BRPI0905808A2 - montagem de vÁlvula de controle e dispositivo de controle de fluxo - Google Patents
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Abstract
Montagem de Válvula de Controle e Dispositivo de Controle de Fluxo. Montagem de válvula de controle que utiliza uma válvula de borboleta tendo um corpo de válvula e um disco de válvula móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta. A montagem de válvula de controle inclui um dispositivo de controle de fluxo posicionado a jusante da válvula de borboleta. O dispositivo de controle de fluxo inclui uma série de dentes espaçados por uma série de canais de controle de fluxo de tal mdo que o disco de válvula se desloca a partir da posição de apoio na sede até à posição completamente aberta, a extremidade de vedação exterior do disco de válvula passa sobre a série de dentes para expor gradualmente o canais de controle de fluxo. O dispositivo de controle ajuda areduzir a cavitação, oferece torque dinâmico reduzido e permite que a montagem da válvula de controle seja inserida entre um tubo de influxo e um tubo de saída de fluxo.
Description
uMontagem de Valvula de Controle e Dispositivo de Controle de Fluxo” Relatorio Descritivo Referencia Remissiva a Pedido Correlato
O pedido presente e baseado e reivindica a prioridade do Pedido de Patente Provisorio de niimero de serie 61/104.312，deposita- do em 10 de outubro de 2008.
Antecedentes da Ιηνβηςδο
A presente revelagao relaciona-se em geral com um disposi- tivo para controlar ο fluxo de um fluido atraves de uma valvula de borboleta. Mais especificamente, a presente revelagao relaciona-se com um dispositivo de controle de fluxo que pode ser utilizado com uma valvula de borboleta para proporcionar controle intensificado das caracteristicas de fluxo da valvula de borboleta.
As valvulas de borboleta estao em uso geral para controlar ο fluxo de varios fluidos, isto e, fluxos de liquidos ou gases. As valvulas de borboleta sao usadas para estrangular ο fluxo de fluido e para aplica?5es liga/desliga. Uma montagem de valvula de controle tipica inclui um corpo tendo uma passagem que se estende atraves dela e lima palheta de valvula de borboleta pivotalmente montada dentro do corpo. A palheta de borboleta e caracteristicamente na forma de um disco.
Quando ο fluido passa atraves de uma valvula de borboleta parcialmente aberta, ο fluido sofre uma queda de pressao significativa. Um dos problemas basicos das valvulas de borboleta e que a baixa de pressao tende a ocasionar cavitagao e os danos conseqiientes induzidos pela cavitagao no fornecimento do liquido e ruido no fornecimento de gas.
Numa tentativa de resolver estes problemas, e proposto u- sar um difusor com a valvula de borboleta. Um difusor e um membro perfurado que aumenta a restrigao proxima da abertura da valvula e rompe ο fluxo de fluido em miiltiplos jatos. Isto tem um efeito positivo sobre os problemas de cavitagao e ruido. Conforme mostrado na Patente US 3.960.177, os difusores podem ser integralmente incorpora- dos no elemento de valvula. Embora esta configuragao funcione bem, nao e possivel utilizar ο difusor em qualquer outra valvula, visto que ο difusor e diretamente incorporado na palheta da valvula. Alem disso, este tipo de difusor tem pequeno ou nenhum efeito sobre a capacidade de que ο elemento de valvula proporcione controle de fluxo melhorado proximo a posigao de valvula completamente aberta.
A Patente US 7.264.221 ilustra uma montagem de valvula
de controle que inclui um par de gaiolas ligadas aos lados opostos do corpo da valvula de borboleta. Embora a montagem mostrada na Patente '221 proporcione vantagens sobre uma valvula de borboleta sem as gaiolas, um inconveniente significativo com este tipo de montagem de valvula e que ο alojamento de valvula combinado com as gaiolas nao pode ser inserido nem deslizado entre seg5es de tubo, ο que torna dificil a instalagao do dispositivo no campo. Alem disso, as paredes da gaiola mostradas na Patente '221 protraem e bloqueiam ο fluxo do fluxo de fluido, quando a valvula estiver na posigao aberta. O uso deste tipo de montagem de gaiola reduz a capacidade de fluxo maximo da valvula numa quantidade significativa.
Portanto, existe uma necessidade de um dispositivo de c5n- trole a ser utilizado com uma valvula de borboleta que intensifique as caracteristicas de fluxo, a medida que a valvula comega a abrir e ainda permita capacidade de fluxo aumentado em comparagao com outros tipos de dispositivos de controle.
Sumario da Inven^ao
A presente revelagao relaciona se com um dispositivo de controle para uso com uma valvula de borboleta para intensificar as caracteristicas de fluxo da valvula de borboleta. De preferencia, a combinagao do dispositivo de controle e da valvula de borboleta pode ser ajuntada e deslizada entre um tubo de influxo e um tubo de saida para intensificar as caracteristicas de fluxo da valvula de borboleta.
A montagem de valvula combinada da presente revelagao inclui um dispositivo de controle que se Iiga a uma superficie de face a jusante de uma valvula de borboleta. O dispositivo de controle inclui uma passagem de fluxo aberto que recebe ο fluxo de fluido que passa atraves da valvula de borboleta a medida que a palheta da valvula abre a partir de uma condigao fechada vedada hermeticamente.
O dispositivo de controle de fluxo inclui uma parede interna
cilindrica que define a passagem cilindrica de fluxo aberto. A metade inferior da parede interna inclui um retorno em curva que se estende para dentro da passagem aberta a partir de uma parte inferior da parede interna. O retorno curvado inclui uma serie de canais de controle de fluxo entre uma serie de dentes. Os dentes que defmern ο retorno em curva incluem, cada um, uma superficie interna em declive que corresponde intimamente ao trajeto de movimento da extremidade de vedagao da palheta da valvula de borboleta, a medida que a palheta da valvula de borboleta se desloca a partir de uma posigao hermetica- mente fechada ate uma posigao aberta.
A medida que a valvula abre, a extremidade de vedagao ex- terior da palheta desloca-se ao longo da superficie de face curvada de cada um dos dentes para expor gradualmente os canais de controle de fluxo formados no dispositivo de controle. Alem disso, a medida que a palheta da valvula gira, a vedagao exterior afasta-se gradualmente a partir da superficie interna curvada de cada um dos dentes para permitir fluxo adicional atraves do dispositivo de controle.
Numa modalidade alternativa, os canais de controle de flu- xo entre cada um dos dentes tambem podem incluir uma superficie em declive para restringir e limitar a quantidade de fluido que flui atraves do dispositivo de controle. A configuragao de cada um dos dentes e os canais de controle de fluxo formados no dispositivo de controle podem ser selecionados de forma a maximizar ο efeito do dispositivo de contro- Ie sobre ο fluxo de fluido atraves da montagem de valvula.
Quando ο corpo de valvula e ο dispositivo de controle de flu- xo sao combinados para criar a montagem de valvula de controle, a extremidade a montante e a extremidade a jusante da montagem combinada proporcionam uma superficie geralmente plana de tal maneira que a montagem combinada pode ser inserida entre um par de tubos de fluxo. Especificamente, as superficies de face a montante e a jusante sao geralmente planas para proporcionar instalagao facil da montagem de valvula entre os tubos de influx。e de saida de fluxo.
Breve Descrigao dos Desenhos
Os desenhos ilustram ο melhor modo presentemente consi-
derado de realizar a invengao. Nos desenhos:
A Figura 1 e uma vista explodida de uma montagem de val- vula de controle que inclui um dispositivo de controle de fluxo de acordo com a presente revelagao;
a Figura 2 e uma vista em segao explodida tomada ao longo
da linha 2-2 da Figura 1;
a Figura 3 e uma vista em segao da combinagao montada da valvula de borboleta e do dispositivo de controle de fluxo da presente revelagao;
a Figura 4 e uma vista terminal do dispositivo de controle de fluxo e da valvula de borboleta tomada ao longo da linha 4-4 da Figura 3;
a Figura 5 e uma vista em segao da valvula de borboleta e
de uma segunda modalidade do dispositivo de controle de fluxo da presente revelagao;
a Figura 6 e uma vista terminal tomada ao longo da linha 6-6 da Figura 5;
a Figura 7 e um grafico que mostra as caracteristicas de
controle de uma valvula de borboleta com ο dispositivo de controle de fluxo plotando ο coeficiente de fluxo Cv contra ο angulo da abertura da valvula;
a Figura 8 e um grafico que ilustra ο coeficiente de cavita-
?ao incipiente Xfz para a valvula de borboleta incluindo ο dispositivo de controle de fluxo contra uma valvula de borboleta convencional;
a Figura 9 e um grafico que mostra ο torque dinamico para uma valvula de borboleta sozinha e com ο dispositivo de controle de fluxo;
a Figura 10 e uma vista em segao explodida de uma moda-
lidade alternativa de um dispositivo de controle de fluxo que pode ser utilizado com uma valvula de borboleta; e
a Figura 11 e uma vista em segao da valvula de borboleta e do dispositivo de controle de fluxo numa condigao montada.
Descrigao Detalhada
da Modalidade Preferida A Figura 1 ilustra uma montagem de valvula de controle 8 que inclui um sistema de controle que modiflca as caracteristicas de controle de uma valvula de borboleta convencional 10 de tal forma que a valvula de borboleta 10，com ο sistema de controle instalado, se aproxima mais das caracteristicas de fluxo de uma valvula de esfera. Conforme mostrado nas Figuras 1 e 2，a valvula de borboleta 10 inclui um corpo de valvula 12 que se estende a partir de ums superficie de face plana a montante 14 ate uma superficie de face a jusante 16 e e， de preferencia, formado a partir de um material metalico, tal como ago inoxidavel. O corpo de valvula 12 define uma passagem aberta 18 que permite que ο fluido flua atraves do corpo de valvula 12 da superficie de face a montante 14 ate a superficie de face a jusante 16. A passagem aberta 18 έ definida por uma parede interna geralmente cilindrica 20.
A valvula de borboleta 10 inclui um disco de valvula 22 que fica rotativamente posicionado dentro da passagem aberta 18 por um eixo de rotagao 24. O eixo de rotagao 24 define um veio de eixo em torno do qual ο disco de valvula 22 e rotativo entre a posigao de vedagao fechada da Figura 3 e a posigao aberta mostrada na Figura 1. De preferencia, a valvula de borboleta 10 poderia ser uma valvula de borboleta de deslocamento triplo ou uma valvula de borboleta padrao, enquanto opera dentro do escopo da presente revelagao.
Referindo de volta a Figura 2，ο disco de valvula 22 inclui uma extremidade de vedagao exterior 26 que proporciona uma vedagao com a parede interna 20，quando a valvula de borboleta 10 estiver em sua posiQao de vedagao fechada.
Quando a valvula de borboleta 10 e inicialmente aberta, ο disco de valvula 22 gira de tal modo que a sua primeira extremidade de vedagao exterior 26 se desloca ao longo de um arco de movimento na diregao mostrada pelas setas 28 na Figura 3. A medida que ο disco de valvula 22 gira em afastamento a partir da posigao de vedagao, ο liquid。 comega a fluir em torno da circunferencia exterior do disco de valvula 22 entre ο disco de valvula 22 e a parede cilindrica interna 20.
_Na Figura 7. a linha a tra^o intprrnmpiHn 30 ilnstra ο mefi-
ciente de fluxo Cv (gal5es de agua por minuto a uma queda de pressao de 1 psi) para a valvula de borboleta 10 sem qualquer tipo do dispositi- vo de controle de fluxo. A linha interrompida 30 ilustra um aumento bastante rapido no fluxo em relagao ao angulo de abertura da valvula de borboleta.
A Figura 8 ilustra ο coeficiente de cavitagao incipiente Xfz para uma valvula de borboleta convencional 10 mostrada pela linha a pontilhado 32，contra ο angulo de abertura para a valvula de borboleta 10.
A Figura 9 ilustra, por sua vez, ο torque dinamico que ο dispositivo de atuagao supera, a fim de abrir ou fechar a valvula contra O fluxo de fluido. A linha a tra?o interrompido 34 ilustra este torque dinamico, a medida que a valvula de borboleta 10 continua a abrir-se entre uma posigao completamente fechada e uma posigao completa- mente aberta.
Referindo de volta as Figuras 1 e 2，a montagem de valvula de controle 8 da presente revelagao inclui um dispositivo de controle de fluxo 36 que pode ser utilizado com a valvula de borboleta 10. A combinagao da valvula de borboleta 10 e do dispositivo de controle de fluxo 36 pode ser posicionada entre um tubo de influx。38 e um tubo de saida 40. O tubo de influxo 38 inclui um flange de ligagao 42 que define uma superficie de ligagao geralmente plana 44. O tubo de saida de fluxo 40 tambem inclui um flange de ligagao 46 que define uma superficie de ligagao geralmente plana 48. Como pode ser visto na Figura 2，a superficie de face a montante 14 do corpo de valvula 12 contata a superficie de ligagao 44，ao mesmo tempo em que a superficie de face plana ajusante 54 do dispositivo de controle de fluxo 36 contata a superficie de ligagao 48.
Referindo de volta a Figura 1，ο dispositive» de controle de fluxo 36 e um membro geralmente cilindrico formado a partir de um material metalico, tal como ago inoxidavel. O dispositivo de controle de fluxo 36 inclui uma parede exterior geralmente cilindrica 50 que se estende entre uma superficie de face a montante 52 e uma superficie de face a jusante 54. O dispositivo de controle 36 define uma passagem aberta 56 que se estende a partir da superficie de face a montante 52 ate a superficie de face a jusante 54.
Conforme mostrado na Figura 1，ο dispositivo de controle
de fluxo 36 inclui uma parede interna cilindrica 58 que se estende sem interrupgao sobre aproximadamente a metade superior da passagem aberta geralmente cilindrica 56. A metade inferior da parede interna 58 inclui um retorno em curva 60 que tem uma superficie de retorno 61 que estende para dentro da passagem aberta 56 da parte inferior da parede interna 58. Conforme mostrado na Figura 4，a metade inferior da parede interna 58 inclui uma serie de canais de controle de fluxo 62 que se estende radialmente em diregao a parede interna 58 (mostrada por uma linha a trago interrompido) a partir da superficie interna curvada 64. Cada um dos canais de controle de fluxo 62 separa geral- mente um par de dentes 66，cada um dos quais termina numa extremi- dade interna 63 que se combina para definir uma superficie interna curvada 64.
Referindo，agora, a Figura 3，cada um dos dentes 66 inclui uma superficie de face geralmente curvada 68 que faz parte da superfi- cie de retorno 61 (Figura 1). A superficie de face curvada 68 de cada um dos dentes 66 e configurada de tal modo que, quando ο disco de valvula 22 gira na diregao mostrada pela seta 28，a extremidade de vedagao exterior inferior 26 balangara atraves do arco de movimento descrito pela linha a trago interrompido 70. Como pode ser ilustrado na Figura 3，numa modalidade preferida, a linha a trago interrompido 70 indicando ο trajeto da extremidade de vedagao exterior 26 separa-se gradualmente da superficie de retorno formada pela superficie de face curvada 68 dos dentes individuals 66. O grau de separaQao entre a extremidade de vedagao exterior 26 e a superficie de face 68 dos dentes 66 pode ser projetado para determinar a taxa desejada de aumento de fluxo de fluido por dada posigao de deslocamento do disco de valvula 22. Deste modo, a medida que ο disco de valvula 22 gira, a extremidade de vedagao exterior 26 exp5e um volume crescente de cada um dos canais de controle de fluxo 62 para aumentar a quantidade de fluxo atraves do dispositivo de controle 36. Alem disso, ο aumento na sepa- ragao entre a extremidade de vedagao exterior 26 e a superficie de face 68 de cada um dos dentes 66 permite que uma quantidade crescente de fluido flua entre ο disco de valvula e cada um dos dentes 66.
Referindo novamente a Figura 3，a valvula de borboleta 10 e
ο dispositivo de controle de fluxo 36 podem ser montados como uma unidade combinada e inseridos entre ο tubo de influxo 38 e ο tubo de saida de fluxo 40. Especificamente, uma parede exterior 71 da valvula de borboleta 10 e recebida dentro de um recesso 72 formado no disposi- tivo de controle de fluxo 36 de tal maneira que um rebordo de ligagao 74 do dispositivo de controle se estenda para dentro da passagem aberta 18 da valvula de borboleta 10. Uma gaxeta 76 pode ser posicio- nada entre a superficie de face a jusante 16 da valvula de borboleta 10 e a superficie de face a montante 52 do dispositivo de controle 36.
Embora a valvula de borboleta IOeo dispositivo de controle
de fluxo 36 sejam mostrados como unidades separadas que podem ser combinadas e inseridas entre ο tubo de influxo 38 e ο tubo de saida de fluxo 40，e tido em consideragao que ο dispositivo de controle de fluxo 36 e a valvula de borboleta 10 poderiam ser integrados num iinico
componente fundido. Como ilustrado na Figura 4，a superficie de face a jusante 54 do dispositivo de controle 36 inclui uma serie de aberturas 78 cada uma das quais recebe um conector para ligar ο dispositivo de controle 36 ao corpo da valvula de borboleta 12.
Como ilustrado na Figura 3，quando ο dispositivo de contro-
le de fluxo 36 e ligado ao corpo de valvula 12，a montagem combinada e defmida pela superficie de face a montante geralmente plana 14 do corpo de valvula 12 e a superficie de face a jusante geralmente plana 54 de um dispositivo de controle 36. Deste modo, a montagem combinada de valvula de controle 8，incluindo ο corpo de valvula 12 e ο dispositivo de controle 36，pode ser deslizada entre a superficie de ligagao 44 do tubo de influx。38 e a superficie de ligagao 46 do tubo de saida de fluxo 40.
Referindo de volta a Figura 4，os canais individuals de con- trole de fluxo 62 formados entre os dentes 66 permitem que ο fluido flua atraves do dispositivo de controle, a medida que ο disco de valvula 22 se abre ao longo da linha a trago interrompido 70 mostrada na Figura 3. O tamanho e ο formato dos canais de controle de fluxo 62 determinam a taxa de fluxo de fluido e afetam ο nivel de turbulencia induzida pela velocidade do fluido. Um dos melhores modos de filtrar ο som a partir de dentro do tubo a jusante para ο exterior do tubo observado e usar a parede do tubo como barreira. A absorgao de som resultante da parede de tubo e chamada de perda de transmissao TL. A perda de transmis- sao TL e mais efetiva se puder ser disposta de tal modo que a frequencia em que ο som e produzido ocorrer acima da frequencia de toque do tubo Fr. A frequencia de toque do tubo Fr e igual a 5.000/3,14 D em Hz, onde Deo diametro interior do tubo em metros. A frequencia de pico Fp e determinada por 0,2 Uvc/w, onde Uvc e a velocidade de jato (suposta ser de 333 m/second) e w e a largura do canal de controle de fluxo 62 em metros. A perda de transmissao adicional Δ TIfp devida a frequencias mais altas e dada pela equagao: Δ TIfp = 7,8 + 20 log (Fp/Fr) em decibeis (dB).
Com base nas equa?5es acima, pode ser mostrado que, pa- ra um canal de controle de fluxo 62 com uma largura de 0,04 D, pode ser esperada uma redugao de som de 8 dB. Isto, entao, torna a largura preferida w dos canais de controle de fluxo 62 menos do que 4% do diametro de tubo.
Os canais de controle de fluxo 62 podem ser, alem disso, configurados para satisfazer certos requisitos de fabric。. Como exem- plo, a parte inferior 80 dos canais de controle de fluxo 62 pode ser arredondada, como mostrado na Figura 6, ou quadrada, como mostrado na Figura 4.
Referindo de volta a Figura 6，pode ser tambem desejavel demorar ο inicio da exposigao dos canais de controle de fluxo 62 ao fluxo do fluido a um deslocamento de valvula um pouco maior, a fim de alcangar uma caracteristica de abertura mais gradual. Na modalidade mostrada na Figura 6，os canais de controle de fluxo 62 entre cada um dos dentes 66 incluem uma parede de restrigao de fluxo 82 que se estende para cima para dentro dos canais de controle de fluxo da extremidade inferior 80. Como pode ser visto na Figura 5，a medida que ο disco de valvula 22 gira, a extremidade de vedagao exterior 26 permanece contato intimo com a parede de restrigao de fluxo 82 ate que ο disco de valvula 22 gire de um grau maior de deslocamento. A parede de restrigao de fluxo 82 estende-se para dentro da passagem aberta 56 a partir da superficie de face a montante 52 ate um pico 84. A parede de restrigao de fluxo 82 estende-se, entao, em afastamento a partir da passagem aberta 56 ate a superficie de face ajusante 54.
Uma vez que a extremidade de vedagao exterior 26 passe sobre ο pico 84，os canais individuals de controle de fluxo 62 entre cada um dos dedos 66 sao expostos ao fluxo do fluido. Deste modo, a parede curvada de restrigao de fluxo 82 que se estende ate ο pico 84 restringe mais ο fluxo de fluido atraves do dispositivo de controle de fluxo 36.
Na modalidade mostrada na Figura 5，a valvula de borbole- ta 10 e uma valvula de borboleta de excentrico triplo. Todavia, a valvula de borboleta poderia ser uma valvula de borboleta simetrica ou uma valvula de borboleta de excentrico duplo, enquanto opera dentro do escopo da presente revelagao. Numa ou noutra modalidade, ο dispositivo de controle 36 intensifica a operagao da valvula de borbole- ta, como sera descrito em detalhe abaixo.
A Figura 10 ilustra uma modalidade alternativa de um dis- positivo de controle de fluxo 100 que pode ser usado para retroajustar uma valvula de borboleta 102 montada no lugar entre um tubo de influxo (nao mostrado) e um tubo de saida 40. Quando a valvula de borboleta 102 e montada no lugar entre os tubos de influxo e de saida, existe espago minimo para inserir um dispositivo de controle de fluxo 36，como e mostrado na Figura 1. Nessa situagao, pode ser utilizado ο dispositivo de controle de fluxo 100 mostrado na Figura 10.
O dispositivo de controle de fluxo 100 inclui um flange de ligagao 104 que se estende radialmente para fora de uma parede exterior 106. A parede exterior 106 define a passagem aberta 56. O dispositivo de controle de fluxo 100 inclui os mesmos dentes 66 no retorno em curva 60 que na modalidade mostrada nas Figuras 2 e 3. Todavia, a parede exterior 106 e dimensionada de tal forma que a parede exterior 106 se ajusta dentro da superficie interna cilindrica 108 do tubo de saida de fluxo 40 e a superficie interna cilindrica 110 da parede exterior 112 da valvula de borboleta 102. Deste modo, quando ο dispositivo de controle de fluxo 100 e posicionado entre a valvula de borboleta 102 e ο tubo de saida de fluxo 40，ο ύηίοο requisito espacial adicional e a espessura do flange de ligagao 104.
Na modalidade mostrada na Figura 10，um par de conecto- res 114 passa atraves do flange de ligagao 46 do tubo de saida de fluxo 40 e atraves de uma serie de aberturas 116 formadas no flange de ligagao 104. As extremidades rosqueadas de cada um dos conectores 114 sao recebidas dentro dos orificios interiormente rosqueados 118 formados na parede exterior 112 da valvula de borboleta 102. Na modalidade ilustrada na Figura 10，ο flange de ligagao 104 tem uma espessura entre 6 milimetros (1/4 de polegada) e 9,5 milimetros (3/8 de polegada) de tal modo que os conectores 114 previamente usados para fixar ο tubo de saida de fluxo 40 na valvula de borboleta 102 podem ser utilizados, quando ο dispositivo de controle de fluxo 100 e inserido entre eles.
Embora nao mostrado na Figura 10，um par de gaxetas re- silientes pode ser posicionado nos lados opostos do flange de ligagao 104 do dispositivo de controle de fluxo 100 entre ο flange de ligagao 104 e a superficie de face a jusante 120 da valvula de borboleta 102 e a superficie de ligagao 48 do tubo de saida de fluxo 40. O par de gaxetas proporciona vedagao adicional entre ο dispositivo de controle de fluxo 100 e tanto a valvula de borboleta 102 como ο tubo de saida de fluxo 40. E tido em consideragao que as gaxetas poderiam ser eliminadas,
Referindo, agora, a Figura 11，quando ο dispositivo de con-
trole de fluxo 100 esta instalado entre ο tubo de saida de fluxo 40 e a valvula de borboleta 102，a parede exterior 106 estende-se para dentro tanto do tubo de saida de fluxo 40 como da valvula de borboleta 102. A valvula de borboleta 102 e ο tubo de saida de fluxo 40 sao separados pela espessura do flange de ligagao 104. Uma vez que ο dispositivo de controle de fluxo 100 esteja instalado como mostrado na Figura 11，a serie de dentes 66 proporciona as caracteristicas de fluxo como previa- mente descrito. A modalidade mostrada nas Figuras 10 e 11 permite que ο dispositivo de controle de fluxo 100 seja retroajustado em aplica- goes existentes que ja incluem uma valvula de borboleta instalada 102. Referindo, agora, a Figura 7, e ali mostrado um grafico que ilustra a vantagem do controle de fluxo inserido sobre ο coeficiente de fluxo em relagao ao angulo da abertura da valvula. No grafico mostrado na Figura 7，a forma da linha a cheio 86 representa ο coeficiente de fluxo Cv contra ο angulo da abertura da valvula. A forma da linha a cheio 86 indica um aumento gradual no fluxo, a medida que aumenta ο angulo da abertura de valvula. Este aumento gradual no fluxo e preferivel para fins de controle. A linha a trago interrompido 30，que indica as caracteristicas de fluxo para uma valvula de borboleta sem ο dispositivo de controle de fluxo, indica uma taxa substancialmente mais rapida de aumento de fluxo para angulos mais baixos de abertura da valvula de borboleta. Deste modo, ο dispositivo de controle de fluxo 36 mostrado nas Figuras de desenho tem a vantagem de proporcionar um aumento gradual no fluxo em relagao a uma valvula de borboleta sem ο dispositivo de controle de fluxo, ο que e de muito maior preferencia para fins de controle de pressao ou fluxo.
Outro inconveniente das valvulas de borboleta convencio- nais e a sua alta propensao para cavitar a quedas de pressao relativa- mente baixas. As cavitag5es ocasionam danos e ruido num. sistema de tubos incluindo uma valvula de borboleta. No grafico da Figura 8，ο dispositivo de controle de fluxo proporciona um coeficiente mais elevado de cavitagao incipiente, Xfz, que e mostrado pela linha a cheio 88 na Figura 8. O coeficiente de cavitagao incipiente, Xfz, e um termo padro- nizado industrial que e definido como a relagao de pressao a que existe uma indicagao audivel de comego de cavitagao (vaporizagao da agua). Numa valvula de borboleta convencional sem ο dispositivo de controle de fluxo，ο coeficiente de cavitagao incipiente e reduzido, como indicado pela linha a trago interrompido 32 permitindo um aumento de mais de 50% na queda de pressao sem incorrer em cavitagao.
a Figura 9 ilustra ainda outra vantagem do dispositivo de
controle de fluxo utilizado com a valvula de borboleta de acordo com a presente revelagao. Como mostrado pela linha a cheio 90，ο torque dinamico que ο dispositivo de atuagao deve superar para abrir a valvula de borboleta e diminuido em comparagao com a valvula de borboleta sem ο dispositivo de controle de fluxo, que e mostrada pela linha a trago
interrompido 34. Deste modo, ο uso do dispositivo de controle de fluxo reduz ο torque dinamico em comparagao com uma valvula de borboleta que nao inclui ο dispositivo de controle de fluxo. A redugao no torque dinamico oferece substanciais vantagens economicas, permitindo ο uso de dispositivos de atuagao muito menores.
Os desenhos e a descrigao acima representam a modalidade
atualmente preferida da presente revelagao. Contudo, sem sair do escopo da revelagao, podem ser feitas numerosas modificag5es sem sair do intuito da invengao. Como exemplo, ο elemento de controle poderia ser uma parte integral de meios para reter um elemento de vedagao
dentro do alojamento da valvula. Alem disso, ο elemento de controle poderia ser firmado por soldadura no alojamento de vMvula ou poderia ser uma parte integral fundida do alojamento de valvula.
Claims (19)
1. - Montagem de Valvula de Controle, para montagem entre um tubo de influxo e um tubo de saida que transporta fluido, caracterizada por que compreende: um corpo de valvula tendo uma passagem aberta que se estende a partir de uma superficie de face plana a montante ate uma superficie de face a jusante; um disco de valvula posicionado na passagem aberta e giravel entre uma posigao aberta e uma posigao fechada para permitir seletivamente ο fluxo de fluido atraves do corpo de valvula; e um dispositivo de controle de fluxo tendo uma superficie de face a montante montada na superficie de face a jusante do corpo de valvula e uma superficie de face plana a jusante, incluindo ο dispositivo de controle de fluxo uma parede interna que define uma passagem de • fluxo aberto entre a superficie de face a montante e a superficie de face a jusante do dispositivo de controle de fluxo, incluindo ο dispositivo de controle de fluxo, alem disso, uma pluralidade de membros de controle que se estende para dentro da passagem aberta da parede interna para modificar uma taxa de fluxo de fluido atraves da montagem da valvula de controle.
2. - Montagem de Valvula de Controle, de acordo com a Reivindicagao 1，caracterizada por que, quando ο disco de valvula estiver na posigao fechada, a montagem de valvula de controle inteiro fica contida entre a superficie de face plana a montante do corpo de valvula e a superficie de face plana a jusante do dispositivo de controle de fluxo de tal forma que ο dispositivo de controle de fluxo pode ser deslizado entre ο tubo de influxo e ο tubo de saida de fluxo.
3.- Montagem de Valvula de Controle., de acordo com a Reivindicagao ，caracterizada por que ο dispositivo de controle de fluxo inclui uma pluralidade de dentes, estendendo-se cada um para dentro da pas- sagem aberta a partir da parede interna, sendo cada um da pluralidade de dentes separado um do outro por um canal de controle de fluxo.
4. - Montagem de Valvula de Controle, de acordo com a Reivindicagao ，caracterizada por a pluralidade de dentes fica posicionada na parede interna de tal modo que uma extremidade de vedagao exterior do disco de valvula se desloca ate passer os dentes para expor os canais de controle de fluxo posicionados entre eles a medida que ο disco de valvula se desloca entre posi?5es aberta e fechada.
5. - Montagem de Valvula de Controle, de acordo com a Reivindicagao ，caracterizada por que cada um dos dentes inclui uma superficie de face em declive de tal modo que a extremidade de vedagao exterior do disco de valvula se desloca ao longo da superficie de face em declive a medida que ο disco de valvula se desloca entre as posigdes aberta e fechada.
6. - Montagem de Valvula de Controle, de acordo com a Reivindicagao ，caracterizada por que cada um dos canais de controle de fluxo inclui uma parede de restrigao de fluxo que se estende em afastamento da parede exterior para dentro do canal de controle de fluxo da superficie de face a montante para um pico e se estende em diregao a parede exterior a partir do pico ate a superficie de face a jusante.
7.- Montagem de Valvula de Controle, de acordo com a Reivindicagao caracterizada por que cada um dos canais de controle de fluxo tern uma largura que e menor do que 4% de um diametro do tubo de in- fluxo.
8.- Montagem de Valvula de Controle, de acordo com a Reivindicagao .3, caracterizada por que os canais de. controle de fluxo sao configura- dos para proporcionar um fluxo de porcentagem igual da valvula ate pelo menos 50% do deslocamento do disco de valvula a partir da posigao fechada ate a posigao aberta.
9. - Montagem de Valvula de Controle, de acordo com a Reivindicagao 3，caracterizada por que compreende, alem disso, um retorno em curva formado na pluralidade de dentes, em que ο retorno em curva tern uma superficie de retorno que geralmente corresponde a um arco de movimento da extremidade de vedagao exterior do disco de valvula, a medida que ο disco de valvula se desloca entre as posigdes aberta e fechada.
10. - Montagem de Valvula de Controle, de acordo com a Reivindica- gao 9，caracterizada por que ο retorno em curva e formado de tal modo que a extremidade de vedagao exterior do disco de valvula separa-se a partir da superficie de retorno, a medida que ο disco de valvula se desloca em diregao a posigao aberta.
11. - Dispositivo de Controle de Fluxo, para uso com uma valvula de borboleta tendo um disco de valvula movel entre uma posigao aberta e uma posigao fechada de maneira a permitir que ο fluido flua atraves da valvula de borboleta, caracterizado por que ο dispositivo de controle de fluxo e configurado para modificar as caracteristicas de fluxo da valvula de borboleta e compreende: uma parede interna que define uma passagem aberta que recebe ο fluxo de fluido a partir da valvula de borboleta; uma pluralidade de dentes que se estende para dentro da passagem aberta; e uma serie de canais de controle de fluxo formados entre a pluralidade de dentes, em que ο fluxo de fluido passa atraves dos canais de controle de fluxo, a medida que ο disco de valvula se desloca a partir da posigao fechado ate a posigao aberta.
12. - Dispositivo de Controle de Fluxo, de acordo com a Reivindicagao 11，caracterizado por que a pluralidade de dentes flea posicionada na parede interna de tal forma que uma extremidade de vedagao exterior do disco de valvula se desloca ate passer os dentes para expor os canais de controle de fluxo posicionados entree eles, a medida que ο disco de valvula se desloca entre as posigoes aberta e fechada.
13. - Dispositivo de Controle de Fluxo, de acordo com a Reivindicagao 12，caracterizado por que cada um dos dentes inclui uma superficie de face em declive de tal forma que a extremidade de vedagao exterior do disco de valvula se desloca ao longo da superficie de face em declive, a medida que ο disco de valvula se desloca entre as posig5es aberta e fechada.
14. - Dispositivo de Controle de Fluxo, de acordo com a Reivindicagao 11，caracterizado por que cada um dos canais de controle de fluxo inclui uma parede de restrigao de fluxo que se estende em afastamento a partir da parede exterior para dentro do canal de controle de fluxo da superficie de face a montante ate um pico e se estende em diregao a parede exterior do pico ate a superficie de face a jusante.
15. - Dispositivo de Controle de Fluxo, de acordo com a Reivindicagao 11, caracterizado por que cada um dos canais de controle de fluxo tem uma largura que e menor do que 4% de um diametro do tubo de in- fluxo.
16. - Dispositivo de Controle de Fluxo, de acordo com a Reivindicagao 11，caracterizado por que os canais de controle de fluxo sao configura- dos para proporcionar um fluxo de porcentagem igual da valvula ate pelo menos 50% do deslocamento do disco de valvula a partir da posigao fechada ate a posigao aberta.
17. - Dispositivo de Controle de Fluxo, de acordo com a Reivindicagao .11，caracterizado por que compreende, alem disso, um retorno em curva formado na pluralidade de dentes, em que ο retorno em curva tern uma superficie de retorno que geralmente corresponde a um arco de movimento da extremidade de vedagao exterior do disco de valvula, a medida que ο disco de valvula se desloca entre as posigoes aberta e fechada.
18. - Dispositivo de Controle de Fluxo, de acordo com a Reivindicagao 11, caracterizado por que compreende, alem disso, um flange de ligagao que se estende a partir da parede interna.
19. - Dispositivo de Controle de Fluxo, de acordo com a Reivindicagao 18，caracterizado por que ο flange de ligagao tem uma largura menor do que ο comprimento da parede interna.
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