BR102022015439A2

BR102022015439A2 - Dispositivo de válvula de regulação para um cilindro de fluido

Info

Publication number: BR102022015439A2
Application number: BR102022015439-2A
Authority: BR
Inventors: Ivan P. Pezzo; Marco Arzenton; Silvano M. Bendazzoli; Lucia Travagliati
Original assignee: Lincoln Global, Inc
Priority date: 2021-08-04
Filing date: 2022-08-04
Publication date: 2023-10-31
Also published as: JP2023024358A; MX2022009545A; CN115704506A; US20230044925A1; KR20230021617A; EP4145039A1; CA3169199A1

Abstract

dispositivo de válvula de regulação para um cilindro de fluido. um dispositivo de válvula reguladora para um cilindro de fluido inclui uma válvula de fechamento com um tucho esférico que aciona a válvula de fechamento. uma alavanca tem uma superfície de came que interage com o tucho esférico à medida que a alavanca é girada para transladar o tucho esférico linearmente e acionar a válvula de fechamento. a alavanca é rotativa de uma primeira posição de válvula fechada através de uma posição de válvula aberta para uma segunda posição de válvula fechada de modo que a posição de válvula aberta seja intermediária entre a primeira e a segunda posição de válvula fechada. uma válvula reguladora de pressão ou fluxo está a jusante da válvula de corte. um volante é conectado operativamente à válvula reguladora de pressão ou fluxo para ajustar uma pressão de saída da válvula reguladora de pressão ou fluxo. o volante tem um eixo de operação que é desviado de um eixo longitudinal do cilindro de fluido por um ângulo agudo.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] O presente pedido reivindica prioridade ao Pedido de Patente Provisório n° de série U.S. 63/229.087, depositado em 4 de agosto de 2021, cuja revelação está incorporada ao presente documento em sua totalidade a título de referência e também reivindica prioridade ao Pedido de Patente não Provisório n° de série U.S. 17/874.411, depositado em 27 de julho de 2022, cuja revelação está incorporada ao presente documento em sua totalidade a título de referência.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da Invenção

[0002] A presente invenção se refere às válvulas para controlar a pressão ou fluxo de fluido pressurizado (por exemplo, gás e/ou líquido) de um tanque ou cilindro. Em particular, a presente invenção se refere a uma VIPR (válvula com regulador de pressão integrado).

Descrição da Técnica Relacionada

[0003] Uma VIPR, ou válvula com regulador de pressão integrado, pode ser usada para controlar a taxa de fluxo ou pressão de um fluido, tal como um gás descarregado de um cilindro de armazenamento. Uma VIPR típica tem um dispositivo para LIGAR/DESLIGAR para iniciar e interromper o fluxo de gás a partir do cilindro, um manômetro ou indicador de teor que informa a um usuário a pressão atual no cilindro, um botão para configurar a taxa de fluxo/pressão de descarga do cilindro e portas de preenchimento e descarga. Cilindros de gás se apresentam em vários tamanhos, tais como de aproximadamente 30 centímetros (12 polegadas) de altura até mais de 152 centímetros (60 polegadas) de altura. VIPRs convencionais podem ser mais ergonomicamente adequadas para certos tamanhos de cilindros em comparação com outros tamanhos. Por exemplo, algumas VIPRs poderiam ser mais prontamente operadas em cilindros menores do que cilindros maiores devido ao local do dispositivo para LIGAR/DESLIGAR ou do botão de controle de fluxo na VIPR. Seria desejável fornecer uma VIPR que é ergonomicamente adequada para uma faixa de tamanhos de cilindro, tais como de aproximadamente 30 centímetros (12 polegadas) de altura até mais de 152 centímetros (60 polegadas) de altura.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0004] O sumário a seguir apresenta um sumário simplificado a fim de fornecer um entendimento básico de alguns aspectos dos dispositivos, sistemas e/ou métodos discutidos no presente documento. Esse sumário não é uma visão geral extensiva dos dispositivos, sistemas e/ou métodos discutidos no presente documento. O mesmo não se destina a identificar elementos essenciais ou delinear o escopo de tais dispositivos, sistemas e/ou métodos. Seu único propósito é apresentar alguns conceitos de uma forma simplificada como um prelúdio à descrição mais detalhada que é apresentada a seguir.

[0005] De acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecido um dispositivo de válvula de regulação para um cilindro de fluido. O dispositivo de válvula de regulação inclui uma válvula de desligamento que tem um tucho esférico que atua a válvula de desligamento. Uma alavanca tem uma superfície de came que interage com o tucho esférico conforme a alavanca é girada para transladar o tucho esférico linearmente e ativar a válvula de desligamento. A alavanca pode ser girada de uma primeira posição fechada da válvula através de uma posição aberta da válvula para uma segunda posição fechada da válvula, de modo que a posição aberta da alavanca seja intermediária entre a primeira posição fechada de válvula e a segunda posição fechada de válvula. Uma válvula de regulação de pressão ou fluxo está a jusante da válvula de desligamento. Um volante está conectado de modo operacional à válvula de regulação de pressão ou fluxo para ajustar uma configuração, tal como uma pressão de saída da válvula de regulação de pressão ou fluxo. O volante tem um eixo geométrico de operação que é deslocado em relação a um eixo geométrico longitudinal do cilindro de fluido em um ângulo agudo.

[0006] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um dispositivo de válvula de regulação para um cilindro de fluido. O dispositivo de válvula de regulação inclui um corpo principal e uma válvula de desligamento que tem um tucho esférico localizado dentro do corpo principal que atua a válvula de desligamento. Uma válvula de pressão residual está localizada dentro do corpo principal e é configurada para abastecer fluido do cilindro de fluido para a válvula de desligamento. Uma alavanca se estende a partir do corpo principal e tem uma superfície de came que interage com o tucho esférico conforme a alavanca é girada para transladar o tucho esférico linearmente dentro do corpo principal. A alavanca pode ser girada de uma primeira posição fechada da válvula através de uma posição aberta da válvula para uma segunda posição fechada da válvula, de modo que a posição aberta da alavanca seja intermediária entre a primeira posição fechada de válvula e a segunda posição fechada de válvula. Uma válvula de regulação de pressão ou fluxo está a jusante da válvula de desligamento e localizada mais acima ao longo do corpo principal do que cada um dentre a válvula de desligamento, o tucho esférico e a válvula de pressão residual.

[0007] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um dispositivo de válvula de regulação para um cilindro de fluido. O dispositivo de válvula de regulação inclui um corpo principal e uma válvula de desligamento que tem um tucho esférico localizado dentro do corpo principal que atua a válvula de desligamento. Uma válvula de pressão residual está localizada dentro do corpo principal e coaxial com a válvula de desligamento. Uma alavanca se estende a partir do corpo principal e tem uma superfície de came que interage com o tucho esférico conforme a alavanca é girada para transladar o tucho esférico linearmente dentro do corpo principal. A alavanca pode ser girada para baixo de uma primeira posição fechada da válvula através de uma posição aberta da válvula para uma segunda posição fechada da válvula, de modo que a posição aberta da alavanca seja intermediária entre a primeira posição fechada de válvula e a segunda posição fechada de válvula. Uma válvula de regulação de pressão ou fluxo está a jusante da válvula de desligamento e localizada mais acima ao longo do corpo principal do que cada um dentre a válvula de desligamento, o tucho esférico e a válvula de pressão residual. Um volante está conectado de modo operacional à válvula de regulação de pressão ou fluxo para ajustar uma configuração, tal como uma pressão de saída da válvula de regulação de pressão ou fluxo. O volante tem um eixo geométrico de operação que é deslocado em relação a um eixo geométrico longitudinal do cilindro de fluido em um ângulo agudo. A válvula de desligamento e a válvula de pressão residual são orientadas transversalmente ao eixo geométrico longitudinal do cilindro de fluido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0008] Os aspectos anteriores e outros aspectos da invenção ficarão evidentes para as pessoas versadas na técnica à qual a invenção se refere mediante a leitura da descrição a seguir com referência aos desenhos anexos, nos quais: A Figura 1 mostra uma VIPR; A Figura 2 mostra a VIPR juntamente com um ângulo de um volante da VIPR; A Figura 3 mostra tamanhos de cilindro de gás exemplificativos; A Figura 4 mostra a VIPR montada em um cilindro de gás; A Figura 5 mostra a VIPR montada em um cilindro de gás; A Figura 6 mostra a VIPR montada em um cilindro de gás; A Figura 7 mostra a VIPR montada em um cilindro de gás; A Figura 8 mostra a VIPR montada em um cilindro de gás; A Figura 9 mostra a VIPR montada em um cilindro de gás; A Figura 10 mostra a VIPR montada em um cilindro de gás; A Figura 11 mostra a VIPR montada em um cilindro de gás; A Figura 12 ilustra uma operação de uma alavanca para LIGAR/DESLIGAR da VIPR; A Figura 13 ilustra uma operação de uma alavanca para LIGAR/DESLIGAR da VIPR; A Figura 14 ilustra uma operação de uma alavanca para LIGAR/DESLIGAR da VIPR; A Figura 15 é uma vista frontal da VIPR; A Figura 16 é uma vista lateral da VIPR; A Figura 17 mostra uma vista em corte transversal parcial da VIPR; A Figura 18 mostra uma vista em corte transversal parcial da VIPR; A Figura 19 mostra uma vista em corte transversal da VIPR; A Figura 20 mostra uma vista em corte transversal parcial da VIPR; A Figura 21 mostra uma vista em corte transversal da VIPR.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0009] A presente invenção se refere às válvulas para controlar a pressão ou fluxo de fluido pressurizado de um tanque ou cilindro, e em particular às VIPRs. A presente invenção será descrita agora com referência aos desenhos, em que números de referência semelhantes são usados para elementos semelhantes do começo ao fim. Deve ser reconhecido que os vários desenhos não são necessariamente desenhados em escala de uma Figura para a outra nem dentro de uma dada Figura e, em particular, que o tamanho dos componentes é desenhado arbitrariamente para facilitar o entendimento dos desenhos. Na descrição a seguir, a título de explicação, inúmeros detalhes específicos são apresentados a fim de fornecer um entendimento completo da presente invenção. Pode ser evidente, no entanto, que a presente invenção pode ser praticada sem esses detalhes específicos. Adicionalmente, outras modalidades da invenção são possíveis e a invenção pode ser praticada e executada de formas diferentes daquela descrita. A terminologia e a fraseologia usadas para descrever a invenção são empregadas com o propósito de promover um entendimento da invenção e não devem ser consideradas limitantes.

[0010] Conforme usado no presente documento, "pelo menos um", "um ou mais" e "e/ou" são expressões em aberto que são tanto conjuntivas quanto disjuntivas em operação. Por exemplo, cada uma das expressões "pelo menos um dentre A, B e C", "pelo menos um dentre A, B ou C", "um ou mais dentre A, B e C", "um ou mais dentre A, B ou C” e “A, B e/ou C” significa A sozinho, B sozinho, C sozinho, A e B juntos, A e C juntos, B e C juntos, ou A, B e C juntos. Qualquer palavra ou frase disjuntiva que apresente dois ou mais termos alternativos, seja na descrição de modalidades, reivindicações ou desenhos, deve ser entendida como contemplando as possibilidades de inclusão de um dos termos, qualquer um dos termos ou ambos os termos. Por exemplo, a frase "A ou B" deve ser entendida como incluindo as possibilidades de "A" ou "B" ou "A e B”.

[0011] Os termos “cilindro” e “tanque” são usados intercambiavelmente no presente documento e ambos se referem a um vaso de armazenamento para um fluido, tal como um líquido e/ou gás. Cilindros/tanques de armazenamento podem ter um formato geralmente cilíndrico como é conhecido na técnica, ou outros formatos não cilíndricos. Os termos “cilindro” e “tanque” também incluem vasos de armazenamento de fluido menores normalmente denominados “garrafas” (por exemplo, garrafas de gás).

[0012] A Figura 1 mostra uma VIPR exemplificativa 10 montada sobre um tanque ou cilindro de gás 12. A VIPR 10 inclui uma válvula de desligamento ou isolamento que é operada por uma alavanca 14. A válvula de desligamento está localizada dentro do corpo principal 16 da VIPR e permite ou evita, seletivamente, que o gás pressurizado flua para fora do cilindro e através da VIPR 10, dependendo da posição da alavanca 14. A alavanca 14 é fixada ao corpo de VIPR 16 por um pino de dobradiça de alavanca 18 localizado em uma porção inferior do corpo de VIPR próxima ao cilindro de gás 12. Em uma modalidade exemplificativa, a válvula de desligamento está localizada adjacente à alavanca 14 e ao pino de dobradiça 18, também em uma porção inferior do corpo de VIPR 16 próxima ao cilindro de gás 12. Colocar a válvula de desligamento em uma porção inferior do corpo de VIPR 16 coloca a porção de alta pressão da VIPR 10 baixa na VIPR e próxima ao cilindro de gás 12. Isso serve para proteger a porção de alta pressão da VIPR 10 de impactos e choques externos e melhora a tenacidade da VIPR. Pelo menos uma dentre uma válvula de redução/regulação de pressão ou válvula de controle de fluxo (por exemplo, uma válvula de regulação de pressão ou fluxo) também está localizada dentro do corpo de VIPR 16, a jusante da válvula de desligamento. Um botão ou volante 24 é conectado de modo operacional à válvula de regulação de pressão ou fluxo para ajustar manualmente uma configuração de pressão ou fluxo da válvula de regulação. Isto é, a configuração da válvula de regulação de pressão ou fluxo é controlada manualmente por meio do volante 24. Pode ser visto que o volante 24 tem um eixo geométrico de operação que é deslocado de um eixo geométrico longitudinal do cilindro de gás 12 (por exemplo, inclinado para baixo a partir do eixo geométrico vertical do cilindro de gás em um ângulo agudo). Em modalidades adicionais, a VIPR 10 pode ter uma regulação de pressão de saída predefinida (por exemplo, uma pressão de saída fixa) em vez de ter um volante para ajustar a pressão/fluxo.

[0013] A alavanca 14 é mostrada em uma posição fechada de válvula ou desligamento para cima geralmente vertical. A posição aberta de válvula ou ligada da alavanca 14, que abre a válvula de desligamento, é de modo giratório para baixo até uma posição de alavanca geralmente horizontal. A alavanca 14 tem uma posição fechada de válvula ou de desligamento adicional, que é de modo giratório para baixo a partir da posição aberta horizontal. Assim, a alavanca 14 tem duas posições de desligamento, verticalmente para cima e para baixo, e uma única posição aberta horizontal. A alavanca 14 é giratória a partir de uma primeira posição fechada de válvula, que é mostrada na Figura 1, através de uma posição aberta de válvula até uma segunda posição fechada de válvula, de modo que a posição aberta de válvula da alavanca seja intermediária entre a primeira posição fechada de válvula e a segunda posição fechada de válvula. Na modalidade exemplificativa mostrada nas Figuras, a alavanca 14 é giratória para baixo a partir da primeira posição fechada de válvula através da posição aberta de válvula e até a segunda posição fechada de válvula, ao redor de um pino de dobradiça de alavanca geralmente orientado horizontalmente 18. No entanto, em modalidades adicionais, a alavanca poderia ser operada pela rotação em outras direções, tal como pela rotação que não seja dentro do plano vertical. A posição de desligamento para cima mostrada na Figura 1 se destina a uma posição de fechamento padrão para a alavanca 14, enquanto a posição de desligamento para baixo se destina a um desligamento de emergência da VIPR 10. Ter uma posição de desligamento para baixo permite que a alavanca 14 seja tocada para baixo por um operador a partir da posição aberta geralmente horizontal até a posição de desligamento para baixo para interromper rapidamente o fluxo de gás do cilindro 12. VIPRs convencionais são abertas levantando-se a alavanca e fechadas movendo-se a alavanca para baixo, e em uma situação de emergência um operador pode instintivamente tentar fechar a válvula movendo-se a alavanca para baixo. A VIPR 10 acomoda um desligamento para baixo convencional. A situação LIGADA/DESLIGADA da VIPR 10 será claramente visível para um operador com base na posição da alavanca 14, e a alavanca 14 permite que a válvula de desligamento dentro da VIPR 10 seja aberta e fechada rapidamente pelo operador. Ademais, quando a alavanca 14 está em uma posição aberta de válvula horizontal, a mesma poderia parecer similar a um gancho e uma pessoa pode tentar, erroneamente, pendurar algo na alavanca. Ou um objeto poderia cair na alavanca 14 de cima. Qualquer cenário resultará, normalmente, na queda da alavanca 14 para a segunda posição fechada de válvula em vez de danificar a alavanca ou VIPR ou entornar o cilindro de gás 12. A posição aberta de válvula intermediária da alavanca 14 e sua segunda posição fechada de válvula inferior são mostradas na Figura 14.

[0014] A VIPR 10 inclui um manômetro ou indicador de teor 20 montado em uma superfície frontal da VIPR. O indicador de teor 20 informa ao operador sobre a pressão de gás restante no cilindro 12. A VIPR 10 inclui adicionalmente uma porta de descarga para fixar uma mangueira ou conduto ou outros dispositivos em um processo a jusante. Em certas modalidades, a porta de descarga pode ter um encaixe de conexão rápida 22, embora outros tipos de encaixes (por exemplo, rosqueados) possam ser usados, caso desejado. O encaixe 22 poderia ter um formato padrão ou próprio e/ou poderia integrar várias funções (por exemplo, uma válvula sem retorno, válvula de retenção, válvula exigente, orifício calibrado, etc.). A pressão ou taxa de fluxo do fluido descarregado do cilindro 12 através da porta de descarga é controlada pela válvula de regulação na VIPR 10 de acordo com a configuração do volante 24.

[0015] O volante 24 pode incluir níveis de configuração e/ou graduações impressas no volante, e a VIPR pode incluir um indicador ou ponteiro direcionado para as graduações, para informar ao operador sobre a configuração atual. Em uma modalidade exemplificativa, o volante 24 fornece regulação de volta única do fluxo ou pressão de saída minima para máxima. Em modalidades adicionais, o volante 24 pode fornecer uma operação de múltiplas voltas. O tamanho do volante 24, (por exemplo, diâmetro e altura) pode permitir a facilidade de manuseio do operador ao usar luvas. O volante 24 e porção superior do corpo de VIPR 16 são orientados em um ângulo agudo (por exemplo, inclinado ou oblíquos) em relação ao eixo geométrico geralmente vertical do cilindro 12 e à porção inferior do corpo de VIPR. Esse projeto inclinado torna a operação do volante 24 e leitura das configurações de volante mais fácil e mais adequada para vários tamanhos de cilindros de gás em comparação com uma VIPR convencional. Por exemplo, o projeto inclinado permite que a configuração do volante 24 seja lida a partir tanto da frente do cilindro 12 quanto da lateral do cilindro e a partir do topo do cilindro (por exemplo, quando usado em cilindros pequenos que têm anteparos abertos). A Figura 2 mostra um ângulo exemplificativo de 22 graus de inclinação ou deslocamento entre o eixo geométrico longitudinal 26 do cilindro 12 e a porção inferior do corpo de VIPR 16 e o eixo geométrico 28 de operação do volante 24 e a porção superior do corpo de VIPR. Isto é, o eixo geométrico 28 do volante 24 e a porção superior do corpo de VIPR 16 é inclinado para baixo 22 graus a partir da vertical ou do eixo geométrico 26 do cilindro 12. O volante 24, assim, tem um eixo geométrico 28 de operação que é não paralelo e não perpendicular ao eixo geométrico 26 do cilindro. O volante 24 pode ser inclinado para baixo a partir da vertical em vários ângulos agudos ou faixas de ângulos, tais como 70 graus ou menos, 45 graus ou menos, ou 30 graus ou menos, entre 20 graus e 70 graus, etc. O ângulo de inclinação de 22 graus mostrado na Figura 2 é meramente exemplificativo. Porções da válvula de regulação de pressão ou fluxo dentro do corpo de VIPR 16, tais como um membro de válvula, apoio, molas, componentes de diafragma, etc., podem ser orientadas no mesmo ângulo ou ao longo do mesmo eixo geométrico 28 que o volante 24 (por exemplo, alinhadas com o volante).

[0016] Com relação à Figura 3, a VIPR 10 tem um projeto ergonômico compacto que é adequado para vários tamanhos de cilindros de gás. A Figura 3 mostra uma faixa exemplificativa de alturas de cilindro de gás com as quais a VIPR 10 pode ser usada, cilindros 12a de aproximadamente 12 polegadas (30 cm) até cilindros 12b de aproximadamente 60 polegadas (150 cm), ou mesmo cilindros mais altos (por exemplo, 170 cm/67 polegadas ou maiores). Quando instaladas em um cilindro, todas as funções primárias da VIPR são montáveis da frente e/ou topo do cilindro sem ter que virar o cilindro.

[0017] VIPRs convencionais podem ser projetados para o uso com um tamanho de cilindro, e produtos de VIPR diferentes podem ser produzidos para cilindros grandes e pequenos. Se o VIPR se destina a um cilindro grande ou alto, o acesso à válvula é nas laterais, e todas as funções estão alinhadas horizontalmente. Se a VIPR é destinada a cilindros pequenos, o acesso preferencial é a partir do topo, assim como a partir das laterais, e as funções são ambas alinhadas horizontal e verticalmente. O volante deslocado 24 da VIPR 10 abordada no presente documento permite abaixar a altura de produto e minimizar o incômodo lateral. A ergonomia tira vantagem disso; uma pessoa pode acessar todas as funções tanto a partir das laterais quanto a partir do topo. Além disso, a escala de regulador impressa no volante é inclinada para permitir fácil leitura de diferentes lados. Vantagens fornecidas pela VIPR 10 podem incluir um produto menor e mais compacto com relação às VIPRs tradicionais que têm alinhamentos verticais/horizontais; a VIPR pode encaixar na maioria das proteções existentes (anteparos) no mercado (sem necessidade de um anteparo personalizado); bom comprometimento com ergonomia, permitir acesso a partir das laterais em cilindros altos e grandes e também a partir do topo em cilindros pequenos; uma versão de produto única que pode ser usada com cilindros grandes e pequenos; e permite que as configurações reguladoras sejam lidas a partir tanto do lado quanto do topo.

[0018] As Figuras 4 e 5 mostram a VIPR 10 montada em um cilindro de gás grande 12, tal como um cilindro que tem entre, aproximadamente, 36 polegadas (90 cm) de altura e 60 polegadas (150 cm) de altura ou mais. A VIPR 10 é circundada por um anteparo protetor 30 que é fechado no topo. Acesso à VIPR 10 é fornecido através de aberturas nas laterais do anteparo 30, e a VIPR é ergonomicamente projetada para ser operadas através das aberturas quando estão localizadas aproximadamente no nível da cabeça. As Figuras 6 e 7 mostram a VIPR 10 montada em um cilindro de gás menor 12, tal como um cilindro com menos que 36 polegadas (90 cm) de altura. A VIPR 10 é circundada por um anteparo 32 que é aberto no topo e nas laterais, e a VIPR é acessível através do topo e dos lados do anteparo. As Figuras 4-7 mostram a alavanca 14 operada para abrir a VIPR. A extremidade operável da alavanca 14 é em formato de T (por exemplo, tem uma empunhadura em formato de T), que permite que a alavanca seja operada por meio de uma puxada de dedo, conforme mostrado nas Figuras 4 e 5 (por exemplo, quando a VIPR está localizada aproximadamente no nível da cabeça) ou por meio de um empurrão com o polegar, conforme mostrado nas Figuras 6 e 7 (por exemplo, quando a VIPR 10 está localizada aproximadamente no nível da cintura ou abaixo). O formato em T da extremidade operável da alavanca 14 permite que a alavanca tenha comprimento curto e seja compacta. A empunhadura de formato em T permite que o usuário aplique o esforço necessário para mover a alavanca de uma maneira fácil, por exemplo, com 2 dedos, ou com um empurrão do polegar ao ter espaço/superfície suficiente para colocar o polegar. Em outras palavras, a ergonomia em formato de T fornece uma empunhadura melhor e permite a fácil aplicação de força na alavanca 14. O comprimento encurtado da alavanca 14 é geralmente mais compacto em comparação com VIPRs convencionais, o que exige menos material para fabricação da mesma, e é menos sensível aos choques externos ou menos suscetíveis à flexão/quebra. As Figuras 8 e 9 mostram a operação do volante 24 através das aberturas nas laterais do anteparo 30 em um cilindro de gás grande 12. As Figuras 10 e 11 mostram a operação do volante 24 através da abertura no topo do anteparo 32 em um cilindro menor 12. O formato em T da alavanca 14 pode ser claramente visto na Figura 11, juntamente com uma porta de preenchimento 34 no lado traseiro do corpo de VIPR para preencher o cilindro 12.

[0019] As Figuras 12 e 13 mostram o efeito do projeto de alavanca 14 com relação à entornadura do cilindro 12. O movimento para cima da alavanca 14 para fechar a válvula de desligamento na VIPR 10 pode ser disparado quando o cilindro 12 é entornado em direção à alavanca. A alavanca 14 se projeta para além da abertura lateral no anteparo e a alavanca pode atingir uma superfície quando o cilindro 12 está inclinado, o que empurra a alavanca para cima, assim, se fecha a válvula de desligamento na VIPR 10 e diminui o risco de quebrar a alavanca. VIPRs convencionais tipicamente têm uma alavanca de operação que tem um ponto pivotante em direção ao topo da VIPR, e a válvula de desligamento é aberta levantando-se a alavanca. Isso coloca os componentes de alta pressão dentro da VIPR em direção ao topo do corpo de VIPR, e os mesmos são suscetíveis aos choques devido a sua distância do topo do cilindro. VIPRs convencionais têm, frequentemente, alavancas de operação que são projetadas para quebrar quando o cilindro entorna de modo a minimizar as forças transferidas para o cilindro ou válvula. Em vez de quebrar ou precisar de uma área frágil padrão para facilitar a quebra, a alavanca 14 discutida no presente documento é articulada em direção ao fundo do corpo de VIPR (próximo ao topo do cilindro 12) e pode virar para cima ou para baixo caso o cilindro entorne. Tal configuração interrompe automaticamente o fluxo de gás do cilindro mediante inclinação e protege melhor os componentes de alta pressão dentro da VIPR dos choques (a parte inferior da VIPR próxima ao cilindro é mais dura/mais difícil de quebrar). A Figura 14 ilustra a posição aberta de válvula intermediária da alavanca e o movimento para baixo da alavanca 14 para fechar a válvula de desligamento na VIPR 10. A Figura 14 também ilustra a alavanca 14 na segunda posição fechada de válvula para baixo, para comparação com a primeira posição fechada de válvula para cima mostrada em outras Figuras.

[0020] A Figura 15 fornece uma vista frontal da VIPR 10 sem o cilindro e a Figura 16 fornece uma vista lateral da VIPR sem o cilindro. A VIPR 10 pode incluir uma conexão de entrada 33 para fixar a VIPR no cilindro de gás. A conexão de entrada 33 pode ser uma conexão rosqueada ou incluir outra estrutura de fixação adequada. O indicador de configuração 35 (por exemplo, indicador de escala de fluxo ou pressão) para o volante 24 é mostrado em ambas as Figuras 15 e 16. O indicador de configuração 35 se estende para fora a partir do corpo principal de VIPR 16 e dobra para cima ao passar pela borda circunferencial do volante 24. O indicador de configuração 35 pode ser orientado para apontar ao longo do mesmo eixo geométrico que o eixo geométrico de operação de volante, ou ao longo de outro eixo geométrico (por exemplo, vertical), caso desejado.

[0021] A Figura 17 mostra detalhes de uma porção da válvula de desligamento 36 na VIPR 10 e como é operada pela alavanca 14. Em particular, a Figura 17 mostra o mecanismo para atuar a válvula de desligamento 36. A válvula de desligamento 36 inclui uma esfera 38 que opera como um seguidor de tucho ou came. O tucho esférico 38 atua a válvula de desligamento por meio de uma haste de válvula. O tucho esférico 38 empurra a haste de válvula para abrir a válvula conforme a esfera translada linearmente dentro do corpo de VIPR. O tucho esférico 38 é induzido em direção à alavanca 14 por uma mola 39. Girar a alavanca 14 para a posição geralmente horizontal aberta empurra o tucho esférico 38 para dentro por uma superfície de came 41 na alavanca, que comprime a mola e permite que a esfera mova lateralmente a haste de válvula para abrir a válvula. A extremidade da haste de válvula se projeta axialmente dentro da mola 39 em direção ao tucho esférico 38. A alavanca 14 inclui uma fenda 40 e superfície (ou superfícies) de came 41 que interagem com o tucho esférico 38 conforme a alavanca é girada para transladar o tucho esférico linearmente e atuar a válvula de desligamento 36. Quando a alavanca 14 está na posição fechada para cima, a fenda 40 está alinhada com o tucho esférico 38 e a esfera é acionada por mola em direção à fenda pela mola de inclinação 39 para fechar a válvula. O tucho esférico 38 é movido pela superfície (ou superfícies) de came 41 na alavanca 14 logo abaixo da fenda 40 conforme a alavanca é girada. Quando a alavanca 14 está na posição fechada para baixo, o tucho esférico 38 é empurrado na direção oposta à válvula 36 e sua haste e contra a superfície de came 41 da alavanca pela mola 39, desse modo, se fecha a válvula. A superfície (ou superfícies) de came 41 na alavanca 14 inclui uma porção côncava ou detenção 43 para manter a alavanca na posição aberta de válvula contra a força de inclinação do tucho esférico 38. O tucho esférico 38 e a mola de inclinação 39 podem estar localizados dentro de um membro de plugue 44 dentro do corpo principal de VIPR.

[0022] O tucho esférico 38 fornece uma carga de pouco atrito para a operação da válvula 36 (por exemplo, a operação de válvula funciona em um atrito de pseudorrolamento em vez de atrito dinâmico puro). O tucho esférico 38 tem um ponto circunferencial único de contato dentro da reentrância cilíndrica na VIPR em que o mesmo opera, o que minimiza o risco da esfera agarrar dentro da reentrância (por exemplo, agarrar na posição aberta e manter a válvula de desligamento 36 aberta). Tuchos convencionais são frequentemente pistões cilíndricos com uma superfície plana que entra em contato com o came na alavanca. Tal estrutura resulta em um esforço variável necessário para abertura durante a rotação da alavanca, e pode aumentar as cargas “laterais”. O ponto de contato se moverá proporcionalmente com o ângulo de alavanca, o que altera de maneira contínua a razão da alavanca de um alto esforço para um esforço inferior. Cargas laterais deslocarão um seguidor de came cilíndrico, o que aumenta as cargas em seu ponto de contato, assim, o atrito é aumentado com o risco de apresamento. Lubrificação das partes é fundamental para evitar tais eventos. Ao usar um tucho esférico 38 em vez de um pistão cilíndrico, o esforço do usuário é mais uniforme ao longo da rotação inteira da alavanca devido à melhor distribuição do ponto de contato com a superfície de came 41, cargas de atrito e risco de apresamento são reduzidos, e lubrificação é desnecessária. Em certas modalidades, a esfera 38 tem um tamanho padrão industrial para minimizar seu custo. Além disso, o uso de uma esfera 38 como um tucho torna a montagem da VIPR mais fácil visto que a esfera exige uma quantidade mínima de orientação intencional para colocar corretamente a esfera na reentrância cilíndrica na VIPR.

[0023] A Figura 18 mostra o sistema de desligamento para a VIPR que compreende a alavanca 14 e a válvula de desligamento 36, e também os componentes de uma válvula de pressão residual (RPV) (também denominado um dispositivo de pressão residual RPD) logo a montante da válvula de desligamento. A válvula de desligamento 36 inclui uma haste de válvula 46 que é fixada a um membro de válvula móvel 48 ou obturador. O membro de válvula móvel 48 se move dentro de um apoio de válvula 50 para abrir e fechar e permitir/interromper o fluxo de fluido para um regulador de pressão ou fluxo a jusante. O membro de válvula móvel 48 é induzido contra o apoio 50 por uma mola de válvula 52. O tucho esférico 38 abre a válvula de desligamento 36 empurrando-se a haste de válvula 46 (e indiretamente o membro de válvula móvel 48) conforme a alavanca 14 é girada.

[0024] A RPV inclui uma mola induzida ou mola de RPV 54 e um anel em O 56 que atua como um membro de válvula ou obturador. A RPV também pode incluir um anel 58 ou arruela localizada entre a mola de RPV 54 e o anel em O 56. A mola de RPV 54 inclina o anel em O contra o apoio de válvula 50. Um cilindro cilíndrico 60 (por exemplo, um filtro de bronze) está localizado radialmente entre a RPV e a válvula de desligamento 36. Na modalidade exemplificativa mostrada, o filtro 60 circunda a mola de válvula 52 e é, ele mesmo, circundado pela RPV. A RPV é configurada para fornecer fluido a partir do cilindro até a válvula de desligamento 36 através do filtro 60 enquanto se mantém uma pressão de fluido positiva no cilindro. A RPV será normalmente aberta para permitir que o fluido (por exemplo, gás) flua do cilindro através do filtro 60 e para o apoio de válvula 50 desde que haja pressão adequada no cilindro. Fluxo de fluido 61 do cilindro até a RPV é mostrado esquematicamente na Figura 18. A RPV está localizada coaxialmente com a válvula de desligamento 36 e seus componentes, e a montante da válvula de desligamento. Essa integração reduz o número de componentes necessários para manter a pressão residual e também a complexidade dos componentes restantes, assim como a usinagem necessária no corpo de VIPR 16, assim, se reduz o tamanho da VIPR e seus custos de fabricação. A posição a montante da RPV fornece o teste correto de vazamentos na válvula para LIGAR/DESLIGAR durante fabricação e nas instalações dos usuários (em operações de preenchimento de gás em um local final do usuário), que elimina a possibilidade de ter falsos negativos. Dentro do corpo de VIPR 16, a válvula de desligamento 36 e a RPV são orientadas de maneira transversal ou perpendicular ao eixo geométrico longitudinal 26 do cilindro 12 (Figura 2).

[0025] A Figura 19 é uma vista em corte transversal da VIPR 10. Na Figura 19, o sistema de desligamento que compreende a alavanca e a válvula de desligamento 36 e RPV adjacente são mostrados, juntamente com a válvula de regulação de pressão ou fluxo axialmente deslocada (por exemplo, inclinada) a jusante, tal como o regulador de pressão 42. A Figura 20 mostra o regulador de pressão 42 em mais detalhes. Pode ser visto que o regulador de pressão 42 é um regulador à base de diafragma que é controlado pela posição do volante 24. O regulador de pressão 42 inclui uma mola reguladora 62, um elemento de detecção, tal como um diafragma 64, e uma montagem de válvula 66 operada pelo diafragma. Em particular, a operação da montagem de válvula 66 é controlada pelo ponto de definição de pressão do regulador conforme estabelecido pela mola 62 e diafragma 64, e a montagem de válvula 66 é fixada ao e móvel pelo diafragma 64. A mola 62 é um membro de inclinação que aplica uma força de inclinação contra o diafragma 64, que tende a abrir a válvula 66 quando a pressão de saída regulada é menor que o ponto de definição de pressão. O ponto de definição de pressão pode ser ajustado virando-se o parafuso regulador 68 por meio do volante 24, e o parafuso regulador 68 ajusta a carga de mola no diafragma 64. O regulador de pressão 42 pode incluir uma cobertura ou tampão 70 que contém a mola reguladora 62. O parafuso regulador 68 se estende através do tampão 70 e o parafuso regulador pode ser um parafuso de volta única. A operação dos reguladores de pressão de diafragma é conhecida e não precisa ser discutida em detalhes no presente documento. Em modalidades adicionais, o regulador de pressão 42 poderia ser um regulador à base de pistão.

[0026] A válvula de regulação de pressão ou fluxo na VIPR (por exemplo, regulador de pressão 42) está localizada mais alta ao longo do corpo principal de VIPR 16 do que a válvula de desligamento 36, a RPV, o tucho esférico e o pino de dobradiça de alavanca 18 (consultar a Figura 19). Tal configuração coloca os componentes de alta pressão dentro da VIPR 10 em direção ao fundo do corpo 16 e mais próximos do cilindro de gás, que protege melhor os componentes de alta pressão de choques (a parte inferior da VIPR próxima ao cilindro é mais dura/mais difícil de quebrar).

[0027] A Figura 21 é uma vista em corte transversal da VIPR que mostra a porta de preenchimento 34 em detalhes. A porta de preenchimento 34 pode incluir um membro de válvula ou obturador 72 que é fechado induzido por uma mola 74. A porta de preenchimento 34 também pode incluir um filtro 76, tal como um filtro de bronze, por exemplo.

[0028] Deve ser evidente que esta revelação é a título de exemplo e que várias mudanças podem ser realizadas adicionando-se, modificando-se ou eliminando-se detalhes sem que se afaste do escopo do ensinamento contido nesta revelação. A invenção não é, portanto, limitada aos detalhes particulares desta revelação, exceto até o ponto em que as reivindicações a seguir sejam necessariamente assim limitadas.

Claims

1. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA CILINDRO DE FLUIDO, caracterizado por compreender: uma válvula de desligamento que tem um tucho esférico que ativa a válvula de desligamento; uma alavanca que tem uma superfície de came que interage com o tucho esférico conforme a alavanca é girada para transladar o tucho esférico linearmente e ativar a válvula de desligamento, em que a alavanca pode ser girada de uma primeira posição fechada da válvula através de uma posição aberta da válvula para uma segunda posição fechada da válvula, de modo que a posição aberta da válvula seja intermediária entre a primeira posição fechada da válvula e a segunda posição fechada da válvula; uma válvula de regulação de pressão ou fluxo a jusante da válvula de desligamento; e um volante conectado de modo operacional à válvula de regulação de pressão ou fluxo para ajustar uma configuração da válvula de regulação de pressão ou fluxo, em que o volante tem um eixo longitudinal de operação que é deslocado em relação a um eixo geométrico longitudinal do cilindro de fluido em um ângulo agudo.

2. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo tucho esférico ser induzido por mola em direção à alavanca, e a superfície de came inclui um detentor para manter a alavanca na posição aberta da válvula.

3. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma extremidade da alavanca ser em formato de T.

4. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender, ainda, uma válvula de pressão residual a montante da válvula de desligamento, em que a válvula de pressão residual ser configurada para abastecer fluido do cilindro de fluido para a válvula de desligamento enquanto mantém uma pressão positiva no cilindro de fluido.

5. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela válvula de pressão residual ser coaxial com a válvula de desligamento.

6. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela válvula de desligamento e a válvula de pressão residual são orientadas transversalmente ao eixo geométrico longitudinal do cilindro de fluido.

7. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender, ainda, um pino de dobradiça de alavanca, em que a válvula de regulação de pressão ou fluxo está localizada mais acima no dispositivo de válvula de regulação do que o pino de dobradiça de alavanca e a válvula de desligamento.

8. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo ângulo agudo ser 30 graus ou menos.

9. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA CILINDRO DE FLUIDO, caracterizado por compreender: um corpo principal; uma válvula de desligamento que tem um tucho esférico dentro do corpo principal que ativa a válvula de desligamento; uma válvula de pressão residual localizada dentro do corpo principal e que é configurada para abastecer fluido do cilindro de fluido para a válvula de desligamento; uma alavanca que se estende a partir do corpo principal e que tem uma superfície de came que interage com o tucho esférico conforme a alavanca é girada para transladas o tucho esférico linearmente dentro do corpo principal, em que a alavanca pode ser girada de uma primeira posição fechada da válvula através de uma posição aberta da válvula para uma segunda posição fechada da válvula, de modo que a posição aberta da válvula da alavanca seja intermediária entre a primeira posição fechada da válvula e a segunda posição fechada da válvula; e uma válvula de regulação de pressão ou fluxo a jusante da válvula de desligamento e localizada mais acima ao longo do corpo principal do que cada um dentre a válvula de desligamento, o tucho esférico e a válvula de pressão residual.

10. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo tucho esférico ser induzido por mola em direção à alavanca, e a superfície de came inclui um detentor para manter a alavanca na posição aberta da válvula.

11. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por uma extremidade da alavanca ser em formato de T.

12. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela válvula de pressão residual ser coaxial com a válvula de desligamento.

13. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela válvula de desligamento e a válvula de pressão residual são orientadas transversalmente a um eixo geométrico longitudinal do cilindro de fluido.

14. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender, ainda, um pino de dobradiça de alavanca, em que a válvula de regulação de pressão ou fluxo está localizada mais acima ao longo do corpo principal do que o pino de dobradiça de alavanca.

15. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender, ainda, um volante conectado de modo operacional à válvula de regulação de pressão ou fluxo para ajustar uma configuração da válvula de regulação de pressão ou fluxo, em que o volante tem um eixo geométrico de operação que é deslocado em relação a um eixo geométrico longitudinal do cilindro de fluido em um ângulo agudo.

16. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA CILINDRO DE FLUIDO, caracterizado por compreender: um corpo principal; uma válvula de desligamento que tem um tucho esférico dentro do corpo principal que ativa a válvula de desligamento; uma válvula de pressão residual localizada dentro do corpo principal e coaxial com a válvula de desligamento; uma alavanca que se estende a partir do corpo principal e que tem uma superfície de came que interage com o tucho esférico conforme a alavanca é girada para transladas o tucho esférico linearmente dentro do corpo principal, em que a alavanca pode ser girada para baixo de uma primeira posição fechada da válvula através de uma posição aberta da válvula para uma segunda posição fechada da válvula, de modo que a posição aberta da válvula da alavanca seja intermediária entre a primeira posição fechada da válvula e a segunda posição fechada da válvula; e uma válvula de regulação de pressão ou fluxo a jusante da válvula de desligamento e localizada mais acima ao longo do corpo principal do que cada um dentre a válvula de desligamento, o tucho esférico e a válvula de pressão residual; e um volante conectado de modo operacional à válvula de regulação de pressão ou fluxo para ajustar uma configuração da válvula de regulação de pressão ou fluxo, em que o volante tem um eixo longitudinal de operação que é deslocado em relação a um eixo geométrico longitudinal do cilindro de fluido em um ângulo agudo, em que a válvula de desligamento e a válvula de pressão residual são orientadas transversalmente ao eixo geométrico longitudinal do cilindro de fluido.

17. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo tucho esférico ser induzido por mola em direção à alavanca, e a superfície de came inclui um detentor para manter a alavanca na posição aberta da válvula.

18. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por uma extremidade da alavanca ser em formato de T.

19. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por compreender, ainda, um pino de dobradiça de alavanca, em que a válvula de regulação de pressão ou fluxo está localizada mais acima ao longo do corpo principal do que o pino de dobradiça de alavanca.

20. DISPOSITIVO DE VÁLVULA DE REGULAÇÃO PARA UM CILINDRO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo ângulo agudo ser 30 graus ou menos.