BRPI0918474B1

BRPI0918474B1 - gatilho, conjunto de válvula de fluxo em excesso, e válvula interna

Info

Publication number: BRPI0918474B1
Application number: BRPI0918474A
Authority: BR
Inventors: Lin Chun; Alan Miller Eric; Ronald Pelfrey Roy
Original assignee: Emerson Process Man Regulator Technologies Inc
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2009-08-14
Publication date: 2020-04-14
Also published as: RU2508490C2; CN102203488B; JP5889962B2; AU2009288559A1; AU2009288559B2; WO2010027627A1; EP2334965A1; CN102203488A; RU2011111331A; JP2012501427A; BRPI0918474A2; JP2014206278A; JP5567571B2; AR073478A1; RU2519290C2; CA2736897A1; EP2334965B1; CA2736897C; RU2011109923A

Abstract

gatilho, conjunto de válvula de fluxo em excesso, e válvula interna elementos de controle de fluxo de fluido para uso com válvulas estão descritos neste documento. um exemplo de elemento de controle de fluxo de fluido para uso com uma válvula inclui um corpo tendo uma primeira superfície de assentamento para controlar um fluxo de fluido através da válvula. o corpo define uma segunda superfície de assentamento oposta à primeira superfície de assentamento para controlar um fluxo de fluido através da válvula. além disso, o corpo define um orifício para receber uma haste da válvula, e um furo cercado pela primeira superfície de assentamento para receber pelo menos um de uma vedação ou um elemento deslizante, cada um tendo uma primeira superfície para ser engatada por uma segunda superfície de assento de mola acoplado à haste para controlar um fluxo de fluido através da válvula.

Description

“GATILHO, CONJUNTO DE VÁLVULA DE FLUXO EM EXCESSO, E VÁLVULA INTERNA”

PEDIDO RELACIONADO [0001] Esta patente é uma continuação em parte de um Pedido de Patente dos Estados Unidos N°. 12/202876, o qual está incorporado neste documento por referência em sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO [0002] Esta patente relaciona-se geralmente a elementos de controle de fluxo de fluido e, mais especificamente, a elementos de controle de fluxo de fluido para uso com válvulas.

ANTECEDENTES [0003] Válvulas internas são utilizadas em diversas aplicações comerciais e industriais para controle de fluxo de fluido entre um recipiente de armazenamento de fluido e outro recipiente, mangueiras, tubulação, etc. Normalmente, as válvulas internas são fornecidas com um elemento de equalização para igualar a pressão do fluido através da válvula antes da abertura total da válvula. A taxa na qual a pressão do fluido iguala através da válvula está associada com o tamanho da válvula e a taxa de vazão de fluido através do elemento de equalização.

[0004] Para igualar a pressão entre válvulas internas conhecidas, estas válvulas são fornecidas com uma haste tendo uma parte ou ranhura recortada que varia a taxa de fluxo de fluido através do elemento de equalização em função da posição da parte ou ranhura recortada em relação a um orifício acopla fluidamente a válvula do recipiente, mangueira, tubulação, etc. Especificamente, se a parte ou ranhura recortada é adjacente ao orifício, o tamanho do caminho de fluxo de fluido é relativamente grande e, em contrapartida, se a parte ou ranhura recortada estiver distante do orifício, o tamanho do caminho de fluxo de fluido é relativamente pequeno.

[0005] Diferentes válvulas internas têm diferentes orifícios de diâmetro e hastes de tamanhos diferentes. Assim, o diâmetro do orifício é limitado pelo tamanho da válvula e pela quantidade de material que pode ser retirado da haste para criar a

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2/18 parte ou ranhura recortada é limitado pelo tamanho da haste. Geralmente, a remoção de material de um corpo diminui a sua integridade estrutural e, portanto, a quantidade de material que pode ser removido da haste é limitada a uma quantidade que permita a manutenção da integridade estrutural da haste enquanto fornece um caminho de fluxo de fluido para igualar a pressão através da válvula. Como resultado, a velocidade com que válvulas internas conhecidos podem ser totalmente abertas é limitada pela quantidade de material que pode ser removido da haste.

[0006] Além disso, a parte ou ranhura recortada cria uma superfície nãocilíndrica na haste. Devido às tolerâncias de fabricação, a haste pode ser friccionada contra o orifício conforme a haste for movida. Ao contrário de superfícies lisas cilíndrica, a superfície não-cilíndrica tem bordas que podem desgastar a(s) ranhura(s) dentro do orifício, o que diminui a vida útil da válvula. Além disso, em alguns casos, o engate entre estas bordas e o orifício causa o mau funcionamento da válvula.

SUMÁRIO [0007] Um exemplo de gatilho para uso com uma válvula interna inclui uma primeira e segunda superfície opostas para controlar o fluxo do fluido através da válvula interna. Além disso, o exemplo de gatilho inclui um orifício para receber uma haste da válvula interna e uma placa acoplada ao gatilho. A placa define uma abertura dimensionada para limitar o fluxo do fluido através do gatilho quando um assento da mola acoplado à haste estiver próximo da abertura.

[0008] Outro exemplo de gatilho para uso com uma válvula interna inclui um primeiro corpo tendo uma primeira superfície de assentamento para engatar de forma vedante um segundo corpo da válvula. Além disso, o primeiro corpo compreende uma segunda superfície de assentamento oposta à primeira superfície de assentamento para engatar de forma vedante o tampão da válvula. Além disso, o exemplo de gatilho inclui um orifício para receber uma haste da válvula e um furo coaxialmente alinhado com a abertura. O furo é dimensionado para limitar o fluxo do fluido através do gatilho quando um assento de mola acoplado à haste estiver posicionado adjacente ao furo.

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BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0009] FIG. 1 representa uma válvula interna conhecida.

[0010] FIG. 2 representa uma haste utilizada para implementar a válvula interna conhecida da FIG. 1.

[0011] FIG. 3 representa uma parte de um exemplo de gatilho e conjunto de válvula de fluxo em excesso em uma posição fechada.

[0012] FIG. 4 representa a parte do exemplo de gatilho e válvula de excesso de fluxo da FIG. 3 em uma posição aberta.

[0013] FIG. 5 representa um exemplo alternativo de elemento deslizante que pode ser utilizado para implementar o gatilho e a válvula de fluxo em excesso da FIG. 3.

[0014] FIG. 6 representa um exemplo de gatilho que pode ser utilizado para implementar o exemplo de gatilho e válvula de fluxo em excesso da FIG. 3 [0015] FIG. 7 representa uma visão superior do exemplo de gatilho da FIG. 6.

[0016] FIG. 8 representa uma visão inferior do exemplo de gatilho da FIG. 6.

[0017] FIG. 9A representa um exemplo de configuração alternativa que pode ser utilizado para implementar o exemplo de gatilho e válvula de fluxo em excesso da FIG. 3.

[0018] FIG. 9B representa outro exemplo de configuração alternativa que é semelhante ao exemplo representado na FIG. 9A e que pode ser utilizado para implementar o exemplo de gatilho e a válvula de fluxo em excesso da FIG. 3.

[0019] FIG. 10 representa outro exemplo de configuração alternativa que pode ser utilizado para implementar o exemplo de gatilho e a válvula de fluxo em excesso da FIG. 3.

[0020] FIG. 11 representa um assento de mola exemplo que pode ser utilizado para implementar o gatilho e a válvula de fluxo em excesso da FIG. 3.

[0021] FIG. 12 representa uma parte de outro exemplo de gatilho e conjunto de válvula de fluxo em excesso.

[0022] FIG. 13 representa uma parte de outro exemplo de gatilho e válvula de fluxo em excesso.

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DESCRIÇÃO DETALHADA [0023] Alguns exemplos são apresentados nas figuras acima identificadas e descritos em detalhes abaixo. Os números de referência destes exemplos, similares ou idênticos são utilizados para identificar os elementos idênticos ou similares. Os números não estão, necessariamente, em escala e certas características e certos pontos de vista dos valores podem ser apresentados exagerados na escala ou no esquema para maior clareza e/ou concisão. Além disso, vários exemplos foram descritos ao longo desta especificação. Quaisquer recursos de qualquer exemplo podem ser incluídos com, um substituto para, ou de outra forma combinados com outros recursos de outros exemplos.

[0024] O exemplo de gatilho e o aparelho de válvula de fluxo em excesso aqui descrito aumentam a taxa na qual, por exemplo, uma válvula interna pode ser totalmente aberta. Em particular, o exemplo de aparelho (por exemplo, um gatilho) é fornecido com diversos canais de fluxo de fluido que acopla fluidamente uma câmara da válvula a outra câmara, mangueira, tubulação, etc. Especificamente, os diversos canais de fluxo de fluido podem ter uma área transversal cerca de dezesseis vezes maior que a área transversal fornecida por um canal de fluxo de fluidos de válvulas internas conhecidas. Como resultado, quando um assento do exemplo de aparelho desengata uma superfície de assentamento, o fluido pode fluir rapidamente através dos diversos canais de fluxo de fluido, para rapidamente igualar a pressão através da válvula. Uma vez que a pressão está regularizada, a válvula pode ser totalmente aberta. Além disso, o exemplo de aparelho descrito neste documento permite que a válvula seja implementada utilizando uma haste substancialmente cilíndrica, o que previne os problemas encontrados pelas hastes conhecidas (por exemplo, hastes com partes ou ranhuras recortadas) utilizadas para implementar válvulas internas conhecidas.

[0025] Além disso, o exemplo de aparelho pode incluir um assento de mola que engata uma superfície de, por exemplo, um gatilho quando a válvula estiver completamente aberta para impedir o fluxo de fluido através dos canais de fluxo de fluido, mantendo assim o bom funcionamento de uma válvula de fluxo em excesso

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5/18 associado ao gatilho. Em alguns exemplos, a superfície é uma superfície de um elemento deslizante posicionado e inclinado dentro de um furo do gatilho. Se uma haste da válvula amplia ainda mais enquanto o assento de mola se engata a superfície, os elementos deslizantes deslizam para dentro do furo para permitir, por exemplo, que um carne gire um curso entre 50° e 70°, o que abre a válvula totalmente. Uma vez que o assento da mola desengate da superfície, um elemento de solicitação dentro do furo retoma o elemento deslizante para uma posição de repouso [0026] Conforme descrito aqui, o exemplo de aparelho pode incluir um retentor de disco que define uma abertura dimensionada para limitar o fluxo do fluido através de um gatilho quando um assento de mola acoplado a uma haste de válvula estiver posicionado próximo e/ou adjacentes a abertura. Em tais exemplos, o retentor de disco pode incluir uma superfície curva simétrica, que circunda a abertura para direcionar o assento da mola em relação à abertura, assim como para reduzir os erros durante a montagem (ou seja, impedir a prevenir que o retentor de disco seja instalado de cabeça para baixo). Adicionalmente ou alternativamente, o exemplo de aparelho aqui descrito pode definir um furo que esteja coaxialmente alinhado com um orifício que recebe uma haste de válvula. O furo pode ser dimensionado para limitar o fluxo do fluido através de um gatilho quando um assento de mola acoplado a uma haste de válvula estiver posicionado próximo e/ou adjacente ao furo.

[0027] FIG. 1 representa uma válvula interna conhecida 100 que tem um corpo 102, um gatilho 104, e um conjunto de tampa 106. O conjunto de tampa 106 está acoplado ao corpo de 102 e o gatilho 104 envolve de forma vedante uma superfície 108 do corpo 102 para controlar o fluxo do fluido através da válvula interna 100.

[0028] O corpo 102 inclui rosqueamentos externos 110 que se engatam em uma abertura (não representada) de uma câmara ou tanque (não representado), como um sistema de bombeamento, um tanque de armazenamento fixo, um caminhão de transporte, etc. Além disso, o corpo 102 define um furo 112 com uma primeira abertura 114 e uma segunda abertura 116 para acoplar fluidamente a câmara ou tanque em outra câmara, mangueira, tubulação, etc. Especificamente, o furo 112

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6/18 inclui rosqueamentos internos 118 para engatar rosqueadamente outro corpo (não representado), como, por exemplo, um acoplamento de uma mangueira de GLP.

[0029] O conjunto da tampa 106 é acoplado ao corpo 102 através de uma placa 120. A montagem da tampa 106 inclui um eixo 122 que é parcialmente posicionado dentro e rotacionalmente acoplado a uma tampa 124. O eixo 122 inclui uma alavanca externa 126 para girar o eixo 122 em relação à tampa 124e o corpo 102. Um carne 128 é acoplado ao eixo 122 oposto a alavanca externa 126 e é posicionado dentro do furo 112. À medida que o eixo 122 é girado, o carne 128 engata uma superfície 130 para mover um conjunto de haste 132 dentro do furo 112. [0030] O conjunto de haste 132 inclui uma haste 134, uma primeira mola 136, uma segunda mola 138 e um tampão 140. Um primeiro assento de mola 142 é acoplado a uma extremidade 144 da haste 134 e está posicionado em oposição a um segundo assento da mola 146 que circunda a haste 134. Uma superfície 148 do segundo assento da mola de 146 envolve um suporte de guia 150 que direciona a haste 134 relativa ao corpo 102. A primeira mola 136 está posicionada entre o primeiro assento de mola 142 e o segundo assento de mola 146 e a segunda mola 138 está posicionada entre o segundo assento de mola 146 e o gatilho 104. O tampão 140 está acoplado à haste 134 em oposição ao primeiro assento de mola 142 e engata uma superfície de assentamento 152 definida pelo gatilho 104. Além disso, uma parte da haste 134 está posicionada dentro de um orifício de 154 definido pelo gatilho 104 adjacente as superfície de assentamento 152.

[0031] Em operação, para equalizer a pressão entre uma câmara ou tanque em que a válvula interna 100 estiver montada e outra câmara, mangueira, tubulação, etc. acoplado à segunda abertura 116, a alavanca externa 126 é girada para posicionar o carne 128 em um ponto médio (por exemplo, curso de 70°), o que move o conjunto de haste 132 para desengatar o tampão 140 da superfície do assentamento 152 e posiciona um parte ou ranhura recortada 202 (FIG. 2) da haste 134 adjacente ao orifício 154. Conforme discutido acima, o posicionamento da parte ou ranhura recortada 202 (FIG. 2) adjacente ao orifício 154 aumenta o tamanho de um canal de fluxo de fluido 156 entre a haste 134 e uma superfície 158 do orifício

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154, o que permite que uma quantidade relativamente grande de líquido flua entre a câmara ou tanque e outra câmara, mangueira, tubulação, etc. para equalizar a pressão através da válvula interna 100.

[0032] Uma vez que a pressão do fluido estiver equalizada, a válvula interna 100 pode ser totalmente aberta. Especificamente, a alavanca externa 126 pode ser girada para posicionar o carne 128 em um ponto elevado, o que move o conjunto da haste 132 permitindo que uma superfície de assentamento 160 do gatilho 104 desengate da superfície 108 para permitir a passagem de fluido de uma câmara para outra câmara, tanque, etc., em que a válvula interna 100 estiver montada através da primeira abertura 114. No entanto, se o fluxo de fluido aumentar a uma magnitude maior do que um fluxo de fluido pré-determinado (por exemplo, limite de fluxo em excesso), a força exercida pelo fluxo de fluido contra uma superfície externa 162 do gatilho 104 supera a força exercida pela segunda mola 138 e faz com que a superfície de assentamento 160 do gatilho 104 re-engate a superfície 108, embora o carne 128 esteja posicionado no ponto mais alto. Nesta posição, enquanto a superfície de assentamento 160 do gatilho 104 acopla à superfície 108, o tampão 140 está a uma distância da superfície de assentamento 152 e uma parte cilíndrica 204 (FIG. 2) da haste 134 está posicionada adjacente ao orifício 154. Conforme discutido acima, o posicionamento da parte cilíndrica 204 (FIG. 2) adjacentes o orifício 154 diminui o tamanho do canal de fluxo de fluido 156 entre a haste 134 e a superfície 158 do orifício 154, que permite que uma quantidade relativamente pequena de fluido a fluir entre a câmara ou tanque e segunda abertura 116.

[0033] FIG. 3 representa uma parte de um exemplo de gatilho e de conjunto de válvula de fluxo em excesso 300 que pode ser utilizada em conexão com válvulas internas, como, por exemplo, a válvula interna 100. Especificamente, conforme descrito mais detalhadamente a seguir, o conjunto 300 pode ser utilizado no lugar do gatilho 104, o conjunto de haste 132, e o tampão 140 da FIG. 1. O gatilho e o conjunto de válvula de fluxo em excesso 300 incluem um exemplo de elemento de controle de fluxo de fluido ou gatilho 302, uma haste 304 e um tampão 306. Além

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8/18 disso, o conjunto 300 inclui um elemento deslizante 308, um assento de mola 310, um primeiro elemento de solicitação 312, um segundo elemento de solicitação 314 e uma placa 316 que é acoplada ao corpo 318 do gatilho 302.

[0034] O corpo 318 define um orifício 320 que recebe a haste 304, um furo 322 que é coaxialmente alinhado com o orifício 320 e diversos canais de fluxo de fluido 324 que podem ser coaxialmente alinhados com o orifício 320. A diversidade de canais de fluxo de fluido 324 acopla fluidamente a câmara de válvula (não representada) a outra câmara ou navio, como, por exemplo, um sistema de bombeamento, um tanque de armazenamento fixo, um caminhão de transporte, ou qualquer outra câmara apropriada, etc. Em contraste com o canal de fluxo de fluidos 156 da FIG. 1, a diversidade de canais de fluxo de fluido 324 não impactou ou comprometeu de forma significativa a integridade estrutural da haste 304 ou do gatilho 302. Como resultado, uma área transversal dos diversos canais de fluxo de fluido 324 pode ser, pelo menos, cerca de dezesseis vezes maior que a área transversal do canal de fluxo de fluido 156. Em outro exemplo de implementações, a área transversal dos diversos canais de fluxo de fluido 324 pode variar dependendo da aplicação e/ou o tamanho da válvula com a qual o gatilho 302 é utilizado. Conforme discutido em maiores detalhes abaixo, proporcionar uma área relativamente maior de fluxo de fluido permite que a taxa de fluxo de fluido através da válvula seja significativamente aumentada durante a abertura da válvula, o que também aumenta a taxa na qual a pressão através da válvula se equaliza e, como resultado, a taxa na qual a válvula pode ser totalmente aberta.

[0035] Além disso, o gatilho 302 tem uma primeira superfície de assentamento 326 e uma segunda superfície de assentamento 328 que fica em oposição ao primeiro assentamento 326. A superfície do assentamento 326 circunda o furo 322 e inclui uma vedação, gaxeta, ou anel O 327 que está posicionado entre o corpo 318 e a placa 316. Em alguns exemplos de implementações, a primeira superfície de assentamento 326 é para ser engatada de forma vedante a superfície 108 (FIG. 1) da válvula interna 100 (FIG. 1) para controlar o fluxo do fluido através da válvula interna 100 (FIG. 1). De forma semelhante, a segunda superfície de assentamento

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328 é para ser engatada de forma vedante no assentamento 330 do tampão 306 tendo uma vedação, gaxeta, ou anel O 331. A interação entre o assento 330 e a segunda superfície de assentamento 328 controla o fluxo do fluido através de diversos canais de fluxo de fluido 324.

[0036] Neste exemplo de implementação, a diversidade de canais de fluxo de fluido 324 estão substancialmente coaxiais ao orifício 320. Além disso, cada um dos diversos canais de fluxo de fluido 324 tem uma primeira abertura 332 em oposição a uma segunda abertura 334. A primeira abertura 332 está posicionada entre o orifício 320 e a segunda superfície do assentamento 328 e a segunda abertura 334 está adjacente a superfície 336 do furo 322 [0037] O primeiro elemento de solicitação 312 (por exemplo, uma mola) está posicionado dentro do furo 322 entre a superfície 336 e o elemento deslizante 308 para impelir o elemento deslizante 308 para fora do corpo 318. Especificamente, o primeiro elemento de solicitação 312 direciona uma superfície 338 dos elementos deslizantes 308 em direção a placa 316. O segundo elemento de solicitação 314 (por exemplo, uma mola) está parcialmente posicionado dentro do furo 322 entre a superfície 336 e uma primeira superfície 340 do assento da mola 310. O segundo elemento de solicitação 314 impele o assento da mola 310 para longe do corpo 318 e impele o assentamento 330 do tampão 306 em direção à segunda superfície de assentamento 328. Para acoplar o assento da mola 310 a haste304, a haste 304 define uma parte reforçada 342. O assento da mola 310 circunda a haste 304 e uma segunda superfície 344 do assento da mola de 310 engata a parte reforçada 342 [0038] Em alguns exemplos, para equalizar a pressão através da válvula em que o conjunto 300 é montado (por exemplo, uma válvula semelhante à válvula interna 100 da FIG. 1), a alavanca externa 126 (Fig. 1) é girada para posicionar o carne 128 (FIG. 1) para o ponto médio (por exemplo, curso de 70°), que move a haste 304 e desengata o assento 330 da segunda superfície de assentamento 328. O tamanho do orifício 320 corresponde substancialmente ao tamanho da haste 304 para direcionar a haste 304 relacionada ao gatilho 302. Como representado na FIG. 4, uma vez que o assento 330 desengata da segunda superfície de assentamento 328,

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10/18 o fluido rapidamente flui através dos diversos canais de fluxo de fluido 324 em uma direção geralmente indicada por setas 402. Como o fluxo de fluido através dos diversos canais de fluxo de fluido 324, a pressão através da válvula se equaliza. No entanto, em outros exemplos, um fluido pode fluir em uma direção substancialmente oposta à direção indicada pelas setas 402, como, por exemplo, durante um refluxo de fluido.

[0039] Passando brevemente para FIG. 2, conforme discutido anteriormente, devido a tolerâncias de fabricação, a haste 134 da válvula interna conhecida 100 pode friccionar contra o orifício 154 (FIG. 1), conforme a haste 134 e/ou o gatilho 104 se move (FIG. 1) para controlar a fluxo do fluido através da válvula interna 100 (FIG. 1). Por exemplo, a parte ou ranhura recortada 202 possuem bordas 206 que podem desgastar uma ranhura dentro do orifício 154 (FIG. 1), o que diminui a vida útil do gatilho 104 (FIG. 1) e/ou aumenta a taxa em que a manutenção deve ser realizada na válvula interna 100 (FIG. 1). Além disso, o engate entre as bordas 206 e o orifício 154 (FIG. 1) pode fazer com que o tampão 140 (Fig. 1) e/ou o gatilho 104 (FIG. 1) fique preso em uma posição aberta, permitindo que o fluido continue a fluir através da válvula interna 100 (FIG. 1). Em contraste, fornecendo o gatilho 302 com diversos canais de fluxo de fluido 324, permite que a haste 304 tenha um corpo cilíndrico, o que elimina os problemas discutidos acima, encontrados na válvula interna conhecida 100 (FIG. 1) [0040] Uma vez que a pressão do fluido estiver equalizada através da válvula interna 100 e/ou entre as outras câmaras (por exemplo, uma mangueira, uma tubulação, tanque, etc. acoplado à segunda abertura 116) e a câmara da válvula, a válvula interna 100 pode ser totalmente aberta. Especificamente, a alavanca externa 126 (FIG. 1) pode ser girada para posicionar o carne 128 (FIG. 1) em um ponto elevado, o que move a haste 304 e desengata a primeira superfície de assentamento 326 do corpo da válvula, para permitir o fluxo de fluido de outra câmara, mangueiras, tubulação, etc., através, por exemplo, da primeira abertura 114 da FIG. 1.

[0041] Passando agora à FIG. 4, se o fluxo de fluido aumenta a uma magnitude

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11/18 maior do que um fluxo de fluido pré-definido (por exemplo, o limite do fluxo em excesso), a força exercida pelo fluxo de fluido contra uma superfície externa 404 do gatilho 302 supera a força exercida pelo segundo elemento de solicitação 314 e faz com que a primeira superfície de assentamento 326 re-engate com o corpo da válvula, embora o carne 128 (Fig. 1) esteja posicionado no ponto mais elevado. Nesta posição, enquanto a primeira superfície de assentamento 326 do gatilho 302 engata o corpo da válvula, o tampão 306 está distante da segunda superfície de assentamento 328 e uma superfície 406 do assento de mola 310 engata uma superfície 408 do elemento deslizante 308 para controlar o fluxo do fluido através da válvula. Especificamente, o engate entre a superfície 406 do assento de mola 310 e a superfície 408 do elemento deslizante 308 limita o fluxo de fluido através dos diversos canais de fluxo de fluido 324 para ser igual ou inferior a uma taxa de vazamento, por exemplo, de um orifício efetivo correspondente ao tamanho de uma broca número 60. No entanto, as outras taxas de vazamento e/ou tamanhos de orifício podem ser utilizadas para atender às necessidades de uma determinada aplicação.

[0042] O elemento deslizante 308 tem uma superfície exterior 410 que engata de forma deslizante e vedante a uma superfície 412 do furo 322. Se a haste 304 se estende ainda mais depois que a superfície de assentamento 406 do assento de mola 310 se engata a superfície 408 do elemento deslizante 308, o elemento deslizante 308 se move, juntamente com a haste 304 e o assento de mola 310 dentro do furo 322. Conforme a haste 304 se retrai e a superfície 406 do assento de mola 310 se afasta do corpo 318, o primeiro elemento de solicitação 312 move o elemento deslizante 308 para fora do corpo 318 e em direção a placa 316.

[0043] Para instalar (por exemplo, retroequipar) o exemplo de conjunto 300 na válvula interna conhecida 100 (FIG. 1), inicialmente, a pressão do fluido é reduzida (por exemplo, drenada) da câmara ou do tanque e a válvula interna 100 (FIG 1) é, então, retirada da câmara ou tanque. O conjunto da tampa 106 (Fig. 1) é então removido da válvula interna 100, e o tampão 140 é desenroscado da haste 134 (Fig. 1) para remover o gatilho 104 (FIG. 1). O conjunto da haste 132 é então removido da

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12/18 válvula interna 100 (FIG. 1).

[0044] Para instalar o exemplo de conjunto 300 na válvula interna 100, o primeiro assento de mola 142 (Fig. 1) é rosqueado na haste 304 e na primeira mola 136 (FIG. 1) e o segundo assento de mola 146 (FIG. 1) é posicionado em torno da haste 304. A haste 304 é então direcionada através de uma abertura 164 (FIG. 1) do suporte de guia 150 (FIG. 1) e o assento de mola 310 é posicionado sobre a haste 304 adjacente a parte reforçada 342. Em seguida, o segundo elemento de solicitação 314 é posicionado em tomo da haste 304 adjacente a primeira superfície 340, e a haste 304 é então direcionada através do orifício 320 que inclui o primeiro elemento de solicitação 312 e o elemento deslizante 308 posicionado dentro do furo 322 pela placa 316 (por exemplo, uma borda 346 da placa 316). O tampão 306 é então posicionado na haste 304 e uma porca 348 é rosqueada em uma extremidade rosqueada 350 da haste 304 para posicionar o tampão 306 entre a porca 348 e o corpo 318. O conjunto da tampa 106 (FIG. 1) pode então ser reinserido na válvula interna 100 (FIG. 1).

[0045] FIG. 5 representa um exemplo de elemento deslizante simétrico 500, que pode ser utilizado para implementar o exemplo de conjunto de 300 da FIG. 3. O elemento deslizante simétrico 500 é similar ao elemento deslizante 308 da FIG. 3. O elemento deslizante simétrico 500 inclui uma superfície exterior 502 que engata de forma deslizante e vedante à superfície 412 (FIG. 4) do furo 322 (FIG. 4). Além disso, o elemento deslizante simétrico 500 inclui uma primeira parte 504 e uma segunda parte 506. A primeira parte 504 está posicionada em um lado oposto da superfície exterior 502, assim como a segunda parte 506. A primeira parte 504 é substancialmente do mesmo tamanho que a segunda parte 506. Formando a primeira parte 504 substancialmente do mesmo tamanho que a segunda parte 506 aumenta a facilidade de fabricação dos elementos deslizantes simétricos 500. Além disso, formando a primeira parte 504 para ser substancialmente do mesmo tamanho que a segunda parte 506 diminui a probabilidade de que o elemento deslizante simétrico 500 seja instalado incorretamente (por exemplo, de cabeça para baixo) dentro do furo 322 do gatilho 302 durante a montagem.

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13/18 [0046] FIG. 6 representa um exemplo de elemento de controle de fluxo de fluido ou gatilho 600 que podem ser utilizados para implementar o exemplo de conjunto 300 da FIG. 3. O gatilho 600 é semelhante ao assento 302 da FIG. 3. O gatilho 600 tem um corpo 602, que define um orifício 604, um furo 606 que está coaxialmente alinhado com o orifício 604, diversos canais de fluxo de fluido 608, uma primeira superfície de assentamento 610 e uma segunda superfície de assento 612 que fica em frente à primeira superfície de assentamento 610. Além disso, o corpo 602 define diversas aberturas, cavidades ou fendas 614 que reduzem a quantidade de material utilizado durante a moldagem para tornar o peso total do gatilho 600 substancialmente o mesmo que o peso do gatilho conhecido 104 da FIG. 1 [0047] Embora o gatilho 302 (FIG. 3) seja descrito como implementado juntamente com o conjunto 300 (FIG. 3) para uso com uma válvula interna, em outro exemplo de implementação, os gatilhos 302 ou 600 ou qualquer outro de exemplo aparelho descrito aqui pode ser implementado em relação a qualquer outro dispositivo de controle de fluidos adequado, tais como, por exemplo, desligar as válvulas de emergência.

[0048] FIG. 7 representa uma superfície externa 702 (por exemplo, uma superfície externa cônica) do exemplo de gatilho 600, a segunda superfície de assentamento 612 e os diversos canais de fluxo de fluido 608. Enquanto dois canais de fluxo de fluido 608 são representados no exemplo de gatilho 600, qualquer outro número de canais de fluxo de fluido (por exemplo, 1,2, 3, 4, etc.) com qualquer outra forma adequada (por exemplo, circular, oval, triangular, retangular, etc.) ou tamanho que possa ser utilizado. A superfície externa 702 define uma diversidade de superfícies em degraus substancialmente planas 704 que podem ser vantajosamente utilizadas para permitir prender o gatilho 600, por exemplo, uma morsa ou qualquer outro dispositivo de exploração adequado.

[0049] Na operação, o gatilho 600 pode estar exposto a substâncias e/ou produtos químicos que corroem, por exemplo, a gaxeta ou o anel O 327 (FIG. 3) da primeira superfície de assentamento 610, o que impede uma gaxeta substancialmente estanque a bolha entre a primeira superfície de assentamento 610

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14/18 e o corpo da válvula. Para substituir a gaxeta ou o anel O 327 (Fig. 3), o gatilho 600 é retirado da válvula, conforme descrito acima e a placa 316 (FIG. 3) pode então ser removida do corpo 602. Infelizmente, durante a remoção da placa 316 (Fig. 3), devido à exposição a substâncias e/ou produtos químicos, diversos fixadores (não apresentados) (por exemplo, parafusos) que acoplam a placa 316 (Fig. 3) no corpo 602 podem romper dentro do corpo 602. Para remover o fixador(es) danificado(s), um furo piloto (não apresentado) é perfurado no fixador, uma extremidade (não apresentada) de um extrator (não apresentado) é rosqueada no furo piloto, e, em seguida, o aparelho é ligado (por exemplo, anti-horário) para remover o fixador danificado. Se um técnico tenta apertar o gatilho conhecido 104 da FIG. 1 entre as garras de uma morsa, qualquer ponto de contato na superfície externa 162 do gatilho 104 (FIG. 1) tem uma secção transversal circular, que permite somente a cada garra da morsa engatar um único ponto de contato no gatilho 104 (Fig. 1), que permite o gatilho 104 (FIG. 1) ser mover e/ou deslizar enquanto o fixador danificado é extraído do gatilho 104 (Fig. 1) e/ou a gaxeta ou anel O 327 (FIG. 3) é substituído. Em contraste, as superfícies planas 704 do exemplo de gatilho 600 são substancialmente paralelas uma a outra. O alinhamento paralelo das superfícies planas 704 permite que as garras de uma morsa engatem em diversos pontos de contato em superfícies planas 704 e, assim, posicione de forma segura o gatilho 600 entre as garras da morsa, enquanto um fixador danificado é removido, e a gaxeta ou o anel O 327 é substituído e/ou qualquer outro procedimento é realizado enquanto o gatilho 600 está preso entre as garras da morsa. Depois que a placa 316 (FIG. 3) for removida do corpo 602, a gaxeta ou anel O 327 é substituído e a placa 316 pode então ser re-acoplada ao corpo 602.

[0050] FIG. 8 representa diversos furos rosqueados 802 onde cada um recebe diversos fixadores para acoplar a placa 316 (FIG. 3) ao corpo 602. Além disso, a FIG. 8 apresenta a diversidade de canais de fluxo de fluido 608, a diversidade de aberturas, cavidades ou fendas 614 e o orifício 604 que é dimensionado para direcionar a haste 304 (FIG. 3) relativa ao gatilho 600.

[0051] FIG. 9A representa um exemplo de configuração alternativa 900 em que

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15/18 uma vedação 902 (por exemplo, uma gaxeta ou um anel O) é posicionado dentro de um furo ou ranhura 904 entre uma placa 906 e um gatilho 908. A placa 906 é acoplada ao gatilho 908 através de diversos parafusos (não apresentados). Na operação, conforme discutido acima, se o aumento do fluxo de fluido tiver uma magnitude maior do que um fluxo de fluido pré-definido (por exemplo, o limite de fluxo em excesso), a força exercida pelo fluxo de fluido contra uma superfície externa 910 do gatilho 908 supera a força exercida pelo segundo elemento de solicitação 314 e provoca o re-engate de uma primeira superfície de assentamento 912 com o corpo da válvula, embora o carne 128 (FIG. 1) esteja posicionado no ponto mais elevado. Nesta posição, enquanto a primeira superfície de assentamento 912 do gatilho engata no corpo da válvula, o tampão 306 está distante da segunda superfície de assentamento914 e da superfície 406 do assento da mola de 310 engatado em uma superfície 916 da vedação 902 para controlar o fluxo do fluido através da válvula. Especificamente, o engate entre a superfície 406 do assento de mola 310 e a superfície 916 da vedação 902 limita o fluxo de fluido através de diversos canais de fluxo de fluido 918 iguais ou inferiores a uma taxa de vazamento, por exemplo, um orifício efetivo correspondente para um tamanho de broca número 60.

[0052] FIG. 9B representa um exemplo de configuração alternativa 950 em que uma vedação 952 (por exemplo, uma gaxeta ou anel O) é posicionado entre uma placa 954 e o gatilho 600. A placa 954 é acoplado ao gatilho 600 através de diversos fixadores 956. A operação do exemplo de configuração 950 é substancialmente semelhante ao funcionamento do exemplo de configuração 900 e, assim, o funcionamento do exemplo de configuração 950 não será repetido aqui.

[0053] FIG. 10 representa um exemplo de configuração alternativa 1000 em que uma vedação 1002 (por exemplo, uma gaxeta ou anel O) é acoplado e/ou moldado em uma placa 1004. Na operação, se o aumento do fluxo de fluido tiver uma magnitude maior do que um fluxo de fluido pré-definido (por exemplo, o limite de fluxo em excesso), a força exercida pelo fluxo de fluido contra a superfície externa 702 do gatilho 600 supera a força exercida pelo segundo elemento de solicitação

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314 (FIG. 3) e faz com que a primeira superfície de assentamento 610 re-engate ao corpo da válvula, embora o carne 128 (FIG. 1) esteja posicionado no ponto mais elevado. Nesta posição, enquanto a primeira superfície de assentamento 610 do gatilho 600 engata o corpo da válvula, o tampão 306 (FIG. 3), está distante da segunda superfície de assentamento 612 e a superfície 406 (FIG. 4) do assento de mola 310 (FIG. 3) engata em uma superfície 1006 da vedação 1002 para controlar o fluxo do fluido através da válvula. Especificamente, o engate entre a superfície 406 (FIG. 4) do assento de mola 310 (Fig. 3) e a superfície 1006 da vedação 1002 limita o fluxo de fluido através dos diversos canais de fluxo de fluido 608 para ser igual ou inferior a uma taxa de vazamento, por exemplo, um orifício efetivo que corresponde a um tamanho de broca número 60.

[0054] FIG. 11 representa um exemplo do assento da mola 1100, que inclui uma vedação 1102 para engatar uma superfície e/ou a borda 346 (FIG. 3) da placa 316 (FIG. 3). O assento da mola 1100 tem um corpo 1104 que define um furo 1106 e uma abertura 1108. O diâmetro da abertura 1108 corresponde substancialmente ao diâmetro da haste 304 (FIG. 3) [0055] Na operação, se o fluxo de fluido aumenta em uma magnitude maior do que um fluxo de fluido pré-definido (por exemplo, o limite do fluxo em excesso), a força exercida pelo fluxo de fluido contra a superfície externa 404 (FIG. 4) do gatilho 302 (FIG. 3) supera a força exercida pelo segundo elemento de solicitação 314 (FIG.

3) e faz com que a primeira superfície de assentamento 326 re-engate no corpo da válvula, embora o carne 128 (Fig. 1) esteja posicionado no ponto mais elevado. Nesta posição, enquanto a primeira superfície de assentamento 326 do gatilho 302 (FIG. 3) se engate no corpo da válvula, o tampão 306 (FIG. 3), distante da segunda superfície de assentamento 328 (FIG. 3) e uma superfície 1110 da vedação 1102 se engata à superfície e/ou borda 346 (FIG. 3) da placa 316 (FIG. 3) para controlar o fluxo de fluido através da válvula. Especificamente, o engate entre a superfície 1110 da vedação 1102 e a superfície e/ou borda 346 (FIG. 3) limita o fluxo do fluido através dos diversos canais de fluxo de fluido 324 (FIG. 3) para ser igual ou inferior a uma taxa de vazamento de, por exemplo, um orifício efetivo que corresponde a um

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17/18 tamanho de broca número 60.

[0056] FIG. 12 representa uma parte de um exemplo de gatilho e de conjunto de válvula de fluxo em excesso 1200, que é semelhante ao exemplo de assentamento e de conjunto de válvula de fluxo em excesso 300 (FIGS. 3 e 4), o exemplo do gatilho 600 (FIGS. 6 - 8) e os exemplos de configurações 900, 950 e 1000 (FIGS. 9A, 9B e 10), descritos acima. No entanto, em contraste com os exemplos descritos acima, o exemplo de gatilho e o conjunto de válvula de fluxo em excesso 1200 inclui uma placa 1202 (por exemplo, um retentor principal do disco) que define uma abertura 1204 dimensionada para limitar substancialmente o fluxo do fluido através de um gatilho 1206, quando um assento de mola 1208 for posicionado próximo e/ou adjacente à abertura 1204. Além disso, a placa 1202 inclui uma superfície curva 1210 que circunda a abertura 1204 para alinhar o assento de mola 1208 relativo à abertura 1204. Em alguns exemplos, a superfície curva 1210 pode ser simetricamente relativa a um eixo lateral 1212 da placa 1202, que diminui a probabilidade de que a placa 1202 seja instalada incorretamente (por exemplo, de cabeça para baixo) em relação a uma superfície 1214 do gatilho 1206. Especificamente, a placa 1202 pode ser acoplado ao gatilho 1206 de forma que uma primeira superfície 1215 da placa 1202 seja adjacente a superfície 1214 ou a uma segunda superfície 1217 da placa 1202 seja adjacente à superfície 1214 do gatilho 1206. Adicionalmente ou alternativamente, em alguns exemplos, a extremidade 1218 do assento de mola 1208 pode incluir uma superfície curva 1220 para continuar a alinhar o assento de mola 1208 relativo à abertura 1204.

[0057] A abertura 1204 pode ser dimensionada de tal forma que tenha uma distância inferior de cerca de 0,2 milímetros, ou cerca de 0,09 milímetros entre uma parte interior 1216 da superfície curva 1210 e uma superfície exterior de 1222 do assento de mola 1208, quando o assento da mola 1208 estiver parcialmente posicionado em um furo 1224 definido pelo gatilho1206. Geralmente, como o assento de mola 1208 se move em direção e/ou através da abertura 1204, o fluxo do fluido através de diversos canais de fluxo de fluido 1226 diminui. Esta abordagem controla adequadamente o fluxo de fluido através dos diversos canais de fluxo de

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18/18 fluido 1226, quando, conforme descrito acima, o fluxo de fluido aumenta em uma magnitude maior do que um fluxo de fluido pré-definido (por exemplo, um limite de fluxo em excesso) e uma primeira superfície de assentamento 1228 do gatilho 1206 re-engata com corpo da válvula, embora o carne 128 (FIG. 1) esteja posicionado no ponto elevado.

[0058] FIG. 13 representa uma parte de um exemplo de gatilho e de conjunto de válvula de fluxo em excesso 1300 que é semelhante ao exemplo de gatilho e de conjunto de válvula de fluxo em excesso 1200 da FIG. 12. No entanto, ao contrário, o exemplo de gatilho e conjunto de válvula de fluxo em excesso 1300 inclui um furo 1302 que define uma abertura 1304 e que é dimensionada para limitar substancialmente o fluxo do fluido através de um gatilho 1306, quando um assento de mola 1308 estiver posicionado próximo e/ou adjacente ao furo 1302 e/ou a abertura 1304. Além disso, o furo 1302 inclui uma superfície curva 1310 que circunda a abertura 1304 para alinhar o assento de mola 1308 em relação à abertura 1304.

[0059] O furo 1302 e/ou a abertura 1304 pode ser dimensionada de tal forma que haja uma distância inferior de cerca de 0,2 milímetro, ou de cerca de 0,09 milímetros entre uma superfície 1312 do furo 1302 e uma superfície exterior 1314 do assento de mola 1308, quando o assento de mola 1308 estiver pelo menos parcialmente posicionado no furo 1302.

[0060] Embora certos exemplos de métodos, aparelhos e artigos de fabricação tenham sido descritos aqui, o escopo de cobertura dessa patente não é limitado à mesma. Pelo contrário, esta patente cobre todos os métodos, aparelhos e artigos de fabricação bastante abrangidos pelo escopo das reivindicações anexado na íntegra ou sob a doutrina de equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Gatilho e conjunto de válvula de fluxo em excesso para uso com uma válvula interna compreendendo:

um gatilho (1206) compreendendo primeira e segunda superfícies de assentamento opostas posicionadas no gatilho para controlar o fluxo do fluido através da válvula interna;

um orifício formado no gatilho e dimensionado para receber uma haste da válvula interna; e uma placa (1202) acoplada ao gatilho adjacente à primeira superfície de assentamento, em que a placa define uma abertura (1204) dimensionada para limitar o fluxo do fluido através do gatilho quando um assento da mola (1208) acoplado à haste estiver próximo da abertura;

caracterizado pelo fato de que:

a placa (1202) compreende uma superfície curva (1210) que circunda a abertura (1204) para alinhar o assento da mola (1208) relativo à abertura (1204), e em que a superfície curva (1210) é simétrica em relação a um eixo lateral (1212) da placa (1202) para permitir que a placa (1202) seja acoplada ao gatilho através de tanto o primeiro lado (1215) da placa quanto o segundo lado (1217) da placa.
2. Gatilho e conjunto de válvula de fluxo em excesso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a abertura (1204) é dimensionada para fornecer uma distância de aproximadamente 0,09 milímetros entre uma superfície (1216) adjacente à abertura (1204) e uma superfície exterior (1222) do assento da mola (1208) quando o assento de mola (1208) estiver posicionado adjacente à abertura (1204).
3. Gatilho e conjunto de válvula de fluxo em excesso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um canal de fluxo de fluido (1226) através do gatilho acoplado fluidamente a uma câmara da válvula interna e uma outra câmara.
4. Gatilho e conjunto de válvula de fluxo em excesso de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos um canal de fluxo de fluido

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2/3 (1226) esteja posicionado entre o orifício e a segunda superfície de assentamento.
5. Gatilho e conjunto de válvula de fluxo em excesso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um furo (1224) coaxialmente alinhado com o orifício, em que o furo (1224) é dimensionado para limitar o fluxo do fluido através do gatilho quando um assento de mola acoplado à haste estiver posicionado adjacente ao furo (1224).
6. Gatilho e conjunto de válvula de fluxo em excesso de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o furo (1224) é dimensionado para proporcionar uma distância de aproximadamente 0,09 milímetros entre a superfície do furo (12224) e uma superfície exterior (1222) do assento da mola (1208) quando o assento de mola (1208) estiver posicionado adjacente à abertura (1204).
7. Gatilho e conjunto de válvula de fluxo em excesso de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um canal de fluxo de fluido (1226) através do gatilho para acoplar fluidamente a uma câmara de válvula interna e outra câmara.
8. Gatilho e conjunto de válvula de fluxo em excesso de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que pelo menos um canal de fluxo de fluido (1226) está posicionado entre a abertura e a segunda superfície de assentamento.
9. Válvula interna incorporando o gatinho e o conjunto de válvula de fluxo em excesso tal como definido na reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende:

um corpo que define uma câmara, onde o corpo inclui rosqueamentos externos para engatar rosqueadamente um outro corpo;

um conjunto de haste tendo a haste da válvula interna e pelo menos um elemento de solicitação, em que o conjunto de haste é para exercer uma força sobre um gatilho para impelir o gatilho em direção do corpo para controlar o fluxo do fluido através da válvula interna.
10. Válvula interna de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a abertura (1204) é dimensionada para fornecer uma distância de aproximadamente 0,09 milímetros entre uma superfície (1216) adjacente à abertura

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3/3 (1204) e uma superfície exterior (1222) do assento da mola (1208) quando o assento de mola (1208) estiver posicionado adjacente à abertura (1204).
11. Válvula interna de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um canal de fluxo de fluido (1226) através do gatilho para acoplar fluidamente uma câmara da válvula interna e outra câmara, em que o pelo menos um canal de fluxo de fluido (1226) é posicionado entre o orifício e uma superfície de assentamento.
12. Válvula interna de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o gatilho define uma diversidade de superfícies substancialmente planas (704) que permitem prender uma superfície exterior (702) do gatilho.