BR102013012051B1 - Válvula ativável por um acionamento - Google Patents

Abstract

válvula. a invenção refere-se a uma válvula que pode ser operada por um acionamento, sendo que o acionamento posiciona um corpo de aplicação, relativamente a um bocal para abrir e fechar o bocal. o corpo de aplicação apresenta no seu lado voltado na direção do bocal um elemento vedante que, na posição fechada da válvula, está assentado na sede do bocal e, na posição aberta da válvula, está suspenso da sede da válvula.

Description

[001] A presente invenção se refere a uma válvula ativável porum acionamento, sendo que o acionamento posiciona um corpo de posicionamento relativamente a um bocal para abrir e fechar o bocal, sendo que o corpo de posicionamento, no seu lado voltado na direção bocal, apresenta um elemento vedante que na posição fechada da válvula está situado na sede da válvula e na posição aberta da válvula é suspensa da sede da válvula.

[002] Estas válvulas acima mencionadas já são amplamente difundidas no estado da técnica. São conhecidas, por exemplo, válvulas acionadas em forma eletromagnética que apresenta um corpo de posi-cionamento, que está inteiriçamente com o induzido do eletroímã ou com este estão em um contato atuante direto. O corpo de posicionamento, por sua vez, possui na sua extremidade dianteira, voltada na direção do bocal, um encaixe em forma de uma gaiola, dentro do qual o elemento vedante - relativamente ao corpo de posicionamento - está introduzido com livre mobilidade, sem ser conduzido.

[003] O corpo de posicionamento será movido em virtude da movimentação do acionamento, podendo se tratar, por exemplo, de um movimento longitudinal, giratório ou de escamoteamento. Este movimento serve para posicionar o elemento vedante de forma adequada sobre a sede do bocal e tornar a levantá-lo desta sede, formando desta maneira uma posição fechada ou uma posição aberta da válvula. É evidente que o corpo de posicionamento apresenta vários recortes ou aberturas para que o elemento vedante, frequentemente situado internamente, possa entrar em contato atuante com a sede do bocal.

[004] Válvulas desta espécie são operadas dentro de uma grandefaixa de temperatura, por exemplo, de -40°C até +140°C. Frequentemente, o elemento vedante consiste de um elastômero que apresenta um coeficiente de dilatação diferente do que o material do corpo de posicionamento. Daí resulta o perigo de que o ajuste deslizante, fre-quentemente previsto, funcione apenas dentro de uma banda de temperatura estreita, resultando em outra banda de temperatura um em- perramento do elemento vedante, relativamente ao corpo de posicionamento, o que prejudica uma função segura de fechamento e de abertura da válvula.

[005] Como um cenário de solução possível foi, portanto, proposta uma folga maior entre o elemento vedante e sua condução no corpo de posicionamento, o que basicamente possibilita uma capacidade operacional dentro de um intervalo de temperatura maior, mas encerra em si o perigo de que o elemento vedante possa tombar facilmente. Surge também outro problema, qual seja que o elemento vedante, relativamente à sede da válvula, nem sempre está apoiado no mesmo ponto, porém lateralmente ou radialmente defasado. O material elástico possui uma capacidade de retorno, especialmente dependente de temperatura, a qual nas temperaturas baixas, frequentemente é pior. Isto se expressa pelo fato de que a duração que é necessária para uma distensão completa do elemento vedante comprimido na sede da válvula, é mais longo do que o tempo de pulso médio entre duas posi-ções fechadas da válvula. Isto quer dizer que nesses casos o elemento vedante, ainda não totalmente distendido, já no próximo passo de fechamento da válvula, será novamente prensado sobre a sede da válvula. Caso existir uma folga radial demasiado grande do elemento vedante no corpo de posicionamento, existe o perigo de que o elemento vedante alcance, lateralmente defasado, a sede da válvula, o que inevitavelmente resulta em vazamentos correspondentes, dentro da válvula. É evidente que desta maneira será prejudicada a funcionalidade esperada da válvula de uma maneira massiva.

[006] Partindo deste estado da técnica, constitui objeto da pre sente invenção propor uma válvula que apresente uma possível segurança de operações.

[007] Partindo da válvula acima descrita, a invenção propõe -para solucionar a tarefa acima mencionada - que o elemento vedante seja montado através de uma mola no corpo de posicionamento, tendo mobilidade relativamente a esta mola. O elemento vedante conhecido, de acordo com a invenção, será unido com um elemento de mola separado, sendo que o elemento de mola posiciona o elemento vedante no corpo de posicionamento, permitindo uma correspondente (definida) mobilidade, relativamente ao corpo de posicionamento. A função do apoio do elemento de mola faz com que surpreendentemente as válvulas de acordo com a invenção apresentem uma confiabilidade muito maior, porque não se produz uma defasagem lateral, ou seja, radial do corpo vedante, relativamente à sede da válvula - não impor-tando com qual nível de temperatura - e, portanto, a confiabilidade da válvula não mais depende da capacidade de retorno dependente da temperatura do elastômero do elemento vedante.

[008] Surpreendentemente, contudo, é obtida, com a proposta deacordo com a invenção, ainda uma variedade de outras vantagens.

[009] A condução do elemento vedante de acordo com a invenção, através do elemento de mola separado, faz com que o elemento vedante não mais encoste nas paredes laterais do compartimento de encaixe conformado como uma gaiola ou onde pode friccionar e apresentar desgaste, como foi observado no estado da técnica. O desgaste na face lateral do elemento vedante, frequentemente de formato cilíndrico (a face frontal serve para a vedação) ainda não prejudica de imediato a especificidade vedante do elemento vedante, porém limita consideravelmente a durabilidade da válvula.

[0010] No estado da técnica, o problema para conduzir o elastô-mero dentro do corpo de posicionamento encontrou uma reação pelo emprego de uma luva condutora correspondente, com propriedades de material adequadas. Este passo de trabalho bastante complexo é evitado pela proposta de acordo com a invenção.

[0011] A montagem do elemento vedante sobre o elemento de mola reage também eficazmente a um tombamento ameaçador do elemento vedante e aumenta consideravelmente a confiabilidade da válvula de acordo com a invenção.

[0012] A subdivisão das funções, quais sejam mobilidade e capacidade vedante por um lado em relação ao elemento de mola e, por outro lado, ao elemento vedante também permite que essas duas funções sejam correspondentemente otimizadas, independentemente entre si. Com a proposta, de acordo com a invenção, torna-se, portanto, possível conformar e dimensionar a mola, independentemente das propriedades do material do elastômero do elemento vedante, de tal maneira que se verifica uma cooperação otimizada do elemento ve- dante com o movimento do corpo de posicionamento. Isto pode ser aproveitado tanto na posição aberta como também na posição fechada da válvula, constituindo uma vantagem.

[0013] A partir da proposta de acordo com a invenção resulta, porexemplo, uma constância aprimorada dos valores de fluxo de passagem do produto que flui pela válvula, já que a posição (axial como também radial) do elemento vedante, em virtude do elemento de mola, pode ser precisamente predeterminada, podendo também ser permanentemente observada, isto é, reproduzida.

[0014] A proposta de acordo com a invenção solucionada, portanto, não somente a tarefa inicialmente mencionada, porém apresenta surpreendentemente uma variedade de outras vantagens.

[0015] Um aprimoramento da proposta prevê que o corpo de posicionamento apresente um arraste que no mínimo na suspensão do elemento vedante da sede do bocal encosta no elemento vedante. Conforme descrito, está prevista uma mobilidade do elemento vedan- te, relativamente ao corpo de posicionamento. Em última análise, isto será limitado pelo percurso de mola, ou seja, pelo percurso do ele- me4nto de mola. Na aplicação do elemento vedante na sede do bocal comumente são observados fenômenos de aderência ou de colagem, razão porque é bom aplicar sobre o elemento vedante uma força de suspensão separada. Esta força de suspensão solicitaria sem outras providências o elemento de mola, razão porque o emprego de um arraste separado é aqui de vantagem correspondente, já que por um lado - precisamente controlado pela posição do arraste, relativamente ao elemento vedante - o momento da separação do elemento vedante da sede do bocal pode ser determinado e, por outro lado, o elemento de mola está protegido contra carga excedente.

[0016] Preferencialmente, o arraste está montado de forma rígidano corpo de posicionamento e movimenta-se com este. Portanto, o elemento vedante é móvel também relativamente ao arraste. Precisamente, no movimento de remoção, o arraste ainda não descansa no elemento vedante, porém vence primeiramente um determinado trecho para depois atuar sobre o elemento vedante.

[0017] Neste processo, o arraste pode ser conformado no colar deencosto que encosta no elemento vedante, no lado voltado na direção da sede do bocal. Todavia, existe também a possibilidade de que o elemento vedante apresente uma ranhura circunferencial, projetando- se o arraste, ou seja, o colar de encosto nesta ranhura circunferencial, situada na face lateral, onde, no movimento de remoção, encosta na parede da ranhura e arrasta o elemento vedante. Aqui são possíveis diferentes variantes como o arraste está disposto e conformado relativamente ao elemento vedante. A invenção não está restrita a este ponto.

[0018] Também com vistas à conformação do colar de encosto, a invenção poderá ser conformada de modo bastante variável. Assim, por exemplo, está previsto que o colar de encosto seja conformado em sentido anelar puntiforme em segmento ou que coopere por segmentos, encostado no segmento vedante. Naturalmente é possível que o colar de encosto, ou seja, o arraste encosta no elemento vedante, no lado deste elemento vedante que está voltado na direção do bocal.

[0019] Outra variante de acordo com a invenção prevê que o corpode posicionamento, no lado voltado na direção do bocal, apresente uma capa de cobertura, ao menos parcialmente aberta, formadora do arraste, e que encobre o elemento vedante ao menos parcialmente. Esta tampa de cobertura pode realizar uma variedade de funções, por um lado ela está alinhada com o compartimento de encaixe que recebe o elemento vedante, em forma de uma gaiola. Ela forma, portanto, também uma proteção para o elemento vedante. Pela abertura preferencialmente frontal que, de uma maneira hábil, não colide com a sede do bocal, é assegurada a cooperação do elemento vedante com o bocal, ou seja, com a sede do bocal. Esta abertura, por exemplo, está descrita como um recorte. A borda do recorte no caso, por exemplo, é conformada como um colar de encosto em formato anelar.

[0020] Em outro aperfeiçoamento desta proposta, está previstoque a tampa de cobertura feche um compartimento receptor do corpo de posicionamento ao menos parcialmente, sendo que este compartimento de encaixe recebe o elemento vedante e a tampa de cobertura apresenta ao menos uma abertura o compartimento do encaixe, com a posição fechada da válvula, pode ser ventilado.

[0021] Mas, a tampa de cobertura também poderá ser conformadade tal maneira que não se verifica uma limitação ou um fechamento do compartimento de encaixe.

[0022] Válvulas desta espécie são, por exemplo, empregadas parao controle de produtos fluidos na área da pneumática e eventualmente também hidráulica. Uma desaeração da área ao redor do elemento vedante facilita a operação da válvula e economiza também energia. No estado fechado da válvula o corpo de posicionamento (ou pelo seu acionamento ou por uma mola de retorno ou semelhante dispositivo) força o elemento vedante de modo justaposto sobre a sede do bocal. A disposição de aberturas correspondentes que permite uma ventilação, ou seja, uma ventilação posterior do compartimento de encaixe precisamente na posição fechada da válvula reduz o efeito de aderência que costuma ser apresentado precisamente na abertura da válvula.

[0023] A constituição do corpo de posicionamento é de tal maneiraque este, por exemplo, forma ao menos as paredes laterais do compartimento de encaixe, embora isto, de acordo com a invenção, também pode ter uma conformação diferente. Na área voltada na direção do bocal será depois posicionado o elemento vedante sobre o elemento de mola e sendo oculto pela tampa de cobertura encaixada.

[0024] A tampa de cobertura, por sua vez, pode apresentar umaconformação, por exemplo, em formato de disco ou de uma gamela, estando acoplada ou retida lateralmente no corpo de posicionamento. Nesta hipótese, o compartimento de encaixe será primariamente formado pela tampa de cobertura, e a face frontal ou do corpo de posicionamento fecha este compartimento. Podem-se imaginar diferentes variantes para a concretização do compartimento de encaixe. Dentro do compartimento de encaixe está posicionado o elemento de mola com o elemento vedante e a tampa de cobertura deverá ser presa no corpo de posicionamento de uma maneira adequada para o que, por exemplo, faz parte uma conformação inteiriça da tampa de cobertura com o corpo de posicionamento. Isto será concretizado, por exemplo, por um passo de trabalho modelador correspondente, no qual uma luva é dobrada para dentro ou recalcada.

[0025] Além desta conformação inteiriça da tampa de cobertura com o corpo de posicionamento, todavia, também é possível uma conexão pela solda forte ou solda fraca, ou seja, solda sobreposta da tampa de cobertura no corpo de posicionamento. Também uma união coesa, por exemplo, através de uma camada de cola, ou seja, um processo de colagem é coberto pela invenção, assim como também técnicas de união mecânicas, ou seja, com união positiva ou união aderente como um recalque, rebordeamento, encaixe rápido ou aplicação de clipe.

[0026] De maneira hábil será, no caso, escolhida uma técnica deconexão que prenda não somente a tampa de cobertura de modo confiável no corpo de posicionamento, mas que simultaneamente prenda o elemento de mola no corpo de posicionamento na maneira desejada.

[0027] Segundo uma ampliação preferida da proposta está previsto que o elemento vedante apresente uma abertura de passagem que por um lado desemboque no local e, por outro lado, voltado na direção do corpo de posicionamento, forma um bocal de comando prévio e este bocal de comando prévio, na posição fechada da válvula, está fechado pela face vedante do corpo de posicionamento, voltada na direção do elemento vedante.

[0028] Pelo conceito de um bocal de pré-comando será reduzida anecessária força para abrir a válvula fechada, o que exerce efeito vantajoso sobre a construção do acionamento, O modo de funcionamento é especialmente descrito detalhadamente e mostrado na figura anexa. Comumente, a abertura de passagem encontra-se em posição axialmente paralela no elemento vedante, relativamente ao eixo descrito em relação ao bocal. Porém a invenção não se restringe a este aspecto, sendo que a abertura de passagem também pode ser prevista em posição oblíqua. Também a conformação da abertura de passagem de acordo com a invenção é muito variável, podendo ser prevista uma perfuração, ou seja, uma abertura de passagem cilíndrica da mesma maneira como uma forma cônica ou também uma forma intermediária correspondente. O ponto positivo no emprego de um bocal de comando prévio reside no fato de que o elemento vedante é várias usado para tarefas vedantes, ou seja, por um lado para fechar, ou seja, liberar o bocal (principal) e, por outro lado, forma, ele mesmo, um bocal que pode ser fechado com o fundo voltado na direção do elemento vedante ou com a face vedante do corpo de posicionamento. Vantajosamente, a elasticidade do material do elemento vedante será aproveitada duas vezes para a tarefa de vedação.

[0029] De modo hábil é, no caso, o diâmetro atuante do bocal depré-comando menor do que o diâmetro do bocal (principal).

[0030] No corpo de posicionamento, voltado na direção do elemento vedante, está prevista a face vedante. Isto comumente ocorre na face frontal do corpo de posicionamento voltada na direção do bocal, porém a invenção não está restrita a este aspecto. Isto pode de forma construtiva também ser realizado por outro lado ou face do corpo de posicionamento. Na posição fechada da válvula, no elemento vedante que envolve a face vedante do bocal de pré-comando, elemento este de material elástico, está disposto um anel vedante que se deforma ou um boleado vedante. Este anel vedante, ou seja, boleado vedante salienta-se diante da face vedante na direção do elemento vedante e produz lateralmente, ou seja, em posição radial ao lado, uma correspondente liberação ou rebaixo que tem a pressão compensada com o potencial de pressão restante naquele lado da válvula, ou seja, do elemento vedante. Resulta daí que é aplicada a mesma pressão de serviço no bocal de pré-comando e na sua face transversal, como ocorre no bocal principal, para o que para a abertura do pré- bocal é necessária uma força de abertura reduzida. O conceito do bocal de pré-comando abrange, precisamente, este ponto.

[0031] Neste sentido, deve-se observar que o conceito da libera- ção, todavia, também pode ser realizado de outra maneira, por exemplo, com um elemento vedante de conformação correspondente que no lado voltado na direção da face vedante da abertura de passagem apresenta uma borda vedante separada, anel vedante ou boleado ve- dante do material elástico do elemento vedante, o que produz o mesmo resultado.

[0032] De maneira preferida, o elemento de mola é conformado dematerial elástico espacial, por exemplo, um aço de mola. Está otimizado para a tarefa elástica, que aplica o elemento vedante, ou seja, o movimenta, realiza uma otimização adequada para o que, por exemplo, também conta a seleção do material do elemento de mola.

[0033] O elemento de mola produz, neste sentido, uma conduçãodo elemento vedante, relativamente à sede da válvula em sentido radial e especialmente isenta de fricção, no corpo de posicionamento. A formulação "no corpo de posicionamento" inclui no caso naturalmente também uma conformação da condução do elemento vedante no corpo de posicionamento. Pela proposta de acordo com a invenção, será evitado por um lado um desgaste excessivo do elemento vedante pelo encosto lateral e fricção no corpo de posicionamento, ou seja, no seu compartimento de encaixe, o que é realizado de uma maneira confiável e, por outro lado, esta disposição do elemento de mola promove um posicionamento exato especialmente também reprodutível de forma exata do elemento vedante na sede da válvula.

[0034] Para a fixação do elemento vedante no elemento de mola épossível uma grande variedade de conceitos diferenciados, mas que não restringe aqui a invenção. Assim sendo, o elemento vedante pode ser injetado, abotoado, preso por clipes, vulcanizado ou colado no elemento de mola. A invenção abrange qualquer tipo de conexão que é adequada para que o elemento de mola sustente o elemento vedan- te, preferencialmente de modo permanente.

[0035] Já foi feita a indicação no sentido de que o elemento vedan-te seja preferencialmente conformado como elastômero, sendo, por exemplo, possível formar o elemento vedante de material relativamente macio, por exemplo, com ao menos 60 Shore A, ou seja, basicamente também um elastômero com uma dureza Shore abaixo de 80 Shore A, ou seja, 85 Shore A. Isto é possível porque a condução do elemento vedante no elemento de mola resulta em um emprego correspondentemente protetor do elemento vedante e, portanto, o elemento vedante pode ser otimizado para a tarefa vedante, o que naturalmente é possível de uma maneira muito eficaz com um material macio.

[0036] Além disto, está previsto no elemento vedante, preferencialmente no lado voltado na direção do bocal, este prevista uma ranhura anelar que atua especialmente como posição de liberação. Esta ranhura anelar ou liberação faz com que no encosto do elemento vedan- te na sede da válvula não seja causado dentro do elemento vedante um efeito de entalhe. A disposição é selecionada de tal maneira que no material - visto de fora para dentro - a área externa do elemento vedante (voltado na direção do bocal) coopera no movimento de abertura e de retorno do corpo de posicionamento com o arraste, sendo por este captado. Em posição radial para o interior segue-se a esta área então a ranhura anelar acima descrita como uma liberação que depois converge na área do elemento vedante que fecha, ou seja, que veda a sede do bocal, ou seja, o próprio bocal.

[0037] Outra vantagem do emprego do elemento de mola que sustenta o elemento vedante reside em que de acordo com a forma da construção, o elemento de mola pode ser provido de uma protensão e, portanto, a posição não solicitada do elemento vedante na válvula de acordo com a invenção pode ser fixada de maneira inequívoca. A pro- tensão pode, neste caso, produzir ajustes prévios correspondentes em direções diferenciadas, o que é vantajoso. Especialmente está prevista uma conformação espacial do elemento de mola o que, partindo de uma posição central não solicitada, permite uma protensão (em sentido retangular para com a conformação espacial do elemento de mola). Neste caso, ambos os dispositivos de protensão (por exemplo, na direção do corpo de posicionamento ou deste distanciado) estão disponíveis. Naturalmente também é possível que não seja aplicada uma protensão sobre o elemento de mola.

[0038] Segundo uma modalidade preferida do elemento de mola,este elemento recolhe a sua especificidade elástica através de uma deformação elástica de sua própria conformação espacial. Isto pode ser conseguido, por exemplo, pelo fato de que o elemento de mola é conformado como uma mola de meandro, mola de disco, mola de estrela ou mola de lâmina. Por uma conformação deste tipo será concretizada uma disposição com bastante economia de espaço, sendo especialmente vantajoso no caso que não é necessário um curso muito grande do elemento de mola dentro da válvula de acordo com a invenção.

[0039] Deve-se notar que naturalmente também podem ser previstas outras conformações do elemento de mola como, por exemplo, uma mola cônica ou também uma mola helicoidal ou outro tipo de mola.

[0040] O elemento de mola está subdividido em uma área de encaixe e uma área de mola, sendo que o elemento vedante está disposto na área de encaixe (central). Com esta divisão é evitada uma solicitação mecânica excessiva do elemento vedante o que, por exemplo, é alcançado por variações correspondentes da rigidez do elemento de mola na área do encaixe, relativamente à área de mola.

[0041] De uma maneira habilidosa, na área de mola está previstaao menos uma abertura de passagem. Esta serve para uma ventilação sequencial da área pré-bocal e serve ao mesmo tempo como filtro, ou seja, como elemento que retém partículas de impurezas que eventualmente estão sendo arrastadas no produto a ser controlado. Estes elementos poderiam tornar, eventualmente, o bocal de pré-comando imprestável e, portanto, produzir a falha da válvula como um todo. Pela conformação da abertura de passagem na área de mola, o "tamanho do filtro" pode ser regulado sem problemas.

[0042] O elemento de mola que sustenta o elemento vedante preferencialmente está disposto entre a tampa de cobertura e o corpo de posicionamento, ou seja, está previsto no compartimento de encaixe que é limitado pela tampa de cobertura e pelo corpo de posicionamento. Para uma condução confiável do elemento vedante naturalmente também está prevista uma fixação correspondente do elemento de mola no corpo de posicionamento, que juntamente, por exemplo, com a fixação da tampa de cobertura, pode ser assim concretizada ou, independentemente desta conformação, por exemplo, através de um passo de fixação separado, antes de a tampa de cobertura ser aplicada e fixada. No caso, o elemento de mola poderá estar unido com o corpo de posicionamento, por exemplo, por meio de solda, de colagem, de recalque, de rebordeamento, de solda fraca, de aplicação de clipe ou de outra forma de união mecânica ou coesa.

[0043] De uma maneira habilidosa é previsto que exista uma direção de atuação essencialmente paralela do elemento de mola e do movimento de aplicação, ou seja, de retorno do corpo de posicionamento. Com este paralelismo das direções, a ação conjugada entre os elementos será consideravelmente simplificada, muito embora também conceitos daí divergentes sejam cobertos pela invenção, por exemplo, quando o corpo de posicionamento e/ou o elemento vedante seja cada qual conduzido em um percurso arqueado ou circular. Também estes conceitos estão incluídos na ideia de acordo com a invenção.

[0044] Em uma modalidade preferida da invenção como acionamento está previsto um eletroímã, sendo que o eletroímã apresenta uma bobina que pode ser sujeita com corrente elétrica e um induzido montado móvel na sujeição da corrente, pode ser movido especialmente contra a força de uma mola de retorno e o induzido movimenta o corpo de posicionamento, ou o induzido forma o corpo de posicionamento. O emprego de um eletroímã como acionamento da válvula de acordo com a invenção é uma forma preferida diferenciada de vários conceitos de acionamento alternativos. O corpo de posicionamento que realiza o movimento pode estar previsto ou montado em forma inteiriça com o induzido movimentado pela bobina do eletroímã, ou pode estar previsto separado desta unidade. Então estará conformado um acoplamento mecânico correspondente entre o induzido e o corpo de posicionamento.

[0045] A invenção abrange naturalmente também soluções, nasquais o movimento de retorno não é realizado por uma mola de retorno, porém por um impulso de movimentação também produzido em forma eletromagnética.

[0046] Também a invenção não está direcionada para o movimento exclusivamente retilíneo do corpo de posicionamento na válvula de acordo com a invenção, porém abrange, por exemplo, também um movimento de giro ou de escamoteamento do corpo de posicionamento, ou seja, qualquer movimento que seja adequado para posicionar o elemento vedante de modo seguro e confiável e de forma reprodutível sobre a sede do bocal, também permitindo a sua suspensão desta sede. Um conceito retilíneo do movimento do corpo induzido naturalmente apresenta correspondentes vantagens no movimento, porém o emprego do movimento de mola permite também, por exemplo, um movimento giratório ou de escamoteamento do corpo de posicionamento na área da sede do bocal, ou a previsão de uma compensação corres- pondente por uma protensão correspondente do elemento de mola.

[0047] O desenho apresenta a invenção especialmente em umexemplo de execução, com apresentação esquemática. As figuras mostram:

[0048] Figuras 1a, 1b e 1c - a válvula de acordo com a invençãoem corte, em três posições diferenciadas, qual seja, na posição com-pletamente fechada (figura 1a), com bocal de pré-comando aberto (figura 1b) e completamente aberto (figura 1c).

[0049] Figuras 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f - uma vista tridimensional dediferentes configurações do elemento de mola com elemento vedante ali previsto de acordo com a invenção.

[0050] Nas figuras, elementos idênticos ou reciprocamente correspondentes possuem o mesmo número de referência e, portanto, não serão novamente descritas, desde que não seja de forma conveniente.

[0051] Na figura 1a, a válvula 1 de acordo com a invenção é mostrada na posição fechada. A válvula possui um componente de válvula 10, bem como um acionamento 2 que nas vistas escolhidas não está conformada completamente. O acionamento 2 é, por exemplo, concretizado como um eletroímã, o qual, de forma conhecida, apresenta uma bobina que pode ser sujeita com corrente elétrica (não mostrada) e um induzido montado com mobilidade 20 pela sujeição concorrente, especialmente contra a força de uma mola de retorno 21.

[0052] O induzido 20, por sua vez, atua sobre o corpo de posicionamento 3, que já faz parte do componente de válvula 10 e que se projeta dentro do compartimento de válvula 11 e o movimento gerado pelo induzido 20 é transformado em um movimento de fechamento ou de abertura. Conforme já descrito, o induzido 20 e o corpo de posicionamento 3 podem ser dois componentes reciprocamente separados ou um componente (comum) com duas funções, formando, portanto, o induzido 20 ou o corpo de posicionamento 3. É mostrada esta última variante. É mostrada esta última variante.

[0053] De forma conhecida, o induzido 20 está montado de formamóvel no compartimento do induzido 22, a direção da movimentação é indicada pela seta dupla 33, que também corresponde simultaneamente à direção da movimentação do corpo de posicionamento 3. No lado do compartimento do induzido 22, ou seja, do induzido 20, afastado em relação ao corpo de posicionamento 3, ou seja, ao componente de válvula 10, segue-se após um entreferro 24 um núcleo, ou seja, o núcleo do ímã 23, o qual como componente estacionário, é um componente de construção do eletroímã e conduz as linhas do campo magnético. A posição em declive mostrada na figura 1a do eletroímã faz com que o entreferro 24 que se conforma entre o induzido 20 e o núcleo do imã 23 (dentro do compartimento do induzido 22) é aqui maior. O induzido 20, portanto, também o corpo de posicionamento 3, serão apoiados através da mola de retorno 21 do núcleo e (na vista aqui mostrada) serão deslocados em sentido descendente, com o que o elemento vedante montado dentro, ou seja, junto do corpo de posicionamento 3, assenta em toda a extensão da sede 40 do bocal 4. Em estado desenergizado esta válvula está fechada. O conceito de acordo com a invenção funciona, todavia, também nas válvulas abertas dese- nergizadas.

[0054] Através de uma perfuração axial 26 e uma perfuraçãotransversal 25, o compartimento do induzido 22 está em uma relação com o compartimento de válvula 11 de pressão compensada, a fim de viabilizar desta maneira uma compensação de pressão, ou seja, uma ventilação sequencial no movimento do induzido e para permitir desta maneira um movimento rápido do induzido 20.

[0055] No componente de válvula 10 está previsto um compartimento de válvula 11 que está em ligação atuante com o acoplamento pressurizado. O bocal 4 será aberto e fechado por um elemento ve- dante 5, de acordo com a posição do corpo de posicionamento 3. O bocal 4 é seguido pelo acoplamento de bocal 41, por exemplo, na direção de um acoplamento de trabalho.

[0056] No seu lado voltado na direção do bocal 4, o corpo de posicionamento 3 sustenta o elemento vedante 5. Para tanto, encontra-se no lado voltado na direção do bocal 4 do corpo de posicionamento 3 um compartimento de encaixe 30 que conduz o elemento vedante 35 essencialmente em paralelo para com a direção de movimentação 33 do corpo de aplicação 3/induzido 20, em forma móvel.

[0057] De modo habilidoso e no sentido da invenção, o elementovedante 5, relativamente a sua livre mobilidade está restrita no compartimento de encaixe 30.

[0058] A condução daí resultante do elemento vedante 5, conforme descrito, apresenta algumas vantagens. Esta condução é lograda pelo fato de que está previsto um elemento de mola 8 que de modo adequado está fixado no corpo de posicionamento 3, sendo que sustenta preferencialmente no centro, ou seja, simetricamente ou centri- camente o elemento vedante 5. Para a conformação do elemento de mola 8 existe no caso uma variedade de diferentes variantes como serão, por exemplo, ainda citadas nas figuras 2a - f. No exemplo de execução aqui mostrado, por exemplo, o elemento vedante 5 está injetado na região central do elemento de mola 8, descrito como área de encaixe 80, sendo que nesta região o elemento de mola 8 apresenta passa-gens 83 correspondentes, pelas quais o material injetável (elástico) do elemento vedante 5 atravessa e forma uma conexão especialmente de união positiva com o elemento de mola 8.

[0059] O elemento de mola 8 permite uma mobilidade do elementovedante em uma direção de movimentação que é paralela pra com o movimento 33 do corpo de posicionamento 3.

[0060] Para tanto, o elemento de mola 8 está unido na sua borda externa com o corpo de posicionamento 3. Nesta área, o corpo de posicionamento 3 apresenta um anel 34 em formato de flange que é direcionado em sentido radial (referido à direção da movimentação 33, ou seja, ao eixo central 12), voltado para o exterior que forma uma face de encosto, ou seja, de conexão para o elemento de mola 8. No caso, este anel 34 salienta-se sobre o diâmetro do induzido 20 dentro do compartimento da válvula 11.

[0061] O elemento de mola 8 e o elemento vedante 5 estão integrados no compartimento de encaixe 30 e, portanto, são conduzidos e também protegidos. O compartimento de encaixe 30 será limitado por um lado pela face frontal 35 do corpo de posicionamento 3, uma borda 33 cilíndrica que é sequencial à face frontal 35 e converge no anel 34, bem como uma tampa de cobertura 7 que se segue em formato de isco ou de gamela ao anel 34 e dali se estende na direção do bocal 4.

[0062] Esta tampa de cobertura 7 possui várias tarefas. Por umlado, ela fecha o compartimento de encaixe 30. A isto não se opõe a existência de abertura 7 ou recortes 70 na tampa de cobertura 7. A tampa de cobertura 7, por exemplo, está conduzida inteiriça no anel 34 como part6e do corpo de posicionamento 7 ou é aqui conformada e presa como uma peça separada, por exemplo, presa por laser, por solda, colada, por solda fraca ou de outra forma mecânica,por exemplo, conforme já descrito, por exemplo, por recalque, etc.), sendo fixamente unida.

[0063] Com relação ao eixo central 12, a tampa de cobertura 7 é,por exemplo, de simetria rotacional. A área central, designada como fundo 73, projeta-se essencialmente em sentido plano, a tampa de cobertura 7 possui nas suas bordas uma borda 72 que é dobrada em sentido ascendente na direção do corpo de posicionamento e que desemboca na região de conexão para o acoplamento da tampa de cobertura 7 do corpo de posicionamento 3.

[0064] No fundo 73 da tampa de cobertura 7 está previsto um recorte 70 que é dimensionado de tal maneira que a tampa de cobertura 7 na área do fundo 73 não colide com o bocal 4.

[0065] Pela disposição do recorte 70, torna-se possível que o elemento vedante 5 possa ser aplicado firmemente na sede 40 do bocal 4. Assim sendo, na figura 1a pode-se reconhecer bem que o fundo 73 está aplicado lateralmente ao lado do recorte 70 sobre o bocal 4. Naturalmente, a disposição é feita da tal maneira que existem somente fendas ou folgas mínimas.

[0066] No exemplo de execução aqui mostrado, a válvula 1 é provida de um bocal de pré-comando 51. Este está de tal modo concretizado no elemento vedante 5 que apresenta uma abertura de passagem 50 que preferencialmente se projeta em paralelo para com o eixo central 12. Esta abertura de passagem 50 desemboca nos lados afastados em relação ao corpo de posicionamento 3 dentro do bocal 4 e, no lado voltado na direção do corpo de posicionamento 3, será fechada por uma face vedante 31. No exemplo de execução aqui apresentado, esta face vedante 31 é idêntica à face frontal 35 do corpo de posicionamento 3.

[0067] Pode-se bem reconhecer que na face vedante 31 na direção do elemento vedante 5, na área do bocal de pré-comando 51, está saliente um anel vedante 32 que pressiona no material elástico do elemento vedante 5, baseado na posição fechada da válvula 1. O anel vedante 32 define, portanto, também a face vedante aqui atuante e, portanto, a força de fechamento que terá de ser vencida em um passo de abertura; é claro que esta face vedante é nitidamente menor do que a face vedante na sede do bocal 40. O "truque" com o bocal de pré- comando reside em que as forças necessárias para abrir a válvula serão assim reduzidas e será suficiente uma acionamento menor (ele-tromagnético) para a ativação da válvula.

[0068] A área radial, prevista ao lado do anel vedante 32 apresenta uma compensação de pressão com a parte restante do interior da válvula, do compartimento da válvula 11. Também na posição fechada da válvula 1 verifica=se esta compensação de pressão através da abertura 71, prevista na borda lateral 72 da tampa de cobertura 7, e por passagens 83 no elemento de mola 8, pelas quais se verifica a compensação de pressão na área de compartimento de encaixe 30, voltada na direção da face frontal 35 do corpo de posicionamento 3.

[0069] O movimento de abertura da válvula completamente fechada na figura 1a e completamente aberta na figura 1c deve agora aqui ser brevemente explicada.

[0070] O bocal 4 (principal) e o bocal de pré-comando 51 estãofechados, o corpo de posicionamento 3 é deslocado pela mola retentora 21 na direção do bocal 4, o eletroímã está desenergizado. Partindo desta posição fechada, será ativado o acionamento 2, por exemplo, a bobina aqui não mostrada do eletroímã será energizada, com o que entre o induzido 20 e o entreferro previsto no núcleo magnético 23 (contra a força da mola de retorno 21), resulta uma constelação de linhas de campo magnéticas que procura atrair o induzido 20 na direção do núcleo do imã 23. Este movimento ascendente do induzido 20 resulta em um movimento de suspensão do corpo de posicionamento 3, relativamente ao bocal 4, sendo que inicialmente é aberto o bocal de pré-comando 51, isto é, a face vedante 31 recua para cima e o anel vedante 32 emerge do material comprimido do elemento vedante 5, com o que se abre o bocal de pré-comando 51. Afora isto, o elemento vedante 5 continua a encostar-se ao bocal 4.

[0071] A pressão a ser regulada está aplicada no compartimentode válvula 11, sendo que a região no lado de jusante, sujeita normalmente com menor pressão, encontra-se na linha de escoamento 41 do bocal 4, com o que também a pressão de serviço está aplicada no anel vedante 32 d bocal de pré-comando 51 e a força necessária para a abertura do bocal de pré-comando resulta do produto da face vedante atuante e do diferencial de pressão entre o compartimento de válvula 11 e a saída do bocal 41. Assim sendo, verifica-se então uma pré- flutuação da saída do bocal 41 e, portanto uma redução do diferencial de pressão entre a saída do bocal 41 e o compartimento de válvula 11, com o que a força necessária para suspender o elemento vedante 5 da se do bocal 40 (com face vedante maior), será reduzida.

[0072] O bocal de pré-comando aberto 51 está mostrado na figura1b, podendo-se também reconhecer bem na figura 1b que a área anelar da tampa de cobertura 7, sequencial ao recorte 70, encosta na área do elemento vedante 5 que está voltada na direção do bocal 4. A borda que circunda o recorte 70 forma um arraste 6 o qual agora, na posição mostrada na figura 1b passa a atuar, com seja com um movimento de retorno adicional do corpo de posicionamento 3 (redução do entre- ferro 24), situando-se o arraste 6 no elemento vedante 5 e o eleva da sede do bocal 40. Isto se verifica sem uma solicitação mecânica adicional do elemento de mola 8 e a válvula 1 alcança a posição como é mostrado na figura 1c, o entreferro 24 é mínimo, o bocal 4 está totalmente aberto e a tampa de cobertura 7 está suspensa através do bo-cal 4.

[0073] A disposição, no caso, é selecionada de tal maneira que naposição aberta o bocal de pré-comando 51 estará novamente fechado com o que o elemento vedante 5, na posição aberta, ocupa uma posição definida e, portanto, também a fenda de fluxo no bocal 4 está definida de uma forma que pode ser precisamente reproduzida. Isto pode ser realizado, por exemplo, sem problemas pela conformação correspondente da propensão do elemento de mola 8. Mas também de acordo com a invenção, são possíveis outras possibilidades de protensão.

[0074] No seu lado voltado na direção do bocal 4, o elemento ve- dante 5 possui uma ranhura anelar 52 que age como posição de liberação, relativamente ao arraste 6. O arraste 6, aqui a borda interna do recorte 70 no fundo 73 da tampa de cobertura 7, descansa na área do elemento vedante 5, prevista na seção radial, fora da ranhura anelar 52, quando o arraste 6 coopera com o elemento vedante 5. A ranhura anelar 52 reage eficazmente a uma formação de entalhe ameaçadora, baseado na ação conjugada da área radial externa do elemento ve- dante 5 com o arraste 6.

[0075] Nas figuras 2a até 2f é mostrada uma variedade de diferentes exemplos de execução do elemento de mola 8 que sustenta o elemento vedante 5.

[0076] A figura 2a mostra, por exemplo, a conformação com umamola em forma e meandro, na qual aberturas de passagens 82 espira- ladas se seguem em filetes ou pontes de material 85 elásticas e espi- raladas. O percurso de mola é determinado no caso especialmente pelo comprimento destas pontes de material 85. Ao mesmo tempo, a abertura de passagem 82 também produz uma compensação de pressão para os lados dianteiro e traseiro do elemento de mola integrado no corpo intumescente 3.

[0077] Para orientação melhor no elemento de mola, é mostradana figura 2b a área de encaixe 80, separadamente da área de mola 81. A área de mola 81 está situada em posição radial externa e realiza, do ponto de gravidade (preferencialmente de forma exclusiva) a propriedade específica do elemento de mola 8. A área de encaixe 80 serve para receber e fixar o elemento vedante 5. Na figura 2b estão previstos raios 84 de projeção radial que formam a área de mola 81 e entre estes se estendem as aberturas de passagens 82, abertas em um lado, mas que na posição montada, naturalmente possuem bordas em todos os lados.

[0078] A figura 2c apresenta uma estruturação semelhante à figura 2b, os raios de fixação 84 são aqui dispostos em forma de cruz e formam por sua vez passagens 82’.

[0079] A figura 2d apresenta um elemento de mola que é conformado como disco, semelhante à variante da "mola de meandros" de acordo com a figura 2a, mas também com raios 84 essencialmente elásticos e de projeção radial que se alargam na área radial externa e, desta maneira, formam as quatro aberturas de passagens 82, aqui na mesma extensão e dispostas equidistantes, na direção circunferencial do elemento de mola 8.

[0080] A figura 2e mostra uma conformação bilateral oposta doelemento de mola 8 que na figura 2f ainda será mais simplificada, estando previstas apenas quatro varas 85 em forma de H, e entre estas sustentam o elemento vedante 5.

[0081] Caso, em um exame mais extenso neste caso, especialmente também de acordo com o estado aplicável da técnica, resulta que uma ou outra característica é vantajosa para o objetivo da invenção, porém não vantajosa de forma decisiva, de maneira que naturalmente já agora é visada uma formulação que não mais apresente uma característica deste tipo. Também uma subcombinação deste tipo está coberta pela revelação deste pedido.

[0082] Também se deve observar que as conservações e variantes da invenção descritas nas diferentes modalidades e mostradas nas figuras podem ser aleatoriamente combinadas entre si. No caso, diferentes ou várias características podem ser intercambiadas reciprocamente de uma maneira aleatória. Estas combinações de características também continuam sendo reveladas.

[0083] Características que foram apenas reveladas na descriçãoque abrangem uma variedade de características, podem ser aceitas a qualquer ocasião como de significado essencial da invenção para uma limitação do estado da técnica, e também quando tais características foram mencionadas em conexão com outras características, ou seja, em conexão com outras características, alcançando resultados especialmente vantajosos.

Claims (10)

1. Válvula ativável por um acionamento, sendo que o acio-namento (12) posiciona um corpo de posicionamento (3), relativamente ao bocal (4) para abrir e fechar o bocal (4), sendo que o corpo de posicionamento (3), no seu lado voltado na direção do bocal (4), apre-senta um elemento vedante (5) que na posição fechada da válvula (1) está posicionada na sede do bocal (40) e na posição aberta da válvula (1) está suspensa da sede da válvula (40), sendo que o elemento ve- dante (5) é montado através de um elemento de mola (8) no corpo de posicionamento (3), em relação ao qual é móvel, caracterizado pelo fato de que o elemento de mola (8) produz uma condução do elemento vedante (5), a qual, relativamente à sede do bocal (40), é radial e es-pecialmente isenta de fricção, junto ou no corpo de posicionamento (3).

2. Válvula de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o corpo de posicionamento (3) apresenta um arraste (6) que encosta ao menos na suspensão do elemento vedante (5) da sede (40) do elemento vedante (5) e/ou apresentando o elemento ve- dante (5) uma abertura de passagem (50) que desemboca por um lado no bocal (4) e, por outro lado, voltado na direção do corpo de posicionamento (3), forma um bocal de pré-comando (51) e o bocal de pré- comando (51), na posição fechada da válvula (1) está fechado pela face vedante (31) do corpo de posicionamento (3), voltada na direção do elemento vedante (5).

3. Válvula de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteri-zada pelo fato de que o arraste (6) é conformado como colar de encosto que encosta no elemento vedante (5), lado voltado na direção do lado da sede do bocal (40), na suspensão do elemento vedante (5), especialmente em uma forma anelar puntiforme, como segmento ou parte de segmentos e/ou o corpo de posicionamento (3) no lado volta- do na direção do bocal (4), apresenta uma tampa de cobertura (7), a qual, no lado voltado na direção do bocal (4), é ao menos parcialmente aberta que forma o arraste (6) e que encobre o elemento vedante (5) ao menos parcialmente.

4. Válvula de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a tampa de cobertura (7) na área do bocal (4) apresenta um recorte (70) e/ou a tampa de cobertura (7) fecha ao menos parcialmente o compartimento de encaixe (30) do corpo de posicionamento (3), efetuando o fechamento parcial, sendo que o compartimento de encaixe (30) recebe o elemento vedan- te (5) e a tampa de cobertura (7) apresenta ao menos uma abertura (71), pela qual o compartimento de encaixe (30), com a posição fechada da válvula (1) pode ser ventilada e/ou a tampa de cobertura (7) está disposta de forma inteiriça no corpo de posicionamento (3), sendo soldada, colada, presa por encaixe rápido, presa por clipe, sendo recalcada, rebordada ou presa por meio de solda fraca e/ou a tampa de cobertura (7) e o corpo de posicionamento (3) consistem de material igual ou diferenciado.

5. Válvula de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a face vedante (31) apresenta um anel vedante (32) ou um boleado vedante que circunda o bocal de pré-comando (51) e que na posição fechada apresenta o anel vedante (32) ou boleado consistindo de material elástico, e/ou partindo da posição fechada realiza um movimento de retorno do corpo de posicionamento (3), inicialmente no sentido de abrir o bocal de pré- comando (51) e o corpo de posicionamento (3) será movimentado relativamente ao elemento vedante (5) que descansa na sede do bocal (40) e no caso de um adicional movimento de retorno, o arraste (6) suspende o elemento vedante (5) da sede do bocal (40), e/ou o elemento vedante (5), no lado voltado na direção do bocal (4), apresenta uma ranhura anelar (52), especialmente atuante como posição de liberação.

6. Válvula de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o elemento de mola (8) é formado de um material elástico, por exemplo, aço para mola, e/ou o elemento de mola(8) sustenta o elemento vedante (5), sendo que o elemento vedante (5) está injetado no elemento de mola (8), abotoado, preso por clipe, vulcanizado ou colado.

7. Válvula de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o elemento de mola (8) é conformado como uma mola de meando, mola de disco, mola estrelada ou mola de lâmina e/ou o elemento de mola (8) está disposto entre a tampa de cobertura (7) e o corpo de posicionamento (3), e/ou o elemento de mola (8) está soldado com o lado recalcado, rebordado, ou preso por solda fraca com o corpo de posicionamento (3), e/ou está prevista uma direção atuante, essencialmente paralela do elemento de mola (8) e do movimento de aplicação, ou seja, de retorno (33) do corpo de posicionamento (3).

8. Válvula de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o elemento de mola (8) apresenta uma região de encaixe (80) e uma região de mola (81) e o elemento vedante (5) está disposto na região de encaixe (80), sendo que especialmente na operação de mola (81) está prevista a menos uma abertura de passagem (82).

9. Válvula de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que como acionamento (2) está previsto um eletroímã, sendo que o eletroímã apresenta uma bobina que pode ser sujeita com corrente elétrica, e o induzido (80), montado de forma móvel, na sujeição com corrente, pode ser movimentado especialmente contra a força de uma mola de retorno (21) e o induzido (20) movimenta o corpo de posicionamento (3) ou o induzido (20) forma o corpo de posicionamento (3).

10. Válvula de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que por um movimento essencialmente retilíneo ou giratório, ou de escamoteamento do corpo de posicionamento (3).

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