BRPI0910714B1

BRPI0910714B1 - dispositivo regulador de fluido

Info

Publication number: BRPI0910714B1
Application number: BRPI0910714A
Authority: BR
Inventors: Lawrence Foust Gregory; Chester Hawkins James; S Mevius Jason; Richard Anderson Paul
Original assignee: Emerson Process Man Regulator Technologies Inc
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2019-08-13
Also published as: RU2010146797A; JP2011518397A; EP2281225A1; CA2722036A1; JP5913444B2; BRPI0910714A2; US20100071786A1; JP2014209371A; CN102067055B; CN102067055A; EP2281225B1; US8240327B2; WO2009132006A1; CA2722036C; RU2498387C2

Abstract

dispositivo regulador de fluido um regulador de gás inclui um atuador, uma válvula reguladora e um dispositivo de carga de pressão. o dispositivo de carga pressão fornece uma carga de pressão em uma superfície de um diafragma do atuador para atuar contra uma pressão a jusante que é aplicada à superfície oposta do diafragma e é controlada pelo regulador. na medida em que a pressão a jusante varia e o diafragma se desloca para mover um elemento de controle para regular a pressão a jusante, o dispositivo de carga de pressão mantém uma pressão de carga especificada. o regulador pode ainda incluir um compensador balanceado que aplica uma força de equilíbrio para compensar a força de uma pressão à montante no elemento de controle.

Description

“DISPOSITIVO REGULADOR DE FLUIDO” REFERÊNCIA CRUZADA PARA PEDIDOS RELACIONADOS [0001] Este pedido reivindica o benefício da prioridade do pedido de patente provisório No. 61/046,786, depositado em 21 de abril de 2008, intitulado Pressure Loaded Services Regulator with Pressure Balanced Trim, que é expressamente incorporado aqui por referência.

CAMPO DA INVENÇÃO [0002] A presente invenção se refere aos dispositivos de regulagem de fluxo de fluidos, tais como reguladores de gás e, mais particularmente, reguladores de gás tendo dispositivos de carga de pressão, bem como de compensador balanceado de pressão para regular uma pressão de saída próxima a uma pressão de ponto ajuste predeterminada.

FUNDAMENTOS [0003] A pressão à qual os sistemas de distribuição de gás fornecem gás pode variar de acordo com as demandas colocadas no sistema, o clima, a fonte de fornecimento e/ou outros fatores. No entanto, a maioria das instalações do usuário final equipada com equipamentos a gás, tais como fornos, fogões, etc., necessita que o gás seja entregue em conformidade com uma pressão predeterminada, e igual ou inferior a uma capacidade máxima de um regulador de gás. Portanto, reguladores de gás são implementados nesses sistemas de distribuição para garantir que o gás distribuído atende aos requisitos das instalações do usuário final. Os reguladores de gás convencionais geralmente incluem um atuador de controle de circuito fechado para a detecção e controle da pressão do gás distribuído.

[0004] Além de um controle de circuito fechado, alguns reguladores de gás convencionais incluem uma válvula de alívio. A válvula de alívio é adaptada para fornecer mais proteção quando o regulador ou alguns outros componentes do sistema de distribuição de fluidos falham, por exemplo. Assim, no caso da distribuição da pressão se elevar acima de um limite de pressão predeterminado, a válvula de alívio abre-se para exaurir pelo menos uma porção do gás para a atmosfera, reduzindo assim a pressão no sistema.

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2/21 [0005] As Figs. 1 e 2 mostram um regulador de gás convencional 10. O regulador 10 geralmente compreende um atuador 12 e uma válvula reguladora 14. A válvula reguladora 14 define uma entrada 16 para receber gás de um sistema de distribuição de gás, por exemplo, e uma saída 18 para distribuir o gás a uma instalação de usuário final, tal como uma fábrica, um restaurante, um prédio de apartamentos, etc., com um ou mais equipamentos, por exemplo. Além disso, a válvula reguladora 14 inclui uma porta de válvula 20 disposta entre a entrada e a saída. O gás deve passar através da porta de válvula 20 para percorrer entre a entrada 16 e a saída 18 da válvula reguladora 14.

[0006] O atuador 12 é acoplado à válvula reguladora 14 para garantir que a pressão na saída 18 da válvula reguladora 14, ou seja, a pressão de saída esteja em conformidade com uma pressão de saída ou de controle desejada. O atuador 12 está, portanto, em comunicação fluida com a válvula reguladora 14 através de uma embocadura de válvula 22 e uma embocadura de atuador 24. O atuador 12 inclui um conjunto de controle 26 para a detecção e regulagem da pressão de saída da válvula reguladora 14. Especificamente, o conjunto de controle 26 inclui um diafragma 28, um pistão 30 e um braço de controle 32 tendo um disco de válvula 34. O disco da válvula convencional 34 inclui um corpo geralmente cilíndrico 36 e uma inserção de vedação 38 fixos ao corpo 36. O corpo de válvula 36 também pode incluir um flange circunferencial 40 formado integralmente com o mesmo, como mostrado na Fig. 2. O diafragma 28 detecta a pressão de saída da válvula reguladora 14. O conjunto de controle 26 inclui ainda uma mola de controle 42 em engrenagem com um lado superior do diafragma 28 para compensar a pressão de saída detectada. Assim, a pressão de saída desejada, que também pode ser referida como pressão de controle, é estabelecida pela seleção da mola de controle 42.

[0007] O diafragma 28 é operavelmente acoplado ao braço de controle 32 e, portanto, o disco de válvula 34 através do pistão 30, controla a abertura da válvula reguladora 14 conforme a detecção de pressão de saída. Por exemplo, quando um usuário final opera com um equipamento, tal como um forno, por exemplo, que coloca uma demanda no sistema de distribuição de gás a jusante do regulador 10, o

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3/21 fluxo de saída aumenta, diminuindo assim a pressão de saída. Assim, o diafragma 28 detecta esta pressão de saída diminuída. Isso permite que a mola de controle 42 se expanda e mova o pistão 30 e o lado direito do braço de controle 32 para baixo, em relação à orientação da Fig. 1, como mostrado na Fig. 2. Esse deslocamento do braço de controle 32 move o disco de válvula 34 para longe da porta de válvula 20 para abrir a válvula do regulador 14. Fig. 2 descreve o disco da válvula 34 em uma posição normal de funcionamento, aberto. Assim configurado, o aparelho pode chamar de gás através da porta 20 para a válvula de saída 18 da válvula reguladora 14.

[0008] No regulador convencional 10 representado na Fig. 1, o conjunto de controle 26 ainda funciona como uma válvula de alívio, como mencionado acima. Especificamente, o conjunto de controle de 26 também inclui uma fonte de alívio 44 e uma válvula de alívio 46. O diafragma 28 inclui uma abertura 48 através de uma porção central do mesmo e o pistão 30 inclui um copo de vedação 50. A mola de alívio 44 é disposta entre o pistão 30 e o diafragma 28 para predispor o diafragma 28 contra o copo de vedação 50 para fechar a abertura 48, durante a operação normal. Na ocorrência de uma falha tal como uma quebra do braço de controle 32, o conjunto de controle 26 não está mais no controle direto do disco de válvula 34 e o fluxo de entrada irá mover o disco de válvula 34 em uma posição aberta extrema. Isso permite que uma quantidade máxima de gás flua para o atuador 12. Assim, na medida em que o gás preenche o atuador 12, a pressão aumenta contra o diafragma 28 forçando o diafragma 28 para longe do copo de vedação 50, expondo assim a abertura 48. O gás, por conseguinte, flui através da abertura 48 no diafragma 28 em direção à válvula de liberação 46. A válvula de liberação 46 inclui um plugue de válvula 52 e uma mola de liberação 54 predispondo o plugue de válvula 52 em uma posição fechada, como mostrado na Fig. 2. Após a pressão dentro do atuador da válvula 12 e adjacente a válvula de liberação 46 alcançar uma pressão limiar predeterminada, o plugue de válvula 52 se desloca para cima contra a inclinação da mola de liberação 54 e expõe, assim, o gás de exaustão para a atmosfera e reduz a pressão no regulador 10.

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4/21 [0009] O desempenho do regulador é ditado pelo volume de um fluido que pode ser transferido à jusante enquanto mantendo uma pressão de saída designada. No regulador convencional 10, a mola de controle 42 gera inerentemente menos força na medida em que a mesma se expande em direção a um comprimento não comprimido quando deslocando o braço de controle 32 para abrir a porta de válvula 20. Além disso, na medida em que a mola de controle 42 se expande, o diafragma 28 se deforma, o que aumenta a área do diafragma 28. A força diminuída fornecida pela mola de controle 42 e a área aumentada do diafragma 28 neste cenário operacional se combina para criar uma resposta do regulador em que a força fornecida pela mola de controle 42 não pode adequadamente balancear a força gerada pelo diafragma 28, desse modo, resultando em uma pressão de controle de saída que é menor do que a inicialmente estabelecida pelo usuário. Este fenômeno é conhecido como a queda. Quando a queda ocorre, a pressão de saída diminui para baixo da pressão de controle estabelecida e o regulador 10 pode não funcionar como pretendido. Na medida em que a pressão de saída diminui, a quantidade de fluido transferido enquanto mantendo a faixa de pressão de saída, também conhecido como o valor do fluxo nominal, é diminuída. Consequentemente, existe uma necessidade de melhora do desempenho dos reguladores convencionais pela redução ou eliminação dos efeitos de queda na capacidade do regulador para manter a pressão do controle de saída a uma pressão de referência desejada e para maximizar o volume de fluido que flui através da válvula reguladora.

[0010] Outro fator que afeta o desempenho do regulador 10 é a força da pressão a montante no disco de válvula 34. Quando o atuador 12 está na posição aberta como mostrado na Fig. 2, a pressão a montante do fluido que passa através da porta de válvula 20 aplica uma força no disco de válvula 34 na direção da posição aberta. Consequentemente, a magnitude da pressão a montante e suas flutuações podem afetar o desempenho do atuador 12 em manter a pressão a jusante, em uma pressão de referência desejada. Por exemplo, na medida em que a pressão a montante aumenta, uma pressão a jusante maior é necessária para fazer com que o conjunto do atuador 26 mova o disco de válvula 34 em direção a porta de válvula 20

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5/21 para diminuir o fluxo de fluido através da válvula 14. O problema é intensificado em reguladores com tamanhos de porta maiores que podem experimentar pressões de entrada maiores. Em algumas implementações, é necessário instalar reguladores tendo menor capacidade nominal para evitar excesso de pressão na porção à jusante do sistema. Por conseguinte, existe uma necessidade maior para reguladores de gás que sejam menos sensíveis às variações de pressão a montante da porta de válvula.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0011] Em um aspecto, a invenção é dirigida a um Dispositivo regulador de fluidos que pode incluir uma válvula tendo uma primeira entrada, uma primeira saída e uma primeira porta de válvula disposta entre a primeira entrada e a primeira saída, e um atuador acoplado a válvula. O atuador pode incluir um alojamento acoplado à válvula, um primeiro disco de válvula disposto no interior da válvula e adaptado para deslocamento entre uma posição fechada engatando a primeira porta de válvula e uma posição aberta disposta longe da primeira porta de válvula, e um primeiro diafragma disposto dentro do alojamento e dividindo o alojamento em uma primeira cavidade e uma segunda cavidade, com o primeiro diafragma sendo operativamente acoplado ao primeiro disco de válvula, e com a primeira cavidade do alojamento estando em comunicação fluida com a primeira saída da válvula. O Dispositivo regulador de fluidos pode incluir ainda um dispositivo de carga acoplado à válvula e ao atuador. O dispositivo de carga de pressão pode incluir um corpo tendo uma segunda entrada, uma segunda saída e uma segunda porta de válvula disposta entre a segunda entrada e a segunda saída, em que a segunda entrada está em comunicação fluida com a primeira entrada, e a segundo saída está em comunicação fluida com a segunda cavidade do alojamento, uma capota acoplada ao corpo, um segundo disco de válvula disposto dentro do corpo e adaptado para o deslocamento entre uma posição fechada que engata a segunda porta de válvula e uma posição aberta disposta longe da segunda porta de válvula, um segundo diafragma disposto dentro da capota e dividindo a capota em uma primeira cavidade e uma segunda cavidade, com o segundo diafragma sendo operativamente

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6/21 acoplado ao segundo disco de válvula, e com a primeira cavidade da capota estando em comunicação fluida com a segunda saída, e uma mola de controle disposta dentro da segundo cavidade da capota e engatando segundo diafragma. O segundo diafragma e a mola de controle podem ser configurados para fazer com que o segundo disco de válvula se mova em direção a sua posição aberta quando a pressão na segunda saída diminui e faz com que o segundo disco de válvula se mova em direção a sua posição fechada quando a pressão na segunda saída aumenta para manter uma pressão dentro da segunda cavidade do atuador aproximadamente igual a uma pressão de carga e o atuador pode ser configurado para fazer com que o primeiro disco de válvula se mova em direção a sua posição aberta quando a pressão na primeira saída diminui e faz com que o primeiro disco de válvula se mova em direção a sua posição fechada quando a pressão na primeira saída aumenta para manter a pressão na primeira saída aproximadamente igual a uma pressão de referência.

[0012] Em outro aspecto, a presente invenção é dirigida a um dispositivo regulador de fluido tendo uma válvula e um atuador acoplado à válvula, em que a válvula tem uma primeira entrada, uma primeira saída, e uma primeira porta de válvula disposta entre a primeira entrada e a primeira saída, e o atuador tem um primeiro disco de válvula adaptado para o deslocamento entre uma posição fechada engatando a primeira porta de válvula e uma posição aberta disposta longe da primeira porta de válvula, e um primeiro diafragma dividindo o atuador em uma primeira cavidade e uma segunda cavidade com a primeira cavidade estando em comunicação fluida com a primeira saída da válvula, em que o primeiro diafragma é operacionalmente acoplado ao primeiro disco de válvula para mover o primeiro disco de válvula entre as posições aberta e fechada. O melhoramento no dispositivo de regulagem de fluidos pode incluir um dispositivo de carga de pressão acoplado à válvula e ao atuador, com o dispositivo de carga de pressão tendo um corpo tendo uma segunda entrada, uma segunda saída e uma segunda porta de válvula disposta entre a segunda entrada e a segunda saída, em que a segunda entrada está em comunicação fluida com a primeira entrada, e a segunda saída está em

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7/21 comunicação fluida com a segunda cavidade do atuador, uma capota acoplada ao corpo, um segundo disco de válvula disposto dentro do corpo e adaptado para o deslocamento entre uma posição fechada que engata a segunda porta de válvula e uma posição aberta disposta longe da segunda porta de válvula, um segundo diafragma disposto dentro da capota e dividindo a capota em uma primeira cavidade e uma segunda cavidade, com o segundo diafragma sendo operativamente acoplado ao segundo disco da válvula, e com a primeira cavidade da capota estando em comunicação fluida com a segunda saída, e uma mola de controle disposta no interior da segunda cavidade da capota e engatando segundo diafragma.

[0013] O segundo diafragma e a mola de controle podem ser configurados para fazer com que o segundo disco de válvula se mova em direção a sua posição aberta quando a pressão da segunda saída diminui e faz com que o segundo disco de válvula se mova em direção à posição fechada quando a pressão na segunda saída aumenta, para manter a pressão dentro da segunda cavidade do atuador aproximadamente igual a uma pressão de carga, e o atuador pode ser configurado com a pressão de carga tendo efeito sobre o primeiro diafragma para fazer o primeiro disco de válvula se mover em direção a sua posição aberta quando a pressão na primeira saída diminui, e para fazer o primeiro disco de válvula se mover em direção a sua posição fechada quando a pressão na primeira saída aumenta para manter a pressão na primeira saída aproximadamente igual a uma pressão de referência.

[0014] Em outro aspecto, a invenção é dirigida a um Dispositivo regulador de fluidos, que pode incluir uma válvula que tem uma primeira entrada, uma primeira saída, e uma primeira porta de válvula disposta entre a primeira entrada e uma primeira saída, e um atuador acoplado à válvula. O atuador pode incluir um primeiro disco de válvula disposto no interior da válvula e adaptado para o deslocamento entre uma posição fechada engatando a primeira porta de válvula e uma posição aberta disposta longe da primeira porta de válvula, e um primeiro diafragma acoplado operativamente ao primeiro disco de válvula para mover o primeiro disco de válvula entre as posições aberta e fechada, em que uma primeira superfície do

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8/21 primeiro diafragma está em comunicação fluida com a primeira saída de válvula. O Dispositivo regulador de fluidos pode ainda incluir um dispositivo de carga de pressão acoplado à válvula e ao atuador, e o dispositivo de carga de pressão pode ter uma segunda entrada e uma segunda saída, com a segunda entrada estando em comunicação fluida com a primeira entrada e a segunda saída estando em comunicação fluida com uma segunda superfície do primeiro diafragma, em que o dispositivo de carga de pressão é configurado para aumentar um fluxo do fluido através do dispositivo de carga de pressão quando a pressão na segunda saída é menor que uma pressão de carga, e uma segunda porta de válvula disposta entre a segunda entrada e a segunda saída. A segunda entrada pode estar em comunicação fluida com a primeira entrada, e a segunda saída pode estar em comunicação fluida com a segunda cavidade do alojamento. O dispositivo de carga de pressão pode ser configurado para aumentar um fluxo de fluido através do dispositivo quando a pressão na segunda saída diminui e diminuir um fluxo de fluido através do dispositivo quando a pressão na segunda saída aumenta para manter a pressão contra a segunda superfície do primeiro diafragma aproximadamente igual a uma pressão de carga, e o atuador pode ser configurado para fazer com que o disco de válvula se mova em direção a sua posição aberta quando a pressão na primeira saída diminui e fazer com que o primeiro disco de válvula se mova em direção a sua posição fechada quando a pressão na primeira saída aumenta para manter a pressão na primeira saída aproximadamente igual a uma pressão de referência.

[0015] Aspectos adicionais da invenção são definidos pelas reivindicações desse documento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0016] A Fig. 1 é uma vista lateral secional cruzada de um regulador de gás convencional em uma posição fechada.

[0017] A Fig. 2 é uma vista lateral secional cruzada do regulador de gás da Fig. 1 em uma posição totalmente aberta.

[0018] A Fig. 3 é uma vista lateral secional cruzada de um regulador de gás com um dispositivo de carga de pressão e compensador balanceado de acordo com a

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9/21 presente divulgação em uma posição fechada.

[0019] A Fig. 4 é uma vista lateral secional cruzada de um regulador de gás da Fig. 3.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0020] Embora o texto a seguir apresente uma descrição detalhada de várias diferentes modalidades da invenção, deve ser entendido que o escopo legal da invenção é definido pelas palavras das reivindicações estabelecidas no final deste documento. A descrição detalhada deve ser interpretada como exemplar apenas e não descreve toda modalidade possível da invenção uma vez que descrever cada modalidade possível seria impraticável, se não impossível. Numerosas modalidades alternativas poderíam ser implementadas, usando a tecnologia atual ou a tecnologia desenvolvida após a data de depósito deste documento, que ainda cai dentro do escopo das reivindicações que definem a invenção.

[0021] Deve ser entendido que, a menos que um termo seja expressamente definido no presente documento usando a frase Como usado aqui, o termo “_____” é aqui definido para significar... ou uma frase semelhante, não há nenhuma intenção de limitar o significado do termo, ou expressamente ou implicitamente, além do seu significado normal ou ordinário, e esse termo não deve ser interpretado limitado no escopo, com base em qualquer declaração feita em qualquer seção deste documento (diferente da linguagem das reivindicações). Na medida em que qualquer termo recitado nas reivindicações no final deste documento é referido no presente documento de uma forma consistente com um significado único, que é feito por razões de clareza apenas para não confundir o leitor, e a mesma não pretende que tal termo da reivindicação seja limitado, de forma implícita ou de outro modo, para o significado único. Finalmente, a menos que um elemento da reivindicação seja definido por recitar a palavra significa e uma função sem o recital de qualquer estrutura, não se pretende que o escopo de qualquer elemento de reivindicação seja interpretado com base na aplicação do 35 USC §112, parágrafo sexto.

[0022] As Figs. 3 e 4 mostram um regulador de gás 110 construído de acordo com uma modalidade da presente invenção. O regulador de gás 110 geralmente

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10/21 compreende um atuador 112 e uma válvula reguladora 114. A válvula reguladora 114 inclui uma entrada 116 para receber gás de um sistema de distribuição de gás, por exemplo, e uma saída 118 para distribuir o gás para uma instalação tendo um ou mais equipamentos, por exemplo. O atuador 112 é acoplado à válvula reguladora 114 e inclui um conjunto de controle 120 com um elemento de controle, tal como um disco de válvula 122. Durante um primeiro ou modo operacional normal, o conjunto de controle 120 detecta a pressão na saída 118 da válvula reguladora 114, ou seja, a pressão de saída, e controla uma posição do disco de válvula 122 tal que a pressão de saída seja aproximadamente igual a um ponto de referência predeterminado ou pressão de controle.

[0023] Continuando com referência a Fig. 3, a válvula reguladora 114 define uma garganta 124 e uma embocadura de válvula 126. A garganta 124 está disposta entre a entrada 116 e a saída de 118, e tem uma porta de válvula 128 disposta na mesma. O gás deve percorrer através da porta de válvula 128 para percorrer entre a entrada 116 e a saída 118 da válvula reguladora 114. A porta de válvula 128 é removível da válvula reguladora 114 tal que a mesma possa ser substituída por uma porta de válvula diferente tendo um orifício de diâmetro diferente ou configuração para ajustar as características operacionais e de fluxo da válvula reguladora 114 a um aplicação específica. Na modalidade descrita, uma embocadura de válvula 126 define uma abertura disposta ao longo de um eixo que é geralmente perpendicular ao eixo de uma dentre a entrada 116 e a saída 118 da válvula reguladora 114.

[0024] O atuador 112 inclui um alojamento 130 e o conjunto de controle 120, como mencionado acima. O alojamento 130 inclui um componente de alojamento superior 130a e um componente de alojamento inferior 130b preso juntamente com uma pluralidade de prendedores, por exemplo. O componente de alojamento inferior 130b define uma cavidade de controle 132 e uma embocadura de atuador 134. A embocadura de atuador 134 está conectada à embocadura de válvula 126 da válvula reguladora 114 para fornecer uma comunicação fluida entre o atuador 112 e a válvula reguladora 114. O componente de alojamento superior 130 define uma cavidade de carga de pressão 136 e uma porta de entrada 138. O componente de

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11/21 alojamento superior 130a ainda define uma porção de torre 140 para acomodar uma parte do conjunto de controle 120, como será descrito.

[0025] O conjunto de controle 120 inclui um subconjunto de diafragma 142 e um disco e subconjunto de equilíbrio 144. O subconjunto de diafragma 142 inclui um diafragma 148, um pistão 150, um dispositivo de carga de pressão 152, uma mola de trava 154, um assento de mola de trava 156 e um guia de pistão 158. O dispositivo de carga de pressão substitui a mola de controle 42 do atuador 12 da Fig. 1 para aplicar uma força de carga para o diafragma 148 de uma forma discutida mais detalhadamente abaixo. No entanto, apesar de uma mola de controle não ser mostrada na modalidade ilustrada do atuador 112, reguladores de carga de pressão podem ser configurados para implementar as molas de controle e cargas de pressão em conjunção dentro de um atuador para regular as pressões a jusante. O diafragma 148 inclui um diafragma em forma de disco que define uma abertura através de uma porção central do mesmo. O diafragma 148 é construído de um material consideravelmente hermético, flexível, e sua periferia é vedável de forma segura entre os componentes dos alojamentos superior e inferior 130a, 130b do alojamento 130. O diafragma 148, portanto, separa a cavidade de carga de pressão 136 da cavidade de controle 132. Uma cabeça de diafragma 160 é disposta em cima do diafragma 148 e define uma abertura concêntrica com a abertura do diafragma 148. A cabeça do diafragma 160 define ainda um orifício de escorrimento 162 lá através das funções para colocar a cavidade de carga de pressão 136 em comunicação fluida com a cavidade de controle 132, como será discutido mais detalhadamente a seguir.

[0026] O pistão 150 da modalidade descrita é um membro de forma de barra geralmente alongado com uma porção de copo de vedação 164 e um jugo 166. A porção de copo de vedação 164 é côncava e geralmente em forma de disco e se estende circunferencialmente sobre uma porção média do pistão 150, e está localizada logo abaixo do diafragma 148. A cabeça 160 e o copo de vedação 164 estão presos entre si e / ou ao diafragma 148 na abertura central para formar uma vedação entre os mesmos. O copo de vedação 164 define um segundo orifício de

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12/21 escorrimento 168 lá que coopera com o orifício de escorrimento 162 para colocar as cavidades 132, 136 em comunicação fluida. O jugo 166 inclui uma cavidade adaptada para acomodar um acoplador 172 que conecta uma porção do disco e subconjunto de balanceamento 144 para permitir a fixação entre o subconjunto de diafragma 142 e o disco e o subconjunto de equilíbrio 144, como será descrito.

[0027] O pistão 150 se estende de forma ascendente através das aberturas do diafragma 148 e da cabeça do diafragma 160, respectivamente. A porção que se estende de forma ascendente do pistão 150 é disposta de forma deslizável em uma cavidade na guia do pistão 158, que mantém o alinhamento axial do pistão 150 com relação ao restante do conjunto de controle de 120. O assento de mola de trava 156 está disposto na extremidade superior do pistão 150, com a mola de trava 154 sendo mantida entre o assento de mola 156 e o guia de pistão 158. A mola de trava 154, o assento de mola 156 e o guia de pistão 158 estão dispostos dentro da porção de torre 140 do componente de alojamento superior 130a. O guia de pistão 158 pode ser enrascado na porção de torre 140 tal que o mesmo seja girado para se mover axialmente dentro da porção de torre 140 para ajustar a tensão na mola de trava 154. Em alternativa ou em adição, a porção superior do pistão 150 pode ser rosqueada com o assento de mola 156 sendo disposto de forma giratória no mesmo de modo que o assento de mola 156 possa ser girado sobre o pistão 150 para ajustar a tensão da mola de trava 154 ou ser removido para substituir a mola 154. A mola de trava 154 está apoiada contra o guia de pistão 158 e aplica uma força para cima do assento de mola 156, que por sua vez, é aplicada ao pistão 150 para fornecer uma força de inclinação na direção da posição travada ou fechada do regulador 110 como mostrado na Fig. 3.

[0028] A pressão fornecida pelo dispositivo de carga de pressão 152 age contra a pressão na cavidade de controle 132, que é detectada pelo diafragma 148. Como estabelecido, a pressão na cavidade de controle 132 é a mesma pressão que existe na saída 118 da válvula reguladora 114. Assim, a força fornecida pelo dispositivo de carga de pressão 152 determina a pressão de saída a um ponto de referência desejado ou pressão de controle para o regulador 110. Os detalhes da configuração

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13/21 e da operação do dispositivo de carga de pressão 152 são discutidos mais detalhadamente abaixo. Deve ser notado que o diafragma 148 é instalado de cima para baixo em relação ao diafragma 28 das Figs. 1 e 2, devido a pressão de carga ser igual ou maior que a pressão de controle e agir para forçar o diafragma 148 para baixo.

[0029] O subconjunto de diafragma 142 é operavelmente acoplado ao disco e ao subconjunto de balanceamento 144, como mencionado acima, através do jugo 166 do pistão 150 e do acoplador 172, e por um braço de controle 176. O subconjunto de balanceamento e disco 144 inclui uma haste de atuador 178 que é engatada pelo braço de controle 176 para mover o disco da válvula 122 entre as posições aberta e fechada na medida em que o diafragma 148 se flexiona devido às variações de pressão a jusante. Especificamente, a haste de atuador 178 é uma barra geralmente linear tendo uma superfície da extremidade engatada pelo braço de controle 176. O braço de controle 176 é uma barra ligeiramente curvada e inclui uma extremidade de sustentação 176a e uma extremidade livre 176b. A extremidade de sustentação 176a é acoplada pivotalmente ao componente de alojamento inferior 130b e inclui uma alavanca 180 tendo uma extremidade arredondada e que engata a superfície de extremidade da haste de atuador 178. A extremidade livre 176b é recebida entre uma porção superior 172a e um pino 172b pino do acoplador 172 que está fixo ao jugo 166 do pistão 150. Assim, o acoplador 172 e braço de controle 176 conectam operavelmente o subconjunto de balanceamento e disco 144 ao subconjunto do diafragma 142.

[0030] O disco de válvula 122 do subconjunto de balanceamento e disco 144 é operativamente conectado à haste de atuador 178, e inclui uma porção de disco externa 182 e uma porção de discos interna coaxial 184. A porção externa do disco 182 inclui um recesso que recebe uma inserção de vedação 186 tendo uma superfície de vedação que engata a saída da porto de válvula 128 para cortar o fluxo de fluido através da válvula reguladora 114. As porções de disco 182, 184 estão conectadas à haste de atuador 178 pela haste de porta balanceada 188 e um assento de mola de balanceamento 190, e os elementos combinados são

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14/21 suportados para o movimento linear de um guia de haste 192, uma placa de retenção 194, um retentor de diafragma de balanceamento 196 e um alojamento de porta de balanceamento 198. O guia de haste 192 é configurado para caber dentro da embocadura de atuador 134, e inclui uma porção geralmente cilíndrica interna que mantém de forma deslizável a haste de atuador 178. O guia de haste 192 inclui ainda canais 200 através da mesma formando uma porção de percurso colocando a saída 118 em comunicação fluida com a cavidade de controle 132, conforme discutido mais adiante.

[0031] O guia de haste 192 engata a placa de retenção 194, que está disposta entre o guia de haste 192 e o alojamento de porta balanceado 198, para manter a placa de retenção 194 e alojamento de porta balanceado 198 no local dentro da embocadura da válvula 126. A placa de retenção 194 é geralmente circular e inclui uma abertura central através da qual a haste de porta balanceada 188 passa. O alojamento de porta balanceado 198 é geralmente cilíndrico e oco, se estende em direção à porta de válvula 128, e tem um diâmetro interno dimensionado para receber de forma deslizável o disco de válvula 122. O retentor de diafragma 196 é disposto dentro do alojamento de porta balanceado 198 e da abertura da placa de retenção 194, e é mantido no local entre uma superfície da placa de retenção 194 e um rebaixo interno do alojamento de porta balanceado 198. Um diafragma de equilíbrio em forma de disco 202 com uma abertura central é fornecido dentro do alojamento de porta balanceado 198. O diafragma de balanceamento 202 é construído de um material substancialmente hermético, flexível, e sua periferia é presa entre o retentor de diafragma 196 e o alojamento de porta balanceado 198. A borda interna na abertura central do diafragma de balanceamento 202 é presa de forma vedável entre o disco de válvula 122 e a haste de porta balanceada 188. O disco da válvula 122, a haste de porta balanceada 188 e a haste de atuador 178 são inclinadas em direção à posição aberta da válvula reguladora 114 por uma mola de balanceamento 204 disposta entre o assento de mola 190 e uma superfície de assento do retentor de diafragma 196.

[0032] O diafragma de balanceamento 202 fornece uma força no disco de

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15/21 válvula 122 em direção a porta de válvula 118 para compensar a força aplicada sobre o disco de válvula 122, devido à pressão a montante do fluido que passa através do orifício de válvula 118. A porção interna do disco 184 tem um diâmetro externo que é menor que o diâmetro interno da porção externa do disco 182 para permitir que fluidos entrem na passagem 206 da porção interna do disco 184 e em uma passagem correspondente 208 dentro da haste de porta balanceada 188. A passagem 208 se abre no interior do retentor de diafragma 196 colocando, assim, a superfície do diafragma de balanceamento 202 oposta à porta de válvula 118 em comunicação fluida com a pressão a montante sobre o disco da válvula 122. Os componentes do disco e do subconjunto de balanceamento 144 são configurados de modo que a força aplicada pelo diafragma de balanceamento 202 seja aproximadamente oposta e igual à força da pressão a montante sobre o disco de válvula 122 para eliminar qualquer influência da pressão a montante sobre o subconjunto de diafragma 142 e, assim, permitindo um controle mais preciso da pressão a jusante do regulador de gás 110.

[0033] O retorno de pressão a jusante é fornecido para a cavidade de controle 132 do atuador 112 através de um tubo de Pitot 210 com um ponto de detecção na saída 118 da válvula reguladora 114. O tubo de Pitot 210 estende-se até a embocadura de válvula 126 e passa por aberturas através do alojamento de porta balanceado 198 e da placa de retenção 194, respectivamente. O tubo de Pitot 210 fornece a pressão à jusante para o interior do guia de haste 192 e para a cavidade de controle 132, através dos canais 200 do guia de haste 192.

[0034] Como discutido acima, a dispositivo de carga de pressão 152 substitui a mola de controle no atuador 112 ao fornecer a força que se opõe a pressão à jusante atuando do lado oposto do diafragma 148. Na modalidade ilustrada, o dispositivo de carga de pressão 152 é fornecido na forma de um regulador configurado para receber fluido em uma entrada 220 tendo uma pressão à montante e fluido de saída tendo uma pressão de carga especificada ou desejada em uma saída 222. A entrada 220 e saída 222 são definidas em um corpo 224 do regulador 152 tendo uma porta de válvula 226 disposta entre a entrada 220 e a saída 222. A

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16/21 entrada 220 recebe fluido através de uma linha de suprimento de pressão a montante 228 com uma extremidade oposta conectada a uma porta de pressão a montante 230 da válvula reguladora 114. A linha de suprimento 228 coloca a entrada 220 do regulador 152 em comunicação fluida com o interior da válvula reguladora 114 a montante da porta de válvula 128. O componente de alojamento superior 130a do atuador 112 é modificado a partir do alojamento do atuador 12 para incluir a porta de pressão de carga de entrada 138 abrindo na cavidade de alívio 136 e sendo conectado a uma saída 222 do regulador 152 através de uma canalização 234 para colocar a saída 222 em comunicação fluida com a cavidade de alívio 136 e superfície correspondente do diafragma 148.

[0035] Um conjunto de controle 236 é fornecido no regulador 152 para garantir que a pressão na saída 222 do regulador 152, ou seja, a pressão de carga que está de acordo com uma pressão de carga desejada necessária para o atuador 112 manter a pressão de referência a jusante. O conjunto controle 236 detecta e regula a pressão de carga do regulador 152. Especificamente, o conjunto de controle 236 inclui um diafragma 238, uma mola de controle 240, e um braço de controle ou haste de válvula 242 com um disco de válvula 244. O disco de válvula convencional 244 inclui um corpo geralmente cilíndrico e uma porção superior cônica ou frustocônica conectada ao braço de controle 242 e dimensionadas para se assentar dentro de uma abertura da porta de válvula 226 para permitir ou impedir a passagem de fluido do corpo de válvula 224. Uma mola de válvula 246 disposta entre uma superfície de fundo do disco de válvula 244 e uma superfície de assento de um retentor de válvula 248 inclina o disco de válvula 244 em direção à posição fechada, como mostrada. A mola de válvula 246 permite que o disco de válvula 244 seja deslocado para baixo, para se deslocar a partir da porta de válvula 226, devido à força da mola de controle 240 e permitir o fluxo de fluido através da porta de válvula 226, como discutido adicionalmente a seguir. O disco da válvula 244, a mola de válvula 246 e o retentor de válvula 248 são mantidos dentro do corpo 224 a montante da porta de válvula 226 por uma placa de fundo 250 fixa a uma extremidade inferior aberta do corpo 224.

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17/21 [0036] O regulador 152 inclui ainda uma capota 252 envolvendo o diafragma 238 e a mola de controle 240 acima de uma porção superior do corpo 224. O diafragma 238 inclui um diafragma em forma de disco que define uma abertura através de uma porção central da mesma. O diafragma 238 é construído de um material substancialmente hermético, flexível, e sua periferia é engatada de forma vedável entre a capota 252 e o corpo 224. O diafragma 238, portanto, separa uma cavidade de controle 254 do regulador 152 a partir de uma cavidade de capota 256 contendo a mola de controle 240. Uma cabeça de diafragma 258 e um assento de mola inferior 260 estão dispostos em cima do diafragma 238 e definem aberturas dispostas concêntricas, com a abertura no diafragma 238. Um poste empurrador 262 tendo um cubo central e um flange se estendendo exteriormente está disposto na lateral da cavidade de controle do diafragma 238, com o cubo se estendendo através das aberturas do diafragma 238, cabeça 258 e assento de mola 260. O poste empurrador 262 é preso no local por uma mola de retenção 264 pressionada para baixo sobre o cubo e contra uma superfície superior do assento de mola 260.

[0037] A mola de controle 240 é disposta entre o assento de mola inferior 260 e um assento de mola superior 266, com o assento de mola superior 266 comprimindo a mola de controle 240 contra o assento de mola inferior 260. Um parafuso de ajuste 268 é recebido através de uma abertura rosqueada na parte superior da capota 252 e engata uma superfície de topo do assento de mola superior 266 para manter o assento da mola superior 266 em posição dentro da capota 252. Configurada desta forma, a mola de controle 240 é apoiada contra a capota 252 e aplica uma força para baixo para o assento de mola inferior 260 e para o diafragma 238. Na modalidade descrita, a força gerada pela mola de controle 240 é ajustável girando o parafuso de ajuste 268 para levantar ou abaixar o assento de mola superior 266. Na medida em que a força da mola de controle 240 é ajustada, a saída de pressão de carga pelo regulador 152 para o atuador 112 é correspondentemente ajustada.

[0038] A haste da válvula 242 e o disco de válvula 244 são operativamente acoplados ao diafragma 238 e a mola de controle 240. O poste empurrador 262 inclui um recesso dentro do cubo e se opondo à cavidade de controle 254 e à porta

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18/21 de válvula 226. Um assento macio 272 é disposto no recesso do poste empurrador 262 e recebe o final da haste de válvula 242 oposto ao disco de válvula 244. Assim, a haste da válvula 242 válvula e o disco de válvula 244 se movem para cima e para baixo na medida em que o diafragma 238 se flexiona em resposta a mudanças na pressão de carga. A porção superior da porta de válvula 226 a jusante do disco de válvula 244 inclui um canal 274 que passa através da mesma e se alinha com uma abertura correspondente do corpo 224 para colocar a cavidade de controle 254 e, correspondentemente, o diafragma 238 em comunicação fluida com a saída 222 para permitir que o diafragma 238 detecte a pressão de carga real na saída 222 e dentro da cavidade de alívio 136 do atuador 112.

[0039] A Fig. 3 mostra o regulador 110 da presente modalidade com o disco de válvula 122 dentro do corpo da válvula 114 e o disco de válvula 244 na sua posição fechada ou travada. Assim configurado, o gás não flui quer através da porta de válvula 128 da válvula reguladora 114 ou da porta de válvula 226 do dispositivo de carga de pressão 152. Esta configuração é alcançada dentro da válvula reguladora 114 porque a pressão de saída, que corresponde à pressão na cavidade de controle 136 do alojamento 126 e que é detectada pelo diafragma 146, é maior do que a força aplicada pela pressão de carga a partir do dispositivo de carga de pressão 152. Assim, a pressão a jusante na saída 118 força o diafragma 148 e o pistão 150 para a posição fechada. Da mesma forma, a configuração é alcançada dentro do aparelho de carga de pressão 152, porque a pressão de carga, que corresponde a pressão na cavidade de controle 154 do corpo 224, mais a força da mola de válvula 246 é maior que a força aplicada pela mola de controle 240 ao diafragma 23, e a pressão e carga forças o diafragma 238 e o disco de válvula 244 para a posição fechada. Uma vez que o atuador 112 e o dispositivo de carga de pressão 152 estão fechados, a pressão vai escorrer através dos orifícios de escorrimento 162, 168 até que a pressão de carga e a pressão de saída se igualem. Quando a pressão em ambos os lados do diafragma 148 são iguais, a mola de trava 154 vai inclinar o conjunto de diafragma 142 para cima, para manter o disco de válvula 122 na posição fechada.

[0040] Quando uma demanda operacional é colocada no sistema de distribuição

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19/21 de gás, por exemplo, um usuário começa a operar um equipamento como um forno, fogão, etc., o equipamento arrasta o gás da saída 118 e, correspondentemente, a cavidade de controle 132 do atuador 112 reduzindo, assim, a pressão que é detectada pelo diafragma 148. Na medida em que a pressão detectada pelo lado da cavidade de controle do diafragma 148 diminui, uma força de desequilíbrio ocorre entre uma força de pressão de carga e uma força de pressão de saída sobre o diafragma 148 de tal forma que a pressão de carga supera as forças da mola de trava 154 e desloca o diafragma 148 e o pistão 150 para baixo em relação ao alojamento 130, como mostrado na Fig. 4. Isso faz com que o braço de controle 176 gire em sentido horário, que por sua vez, roda a alavanca 180 em relação à superfície 182 da haste de atuador 178. Isso permite que a haste de atuador 178 e o disco de válvula 122 se afastem da saída 124 da porta de válvula 128, devido à força da mola de balanceamento 200 para abrir a válvula reguladora 114.

[0041] Na medida em que o diafragma 148 se desloca para baixo, o volume dentro da cavidade de carga de pressão 136 aumenta, e o aumento do volume da cavidade de carga de pressão 136, juntamente com o escorrimento de gás na cavidade de controle 132 através dos orifícios de escorrimento 162, 168 causa uma correspondente queda na pressão de carga no interior da cavidade 136. Ao mesmo tempo, a diminuição da pressão de carga faz com que um desequilíbrio de força ocorra entre a força da mola de controle e a força de pressão de carga no diafragma 238 do dispositivo de carga de pressão 152 de tal forma que a mola de controle 240 se expande e desloca o diafragma 238 para baixo em relação ao corpo 224. O deslocamento do diafragma 238 força a haste de válvula 242 e o disco de válvula 244 para baixo e faz com que o disco de válvula 244 se desloque e permita que o fluido flua através do orifício de válvula 226 e na cavidade de alívio 136 do atuador 112. O fluido que flui para a cavidade de alívio 136 aumenta a pressão de carga que é aplicada ao diafragma 148, de modo que a força aplicada ao diafragma 148 não diminui como é o caso do atuador 112 em que a força aplicada pela mola de controle 42 diminui na medida em que a mola de controle se expande para abrir a válvula reguladora 14.

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20/21 [0042] Quando a demanda é removida do sistema de distribuição de gás, tal como quando o usuário desliga o equipamento, o regulador 110 inicialmente responde diminuindo o fluxo do fluido através da válvula reguladora 114. Na medida em que o gás continua a fluir através do orifício de válvula 128 e para a porção a jusante do sistema, a pressão aumenta na saída 118 e, correspondentemente, na cavidade de controle 132 do atuador 112. Na medida em que a pressão detectada pelo diafragma 148 aumenta e supera a força de pressão de carga, o diafragma 148 e o pistão 150 são forçados para cima em relação ao alojamento 130. O movimento para cima faz com que o braço de controle 176 gire em sentido anti-horário, que por sua vez aciona a haste de atuador 178 e o disco de válvula 122 em direção à porta de válvula 128 para reduzir o fluxo de fluido através da válvula reguladora 114. Em condições normais, a pressão de saída cairá para aproximadamente a pressão de referência do atuador e lá permanecer lá até que a demanda a jusante mude de uma maneira que cause uma resposta do atuador 112.

[0043] Na medida em que o diafragma 148 se desloca para cima, o volume dentro da cavidade de carga de pressão 136 diminui, e a redução do volume da cavidade de carga de pressão 136 causa um aumento correspondente da pressão de carga dentro da cavidade de carga de pressão 136 e dentro da cavidade de controle 254 do regulador 152. O aumento da pressão de carga contra o diafragma 238 eventualmente supera a força da mola de controle de 240, fazendo com que o diafragma 240 se mova para cima. O movimento para cima do diafragma 238 permite que o disco de válvula 244 também se mova para cima para reduzir o fluxo de fluido através do regulador 152. Em condições normais, a pressão de carga vai igualar com a pressão na cavidade de controle 132 e permanecerá assim até que a demanda a jusante mude de uma maneira que cause uma resposta do atuador 112 e uma resposta correspondente pelo regulador 152.

[0044] Vários benefícios podem ser obtidos com a aplicação de carga de pressão e compensador balanceado dentro de um regulador, conforme descrito acima. Por exemplo, os reguladores, em conformidade com a presente divulgação podem ser implementados em sistemas em que as pressões de entrada mais altas são

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21/21 esperadas enquanto mantendo um nível desejado de controle e precisão sobre as pressões resultantes a jusante. Em pressões de entrada mais elevadas, a força aplicada ao disco de válvula 122 pelo diafragma de balanceamento aumenta correspondendo ao impedimento da influência sobre o conjunto de controle 120 pelas pressões a montante. Os reguladores também podem ser implementados em que grandes variações de pressão a montante são esperadas, pois o compensador balanceado substancialmente elimina a sensibilidade da pressão de saída para variações de pressão de entrada. Por conseguinte, o compensador balanceado permite uma maior capacidade nominal para os reguladores e maior precisão na regulação de pressões a jusante pelo regulador. A carga de pressão também permite uma maior capacidade nominal para o regulador. Os efeitos da queda sobre a capacidade de um regulador para manter pressão de controle da saída com a pressão de referência desejada são reduzidos pela capacidade do dispositivo de carga de pressão manter uma carga mais consistente sobre o diafragma do regulador em comparação com as variações na quantidade de força e pressão fornecidas pelas molas de controle. Além disso, a consistência de carga resulta em um aumento na precisão do controle fornecido pelo regulador.

[0045] Apesar de o presente texto apresentar uma descrição detalhada de várias diferentes modalidades da invenção, deve ser entendido que o escopo legal da invenção é definido pela expressão das reivindicações estabelecidas no final de um documento de patente que reivindica prioridade aqui. A descrição detalhada deve ser interpretada como exemplar apenas e não descreve cada modalidade possível da invenção uma vez que descrever todas as modalidades possíveis seria impraticável, se não impossível. Numerosas modalidades alternativas poderíam ser implementadas, usando a tecnologia atual ou a tecnologia desenvolvida após a data de depósito deste pedido de patente, que ainda estão dentro do escopo das reivindicações que definem a invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo regulador de fluido (110), compreendendo:

uma válvula (114) tendo uma primeira entrada (116), uma primeira saída, (118) e uma primeira porta de válvula (128) disposta entre a primeira entrada (116) e a primeira saída (118);

um atuador (112) acoplado à válvula (114), o atuador (112) compreendendo:

um alojamento (130) acoplado à válvula (114), um primeiro disco de válvula (122) disposto no interior da válvula (114) e adaptado para deslocamento entre uma posição fechada engatando a primeira porta de válvula (128) e uma posição aberta disposta longe da primeira porta de válvula (128), e um primeiro diafragma (148) disposto no interior do alojamento (130) e dividindo o alojamento em uma primeira cavidade (132) e uma segunda cavidade (136), o primeiro diafragma (148) operativamente acoplado ao primeiro disco de válvula (122) para mover o primeiro disco de válvula (122) entre as posições aberta e fechada, em que uma primeira superfície do primeiro diafragma (148) está em comunicação fluida com a primeira saída (118) da válvula (114); e um dispositivo de carga de pressão (152) acoplado à válvula (114) e ao atuador (112), o dispositivo de carga de pressão (152) tendo uma segunda entrada (220) e uma segunda saída (222), com a segunda entrada (220) estando em comunicação fluida com a primeira entrada (116), e a segunda saída (222) estando em comunicação fluida com uma segunda superfície do primeiro diafragma (148), caracterizado pelo fato de que o dispositivo de carga de pressão (152) é configurado para aumentar o fluxo do fluido através do dispositivo de carga de pressão quando a pressão na segunda saída (222) é menor do que uma pressão de carga, e uma segunda porta de válvula (226) disposta entre a segunda entrada (220) e a segunda saída (222), em que a segunda entrada (220) está em comunicação fluida com a primeira entrada (116), e a segunda saída (222) está em comunicação fluida com a segunda cavidade (136) do alojamento;

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2/7 em que o dispositivo de carga de pressão (152) é configurado para aumentar um fluxo de fluido através do dispositivo quando a pressão na segunda saída (222) diminui e diminuir um fluxo de fluido através do dispositivo quando a pressão na segunda saída aumenta para manter uma pressão contra a segunda superfície do primeiro diafragma (148) aproximadamente igual a uma pressão de carga, e em que o atuador (112) é configurado para fazer o primeiro disco de válvula (122) se mover em direção a sua posição aberta quando a pressão na primeira saída (116) diminui e fazer o primeiro disco de válvula (122) se mover para sua posição fechada, quando a pressão na primeira saída (118) aumenta para manter a pressão na primeira saída (118) aproximadamente igual a uma pressão de referência.

2. Dispositivo regulador de fluido (110), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

a primeira cavidade (132) do alojamento (130) está em comunicação fluida com a primeira saída (118) da válvula (114); e o dispositivo de carga de pressão (152) compreende:

um corpo (224) tendo a segunda entrada (220), a segunda saída (222) e a segunda porta de válvula (226);

uma capota (252) acoplada ao corpo (224), um segundo disco de válvula (244) disposto dentro do corpo (224) e adaptado para o deslocamento entre uma posição fechada que engata a segunda porta de válvula (226) e uma posição aberta disposta longe da segunda porta de válvula (226), um segundo diafragma (238) disposto dentro da capota (252) e dividindo a capota (252) em uma primeira cavidade e uma segunda cavidade, com o segundo diafragma (238) sendo operativamente acoplado ao segundo disco de válvula (244), e com a primeira cavidade da capota estando em comunicação fluida com a segunda saída (222), e uma mola de controle (240) disposta dentro da segunda cavidade da

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3/7 capota e engatando o segundo diafragma (238), em que o segundo diafragma (238) e a mola de controle (240) são configurados para fazer com que o segundo disco de válvula (244) se mova em direção a sua posição aberta quando a pressão na segunda saída (222) diminui e fazer com que o segundo disco de válvula (244) se mova em direção a sua posição fechada quando a pressão na segunda saída (222) aumenta para manter a pressão dentro da segunda cavidade do atuador (112) aproximadamente igual à pressão de carga.

3. Dispositivo regulador de fluido (110), de acordo com reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o atuador (112) compreende um braço de controle (176) montado pivotalmente dentro do alojamento (130) e acoplando operativamente o primeiro diafragma (148) ao primeiro disco de válvula (122), em que o primeiro diafragma (148) faz com que o braço de controle (176) gire em uma primeira direção para mover o primeiro disco de válvula (122) para sua posição aberta quando a pressão na primeira saída (118) diminui e faz com que o braço de controle (176) gire em uma segunda direção para mover o primeiro disco de válvula (122) para sua posição fechada quando a pressão na primeira saída (118) diminui.
4. Dispositivo regulador de fluido (110), de acordo com reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende um tubo de Pitot tendo uma primeira extremidade disposta dentro da primeira saída (118) da válvula e uma segunda extremidade em comunicação fluida com a primeira cavidade (132) do alojamento (130) para colocar a primeira cavidade (132) do alojamento (130) em comunicação fluida com a primeira saída (118) da válvula.
5. Dispositivo regulador de fluido (110), de acordo com reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende um diafragma de balanceamento (202) operativamente conectado ao primeiro disco de válvula (122) e tendo um primeiro lado em comunicação fluida com uma pressão a montante de fluido que flui através da primeira porta de válvula (128), em que a pressão a montante aplica uma força ao primeiro disco de válvula (122) na direção da posição aberta, e a pressão a montante agindo sobre o primeiro lado do diafragma de balanceamento (202) aplica

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4/7 uma força no primeiro disco de válvula (122) na direção da posição fechada e aproximadamente igual à força da pressão a montante no primeiro disco de válvula (122).
6. Dispositivo regulador de fluido (110), de acordo com reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de carga de pressão (152) compreende uma haste de válvula (242) acoplando operativamente o segundo diafragma (238) ao segundo disco de válvula (244), em que o segundo diafragma (238) faz com que a haste de válvula (242) se mova em uma primeira direção para mover o primeiro disco de válvula (122) em direção a sua posição aberta quando a pressão na segunda saída (222) diminui e faz com que a haste de válvula (242) se mova em uma segunda direção para mover o segundo disco de válvula (244) em direção a sua posição fechada quando a pressão na segunda saída (222) diminui.
7. Dispositivo regulador de fluido (110), de acordo com reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de carga de pressão (152) compreende uma mola de válvula (246) engatando o segundo disco de válvula (244) para inclinar o segundo disco de válvula (244) em direção a sua posição fechada contra a força de inclinação da mola de controle (240).
8. Dispositivo regulador de fluido (110), de acordo com reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de carga de pressão (152) compreende um mecanismo de ajuste da mola de controle engatando a mola de controle (240) para o ajuste de uma força aplicada pela mola de controle (240) ao segundo diafragma (238) para aumentar e diminuir a pressão de carga fornecida pelo dispositivo de carga de pressão (152) para a segunda cavidade (136) do alojamento (130) e, correspondentemente, para aumentar e diminuir a pressão de referência do dispositivo regulador de fluido (110).
9. Dispositivo regulador de fluido (110), de acordo com reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de ajuste da mola de controle compreende um parafuso de ajuste (268) recebido através de uma abertura rosqueada na parte superior da capota (252) e operativamente acoplado à mola de controle (240), em que a força aplicada pela mola de controle (240) no segundo

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5/7 diafragma (238) é aumentada quando o parafuso de ajuste (240) é girado em uma primeira direção e é diminuída quando o parafuso de ajuste (240) é girado em uma segunda direção.
10. Dispositivo regulador de fluido (110), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o atuador (112) compreende um braço de controle (176) montado pivotalmente dentro do alojamento (130) e acoplando operativamente o primeiro diafragma (148) ao primeiro disco de válvula (122), em que o primeiro diafragma (148) faz o braço de controle (176) girar em uma primeira direção para mover o primeiro disco de válvula (122) para sua posição aberta quando a pressão na primeira saída (118) diminui e faz o braço de controle (176) girar em uma segunda direção para mover o primeiro disco de válvula (122) em direção a sua posição fechada quando a pressão na primeira saída (118) diminui.
11. Dispositivo regulador de fluido (110), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um diafragma de balanceamento (202) operativamente conectado ao primeiro disco de válvula (122) e tendo um primeiro lado em comunicação fluida com uma pressão a montante de fluido que flui através da primeira porta de válvula (128), em que a pressão a montante aplica uma força ao primeiro disco de válvula (122) na direção da posição aberta, e a pressão a montante agindo sobre o primeiro lado do diafragma de balanceamento (202) aplica uma força no primeiro disco de válvula (122) na direção da posição fechada e aproximadamente igual à força da pressão a montante no primeiro disco de válvula (122).
12. Dispositivo regulador de fluido (110), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de carga de pressão (152) compreende:

um corpo (224) tendo a segunda entrada (220), a segunda saída (222) e a segunda porta de válvula (226);

um segundo disco de válvula (244) disposto dentro do corpo (224) e adaptado para deslocamento entre uma posição fechada engatando a segunda porta de válvula (244) e uma posição aberta disposta longe da segunda porta de válvula;

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6/7 um segundo diafragma (238) operativamente acoplado ao segundo disco de válvula (244) para mover o segundo disco de válvula entre as posições aberta e fechada, em que uma primeira superfície do segundo diafragma (238) está em comunicação fluida com a segunda saída (222) do dispositivo de carga de pressão (152), e uma mola de controle (240) engatando uma segunda superfície do segundo diafragma (238), em que o segundo diafragma (238) e a mola de controle (240) estão configurados para fazer o segundo disco de válvula (244) se mover em direção a sua posição aberta e aumentar o fluxo do fluido através da segunda porta de válvula (226) quando a pressão na segunda saída (222) diminui e fazer o segundo disco de válvula (244) se mover em direção a sua posição fechada e diminuir o fluxo de fluido através da segunda porta de válvula (226) quando a pressão na segunda saída (222) aumenta para manter a pressão contra a segunda superfície do primeiro diafragma (148) aproximadamente igual à pressão de carga.
13. Dispositivo regulador de fluido (110), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de carga de pressão (152) compreende uma haste de válvula (242) acoplando operativamente o segundo diafragma (238) ao segundo disco de válvula (244), em que o segundo diafragma (238) faz a haste da válvula (242) se mover em uma primeira direção para mover o primeiro disco de válvula (122) em direção a sua posição aberta quando a pressão na segunda saída (222) diminui e faz a haste da válvula (242) se mover em uma segunda direção para mover o segundo disco de válvula (244) em direção a sua posição fechada quando a pressão na segunda saída (222) diminui.
14. Dispositivo regulador de fluido (110), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de carga de pressão (152) compreende uma mola de válvula (246) engatando o segundo disco de válvula (244) para inclinar o segundo disco da válvula em direção a sua posição fechada contra a força de inclinação da mola de controle (240).
15. Dispositivo regulador de fluido (110), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de carga de pressão (152)

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7/7 compreende um mecanismo de ajuste da mola de controle engatando a mola de controle (240) para o ajuste de uma força aplicada pela mola de controle (240) ao segundo diafragma (238) para aumentar e diminuir a pressão de carga provida pelo dispositivo de carga de pressão (152) para a segunda cavidade (136) do alojamento (130) e, correspondentemente, para aumentar e diminuir a pressão de referência de ajuste do dispositivo regulador de fluido (110).
16. Dispositivo regulador de fluido (110), de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de ajuste da mola de controle compreende um parafuso de ajuste (268) recebido através de uma abertura rosqueada do dispositivo de carga de pressão (152) e operativamente acoplado à mola de controle (240), em que a força aplicada pela mola de controle (240) ao segundo diafragma (238) é aumentada quando o parafuso de ajuste (268) é girado em uma primeira direção e diminuída quando o parafuso de ajuste (268) é girado em uma segunda direção.