosão, e fáceis de fabricar.

[0003] A crescente aplicação de combustíveis alternativos, tal como de gás natural e hidrogênio comprimido para servir como carburante para veículos, e a necessidade por uma variedade de combustível ainda maior aumentou a necessidade por tanques seguros de peso leve com maior capacidade e resistência. O aumento da capacidade e resistência de um vaso de pressão pode ser realizado pelo aumento da extensão de materiais usados para apoio estrutural. Todavia, isto pode resultar em um aumento significativo na dimensão e/ou peso do vaso de pressão, que pode onerar o custo do tanque decorrente de custos de material aumentados e dos custos associados com o transporte dos tanques de pressão mais pesados.

[0004] Evidentemente, existe uma necessidade na técnica por um vaso de pressão de peso leve que seja impermeável, resistente à corrosão e que possa satisfazer as demandas por maior capacidade e pressão. Outrossim, há necessidade por um método de formação de um vaso de pressão dessa

Petição 870190081142, de 21/08/2019, pág. 11/31 / 14 natureza ara que possa ser vendido a um preço competitivo.

SUMARIO DA INVENÇÃO [0005] A presente invenção apresenta um vaso de pressão que satisfaz as necessidades supramencionadas na técnica. Particularmente, a presente invenção proporciona um vaso de pressão que inclui um tanque híbrido formado por um forro de tanque e por uma camada de reforço externa disposta sobre o forro do tanque, com a camada de reforço externa definindo pelo menos uma parte de uma superfície externa do tanque híbrido. Uma camisa de proteção configurada e dimensionada para se engatar com o tanque híbrido é disposta sobre o mesmo. A camisa de proteção inclui um aro de apoio superior tendo uma primeira abertura atravessante, um aro de apoio inferior tendo uma segunda abertura atravessante, e uma parede substancialmente cilíndrica conectando o aro de apoio superior e o aro de apoio inferior. A parede define uma superfície interna disposta radialmente para o exterior da superfície externa do tanque híbrido, e a superfície interna da parede e a superfície externa do tanque híbrido cooperam para definir um canal de vazão em comunicação fluídica com a primeira abertura e a segunda abertura, no qual as aberturas e o canal de vazão são adaptados para permitir um fluxo convectivo a passar através dos mesmos para facilitar a transferência de calor entre o tanque híbrido e um ambiente no qual o vaso de pressão está situado. A camisa de proteção de preferência é separável em pelo menos duas seções.

[0006] De acordo com outra modalidade da invenção, o forro do tanque pode incluir um material dotado de um módulo de elasticidade mais elevado e de um limite de deformação elástica mais baixo que a camada de reforço externa. Se desejado, a camada de reforço externa pode ser fabricada de um material termoplástico, de preferência polipropileno, misturado com fibras de vidro. De preferência o tanque híbrido inclui um revestimento anticorrosão externo. Se desejado, a camada de reforço externa pode incluir

Petição 870190081142, de 21/08/2019, pág. 12/31 / 14 um revestimento de gel externo [0007] De acordo com outra modalidade da invenção, o aro de apoio superior inclui pelo menos uma alça e o aro e o aro de apoio inferior inclui uma base configurada e adaptada para formar um engate de junção não permanente com a pelo menos uma alça de outro vaso de pressão ao empilhar múltiplos vasos de pressão.

[0008] A presente invenção também proporciona um método de fabricar um vaso de pressão. O método inclui a formação de um forro de tanque, aquecer filamentos de vidro, misturar os filamentos com um material termoplástico e enrolar o material termoplástico e os filamentos misturados sobre o forro do tanque com a aplicação de calor para formar um tanque híbrido dotado de uma superfície externa.

[0009] Ainda de acordo com a invenção, o método adicionalmente pode incluir a etapa de afixar uma camisa protetora ao tanque híbrido, onde a camisa protetora inclui um aro de apoio superior dotado de uma primeira abertura atravessante, um aro de apoio inferior munido de uma segunda abertura atravessante, e uma parede substancialmente cilíndrica conectando o aro de apoio superior com o aro de apoio inferior. A parede define uma superfície interna disposta radialmente para o exterior da superfície externa do tanque híbrido, e a superfície interna da parede e a superfície externa do tanque híbrido cooperam para definir um canal de vazão em comunicação fluídica com a primeira abertura e a segunda abertura, no qual as aberturas e o canal de vazão são adaptados para permitir um fluxo convectivo a passar através do mesmo para facilitar a transferência de calor entre o tanque híbrido e um ambiente em que o vaso de pressão está situado.

[00010] Estes e outros aspectos do vaso de pressão da presente invenção se evidenciarão mais facilmente aqueles versados na técnica a partir da descrição detalhada que se segue tomada em conjunção com os desenhos. DESCRIÇÃO SUCINTA DOS DESENHOS

Petição 870190081142, de 21/08/2019, pág. 13/31 / 14 [00011] Para que aqueles versados na técnica com a qual a presente invenção se relaciona compreendem mais facilmente como fabricar e usar o vaso de pressão com camisa de proteção da presente invenção, modalidades da mesma serão descritas em detalhe abaixo com referência aos desenhos, de acordo com os quais:

A fig. 1 é uma vista em perspectiva de um vaso de pressão construído de acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção conforme vista de cima, mostrando aberturas no aro de apoio superior da camisa de proteção, assim como um conjunto de montagem de válvula, e alças sobre o aro de apoio superior;

A fig. 2 é uma vista em perspectiva do vaso de pressão mostrado na fig. 1, conforme vista por baixo, mostrando o aro de apoio inferior da camisa de proteção, assim como aberturas atravessantes;

A fig. 3 é uma vista superior do vaso de pressão mostrado na fig. 1, representando aberturas no aro de apoio superior para facilitar a circulação de ar através da camisa de proteção e adicionalmente representando alças sobre o aro de apoio superior adaptadas e configuradas para permitir o aceso ao conjunto de montagem de válvula;

A fig. 4 é uma vista inferior do vaso de pressão mostrado na fig. 1, mostrando abertura no aro de apoio inferior para a entrada e saída de circulação de ar da camisa de proteção;

A fig. 5 é uma vista em perspectiva explodida do vaso de pressão mostrado na fig. 1;

A fig. 6 é uma vista em seção transversal parcial do tanque híbrido do vaso de pressão na fig. 5, representando camadas de material do tanque híbrido;

A fig. 7 é uma vista em seção transversal parcial do aro de apoio inferior da camisa de pressão do vaso de pressão ilustrado na fig. 1;

A fig. 8 é uma vista em seção transversal parcial do

Petição 870190081142, de 21/08/2019, pág. 14/31 / 14 enchimento e do aro de apoio inferior do vaso de pressão mostrado na fig. 5;

A fig. 9 é uma vista em seção transversal parcial de uma camisa protetora e tanque híbrido do vaso de pressão montado mostrado na fig. 1, mostrando o canal ara circulação de ar entre o tanque híbrido e a camisa de proteção;

A fig. 10 é uma vista em perspectiva parcialmente rota do vaso de pressão mostrado na fig. 1, mostrando como o fluxo de ar pode passar através das aberturas no aro de apoio superior e para o interior do espaço entre o tanque híbrido e a camisa de proteção;

A fig. 11 é uma vista em seção transversal parcial do vaso de pressão montado ilustrado na fig. 2, mostrando como o fluxo de ar pode passar através das aberturas no aro de apoio inferior, passar pelo enchimento, e para o interior do espaço entre o tanque híbrido e a camisa de proteção;

A fig. 12 é uma vista lateral mostrando dois tanques de pressão conforme representados na fig. 1 em uma configuração encaixada. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS [00012] Referência passa a ser feita em detalhe às presentes modalidades preferenciais da invenção, exemplos das quais são ilustrados nos desenhos apensos. O método e correspondentes etapas da invenção também serão descritas em conjunção com a descrição detalhada do sistema.

[00013] Os vasos de pressão apresentados aqui, e os produtos dos métodos aqui apresentados, podem ser usados para armazenar fluidos pressurizados. A presente invenção é particularmente apropriada para armazenar e o administrar fluidos pressurizados enquanto facilitando o empilhamento e a portabilidade do vaso de pressão. Um vaso de pressão construído de acordo com a presente invenção é próprio para aplicações inclusive, porém não limitado, o armazenamento de propano, gás refrigerante, e líquidos ou gases à baixa ou alta pressão.

[00014] De acordo com a invenção, um vaso de pressão é apresentado

Petição 870190081142, de 21/08/2019, pág. 15/31 / 14 incluindo um tanque híbrido dotado de um forro interno e de uma camada de reforço externa, e de camisa protetora adaptada para circundar o tanque híbrido. A camisa protetora inclui um aro de apoio superior munido de uma abertura atravessante e um aro de apoio inferior munido de uma segunda abertura atravessante. A camisa protetora também inclui uma parede substancialmente cilíndrica espaçada do tanque híbrido para permitir um fluxo conectivo entre a camisa protetora e o tanque híbrido para transferência de calor convectivo entre o vaso de pressão e o ambiente para reduzir a perda de pressão durante o consumo do conteúdo pressurizado.

[00015] Para fins de explanação e ilustração, e não de limitação, uma vista de uma modalidade típica de um vaso de pressão produzido de acordo com a presente invenção é representado na fig, 1 e é designado genericamente pelo numeral de referência 10. Demais aspectos do vaso de pressão representado na fig. 1 são ilustrados nas figs. 2-12, conforme será descrito.

[00016] Para fins de ilustração e não de limitação, conforme incorporado aqui e como representado nas figs. 1-12, um vaso de pressão 10 é munido de um tanque híbrido 14. O tanque híbrido 14 tem um forro de tanque 38 que pode ser formado de um tubo genericamente cilíndrico 20 e primeiro e segundo tampos semi-esféricos em forma de abóbada 22 e 24. Os tampos extremos 22 e 24 podem ser de qualquer dimensão ou formato, tal como troncônicos ou achatados, e podem ser idênticos ou diferentes. Os primeiro e segundo tampos 22 e 24 são fixados ao primeiro e segundo aros extremos 26 e 28 do tubo 20, respectivamente, o que pode ser efetuado por quaisquer técnicas de soldagem convencionais conhecidas do ramo, tal como soldagem a laser. O tubo 20 e primeiro e segundo tampos extremos 22 e 24 cooperam para definir a cavidade de armazenamento do vaso 30, como particularmente representada nas figs. 6 e 9.

[00017] Como ilustrado, o primeiro tampo extremo 22 inclui uma abertura central32 definida no seu interior para receber um cubo de válvula

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34, que é fixado à abertura 32 por qualquer técnica de soldagem convencional ou outras técnicas de junção apropriadas como são conhecidas da técnica. O cubo de válvula 34 é configurado para receber um conjunto de montagem de válvula 36 no seu interior, e a combinação permite o ingresso ou egresso de fluidos na cavidade de armazenamento 30 do vaso.

[00018] Se desejado o forro do tanque 18 pode ser construído sem o tubo 20. De acordo com esta modalidade alternativa, tampos extremos 22 e 24 são ligados diretamente entre si mais exatamente do que com o tubo 20. Como tais, os tampos extremos 22, 24 podem assumir uma variedade de formas, e não necessitam ser genericamente hemisféricos, porém, podem ser mais caliciformes, como desejado, conforme será apreciado por aqueles versados na técnica.

[00019] De preferência, o forro do tanque 38 inclusive o tubo 20, primeiro e segundo tampos extremos 22 e 24, e o cubo de válvula 34 são construídos de um material inerte, impermeável e não corrosivo dotado de alto módulo de elasticidade, tal como de 10 GPa ou superior, e uma deformação elástica genericamente variando de cerca de 0,05% a cerca de 1%. Como tal, o forro do tanque 38 e conjunto de montagem de válvula 36 pode ser produzido de aço, porém também pode ser fabricado de metal tal como, porém, sem estar limitado ao alumínio, níquel, titânio, platina ou qualquer outro material que presta apoio estrutural adequado de acordo com a presente invenção. Enquadra-se também dentro do âmbito e espírito da invenção fabricar o forro do tanque 38 de materiais poliméricos.

[00020] Ainda de acordo com a invenção, é ainda apresentado um tanque híbrido que inclui uma camada de reforço exterior.

[00021] Para fins de ilustração e não de limitação, conforme incorporado aqui e como representado na fig. 6, uma seção transversal de uma seção de parede de tanque híbrido 14 é representada. Como mostrado na fig. 6, uma camada de reforço exterior 42 é disposta em torno do forro do tanque

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38. A camada de reforço 42 é fabricada de uma ou mais camadas de um material dotado de um limite de deformação elástica mais elevado que aquele do material usado para o forro do tanque 38, conforme descrito abaixo em maior detalhe. De preferência, um revestimento anticorrosivo 40 é aplicado ao exterior do forro do tanque 38 antes de dispor a camada de reforço 42 sobre o forro do tanque. Isto pode ser particularmente vantajoso onde o forro de tanque 38 é fabricado de metal. Como tal, o revestimento anticorrosivo 40 ajuda a prevenir a corrosão entre forro do tanque 38 e a camada de reforço 42, que poderia de outro modo enfraquecer o tanque híbrido 14. O revestimento anticorrosivo pode ser composto de uma variedade de materiais, inclusive revestimentos de base ricos em zinco e outros revestimentos anticorrosivos conforme são conhecidos da técnica. O revestimento anticorrosivo pode ser aplicado, por exemplo, pulverizando um revestimento em pó sobre o forro do tanque 38, sucedido por aquecimento para curar o revestimento em pó. Outros métodos de aplicar o revestimento anticorrosivo são também possíveis e dentro do âmbito da invenção. De preferência, o revestimento anticorrosivo 40 é aplicado à inteira superfície externa do forro do tanque 38.

[00022] A camada de reforço 42 pode incluir um material composto dotado de um esqueleto que imprime propriedades mecânicas desejáveis ao composto, tal como alta resistência à tração, e uma matriz de material dotada de alta ductilidade que pode ligar o composto para tornar o mesmo duro e rígido, entre outras coisas. A camada de reforço 42 reforça e confere resistência a impacto ao tanque híbrido 14. A superfície externa da camada de reforço 42 de preferência inclui uma camada protetora 44 compreendida de um revestimento de gel, por exemplo, ou de um revestimento de acabamento para proteger a camada de reforço 42. Entre os materiais próprios para formar a camada protetora 44 se incluem, por exemplo, pó de poliolefina modificada termoplástica, aplicado, por exemplo, por técnicas de pulverização e conseqüente aquecimento para consolidação, e semelhantes.

Petição 870190081142, de 21/08/2019, pág. 18/31 / 14 [00023] De preferência, o material composto na camada de reforço consiste de fibras ou filamentos que são mesclados ou impregnados com uma resina termoplástica. Os filamentos impregnados podem incluir, porém, sem estar limitado, a combinações de vidro, metal, aramida, carbono, grafita, boro, sintéticos, resinas, epóxis, poliamidas, poliolefinas, silicones, e poliuretanas, entre outras coisas. De preferência, os filamentos são um compósito de resina termoplástica, tal como epóxi vinílico ou polipropileno, e fibra de vidro. Os filamentos podem ser formados de um tecido misturado de material termoplástico e fibra de vidro vendido como TWINTEX, comercialmente disponível da Saint-Gobain Vetrotex America Inc. De preferência, o material compósito usado na câmara de reforço 42 é um material reciclável.

[00024] Ainda de acordo com a invenção, o vaso de pressão inclui uma camisa de proteção. Para fins de ilustração, e não de limitação como representado nas figs. 1-5, a camisa de proteção 12 circunda o tanque híbrido 14. A camisa de proteção 12 tem um aro de suporte superior 46, e um aro de suporte inferior 50, e uma parede substancialmente cilíndrica 54 entre o aro de apoio superior 46 e o aro de apoio inferior 50. O aro de apoio superior 46 é disposto substancialmente em torno da periferia de uma parte superior 48 do tanque híbrido 14 e um aro de apoio inferior 50 é disposto substancialmente em torno da periferia de uma parte inferior 52 do tanque híbrido 14. As figs. 1 e 3 representam aberturas de circulação de ar superiores 16 no aro de apoio superior 46. As figs. 2 e 4 representam aberturas de circulação de ar inferiores 18 no aro de apoio inferior 50. As aberturas de circulação de ar superiores 16 e as aberturas de circulação de ar inferiores 18 permitem o ar a circular para e do exterior para facilitar a transferência de calor entre o ambiente e o conteúdo pressurizado do tanque híbrido 14, exposto em detalhe abaixo. Os aros de apoio superior e inferior 46 e 50 de preferência são configurados para se engatarem com o tanque híbrido 14 para limitar o deslocamento do tanque híbrido 14 dentro dos limites da camisa de proteção 12. O deslocamento é

Petição 870190081142, de 21/08/2019, pág. 19/31 / 14 ainda limitado pelo enchimento amortecedor 56 no aro de apoio inferior 50, interposto entre a camisa de proteção 12 e o tanque híbrido 14. O enchimento 56 pode ser produzido de uma variedade de materiais, inclusive polipropileno expandido, entre outros.

[00025] A camisa de proteção 12 de preferência é construída de um material de peso leve, rígido, tal como um plástico duro, p.ex. polipropileno ou polietileno de alta densidade, ou outros materiais apropriados. Nesta configuração, a camisa de proteção 12 pode proteger o tanque híbrido 14 contra impactos, colisões, abrasões, e exposição a materiais corrosivos, entre outras coisas.

[00026] É conhecido da técnica que o consumo de gás de um vaso pressurizado causa o resfriamento do vaso pressurizado. Este resfriamento pode atingir um grau ao qual o gás liquefeito não pode mais se evaporar a uma razão adequada. Nesta situação, haverá uma perda de pressão que pode obstar a evacuação do vaso pressurizado. A transferência de calor do meio ambiente em que o vaso de pressão está situado para o conteúdo do vaso de pressão, por conseguinte, deve ser facilitada para manter a pressão do conteúdo do vaso de pressão durante o consumo de gás. Todavia, o adicionar camisas de proteção aos vasos de pressão genericamente resulta em adicionar material entre o conteúdo pressurizado e o ambiente. Como tal, as camisas de proteção tendem a isolar o conteúdo pressurizado, impedir a troca de calor, e finalmente promover a perda de pressão indesejável durante o consumo de gás. Por conseguinte, é conveniente minimizar os efeitos isolantes das camisas de proteção.

[00027] É conhecido da técnica o fornecimento de uma camisa para um tanque de pressão, 100% de metal, na qual ondulações formadas na parede de uma camisa proporcionam canais para fluxos de ar convectivos, tal como na patente US 6 380 384, que é aqui incorporada a título de referência na sua totalidade. Estes canais ondulados funcionam bem no assegurar transferência

Petição 870190081142, de 21/08/2019, pág. 20/31 / 14 de calor no caso de tanques 100% de metal, porém em uma modalidade composta de fibras/metal de tanque híbrido14 cria uma necessidade por maiores avanços para otimizar o fluxo convectivo, uma vez que a camada de reforço compósita 42 proporciona maior isolamento térmico que o existente nos tanques 100% de metal da técnica precedentemente existente.

[00028] Por conseguinte, a configuração da camisa de proteção 12 permite o fluxo otimizado que pode substancialmente a circunferência do tanque híbrido 14. Este é um avanço em relação à técnica ora existente porque a troca de calor ocorre ao longo de uma área de maior superfície que a permitida nos canais em forma de onda conhecidos na técnica. Esta otimização para fluxo e área superficial do trocador de calor convectivo auxilia a compensar o maior isolamento térmico do tanque híbrido 14 contrastado com os tanques 100% de metal da técnica anterior.

[00029] Para este fim, a presente invenção facilita fluxos convectivos naturais descendentes entre a camisa de proteção 12 e o tanque híbrido 14 para adquirir as vantagens da camisa de proteção enquanto minimizando a perda de pressão devido à troca de calor inadequada. A parede substancialmente cilíndrica 54 da camisa de proteção 12 é disposta em torno de uma parte central 51 do tanque híbrido 14. Como mostrado na fig. 9, a superfície interna da parede substancialmente cilíndrica 54 é espaçada da superfície externa do tanque híbrido 14 para permitir um fluxo vertical genericamente descendente a se desenvolver entre o tanque híbrido 14 e a camisa de proteção 12. Existe assim um canal de fluxo genericamente anular 8 definido entre o tanque híbrido 14 e a camisa de proteção 12 em comunicação fluídica com o ambiente no qual o vaso de pressão 10 está localizado.

[00030] A fig. 10 mostra como o ar pode se comunicar do exterior do vaso de pressão 10, através das aberturas superiores 16, para baixo para o interior do canal de fluxo anular 58 e para fora através das aberturas inferiores

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18. Particularmente, as figs. 7, 8, e 11 mostram como o ar pode se comunicar do canal de fluxo substancialmente anular 58 no interior do vaso de pressão 10, de passagem pelas aberturas 18(a) no enchimento 56 (fig. 5), através das aberturas inferiores 18, e para o interior do ambiente. A faculdade do ar a fluir das aberturas superiores 16, através do canal de fluxo anular 58, e para fora das aberturas inferiores 18 permite fluxos de convecção natural a se desenvolver ao longo da inteira circunferência do canal de fluxo anular 58, e assim confere ao vaso de pressão uma maior capacidade para troca de calor entre o tanque híbrido 14 e o ambiente, enquanto também a durante adicional propiciada pela camada de proteção 12.

[00031] Sob outro aspecto de uma modalidade preferencial da invenção, o aro de apoio superior 46 inclui pelo menos um manípulo 60 configurado para permitir acesso ao conjunto de montagem de válvula 36, como mostrado nas figs. 1-3. De preferência, o manípulo é ergonomicamente configurado para auxiliar no transporte do vaso de pressão 10.

[00032] A título de outro exemplo, meramente para fins de ilustração, como mostrado n fig. 12, o manipulo 60 e o aro de apoio inferior 50 sã de preferência para se engatarem mutuamente para facilitar o transporte e empilhamento de uma pluralidade de vasos de pressão 10. Na presente modalidade, os manípulos 60 são curvados e configurados para formar um engate de junção não permanente com o aro de suporte inferior 50, que é configurado para receber os manípulos ao empilhar múltiplos vasos de pressão 10.

[00033] De acordo com outra modalidade da invenção, um vaso de pressão pode provido adicionalmente incluindo um dispositivo individualmente cada tanque. Meramente para fins de ilustração, e não de limitação, um dispositivo de identificação, tal como uma etiqueta de identificação de radio freqüência, microchip e/ou código de barras 200 (fig. 1) pode ser fornecido para identificar singularmente cada vaso de pressão.

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Durante a manufatura, um banco de dados pode ser mantido para singularmente identificar e rastrear cada cilindro após o cilindro sair da instalação de manufatura. Uma variedade de variáveis pode ser rastreada para cada cilindro pelo fabricante, tal como o peso de tara, data de re-teste, data de manufatura, numero de lote, e semelhantes.

[00034] De acordo com outro aspecto da invenção, um método para fabricar um vaso de pressão é apresentado. Meramente para fins de ilustração e não de limitação, o método de preferência inclui a formação de um forro de tanque (tal como o forro de tanque 38), aquecer filamentos de vidro, misturar os filamentos com um material termoplástico, enrolar o material termoplástico e filamentos misturados sobre o forro do tanque 38 sob aplicação de calor para formar um tanque híbrido 14, e afixar uma camisa de proteção 12 ao tanque híbrido 14 para criar o canal de fluxo substancialmente anular 58 como descrito aqui.

[00035] A título de outro exemplo, o método pode ainda incluir uma etapa de aplicar um revestimento anticorrosão ao exterior do forro do tanque 38 antes de enrolar o material termoplástico e filamentos combinados sobre o forro do tanque 38. Este revestimento anticorrosão 40 pode reduzir a corrosão entre o forro do tanque 38 e a camada de reforço externa 42 no caso de um forro de tanque metálico 38.

[00036] A etapa de enrolamento pode incluir girar o forro do tanque sobre um mandril enquanto os filamentos são sobre o forro do tanque, conforme é conhecido da técnica. Os enrolamentos podem ser realizados continuamente com um único filamento compreendendo a camada de reforço externa 42 do tanque híbrido 14. Ainda de acordo com o método da invenção, é também possível misturar os filamentos com polipropileno como o material termoplástico. O método pode ainda incluir a aplicação de um revestimento gel externo final 44 sobre a camada de reforço externa 42, conforme é conhecido da técnica.

Petição 870190081142, de 21/08/2019, pág. 23/31 / 14 [00037] Ainda de acordo com o método da invenção, é possível para a camisa de proteção 12 ser afixada ao tanque híbrida 14 fazendo com que a camisa de proteção seja separável em pelo menos duas seções que se interligam com sistemas de grampos como é conhecido da técnica. As seções podem ser separáveis ao longo de uma circunferência da parede genericamente cilíndrica 54 da camisa de proteção 54, como mostrado na fig.

5. Ou as seções poderiam ser separáveis longitudinalmente ou obliquamente sem se afastar do espírito e âmbito da invenção. As seções da camisa podem ser afixadas entre si por engate permanente ou por engate não permanente, como desejado. Por exemplo, as seções de camisa 12 podem ser permanentemente afixadas entre si por soldagem, aplicação de adesivo ou de elementos de fixação. Se desejado, a conexão entre seções de camisa 12 pode ser não permanente, tal como por uma conexão por encaixe.

[00038] Os métodos e sistemas da presente invenção, como descrito acima e mostrado nos desenhos, asseguram um vaso de pressão com superiores propriedades inclusive facilidade de manufatura, peso leve, ergonomia, empilhamento, resistência à corrosão e impacto, e transferência de calor otimizada. Será evidente aqueles versados na técnica que várias modificações e variações podem ser introduzidas no dispositivo e método da presente invenção, sem se afastar do espírito e do âmbito da invenção. Assim, é proposto que a presente invenção inclua modificações e variações que se enquadrem dentro do âmbito das reivindicações apensas e seus equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Vaso de pressão, compreendendo:

a) um tanque híbrido (14), incluindo:

i) um forro de tanque (38); e ii) uma camada de reforço externa (42) disposta sobre o forro de tanque, a camada de reforço externa definindo pelo menos uma parte de uma superfície externa do tanque híbrido; e

b) uma camisa de proteção (12) incluindo:

i) um aro de apoio superior (46) tendo uma primeira abertura (16) atravessante; e ii) um aro de apoio inferior (50) tendo uma segunda abertura (18) atravessante;

caracterizado pelo fato de que a camisa de proteção é adaptada para circundar e se engatar com o tanque híbrido, e em que a camisa de proteção inclui adicionalmente:

iii) uma parede cilíndrica (54), que é circunferencialmente fechada e livre de aberturas, e que conecta o aro de apoio superior com o aro de apoio inferior, a parede definindo uma superfície interna disposta radialmente para o exterior da superfície externa do tanque híbrido, a superfície interna da parede e a superfície externa do tanque híbrido cooperando para definir um canal de fluxo anular (58) em comunicação fluídica com a primeira abertura e a segunda abertura, em que as aberturas e o canal de fluxo são adaptados para permitir um fluxo convectivo a passar através dos mesmos para facilitar a transferência de calor entre o tanque híbrido e um ambiente no qual o vaso de pressão está situado.
2. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o forro do tanque (38) inclui um material dotado de um módulo de elasticidade mais elevado e um limite de deformação elástica mais baixo que aquele da camada de reforço externa (42).

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3. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camisa de proteção (12) é separável em pelo menos duas seções.
4. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aro de apoio superior (46) inclui pelo menos um manípulo (60) e em que o aro de apoio inferior (50) inclui uma base configurada e adaptada para formar um engate de junção não permanente com o pelo menos um manípulo de outro vaso de pressão ao empilhar múltiplos vasos de pressão.
5. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de reforço externa (42) inclui um material termoplástico misturado com fibras de vidro.
6. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o material termoplástico inclui polipropileno.
7. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tanque híbrido (14) inclui um revestimento anticorrosão (40).
8. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tanque híbrido (14) inclui um revestimento de gel externo (44).
9. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o forro do tanque (38) inclui um tubo cilíndrico (20) definindo primeiro e segundo aros (26, 28) e primeiro e segundo tampos extremos em forma de campânula opostos (22, 24) fixados ao primeiro e segundo aros do tubo.
10. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o forro do tanque (38) inclui primeiro e segundo tampos extremos em forma de campânula opostos (26, 28) diretamente fixados entre si.
11. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 1,

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3 / 6 caracterizado pelo fato de que o forro de tanque (38) inclui uma abertura (32) para receber um cubo de válvula (34) no seu interior.
12. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o cubo de válvula (32) é configurado para receber um conjunto de montagem de válvula (36) para controlar o ingresso e egresso de fluidos.
13. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o forro de tanque (38) é formado pelo menos em parte de metal.
14. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o metal é selecionado do grupo consistindo de alumínio, aço, níquel, titânio e platina.
15. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui adicionalmente um enchimento amortecedor (56) no aro de apoio inferior (50) disposto entre a camisa de proteção (12) e o tanque híbrido (14), o enchimento amortecedor (56) incluindo aberturas (18a) através das quais o ar flui a partir do canal de fluxo anular (58) até a segunda abertura.
16. Método de fabricar um vaso de pressão caracterizado pelo fato de que compreende:

a) a formação de um forro de tanque (38):

b) aquecer filamentos de vidro;

c) misturar os filamentos com um material termoplástico;

d) enrolar o material termoplástico e filamentos misturados sobre o forro do tanque (38) sob aplicação de calor para formar um tanque híbrido (14) tendo uma superfície externa; e

e) afixar uma camisa de proteção (12) ao tanque híbrido (14), a camisa de proteção (12) incluindo:

i) um aro de apoio superior (46) tendo uma primeira abertura

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4 / 6 (16) atravessante;

ii) um aro de apoio inferior (50) tendo uma segunda abertura (18) atravessante; e iii) uma parede cilíndrica (54) conectando o aro de apoio superior com o aro de apoio inferior, a parede definindo uma superfície interna disposta radialmente para o exterior da superfície externa do tanque híbrido, a superfície interna da parede e a superfície externa do tanque híbrido cooperando para definir um canal de fluxo anular (58) em comunicação fluídica com a primeira abertura e a segunda abertura, em que as aberturas e o canal de fluxo são adaptados para permitir um fluxo convectivo a passar através dos mesmos para facilitar a transferência de calor entre tanque híbrido e um ambiente no qual o vaso de pressão está situado.
17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o forro de tanque (38) é girado sobre um mandril quando os filamentos são enrolados sobre o forro do tanque (38).
18. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o enrolamento é contínuo.
19. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o material termoplástico inclui polipropileno.
20. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende um revestimento anticorrosão (40) externo ao forro do tanque (38) após a formação do forro do tanque (38).
21. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado ainda pelo fato de que compreende a aplicação de um revestimento de gel externo (44) sobre o tanque híbrido (14).
22. Vaso de pressão caracterizado pelo fato de que compreende:

a) um tanque híbrido (14) incluindo um forro de tanque (38), uma camada de reforço (42) disposta sobre o forro do tanque, uma região

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5 / 6 superior, uma região inferior disposta oposta à região superior, e uma região central disposta entre a superior e a inferior;

b) uma camisa protetora (12) circundando o tanque híbrido, a camisa protetora incluindo pelo menos um suspiro superior e pelo menos um suspiro inferior, em que a camisa de proteção se engata com o tanque híbrido na região superior e região inferior enquanto sendo espaçada radialmente da região central; e

c) um dispositivo para dirigir um fluxo de ar convectivo entre a região central do tanque híbrido e a camisa protetora, em que os dispositivos para dirigir um fluxo estão em comunicação fluídica com o meio ambiente externo ao vaso de pressão através do pelo menos um suspiro superior e do pelo menos um suspiro interior.
23. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a camisa protetora (12) inclui pelo menos uma empunhadura (60) e uma base que são configuradas para que um acoplamento de junção não permanente seja formado entre a pelo menos uma empunhadura de um vaso de pressão e base de outro vaso de pressão ao empilhar múltiplos vasos de pressão.
24. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o forro de tanque (38) é cilíndrico na região central.
25. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o forro do tanque (38) é esférico na região central.
26. Vaso de pressão de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que:

a) camisa protetora (12) inclui uma superfície interna voltada radialmente para dentro;

b) o tanque híbrido (14) inclui uma superfície externa voltada

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6 / 6 radialmente para fora; e

c) em que o dispositivo para direcionar um fluxo é um canal de fluxo substancialmente anular definido entre a superfície interna da camisa protetora e a superfície externa do tanque híbrido.
27. Método de fabricar um vaso de pressão compreendendo:

a) proporcionar um tanque composto (14) tendo uma região superior (48), uma região inferior (52) disposta oposta à região superior, e uma região central (51) disposta entre a região superior e a região inferior;

caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

b) encerrar o tanque composto no interior de uma camisa protetora (12) tendo pelo menos um suspiro superior (16) e pelo menos um suspiro inferior (18), no qual a camisa protetora se engata com o tanque composto pela região superior e a região inferior enquanto sendo interespaçada radialmente da região central, em que a camisa protetora inclui uma parede cilíndrica que é circunferencialmente fechada e livre de aberturas; e

c) definir um canal de fluxo anular (58) entre a região central do tanque composto e a parede da camisa protetora, em que o canal de fluxo anular está em comunicação fluídica com um meio ambiente externo ao vaso de pressão por intermédio do pelo menos um suspiro superior e do pelo menos um suspiro inferior.