CAMPO DE APLICAÇÃO

[001] A presente invenção compreende um dispositivo contido no campo de aplicação das máquinas ou motores, mais precisamente as peças e/ou detalhes desses equipamentos, se referindo a um conjunto de vedação em equipamentos contendo grande fluxo de óleo.

[002] A presente invenção compreende um conjunto flange e colar de vedação, o qual é aplicado em sistemas de alta pressão contendo demanda de óleo para lubrificação, tendo a função de inibir a passagem de óleo para o fluxo de ar.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[003] Como é de conhecimento dos profissionais envolvidos na indústria de motores à explosão e outros elementos correlatos, o mercado apresenta diversos modelos de turbo compressores. Em sua grande maioria, apesar de sua boa funcionalidade e rendimento, esses produtos apresentam uma quantidade de componentes que trazem dificuldades no que diz respeito às suas respectivas manutenções, assim como, no que tange aos elevados custos de fabricação e mão de obra de suas partes e componentes.

[004] Um dos problemas recorrentes nos equipamentos mecânicos expostos a alta pressão, tais como as turbinas, está relacionado a sua lubrificação. Para um correto funcionamento desses equipamentos, é necessário um fluxo constante de óleo em suas partes móveis, o qual garante uma tendência de atrito entre tais partes muito próxima do zero. Entretanto, como estão expostos a alta pressão, esse tipo de equipamento pode apresentar condições de funcionamento que possibilitem o vazamento de óleo e a possível contaminação do fluxo de ar, prejudicando processos importantes, como por exemplo o ar de admissão de um motor.

[005] Desta maneira, os equipamentos mecânicos sujeitos a alta pressão e com demanda de lubrificação constante necessitam de sistemas de vedação consistentes, que resguardem e protejam as suas partes mais sensíveis evitando danos severos a esses equipamentos.

[006] Uma solução já apresentada para algumas das dificuldades citadas se encontra na patente PI1102108-0, a qual foi protocolado em 31/05/2011 , sob o título “APERFEIÇOAMENTOS INTRODUZIDOS EM SISTEMA DE MANCAIS E VEDAÇÃO EM TURBO ALIMENTADOR PARA MOTORES A EXPLOSÃO”. O documento trata particularmente de um sistema de mancais e vedação aplicado em um turbo alimentador, constituído essencialmente por um mancai radial duplo fixo com encosto incorporado, apresentando estrutura monobloco anelar e canais de lubrificação, um flange axial de encosto com câmara e vedação dupla, um colar de dupla vedação e encosto do mancai, sendo que este conjunto incorpora motores a explosão, promovendo substancial redução de elementos componentes e também de custos de usinagem para sua execução, minimizando ainda, a dificuldade de montagem e manutenção usuais em um turbo compressor, aumentando o rendimento do motor em função da redução de atrito entre as partes componentes do conjunto, além de facilitar a compactação através da redução de dimensões do conjunto central e proporcionar também, maior liberdade na escolha dos seus materiais, todos estes elementos inovadores proporcionam melhorias em sua utilização e plena eficiência dentro do fim ao qual se destinam.

[007] Uma nova evolução dentro do presente campo de aplicação se encontra na patente BR202014005712-4, a qual foi protocolado em 26/06/2014, sob o título “DISPOSITIVO DE VEDAÇÃO DE ÓLEO PARA TURBO ALIMENTADORES”. O documento trata de um conjunto de elementos para vedação de óleo utilizado em turbo alimentadores, o qual é composto de colar e flange , sendo que a inovação revelada é a alteração do formato usual destes dois elementos, parte deste conjunto de vedação, promovendo desta forma, a otimização do desempenho deste turbo alimentador e maior eficiência destes elementos que são confeccionados, cada um deles, em peça única e apresentam formato genericamente cilíndrico, correspondentes entre si, prevendo em suas paredes laterais, uma pluralidade de rebaixos anelares contornantes e paralelos entre si, rebaixos estes conformando berços dos anéis de vedação, executando a vedação de forma eficaz.

[008] Uma outra evolução dentro desse mesmo campo técnico se encontra no documento BR102018076950-2, sendo este uma evolução direta do documento BR202014005712-4, que apresenta um sistema de vedação de óleo, aplicado em equipamentos sob alta pressão, compreendendo um flange dotado de um colar de vedação em seu interior, sendo que o flange possui anéis de vedação de óleo e o colar de vedação possui anéis de pistão, onde o flange contém um canal de comunicação entre a sua porção interior, onde se localiza o colar de vedação, e o ambiente externo da turbina, produzindo um efeito de compensação de pressão, impedindo que a pressão negativa gerada possa aspirar o óleo de lubrificação para a admissão.

[009] Entretanto, a solução apresentada no documento BR102018076950-2, em determinadas condições de trabalho permitia que o óleo de lubrificação escapasse pelo canal de comunicação entra a porção interior da e o ambiente externo. Logo, tal solução não se mostrou satisfatória para todas as condições de trabalho pertinentes em turbos alimentadores de alta pressão.

[0010] Assim, é indiscutível que o estado da técnica se beneficiaria com a introdução de um sistema de vedação eficiente tanto para condições normais de funcionamento dos equipamentos sob alta pressão, bem como sob condições de funcionamento atípicas, porém usuais, solucionando o problema do vazamento de óleo para o fluxo de ar de admissão ou outras partes que possam geram danos aos equipamentos, ou ainda, evitando que tal óleo de lubrificação seja expelido para a porção interna do dispositivo.

OBEJTIVOS DA INVENÇÃO

[0011] A presente invenção tem como objetivo apresentar um sistema de vedação de óleo, aplicado em equipamentos sob alta pressão, que funcionem de maneira efetiva, tanto em condições normais de funcionamento, quanto em condições atípicas, porém usuais. [0012] Outro objetivo da presente invenção é apresentar um sistema de vedação de óleo baseado na pressão positiva advinda do coletor de escape acoplado junto ao sistema de turbo alimentação.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [0013] A presente invenção apresente um sistema de vedação de óleo, aplicado em equipamentos sob alta pressão, compreendendo um flange dotado de um colar de vedação em seu interior, sendo que o flange possui anéis de vedação de óleo e o colar de vedação possui anéis de pistão.

[0014] A invenção apresenta, também, um flange contendo um canal de comunicação entre a sua porção interior, onde se localiza o colar de vedação, e o coletor de escape acoplado junto ao sistema de turbo alimentação, produzindo um efeito de pressão positiva, impedindo assim que o óleo lubrificante retorne para o interior do compressor do turbo alimentador.

[0015] A invenção apresenta ainda um colar de vedação dotado de ao menos dois anéis de pistão, sendo que entre o primeiro e o segundo anéis, existe no flange, um convite coincidente com o canal de comunicação, gerando um ponto de limite para o vácuo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0016] A matéria objeto desta invenção ficará totalmente clara em seus aspectos técnicos a partir da descrição pormenorizada que será feita com base nas figuras abaixo relacionadas, nas quais: a figura 1 apresenta uma vista em perspectiva explodida do conjunto flange e colar de vedação; a figura 2 apresenta uma vista em perspectiva do flange; a figura 3 apresenta uma vista em perspectiva do colar de vedação; a figura 4 apresenta uma vista frontal em corte do conjunto flange e colar de vedação; a figura 5 apresenta uma vista posterior em corte do conjunto flange e colar de vedação aplicado a uma turbina e um detalhe dessa montagem, mostrando a comunicação do canal de comunicação com a região externa a turbina.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0017] Em conformidade com os objetivos apresentados por meio da breve descrição, o presente pedido de patente “CONJUNTO FLANGE E COLAR DE VEDAÇÃO”, apresenta um conjunto formado por um flange (1 ) e um colar de vedação (2), sendo o dito colar de vedação (2) montado no interior do flange (1 ).

[0018] O flange (1 ) apresenta um formato substancialmente cilíndrico, onde em sua porção exterior dispõe de duas cavidades (C), sendo uma primeira cavidade (C1 ) e uma segunda cavidade (C2), sendo que as cavidades (C) se estendem por toda a periferia externa do dito flange (1) e estão espaçadas de maneira equidistante. Na primeira cavidade (C1 ) e na segunda cavidade (C2) são montados anéis de vedação de óleo do tipo 0’ring.

[0019] O referido flange (1 ) dispõe também de um labirinto interno (L), o qual corresponde a rebaixos sucessivos interligados entre si, em profundidades diferentes, os quais acompanham a sinuosidade do flange (1 ), sendo que tal labirinto interno (L) tem a função de impedir a entrada de óleo em sua porção interna.

[0020] O flange (1 ) possui uma abertura central em seu interior, em formato circular, onde encaixa-se o colar de vedação (2), sendo que o referido colar de vedação (2) pode girar no interior do flange (1) e o labirinto (L) possui a função de impedir um fluxo de óleo entre o flange (1 ) e o colar de vedação (2).

[0021 ] O flange (1 ) dispõe ainda de um canal de comunicação (11 ), o qual interliga a porção interna do mesmo ao coletor de escape acoplado junto ao sistema turbo alimentado, mais precisamente através da primeira cavidade (C1 ), sendo que em sua porção superior externa um canal interligado (110), tubular, pelo qual a pressão positiva exercida por meio do coletor de escape impede o retorno do óleo lubrificante para o interior do compressor do sistema turbo alimentado

[0022] Por sua vez, o colar de vedação (2) apresenta um formato substancialmente cilíndrico, dotado de uma porção frontal (21 ) e uma porção posterior (22), sendo que a porção frontal (21 ) possui um diâmetro menor em comparação com a porção posterior (22), onde a dita porção frontal (21 ) dispões de dois rebaixos diametrais, equidistantes e uniformemente distribuídos nesta, os quais recebem dois anéis de pistão (23a e 23b) e a porção posterior (22) possui um rebaixo diametral anterior que se conecta ao labirinto (L) e um outro rebaixo diametral no qual aloca-se um anel de vedação de óleo.

[0023] Uma vez que o colar de vedação (2) esteja montado no interior do flange (1 ), os anéis de pistão (23a e 23b) realizaram a função de vedação quanto ao óleo circulando no interior do flange (1) impedindo que este contamine o ar de admissão. Nesta nova configuração, o sistema não necessita do filtro de óleo anteriormente utilizado no objeto do documento BR102018076950-2, tornando, assim, a sua construtividade mais simples e economicamente mais viável.

[0024] Desta maneira, a grande vantagem técnica do presente conjunto é apresentar uma solução que além da dupla vedação exercida pelos anéis de pistão (23a e 23b), possui através do canal de comunicação (11 ) e o canal interligado 110, um meio de impedir por meio da pressão positiva do coletor de escape, o retorno do óleo lubrificante do interior da turbina para o compressor do sistema turbo alimentado ou mesmo para o exterior da turbina, em todas as condições de trabalho comumente executadas e até mesmo nas condições excepcionais de trabalho.

[0025] Deve ficar entendido que a presente descrição não limita a aplicação aos detalhes aqui descritos e que a invenção é capaz de outras modalidades e de ser praticada ou executada em uma variedade de modos, dentro do escopo das reivindicações. Embora tenham sido usados termos específicos, tais termos devem ser interpretados em sentido genérico e descritivo, e não com o propósito de limitação.