BR0012417B1

BR0012417B1 - Regulador de fluxo

Info

Publication number: BR0012417B1
Application number: BRPI0012417-6A
Authority: BR
Inventors: Keith Hart
Priority date: 1999-07-03
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2014-02-25
Also published as: WO2001004714A1; DE50007502D1; BR0012417A; AU5826900A; DE19932596A1; JP2003504747A; EP1194823B1; US6571831B1; EP1194823A1; DE19932596C2; JP4386610B2

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "REGULA- DOR DE FLUXO". A invenção refere-se a um regulador de fluxo, com uma carcaça de regulador, a qual apresenta, em um canal de passagem, um moente de controle ou cone de controle, que circunda um corpo de estrangulamento anular feito de material elástico, corpo de estrangulamento este que limita, entre si e pelo menos uma parte, fixa na carcaça, uma fenda de controle, cuja seção transversal de passagem é variável através do corpo de estran- gulamento que se deforma sob a diferença de pressão que se forma por ocasião de fluxo, sendo que a fenda de controle é prevista tanto entre o corpo de estrangulamento e a superfície de revestimento que limita o canal de passagem, como também entre o corpo de estrangulamento e a superfí- cie de revestimento periférica do moente de controle, ou cone de controle, e sendo que tanto na superfície de revestimento interna da carcaça do regu- lador, como também na superfície de revestimento periférica do moente de controle ou cone de controle estão previstas reentrâncias de regulagem afastadas entre si e orientadas na direção de fluxo.

Tais reguladores de fluxo são utilizados, por exemplo, em con- dutos de água, a fim de poder manter tão constante quanto possível o fluxo transportado por unidade de tempo, também quando de fortes variações de pressão.

Os reguladores de fluxo, previamente conhecidos, apresentam em um canal de passagem de sua carcaça de regulador um moente de con- trole que se afila conicamente, o qual circunda um corpo de estrangula- mento anular feito de material elástico. Este corpo de estrangulamento anular limita entre si e uma parte, fixa na carcaça, uma fenda de controle, cuja seção transversal de passagem é variável através do corpo de estran- gulamento que se deforma sob a diferença de pressão que se forma por ocasião do fluxo. Neste caso, nas faces de superfície lateral que limitam a fenda de controle, das partes fixas na carcaça, reentrâncias de regulagem distanciadas uma da outra na direção de circuito e orientadas na direção de fluxo.

Assim, já se conhece reguladores de fluxo, nos quais as reen- trâncias de regulagem estão previstas na face de superfície lateral interna da carcaça de regulador e, eventualmente, é existente um orifício de passa- gem. Estes reguladores de fluxo, previamente conhecidos, têm, contudo, a desvantagem, que o fluxo de líquido que flui por unidade de tempo não pode ser mantido totalmente constante, mas sim, com pressão crescente, além disto, se eleva facilmente.

Também já se conhece reguladores de fluxo, os quais apresen- tam as reentrâncias de regulagem na face de superfície lateral circunferen- cial do moente de controle (comparar, por exemplo, a patente alemã 40 41 116 A1). Estes reguladores de fluxo se destacam, mais precisamente, pelo fato de que a vazão de fluxo transportado é atingida em uma pressão de líquido comparativamente reduzida, mas se estabelece, com freqüência, um máximo de fluxo que se situa consideravelmente acima do valor teórico de fluxo, o qual, com pressão crescente, diminui novamente.

Do pedido de patente alemão DE-OS 21 31 117, finalmente, já é conhecido um regulador de fluxo, cujo corpo de estrangulamento elástico é pressionado, dependentemente da pressão de água, tanto na direção axial como também na direção radial, contra correspondentes faces de cone. O corpo de estrangulamento elástico do regulador de fluxo, previamente men- cionado, circunda, para tanto, um moente de controle perfilado, central.

Além disto, o corpo de estrangulamento elástico se assenta sobre uma face de ressalto que é provida com um número de depressões em forma de cavi- dades. Estas depressões em forma de cavidades produzem com que, quan- do de baixa pressão de conexão, uma quantidade de líquido adicional possa fluir ao longo da circunferência interna da carcaça de regulador sob o corpo de estrangulamento elástico. Além disto, as depressões previstas na face de ressalto produzem que o corpo de estrangulamento elástico se aproxime ou entre de modo ainda não estrangulador no moente de controle perfilado em forma de onda, pois por agora à frente e atrás do anel elástico não pode se formar uma pressão diferencial necessária para sua entrada e deformação.

Somente com pressão de conexão se tornado mais elevada, o corpo de es- trangulamento elástico, anular, é pressionado em tal extensão para dentro das depressões em forma de cavidades da face de ressalto, que ele se ajusta de modo estanque nestas e, com isto, pode se formar a pressão dife- rencial necessária para a regulagem.

Por meio da solicitação, temporalmente defasada, das faces de controle axiais e radiais, com o regulador de fluxo previamente conhecido já é alcançado, já quando de pressão prévia comparativamente reduzida, a quantidade transportada de água de regulagem. O fluxo máximo é, contudo, limitado também neste regulador de fluxo previamente conhecido, por meio da extensão livre da fenda de controle que permanece entre o moente de controle e o corpo de estrangulamento.

Finalmente, da patente US-PS 4000857 é conhecida uma peça de montagem sanitária, que pode ser montada em uma peça de bocal de descarga de uma guarnição de água. A peça de montagem antes conhecida apresenta um regulador de jato, que está intercalado com um regulador de quantidade de fluxo do tipo mencionado. O regulador de fluxo tem um mo- ente de controle, que contém um corpo de estrangulamento de material elástico. Este corpo de estrangulamento limita tanto entre ele e a superfície de revestimento interna da carcaça do regulador por um lado, como também entre ele e a superfície de revestimento periférica do moente de controle pelo outro lado, uma fenda de controle, cuja seção transversal média pode ser modificada pelo corpo de estrangulamento deformado pela diferença de pressão gerada pelo fluxo. Neste caso, tanto na superfície de revestimento interna da carcaça do regulador, como também na superfície de revesti- mento periférica do moente de controle, são previstas reentrâncias de re- gulagem afastadas entre si na direção periférica, orientadas na direção de fluxo, e com o mesmo formato de seção transversal.

Também este já conhecido regulador de fluxo não consegue manter a quantidade de líquido corrente, por unidade de tempo, constante no valor teórico de fluxo desejado, sob diversas pressões de líquido.

Existe, por conseguinte, em especial, o objetivo de prover um regulador de fluxo do tipo inicialmente mencionado, com um fluxo máximo comparativamente elevado, o qual, mantém praticamente constante o fluxo desejado por unidade de tempo, já por ocasião de uma pressão de líquido comparativamente reduzida, e também quando de pressões de líquido cres- cente ou que oscilam fortemente. A solução, de acordo com a invenção, deste objetivo consta, no caso regulador de fluxo do tipo já conhecido, especialmente no fato de que são previstas reentrâncias de regulagem com seções diferentemente con- formadas na região do corpo de estrangulamento, e que as reentrâncias de regulagem operadas nas regiões de pressão mais baixa, em comparação com as reentrâncias de regulagem operadas nas regiões de pressão mais alta tem um diâmetro interior de abertura maior, em direção ao corpo de es- trangulamento.

Também no regulador de fluxo, de acordo com a invenção, a deformação, dependente de pressão, do corpo de estrangulamento anular pode atuar não apenas para um lado, mas também para dentro como tam- bém para fora e, correspondentemente, controlar as reentrâncias de regula- gem. O regulador de fluxo, de acordo com a invenção, apresenta reentrân- cias de regulagem com seções transversais diferentemente conformadas na região do corpo de estrangulamento. Neste caso, reentrâncias de regula- gem operadas nas regiões de pressão mais baixa, em comparação com as reentrâncias de regulagem operadas nas regiões de pressão mais alta, tem um diâmetro interior de abertura maior, em direção ao corpo de estrangula- mento. O regulador de fluxo, de acordo com a invenção, oferece a vanta- gem, que se pode detectar a região de pressão mais reduzida por meio de reentrâncias de regulagem que se fecham rapidamente, enquanto as reen- trâncias de regulagem, que reagem na região de pressão elevada do corpo de estrangulamento, são fechadas somente quando este já é muito forte- mente carregado pela pressão de líquido. Neste caso, o regulador de fluxo, de acordo com a invenção, distingue-se por ter um fluxo máximo compara- velmente alto, a um tamanho de montagem relativamente pequeno, porque o corpo de estrangulamento pode ser deformado sincronamente e invaria- velmente no tempo na direção das reentrâncias de regulagem previstas em ambos os lados, e porque em ambos os lados deste corpo de estrangula- mento está prevista uma fenda de controle com correntes de água paralelas a serem reguladas, Na verdade, no moente de controle central do regulador de flu- xo, previamente conhecido do pedido de patente alemão DE-OS 21 31 117, estão previstas deformações em forma de onda, conformadas distintamente.

Estas deformações em forma de onda limitam, todavia, reentrâncias de re- gulagem uniformes, como é usual. Reentrâncias de regulagem, distinta- mente conformadas, em contraste, não são conhecidas do pedido de pa- tente alemão DE-OS 21 31 117. É possível que tanto na superfície de revestimento interna da carcaça do regulador, como também na superfície de revestimento periférica do moente de controle ou cone de controle são previstas reentrâncias de regulagem com seções distintamente conformadas na região do corpo de estrangulamento.

Para a separação e otimização das funções, uma forma de rea- lização preferida prevê, de acordo com a invenção, que as reentrâncias de regulagem na face de superfície lateral interna da carcaça de regulador em comparação com aquelas na face de superfície lateral circunferencial do moente de controle ou cone de controle têm uma seção transversal diferen- temente conformada.

Neste caso, pode ser vantajoso, quando as reentrâncias de re- gulagem com a maior extensão de abertura livre estão previstas na face de superfície lateral interna da carcaça de regulador ou na face de superfície lateral circunferencial do moente de controle.

Para que as reentrâncias de regulagem com a maior extensão de abertura livre, mesmo quando de pressões comparativamente reduzidas, possam ser bem controladas pelo corpo de estrangulamento elástico como borracha, pode ser vantajoso, quando as reentrâncias de regulagem com a maior extensão de abertura livre têm uma seção transversal aproximada- mente em forma de segmento de círculo.

Em contrapartida, as reentrâncias de regulagem que reagem especialmente quando de pressões de líquido mais elevadas do meio de fluxo podem ser conformadas de tal maneira, que estas reentrâncias de re- gulagem com a menor extensão de abertura livre, pelo menos em uma regi- ão parcial, podem ser executadas em forma de semicírculo e/ou com flancos íngremes. A configuração exata das reentrâncias de regulagem pode ser realizada na dependência das propriedades elásticas do elastômero anelar.

Outras características da invenção resultam da descrição que segue de um exemplo de realização de acordo com a invenção, em conexão com as reivindicações bem como o desenho. As características individuais podem ser desenvolvidas cada uma por si ou em várias em uma forma de realização de acordo com a invenção.

As figuras mostram: figura 1 regulador de fluxo em uma seção transversal através de sua carcaça de regulador, sendo que o regulador de fluxo tem, tanto na face de superfície lateral interna de sua carcaça de regulador como também na face de superfície lateral circunferencial de um moente de controle central, reentrâncias de regulagem distanciadas na direção circunferencial e orien- tadas na direção de fluxo, figura 2 o regulador de fluxo da figura 1 em um corte longitudi- nal, e figura 3 um fluxograma do regulador de fluxo de acordo com as figuras 1 e 2, sendo que o fluxo de líquido que flui através do regulador de fluxo por unidade de tempo está representado na dependência da pressão de líquido.

Nas figuras 1 e 2 está representado um regulador de fluxo 1, o qual tem uma carcaça de regulador 2. A carcaça de regulador 2 do regula- dor de fluxo 1 pode ser inserida, de maneira em si usual, por exemplo, na embocadura de saída de uma guarnição sanitária ou na guarnição de cone- xão de um conduto de mangueira flexível, a fim de poder manter constante a quantidade de água transportada por unidade de tempo, mesmo quando de fortes oscilações de pressão nos condutos de suprimento de água. O regulador de fluxo 1 tem um moente de controle 4 central, o qual é retido, firmemente na carcaça, em um canal de passagem 3 da car- caça de regulador 2. O moente de controle 4 é envolto por um corpo de es- trangulamento 5 anular, feito de material elástico. Como mostra a figura 2, o moente de controle 4 se afila aproximadamente conicamente, pelo menos na região parcial de sua extensão longitudinal, envolta pelo corpo de es- trangulamento 5, contra a direção de fluxo Pf 1. O corpo de estrangulamento 5 forma tanto entre si e a face de superfície lateral interna que limita o canal de passagem 3, da carcaça de regulador 2, como também entre si e a face de superfície lateral circunfe- rencial do moente de controle 4, uma fenda de controle 6, cuja seção trans- versal de passagem é variável através do corpo de estrangulamento 5 que se deforma sob a diferença de pressão que se forma por ocasião do fluxo.

Como se pode reconhecer na figura 1, tanto na face de superfí- cie lateral interna da carcaça de regulador 2 como também na face de su- perfície lateral circunferencial do moente de controle 4 estão previstas re- entrâncias de regulagem 7, 8, as quais são distanciadas uma da outra na direção circunferencial e são orientadas na direção de passagem Pf 1. As reentrâncias de regulagem 7, 8 são configuradas abertas na direção de afluxo e de efluxo bem como em direção à fenda de controle 6.

Enquanto as reentrâncias de regulagem 8 na face de superfície lateral circunferencial do moente de controle 4 têm uma maior extensão de abertura livre e, que já reage quando de condições de pressão mais baixas do meio de fluxo, as reentrâncias de regulagem 7 que se encontram na face de superfície lateral interna da carcaça de regulador 2 apresentam uma ex- tensão de abertura livre, em contraste, menor, de modo que o corpo de es- trangulamento 5 elástico como borracha somente pode penetrar nas ranhu- ras de regulagem ou reentrâncias de regulagem 7 quando de uma carga de pressão do meio de fluxo, que incide sobre ele, na face de superfície lateral interna da carcaça de regulador 2.

Por meio das penetrações mais ou menos fortes na dependên- cia da pressão de líquido do corpo de estrangulamento 5, elástico como bor- racha, nas reentrâncias de regulagem 7, 8, a quantidade de água que flui por unidade de tempo através do regulador de fluxo 1 é mantida constante e não pode, também com pressão de água que se eleva crescentemente, ul- trapassar uma definida quantidade de água por unidade de tempo.

Enquanto as reentrâncias de regulagem 8 com a maior extensão de abertura livre têm uma seção transversal aproximadamente em forma de segmento de círculo, as reentrâncias de regulagem 7, previstas na face de superfície lateral interna da carcaça de regulador 2, com a menor extensão de abertura livre apresentam uma seção transversal em flancos íngremes e, na região do fundo de ranhura, aproximadamente em forma de segmento de círculo.

No diagrama representado na figura 3 é claro, que o regulador de fluxo 1 se destaca, por meio da deformação ajustada por meio das dis- tintamente conformadas reentrâncias de regulagem 7, 8, tanto na faixa de baixa pressão como também na faixa de alta pressão, por meio de um re- sultado de regulagem muito bom e uniforme. O regulador de fluxo 1 atinge o fluxo desejado por unidade de tempo, com uma pressão de quantidade de líquido o mais amplamente constante, mesmo quando de pressões de líqui- do crescentes ou fortemente flutuantes. Como o corpo de estrangulamento do regulador de fluxo, aqui representado, pode se deformar ao mesmo tem- po e sincronamente na direção das reentrâncias de regulagem previstas em ambos lados e como dos dois lados deste corpo de estrangulamento, em cada, está prevista uma fenda de controle com fluxos de água a serem re- gulados em paralelo, o regulador de fluxo segundo a invenção se destaca por uma quantidade de fluxo máxima comparativamente elevada, com um tamanho de construção, em contraste, reduzido.

Claims

1. Regulador de fluxo (1), com uma carcaça de regulador (2), a qual apresenta, em um canal de passagem (3), um moente de controle (4) ou cone de controle, que circunda um corpo de estrangulamento anular (5) feito de material elástico, corpo de estrangulamento (5) este que limita, en- tre si e pelo menos uma parte fixa na carcaça, uma fenda de controle (6), cuja seção transversal de passagem é variável através do corpo de estran- gulamento (5) que se deforma sob a diferença de pressão que se forma por ocasião de fluxo, sendo que a fenda de controle (6) é prevista tanto entre o corpo de estrangulamento (5) e a superfície de revestimento da carcaça do regulador (2) que limita o canal de passagem (3), como também entre o cor- po de estrangulamento (5) e a superfície de revestimento periférica do mo- ente de controle (4), ou cone de controle, e sendo que tanto na superfície de revestimento interna da carcaça do regulador (2), como também na superfí- cie de revestimento periférica do moente de controle (4) ou cone de controle estão previstas reentrâncias de regulagem (7, 8) afastadas entre si e orien- tadas na direção de fluxo, caracterizado pelo fato de que as reentrâncias de regulagem (7, 8) na região do corpo de estrangulamento (5) são previstas tendo diferentes seções transversais conformadas diferentemente, e que reentrâncias de regulagem (8) operadas nas regiões de pressão mais baixa, em comparação com as reentrâncias de regulagem (7) operadas nas regi- ões de pressão mais alta, tem um diâmetro interior de abertura maior, em direção ao corpo de estrangulamento (5).

2. Regulador de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracte- rizado pelo fato de que, tanto na superfície de revestimento interna da car- caça do regulador (2), como também na superfície de revestimento periféri- ca do moente de controle (4) ou do cone de controle estão previstas reen- trâncias de regulagem com seções transversais conformadas distintamente na região do corpo de estrangulamento (5).

3. Regulador de fluxo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as reentrâncias de regulagem (7) na face de superfície lateral interna da carcaça de regulador (2) em comparação com aquelas (8) na face de superfície lateral circunferencial do moente de con- trole (4) ou cone de controle têm uma seção transversal diferentemente conformada.

4. Regulador de fluxo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as reentrâncias de regulagem (8) com a maior extensão de abertura livre estão previstas na face de superfície lateral interna da carcaça de regulador ou na face de superfície lateral circunferen- cial do moente de controle (4) ou cone de controle.

5. Regulador de fluxo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as reentrâncias de regulagem (8) com a maior extensão de abertura livre têm uma seção transversal em forma de segmento de círculo.

6.

Regulador de fluxo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que as reentrâncias de regulagem (7) com a menor extensão de abertura livre, pelo menos em uma região parcial, são executadas em forma de semicírculo e/ou com flancos íngremes.