BRPI0708988A2

BRPI0708988A2 - respiro contra explosço de material compàsito reforÇado

Info

Publication number: BRPI0708988A2
Application number: BRPI0708988-0A
Authority: BR
Inventors: Tom Eljkelenberg; Guy Jakus
Original assignee: Fike Corp
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2011-06-14
Also published as: CA2646332C; JP2009531637A; JP5027870B2; EP1999322A4; EP1999322A2; CN101405463B; US20070234655A1; KR20080104339A; US8726588B2; WO2007112147A3; MX2008012142A; CA2646332A1; KR101450915B1; WO2007112147A2; CN101405463A

Abstract

RESPIRO CONTRA EXPLOSçO DE MATERIAL COMPàSITO REFORÇADO. A presente invenção refere-se a um respiro contra explosão não- metálico provido para proteger um espaço confinado de uma condição de sobrepressão elevada. Material de reforço apresentando uma resistência à tensão maior do que a resina, tal como mecha de fibra de vidro, malha ou pano, é embutido no painel. Uma ranhura alongada total na forma de U se estendepara dentro a partir de uma das superfícies do painel através de apenas uma porção da espessura do painel. A ranhura interrompe o material de reforço e define uma linha de enfraquecimento que apresenta uma área de alívio do painel que se abre sob uma condição de sobrepressão prede- terminada. Uma pluralidade de componentes de reforço espaçados preferi- velmente se sobrepõe à ranhura, podendo opcionaímente se estender atra- vés da área de alívio do painel, na transversal da mesma e mutuamente em um ângulo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "RESPIROCONTRA EXPLOSÃO DE MATERIAL COMPÓSITO REFORÇADO".

Antecedentes da Invenção

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um respiro contra explosãocompósito com uma sujeição relativamente alta a falhas apresentando umcomportamento de fratura dúctil que é provido para proteger um espaço con-finado de uma condição de sobrepressão elevada, o respiro sendo especi-almente adaptado para cobrir aberturas de alívio em recintos submetidos arápidas formações de pressão que resultam de explosões ou de fogos des-controlados em uma variedade de estruturas e reservatórios incluindo edifí-cios, coletores de pó, tanques, silos de grãos, equipamento, tubulação con-duzindo aos coletores de pó ou para e de tal equipamento, e outras estrutu-ras submetidas a eventos arriscados de sobrepressão elevada.

O respiro inclui um painel interno de resina sintética termoplásti-ca reforçada com material que apresenta uma resistência à tensão maior doque a resina. O material de reforço preferivelmente compreende fibras devidro tecido, mais fibras de vidro aleatórias opcionais. O painel apresentauma ranhura contínua alongada que se estende completamente através daespessura do painel ou através de apenas uma porção da espessura do pai-nel. Alternativamente, uma série de fendas individuais de extremidade paraextremidade pode ser provida, cada uma das quais se estende inteiramenteatravés do painel ou através de uma única porção do painel. A ranhura ou asfendas interrompem pelo menos uma parte do material de reforço para defi-nir uma linha de enfraquecimento que apresenta uma respectiva área dealívio central do respiro que se abre sob uma condição de sobrepressão ele-vada. Folhas de cobertura relativamente finas são providas nos lados opos-tos do painel central para intensificar a impermeabilidade de fluido do respi-ro, permitem o uso do respiro em aplicações que exigem equipamento oucomponentes sanitários, e funcionam para prover acabamentos de superfícieoposta relativamente lisos para o respiro. A ranhura ou as fendas podem serpelo menos parcial ou completamente enchidas com um material de resinasintética. Alternativamente, um objeto alongado, tal como um fio de aço, po-de ser embutido no painel de uma configuração definindo a abertura de alí-vio central no respiro que dá passagem e que se abre sob uma força de so-brepressão predeterminada.

A seção de painel do respiro pode também ser provida comcomponentes de reforço alongados compreendendo uma mecha de fibras devidro subjacente à ranhura ou a uma certa linha de fendas definidoras de umenfraquecimento. A mecha de vidro de reforço preferivelmente se estendeatravés de toda a extensão da área de alívio de pressão do painel. A quanti-dade de sobrepressão exigida para abrir a área de alívio do painel pode sercontrolada em variando o número, a configuração, a composição de vidro, ea relativa orientação dos componentes de reforço.

Descrição da Técnica Anterior

Respiros contra explosão foram tradicionalmente providos comuma folha rompível de metal que apresenta linhas de marcação ou cortesinterrompidos que definem uma linha de enfraquecimento apresentando aárea de alívio do respiro. A quantidade de sobrepressão exigida para abrir aárea de alívio do respiro é determinada, entre outras coisas, pela forma dalinha de enfraquecimento, pela natureza da linha de enfraquecimento, e pelalocalização da linha de enfraquecimento na área total do respiro.

Um respiro contra explosão exemplificativo é mostrado e descri-to na Patente norte-americana Ns 6.070.365, onde um painel de alívio depressão retangular é montado em uma armação adaptada para ser presaatravés de uma abertura de alívio de pressão. O painel de alívio unitário éformado a partir de uma única folha de aço, aço inoxidável, Inconel, ou outromaterial similar, e apresenta uma linha de enfraquecimento de três ladosdefinida por uma pluralidade de cortes interrompidos. Uma série de lingüetasde ruptura espaçadas é freqüentemente posicionada sobre a linha de enfra-quecimento, conforme mostrado na Patente '365, que tem que ser rompidaantes que a área de alívio seja revelada sob uma sobrepressão elevada pre-determinada resultante de uma explosão ou/de um fogo de queima rápida.

A Patente norte-americana Nq 5.036.632 é outro exemplo de umrespiro contra explosão de folha de metal retangular convencional que apre-senta uma linha de enfraquecimento de três lados definida por cortes inter-rompidos. As lingüetas rompíveis são também providas no respiro da Paten-te '632 que têm que ser rompidas antes que a seção central do painel serompa ao longo da linha de corte para aliviar uma sobrepressão. Gaxetas devedação elastoméricas podem ser providas em torno da periferia da folha demetal rompível.

A Patente N9 4.498.261, referida na descrição da patente '632, éum painel de respiro retangular que se abre sob uma pressão relativamentebaixa na qual a estrutura de folha fina é descrita como sendo poliestireno demédio impacto, um metal relativamente doce, tal como liga de alumínio, ouum aço inoxidável totalmente recozido. Cortes de padrão X interrompidos seestendem através do painel de respiro e definem linhas individuais de enfra-quecimento que terminam no ápice do X. Uma membrana de vedação finaapresentando a mesma área que o painel de ruptura é adesivamente ligadaao painel de ruptura, podendo ser formada de polietileno, aço inoxidável, oualumínio. Uma estrutura similar é mostrada e descrita na Patente norte-americana Ng 4.612.739.

Sumário da Invenção

A presente invenção se refere a um respiro contra explosão não-metálico e de não-fragmentação para proteger um espaço confinado de umacondição de sobrepressão elevada, que inclui um painel compósito de umaresina sintética, tal como polipropileno, que é reforçado com material apre-sentando uma resistência à tensão maior do que a resina. O material de re-forço preferido são fibras de vidro, que podem se apresentar na forma demecha, pano de malha de vidro tecido, ou fibras de vidro aleatórias. O painelé provido com uma ranhura que se estende transversalmente através dopainel ou através de apenas uma porção da espessura do painel. A ranhuraou as fendas interrompem o material de reforço para definir a linha de enfra-quecimento que apresenta uma área de alívio do painel que se abre sobuma sobrepressão predeterminada contra a mesma, que, por exemplo, podeser de cerca de 2,5 KPa a 20 KPa (25 mbar a cerca de 200 mbar).Em uma concretização da invenção, o respiro é construído dedois membros de painel de material de resina sintética, tal como polipropile-no, posicionados em relação sobrejacente entre si. Cada um dos membrosde painel é reforçado com fibras de vidro. Depois da formação de ranhurasou fendas alinhadas, em um ou em ambos os painéis pela abrasão mecâni-ca, o material de resina sintética é introduzido nas ranhuras ou fendas, ouum fio de aço é colocado na linha de enfraquecimento de ranhura contínua,e os painéis são então colocados em uma prensa aquecida. Folhas de co-bertura finas são providas em relação sobrejacente aos lados opostos daunidade laminar. Pressão e calor suficientes são aplicados aos membros depainel para fazer com que a resina sintética dos membros de painel fluam,formando assim, com as folhas de cobertura, um respiro composto. A resinaamolecida pelo calor será preferivelmente enchida na ranhura em torno dofio, quando usada, ou fará com que resina adicional colocada na ranhuraencha substancialmente essa ranhura.

Uma pluralidade de componentes de reforço alongados espaça-dos pode ser provida em uma ou em ambas as superfícies opostas do respi-ro compósitos com cada um dos componentes se sobrepondo à ranhura oufendas. Os componentes de reforço podem ou ser comprimentos curtos demecha de vidro em um transportador de resina sintética para os mesmos, ouos componentes podem ser comprimentos mais longos de mecha de vidroque se estendem substancialmente em toda a largura e comprimento dorespiro compósito e assim através da área de alívio. Preferivelmente, pelomenos dois dos comprimentos mais longos da mecha de vidro se estendematravés de toda a largura e/ou altura do respiro. Alternativamente, dois oumais componentes de reforço de mecha de vidro adicionais podem ser pro-vidos no respiro compósito que estão em um ângulo agudo entre si e comrelação aos componentes de reforço de vidro que são perpendiculares entresi através do respiro e para cima e para baixo do respiro.

A ranhura no painel ou nos painéis pode ser de várias configura-ções transversais, incluindo, por exemplo, a forma de U, a forma de T, aforma geralmente de V, e circular. Uma haste de aço transversalmente circu-lar pode ser provida na linha alongada de ranhura definidora de enfraqueci-mento em disposição em relação geralmente conformante à ranhura. Prefe-rivelmente, ranhuras contendo não-arame das várias configurações são, ca-da qual, enchidas com uma composição, tal como uma resina sintética.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é uma vista plana de uma concretização da invenção,que ilustra um respiro contra explosão não-metálico no qual um painel derespiro compósito principal central é provido com uma linha relativamenteestreita de ranhura que define um enfraquecimento no mesmo que tem ge-ralmente uma configuração total na forma de U.

A figura 2 é uma vista plana de outra concretização da invenção,que ilustra um respiro contra explosão não-metálico similar ao respiro dafigura 1, exceto pelo fato de dois pares de mechas de reforço de fibra de vi-dro alongada espaçada serem dispostos em relação perpendicular entre siem uma superfície do respiro em uma relação sobrejacente às respectivasseções da ranhura no painel compósito, juntamente com mechas de reforçode elemento cruzado que definem um X que intersectam as outras mechasde reforço.

A figura 3 é uma vista plana de outra concretização da invenção,similar à invenção da figura 1, exceto pelo fato de a ranhura que define alinha de enfraquecimento ser mais larga do que a ranhura de painel compos-to da figura 1.

A figura 4 é uma vista plana de um respiro de explosão apresen-tando um painel compósito central principal, conforme mostrado na figura 3,e que é provido com componentes de reforço similares àqueles da figura 2.

A figura 5 é uma vista plana de um respiro de explosão, confor-me mostrado nas figuras 1 e 2, exceto pelo fato de uma pluralidade de com-ponentes de reforço de fibra de vidro relativamente curta ser provida em re-lação sobrejacente à linha de enfraquecimento no painel compósito principalcentral.

A figura 6 é uma representação em seção transversal geralmen-te esquemática fragmentada e ampliada de um respiro contra explosão a-presentando um painel compósito principal central, como na figura 1, porexemplo, de acordo com esta invenção.

A figura 7 é uma representação em seção transversal geralmen-te esquemática fragmentada e ampliada de um respiro alternativo, de acordocom esta invenção, no qual dois membros do painel compósito foram lami-nados sob calor e pressão, com o tecido de fibra de vidro sendo provido naporção central do corpo do painel compósito principal.

A figura 8 é uma vista em seção transversal ampliada do painel,que ilustra uma forma de ranhura no painel compósito principal.

A figura 9 é uma vista em seção transversal ampliada do painelcompósito principal, que ilustra outra forma de ranhura no painel.

A Figura 10 é uma vista em seção transversal ampliada do pai-nel compósito principal, que ilustra outra forma de ranhura no painel;

A figura 11 é uma vista em seção transversal ampliada do painelcomposíto principal, que ilustra outra forma de ranhura no painel, com umabarra de metal alongada sendo provida na ranhura.

A figura 12 é uma vista em seção transversal ampliada do painelcompósito principal que ilustra outra forma de ranhura no painel.

E a figura 13 é uma vista plana fragmentada de uma concretiza-ção alternativa do painel mostrado na figura 1 apresentando uma série decortes espaçados no painel compósito principal que cooperam para definiruma linha de enfraquecimento.

Descrição Detalhda da Concretização Preferida

Uma concretização de um respiro não-metálico, de acordo comesta invenção, é ilustrada nas figuras 1, 6 e 9 dos desenhos e indicada pelonumerai 20. O respiro 20 compreende um painel compósito principal geral-mente plano 22 formado de um corpo interno central 24 de uma resina sinté-tica, tal como polipropileno. O corpo de resina 24 é reforçado com materialamplamente indicado com 26 apresentando uma resistência à tensão maiordo que a resina do corpo 24. O material 26 é preferivelmente formado demechas de fibra de vidro 28, cada qual compreendendo um feixe de fios a-Iongados 30 de fibras de vidro que coopera com as mechas de fibra de vidro32, cada qual também compreendendo um feixe de fios alongados de fibrasde vidro. As mechas 28 e 32 são entrelaçadas, conforme mostrado na figura6, para formarem uma mecha de fibra de vidro 34. Folhas de cobertura rela-tivamente finas 36 e 38 de resina sintética são rigorosamente aderidas àsrespectivas superfícies mais externas 40 e 42 do corpo central 24 do painel 22.

O painel compósito principal central 22 apresenta uma ranhura44, conforme mostrado nas figuras 3 e 9, que define uma linha de enfraque-cimento. A ranhura 44 preferivelmente se estende através do corpo 24 dopainel 22 a uma distância transversal suficiente para interromper a maiorparte, senão todo o material de reforço 26, mas não através das folhas decobertura opostas 36 e 38. Nesta concretização da ranhura 44, a ranhuratem uma largura transversal maior do que a profundidade, que, por exemplo,pode variar na largura de cerca de 1,5 mm a cerca de 30 mm. As folhas decobertura 36 e 38 são preferivelmente, cada qual, de dimensões totais sufi-cientes para cobrir por completo o corpo central 24 do painel compósito 22,mas devem ser pelo menos de dimensões alinhadas com a ranhura 44 e seestendendo além da mesma. Embora a mecha de fibra de vidro 34 não sejailustrada na figura 9 para fins de clareza, fica evidente a partir dessa figuraque a ranhura 44 interrompe o material de reforço 26 compreendendo a ma-lha de fibra de vidro 34, por todo o comprimento da ranhura 44. A ranhura44, na vista plana conforme representada nas figuras 1 e 5, preferivelmentetem uma configuração total geralmente na forma de U e, portanto, apresentaum par de seções de perna alongadas, paralelas e espaçadas 46 e 48 que éligado nas extremidades adjacentes das seções de perna 46 e 48 por umaseção curva 50. As extremidades 46a e 48a das seções de perna 46 e 48,respectivamente, terminam equidistantemente da margem lateral 52 do pai-nel 22 e definem uma área de articulação 54 do painel 22 entre as extremi-dades 46a e 48a. As seções de perna 46 e 48 e a seção curva 50 da ranhu-ra 44 cooperam para apresentar uma área de alívio central 56 do painel 22.

Pode ser visto a partir da representação esquemática em seçãotransversal da figura 9 que a ranhura 44 no painel compósito 22 tem umaconfiguração transversalmente retangular e, portanto, apresenta paredeslaterais 58 e 60, bem como uma abertura alongada superior que se estendelongitudinalmente 61 e uma abertura alongada oposta 62. A ranhura 44 pre-ferivelmente, embora não necessariamente, contém uma composição deenchimento 64. A composição de enchimento 64 pode encher toda ou parteda ranhura 44 e compreender uma resina sintética, tal como polipropileno ouum adesivo adequado. É desejável, mas não essencial, que a composiçãode enchimento 64 seja firmemente aderida às paredes laterais 58 e 60 docorpo central 24, bem como às respectivas superfícies sobrejacentes adja-centes das folhas de cobertura 36 e 38.

O respiro 20 é adaptado para ser montado em uma armação(não mostrada) de uma abertura de alívio em uma estrutura a ser protegidade uma condição de sobrepressão elevada, tal como uma explosão ou pro-dutos de combustão de um fogo de queima rápida. Para essa finalidade, opainel compósito 22 e as folhas de cobertura 36 e 38 são providos com umapluralidade de aberturas de montagem 66 para receber prendedores do tipocavilhas que firmemente prendem o respiro 20 à armação de suporte, e quepermitem a pronta substituição do respiro 20 no caso de acionamento poruma sobrepressão elevada.

A ranhura 44 é formada em uma peça em bruto de painel com-pósito, compreendendo ou um painel de camada única 22 apresentando ma-terial de reforço embutido 26, ou um painel laminado consolidado reforçado22, preferivelmente usando um jato de água de alta pressão que é controla-do de tal forma que a ranhura 44 se estenda totalmente através do painel 22ou através de uma espessura suficiente do painel 22 para interromper pelomenos uma porção e preferivelmente todo o material de reforço 26 na mes-ma. Também é preferido que a ranhura 44 interrompa o material de reforço26 ao longo de todo o comprimento da ranhura. Métodos alternativos deformar a ranhura 44 no painel 22 incluem um feixe de laser que vaporiza re-sina e vidro, seja por abrasão mecânica usando uma roda de esmeril ou umaferramenta de fresar rotativa, seja pelo uso de outro aparelho de abrasão oude remoção de material equivalente.O painel 22 pode ser formado de uma placa compósita consoli-dada disponível pela Vetrotex Reinforcement S.A., Chambéry Cedex, Fran-ce, como TWINTEX P PP 60 1485 1/1 AF. O código para o produto é: "P"representa uma placa, "PP" indica uma matriz de polipropileno, "60" é o teorde vidro em peso (%), "1485" é o peso nominal (g/m2), "1/1" indica que é umproduto equilibrado, e "AF" é um tipo de mecha de cor natural. Este produtoTWINTEX é uma placa pré-consolidada apresentando fibras de vidro e fiosde propileno co-misturados trançados, e apresenta uma resistência à tensão(ISO 527) de cerca de 300 MPa, uma resistência à flexão (ISO 178) de cercade 280 MPa, um impacto Charpy a não-entalhe (ISO 179) de 160 KJ/m2, eum impacto Izod a entalhe de (ISO 180) 140 KJ/m2. Uma placa para fabrica-ção de respiros pode, por exemplo, ser encomendada, por exemplo, comouma variante de 2000 mm χ 1200 mm.

Estas placas são comercialmente disponíveis pela Saint-Gobainem espessuras selecionadas, dimensões totais de largura e altura, com es-tabilização de UV e calor, diferentes tipos de fibras de vidro (mecha de fiosde comprimento variado, fibras de comprimento aleatório e orientadas, ma-lha, tecido, etc.), diferentes relações de peso de vidro e tipos de resina sinté-tica, graus de pré-consolidação, conforme encomendado pelo cliente, e cornatural ou preta.

As coberturas 36 e 38 podem, por exemplo, ser folhas de poli-propileno que têm, cada qual, 120 μηι de espessura. Outras espessuras depolímeros e de folha podem ser escolhidas, por exemplo, dentro da faixa decerca de 20 μηι a cerca de 1000 μηι, conforme necessário, para atender asexigências de acabamento de superfície e para controlar a pressão de es-touro de base do respiro. Os painéis compósitos 22 tipicamente podem vari-ar na espessura de cerca de 1 mm a cerca de 10 mm.

O respiro 20 é preferivelmente fabricado em colocando uma pe-ça em bruto do painel compósito compreendendo, por exemplo, uma resinasintética, tal como polipropileno, apresentando uma malha de fibra de vidro34 embutida na mesma e na qual uma ranhura 44 foi formada, conforme an-teriormente descrito, em uma prensa de prato aquecido convencional ade-quada (não mostrada). Folhas de cobertura 36 e 38 são colocadas sobre assuperfícies opostas 40 e 42 do corpo compósito principal central 24 antes dacolocação da montagem laminada na prensa, ou, alternativamente, a folhade cobertura 38 pode, por exemplo, ser colocada na prensa, o corpo central24 apresentando a malha de fibra de vidro 34 embutida no mesmo, introdu-zida então na prensa, e finalmente a folha de cobertura pode ser colocadasobre o topo do corpo central 24. O calor e a pressão podem ser aplicadosentão à montagem laminar dentro da prensa.

Caso desejado, uma pluralidade de componentes de reforço a-longados e espaçados relativamente curtos 68 pode ser provida na folha decobertura 36 do painel 22 em relação sobrejacente à ranhura 44, conformemostrado na figura 5, antes do fechamento da prensa de prato e da aplica-ção de calor à estrutura laminar. Cada um dos componentes 68 preferivel-mente compreende uma mecha de fibra de vidro que é integrada com a folhade cobertura 36 e corpo 24 durante a aplicação de calor e pressão ao painelcompósito 22. Os componentes 68 podem ser formados de fibras de vidroalongadas contínuas embutidas em uma resina sintética, tal como polipropi-leno, ou compreender fibras de vidro que são incorporadas nos componen-tes de resina sintética do painel 22 como resultado da fusão da resina sinté-tica do painel 22, incluindo a folha de cobertura 36 e uma parte do corpocentral 24. O número de componentes 68 providos, o espaçamento entre oscomponentes 68, a localização estratégica de componentes 68 em relaçãosobrejacente à ranhura 44, e as dimensões transversais dos componentes68, incluindo a natureza e a quantidade de fibras de vidro, podem ser varia-dos, conforme desejado, para controlar a sobrepressão final exigida paraefetuar a ruptura da linha de enfraquecimento.

Na figura 2, pode ser visto que, no lugar de componentes de re-forço relativamente curtos 68 da concretização do painel 22 mostrada nafigura 5, o painel 22 pode ser provido com um par de componentes de refor-ço de mecha de fibra de vidro paralelos, alongados e espaçados 70 e 72,que são integrados com o painel 22 e se estendem substancialmente atra-vés de toda a largura do mesmo. Do mesmo modo, um par de componentesde reforço de mecha de fibra de vidro paralelos, alongados e espaçados 74e 76 são integrados com o painel 22 e se estendem substancialmente atra-vés da dimensão de altura do painel em relação perpendicular aos compo-nentes 70 e 72. O reforço adicional do painel 22 pode ser provido na forma de componentes de mecha de fibra de vidro de reforço transversal 78 e 80que se estendem dos respectivos cantos opostos do painel 22, cruzam nomeio do painel, e ficam em um ângulo com relação aos componentes 70 e 72. Similar aos componentes de reforço 68, as dimensões transversais doscomponentes 70-80, incluindo a natureza e a quantidade de fibras de vidro, podem ser variadas, conforme desejado, para controlar a sobrepressão finalexigida para efetuar a ruptura da linha de enfraquecimento. Os componentes68-80 podem ser localizados no topo da folha de cobertura 36, conformeesquematicamente mostrado nos desenhos, ou embutidos no corpo 24 dopainel 22 durante a compressão do painel 22 na prensa aquecida.

Na fabricação de um painel laminado preferido 22, duas das pla-cas Twintex de polipropileno reforçado por fibra de vidro, conforme identifi-cado acima, são colocadas em uma prensa. As placas podem ter uma es-pessura nominal de cerca de 2,65 mm. Um prato de prensa é abaixado con-tra a cobertura 36 sobreposta à superfície superior da placa superior e atemperatura de prensa é aumentada em 10°C/min a um nível acima do pon-to de fusão de 165°C do polipropileno, preferivelmente na faixa de cerca de165°C a cerca de 225°C. O crescimento de pressão é preferivelmente decerca de 50 KPa/min (0,5 bar/min) a uma pressão final que pode variar decerca de 25 KPa a 300 KPa (0,25 bar a cerca de 3 bar). A espessura nomi- nal do respiro 20 compreendendo o painel composto 22, as coberturas 36 e38, e os componentes de reforço 68, caso providos, em consolidação total, épreferivelmente de cerca de 2,25 mm. A pressão máxima no painel laminadoé mantida por cerca de 5 minutos em uma temperatura máxima dentro daprensa de cerca de 200°C. Enquanto mantém a pressão no painel laminado 22, a prensa pode ser esfriada em cerca de 10°C/min a cerca de 60°C, po-dendo o painel 22 ser então removido da prensa. As placas podem ser prea-quecidas, caso desejado, antes de serem introduzidas na prensa para confe-rir um grau de rigidez ao painel laminado e facilitar a introdução do painel naprensa entre os pratos superior e inferior.

Os componentes 70-80 servem para controlar a pressão de es-touro máxima da linha de enfraquecimento definida pela ranhura 44, e fun-cionam para garantir a abertura controlada da área 56. Além disso, os com-ponentes 70-80 aumentam a estabilidade do painel 22 e impedem a frag-mentação da área central 56 do painel 22 durante a abertura da área central56. Os componentes 70-80 são preferivelmente de comprimentos contínuosde fibras de vidro que são combinadas com uma resina sintética, tal comopolipropileno, ou supridas sem um constituinte de resina.

Além da provisão seletiva dos componentes de reforço 68-80, aconfiguração e a profundidade da ranhura 44 que definem a linha de enfra-quecimento podem ser variadas para adicionalmente controlar a sobrepres-são exigida para efetuar a ruptura da linha de enfraquecimento para abrir aárea de alívio central 56 do respiro 20. As construções alternativas do painelcompósito 22, conforme esquematicamente representado nas figuras 8-12,não contêm uma mostra do material de reforço 26, para clareza de ilustra-ção. Entretanto, é entendido que cada uma destas concretizações alternati-vas é provida com um material de reforço 26, conforme mostrado na figura 6,ou material de reforço, conforme representando na figura 7, por exemplo.

A linha alternativa de enfraquecimento é ilustrada na figura 12 eapresenta uma ranhura na forma de U 44a que se estende apenas parcial-mente através do corpo 24 do painel 22. Pode ser visto a partir da figura 12que a parede inferior 62a da ranhura 44a é espaçada da cobertura 38. Con-tudo, a profundidade da ranhura 44a deve ser preferivelmente suficiente pa-ra assegurar a interrupção de substancialmente todo o material de fibra devidro 26. O material de enchimento 64a, preferivelmente de polipropileno ousimilar, é provido na ranhura 44a. A cobertura 36 é sobreposta a toda a su-perfície superior do corpo central 24 do painel compósito 22, bem como aomaterial 64a que enche a ranhura 44a. A vista esquemática da figura 12 épara fins ilustrativos apenas, e deve ser entendido que a profundidade daranhura 44a é seletivamente controlada para se obter a ruptura da linha deenfraquecimento em um valor de sobrepressão desejado. A ranhura 44a a-presenta uma profundidade maior do que a largura na concretização da figura 12.

Na concretização alternativa do painel 22 mostrada na figura 8, aranhura 44b apresenta uma configuração trapezoidal e apresenta paredeslaterais inclinadas opostas 58b e 60b que convergem para a abertura inferior62b da ranhura 44b que é coberta pela folha 38. A ranhura 44b também con-tém preferivelmente um enchimento 64b de polipropileno ou resina similar,que é coberta pela folha 36 que é sobrejacente à superfície superior do cor-po de painel compósito 24.

A ranhura 44c da concretização alternativa do painel 22 mostra-da na figura 10 tem uma forma em T transversal. A porção de perna superior44c' da ranhura 44c tem uma largura maior do que a porção de perna inferiorcentral 44c". A folha de cobertura 38 se sobrepõe à abertura inferior 62c daranhura 44c, enquanto que a folha de cobertura 36 se sobrepõe à aberturasuperior 62d da ranhura 44c. A ranhura 44c apresenta também preferivel-mente um enchimento 64c de uma resina sintética, tal como polipropileno.

A ranhura 44d no painel compósito 22, conforme esquematica-mente representado na Figura 11, tem uma configuração em seção trans-versai circular. Uma haste 82, preferivelmente de aço, é posicionada na ra-nhura 44d. A haste 82 apresenta um diâmetro de seção transversal comple-mentar com as paredes circuladas da ranhura 44d. Embora a haste 82, con-forme esquematicamente mostrado na Figura 11, seja essencialmente domesmo diâmetro que a ranhura 44d, a haste 82 pode ser de um diâmetromenor do que a ranhura, com o espaço circundando a haste 82 dentro daranhura 44d contendo um enchimento de resina sintética. Em uma concreti-zação preferida do painel 22, toda a haste de aço dobrada na forma de U 82apresenta um diâmetro de 2 mm e é provida com um revestimento despren-dível para aperfeiçoar a não-adesão da resina de polipropileno circundante àhaste de aço. É notado que os componentes de reforço 68-80 estão em re-lação de ligação à haste 82. Preferivelmente, a ranhura 44d é formada nopainel compósito 22, a haste 82 é inserida na ranhura, juntamente com oenchimento de resina sintética, caso desejado, em conseqüência do que asfolhas 36 e 38 são aplicadas às superfícies opostas do painel 22, e a monta-gem é então colocada no molde aquecido.

A provisão de uma haste de aço na ranhura 44d serve paramanter a integridade e a uniformidade da ranhura 44 por todo o seu compri-mento durante a formação do painel 22 na prensa aquecida. Além disso, ahaste 82 contribui para controlar a pressão de estouro do painel 22 com aruptura da linha de enfraquecimento definida pela ranhura 44 e asseguraque a linha de enfraquecimento seja uniformemente rompida ao longo detodo o seu comprimento. Embora uma haste de aço 82 seja preferida, a has-te pode ser de outros materiais incluindo uma resina de termocura, ou umaresina termoplástica apresentando propriedades que acrescentam rigidez àhaste maior do que aquela do corpo central 24 do painel 22.

A ranhura 44e, mostrada esquematicamente nas figuras 1 e 2dos desenhos, é representada como sendo substancialmente mais estreitado que a ranhura 44 no painel 22 das figuras 3 e 9. É entendido que a largu-ra efetiva de uma ranhura que define a linha de enfraquecimento no painel22 e que delineia três lados da área de alívio central 56 é variável para seobter uma pressão de estouro selecionada para o respiro 20. Embora as ra-nhuras 44 e 44a-e sejam mostradas como definindo um retângulo, é enten-dido que a ranhura pode ter diferentes configurações incluindo a semicircu-lar, ou a retangular com porções curvas nos cantos de uma forma geralmen-te retangular.

Embora o material de reforço 26 seja preferivelmente uma com-posição de fibra de vidro, outros materiais poderão ser usados apresentandouma resistência à tensão maior do que a resina do painel 22. Por exemplo,uma malha de aço inoxidável pode ser embutida no painel 22, contanto quea malha de aço inoxidável seja interrompida por todo o comprimento da ra-nhura no painel. Alternativamente, o material de reforço 26 pode ser umamalha ou fibras de aramida revestidas de resina termoplástica. Fibras dearamida podem também ser usadas para os componentes de reforço 68-80.

A construção alternativa do painel laminar 122 desta invençãoilustrada na figura 7 é preferivelmente fabricada com a introdução de duasplacas de resina sintética 122a e 122b na prensa de calor, cada uma dasquais contém fibras de vidro relativamente curtas e aleatoriamente distribuí-das 130. O tecido de fibra de vidro 132 é interposto entre as placas 122a e122b. As folhas de cobertura 136 e 138 são posicionadas sobre as facesmais externas das placas 122a e 122b, respectivamente. Embora não mos-trado na figura 7, é entendido que o painel 122 é provido com uma ranhurade uma configuração transversal, tais como as ranhuras 44, 44a-e.

O painel compósito 222 de um respiro alternativo 220 mostradona figura 13 é provido com uma série de entalhes 240 que cooperam paradefinir uma linha de enfraquecimento 244 de toda a configuração na formade U similar à ranhura 44. É entendido que a cobertura 236, essencialmentedo mesmo material e da mesma espessura que a cobertura 36, é sobrepostaà superfície superior do painel compósito 222, e se encontra sobre os enta-lhes 240 que definem a ranhura 244. A condição de sobrepressão, que fazcom que a seção central 256 do respiro 220 seja aberta, é controlada, emparte, pelo comprimento dos entalhes individuais 240, pela distância entre asextremidades terminais dos entalhes adjacentes 240, e pela profundidade aforma dos entalhes 240.

Devido ao fato de o respiro 20 ser preferivelmente fabricado como uso de um painel compósito 22 de material de resina sintética apresentan-do um material de reforço de fibra de vidro embutido no mesmo, o respiro 20não é contrariamente afetado pela exposição à iuz do sol e pode suportarcondições atmosféricas variadas. O respiro 22 não acumula cargas elétricasestáticas, não é combustível ou autocombustível em exposição curta, e con-tém apenas materiais não-tóxicos e não-irritantes.

Com a variação da composição do painel compósito 22, da es-pessura do painel 22, que usa diferentes resinas termoplásticas para o pai-nel 22 e as folhas de cobertura 36 e 38, bem como da profundidade e daforma da ranhura 44, ou dos entalhes 240 que definem a linha de enfraque-cimento 244, e do tipo de material de reforço 26, pode ser provida uma am-pla faixa de pressões de estouro para o respiro 20. Além disso, a seleção dotipo de material e da espessura das folhas 36 e 38 pode prover algum graude contribuição seletiva para o controle da pressão de estouro ou de falha dorespiro. Similarmente, com a mudança do peso do fio de fibra do material 26e dos componentes 68-80, pode ser obtido o controle da pressão de falha.

Igualmente, os componentes 68-80 podem ser colocados em uma relaçãode ligação através do topo das ranhuras 44 e 44a-e, ou na folha de cobertu-ra 38 abaixo das ranhuras. Alternativamente, os componentes 68-80 podemser embutidos no painel 22 no topo ou na base do material 26, conformemostrado na figura 6, ou no topo ou abaixo do tecido 132 do painel 122. Ummaterial termoplástico, tal como polipropileno, é preferido como a porção deresina dos painéis 22 e 122 pelo fato de apresentar uma ductilidade maior doque uma resina de termocura, reduzindo assim a probabilidade de fragmen-tação do respiro na área de articulação 54. Outra opção é o uso de um fio devidro impregnado de pó termoplástico, revestido com resina termoplástica. Aprovisão de componentes de reforço opcionais 68-80 em relação de ligaçãoàs ranhuras 44, 44a-e serve para prover um retardo de tempo momentâneona abertura do respiro, como resultado da extração dos componentes dereforço da superfície do painel, desviando assim a energia de pico da áreade articulação 54, impedindo, dessa forma, a separação da área de alívio 56da porção de perímetro do painel 22 ou a fragmentação dessa área.

O painel compósito 22 é particularmente útil para a fabricação derespiros relativamente grandes, por exemplo, de cerca de 200 mm por 200mm a cerca de 1500 mm por 2000 mm. O valor de sobrepressão no qual seabre a área de alívio central 56 pode ser diminuído na medida em que o ta-manho total do respiro é aumentado pelo fato de a área de respiro aumentarem uma velocidade mais rápida do que o aumento no comprimento das ra-nhuras 44, 44a-e.

O uso de um material compósito termoplástico para a fabricaçãodo respiro 20 permite que a forma do respiro seja variada simplesmente mu-dando a forma dos moldes de prensa. Por exemplo, a área central do painelcompósito 22 pode ter a forma de uma abóbada que é ou simétrica, assimé-trica, ou de uma forma piramidal, dependendo das características do estouroespecificadas para uma aplicação específica do respiro. Técnicas para fabri-car o respiro 20 podem também ser variadas, incluindo o preaquecimentodos painéis seguido pela prensagem a frio em uma prensa, ou entre um la-minado de correia dupla.

Devido ao fato de o respiro 20 ser construído de material de re-sina sintética apresentando um material de reforço embutido no mesmo, taiscomo fibras de vidro, malha ou tecido, o respiro completo serve para umavariedade de aplicações sanitárias. O painel compósito 22 pode ser rotineirae periodicamente submetido a procedimentos de sanitização convencionaissem alteração das características de estouro do respiro 20.

Claims

1. Respiro contra explosão não-metálico para proteger um espa-ço confinado de uma condição de alta sobrepressão que compreende:um painel compósito de uma resina sintética, a dita resina sendoreforçada com material apresentando uma resistência à tensão maior do quea resina,o dito painel apresentando um par de superfícies opostas e pro-vido com uma ranhura alongada no mesmo que se estende transversalmen-te para dentro a partir de uma das superfícies do painel através de apenasuma porção da espessura do painel,a dita ranhura interrompendo o material de reforço para definiruma linha de enfraquecimento que apresenta uma área de alívio do painelque se abre sob a dita condição de sobrepressão.

2. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1, noqual o dito painel apresenta uma configuração geralmente plana.

3. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1, noqual a dita ranhura apresenta uma configuração total geralmente na formade U apresentando seções de perna alongadas opostas e uma seção curvaentre as mesmas, o segmento do painel entre as seções de perna da ranhu-ra remoto da dita seção curva definindo uma porção de articulação do painelpara a área de alívio.

4. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1, noqual a dita ranhura se estende substancialmente através da espessura dopainel.

5. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1, noqual a dita ranhura é ininterrupta através de seu comprimento.

6. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1, noqual a ranhura apresenta uma configuração geralmente na forma de U natransversal da mesma.

7. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1, noqual a dita ranhura apresenta uma largura maior do que a profundidade.

8. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1, noqual o dito material que reforça a resina sintética do painel compreende fi-bras de vidro.

9. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 8, noqual as ditas fibras de vidro compreendem fios alongados de mecha de vidro.

10. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 8,no qual as ditas fibras de vidro compreendem fios de vidro orientados paraapresentarem uma malha tecida.

11. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1,no qual o dito painel é provido com um corpo central, sendo providas folhasde resina sintéticas sobrepostas ao corpo e definindo as ditas superfíciesopostas do painel.

12. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 11,no qual cada uma das ditas folhas é substancialmente mais fina do que aespessura do corpo central do painel.

13. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 11,no qual a dita ranhura se estende apenas através de uma das folhas e atra-vés de toda a espessura do corpo central do painel.

14. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1,no qual a dita ranhura de linha apresenta uma configuração geralmente tra-pezoidal na transversal da mesma.

15. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1,no qual a dita ranhura apresenta uma configuração geralmente na forma deT na transversal da mesma.

16. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1,no qual a dita ranhura apresenta uma configuração geralmente circular natransversal da mesma.

17. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 16,no qual a dita ranhura é provida com uma barra de aço alongada.

18. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1,no qual é provida uma pluralidade de componentes de reforço alongadosespaçados conduzida pelo painel, cada um dos componentes estando emrelação sobreposta à ranhura.

19. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1,no qual o dito painel apresenta uma configuração geralmente retangular a-presentando margens laterais, a dita ranhura apresentando uma configura-ção geralmente na forma de U apresentando um par de seções de pernageralmente paralelas e uma seção curva entre as extremidades finais adja-centes das seções de perna, as ditas seções de perna e a seção curva daranhura sendo geralmente paralelas às respectivas margens laterais do pai-nel e em relação adjacente às mesmas.

20. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 19,no qual as ditas seções de perna e a seção curva da ranhura apresentam,cada qual, uma configuração geralmente retilínea.

21. Respiro contra explosão não-metálico para proteger um es-paço confinado de uma condição de alta sobrepressão que compreende:um painel compósito de uma resina sintética, a dita resina sendoreforçada com material apresentando uma maior resistência à tensão do quea resina,o dito painel apresentando um par de superfícies opostas e pro-vido com uma ranhura alongada no mesmo que se estende transversalmen-te para dentro de uma das superfícies do painel através de apenas uma por-ção da espessura do painel; euma pluralidade de componentes de reforço alongados espaça-dos conduzidos pelo painel, cada um dos componentes sobrepostos à ranhura,a dita ranhura interrompendo o material de reforço para definiruma linha de enfraquecimento que apresenta uma área de alívio do painelque se abre sob a dita condição de sobrepressão.

22. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 21,no qual é provida uma composição que enche pelo menos uma parte da ditaranhura.

23. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 21,no qual os ditos componentes de reforço são unitários com o painel.

24. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 21,no qual cada um dos ditos componentes de reforço compreende uma mechade fibra de vidro.

25. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 21,no qual os ditos componentes de reforço se sobrepõem à ranhura e se es-tendem através da área de alívio do painel.

26. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 21,no qual são providos pelo menos dois componentes de reforço, os ditoscomponentes sobrepostos à ranhura e sendo posicionados mutuamente emrelação geralmente perpendicular através da área de alívio do painel.

27. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 26,no qual os componentes de reforço incluem um elemento transversal que seestende através da dita área de alívio do painel em um ângulo com relaçãoaos ditos dois componentes.

28. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 27,no qual é provido um par de ditos elementos transversais, os ditos elemen-tos transversais estando mutuamente em um ângulo.

29. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 21,no qual o dito painel compreende duas camadas de resina sintética unitárias,cada uma das ditas camadas sendo provida com um material de reforço a-presentando uma resistência à tensão maior do que a resina sintética decada camada, a dita ranhura se estendendo totalmente através de uma ca-mada e de apenas uma porção da outra camada.

30. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 21,no qual são providos inúmeros componentes de reforço alongados embuti-dos em uma das camadas e cada qual sobreposto à ranhura.

31. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 30,no qual os ditos componentes de reforço compreendem fibras de vidro.

32. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 29,no qual o dito material de reforço está localizado entre as ditas camadas.

33. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 32,no qual o dito material de reforço compreende pano de vidro tecido.

34. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 33,no qual o dito material inclui fibras de vidro aleatórias em cada lado do pano.

35. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 21,no qual são providas folhas de cobertura de resina sintética unitárias noslados opostos do painel.

36. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 21,no qual a dita composição é uma resina sintética que enche a ranhura.

37. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 21,no qual a espessura do dito painel é de cerca de 2,25 mm.

38. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 35,no qual a espessura do painel é de cerca de 2,25 mm e a espessura de cadauma das folhas é de cerca de 120 μιη.

39. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 37,no qual a ranhura apresenta uma configuração geralmente circular, o diâme-tro da ranhura sendo de cerca de 2 mm, e uma barra de aço apresentandoum diâmetro de cerca de 2 mm que é provida na ranhura.

40. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1,no qual a dita área de alívio do painel se abre em uma pressão de cerca de-2,5 KPa a 20 KPa (25 mbar a cerca de 200 mbar).

41. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1,no qual o dito painel é uma placa pré-consolidada, a resina sintética é poli-propileno, e o dito material são fibras de vidro incorporadas no polipropileno.

42. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1,no qual o dito material são fibras de vidro que compreendem cerca de 60%em peso do painel.

43. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1,no qual o dito painel apresenta um módulo de resistência à tensão de cercade 300 MPa.

44. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1,no qual o dito painel apresenta um módulo de resistência à flexão de cercade 280 M Pa.

45. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1,no qual a dita resina sintética é uma resina termoplástica e o material sãofibras de vidro.

46. Respiro contra explosão, de acordo com a reivindicação 1,no qual a largura transversal da ranhura é de cerca de 1,5 mm a cerca de 30 mm.