BR102022026801A2

BR102022026801A2 - Válvula de controle de fluxo proporcional

Info

Publication number: BR102022026801A2
Application number: BR102022026801-0A
Authority: BR
Inventors: David M. Sobka, Jr.; Jeffrey S. Simmonds
Original assignee: Mac Valves, Inc
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2022-12-27
Publication date: 2023-10-10
Also published as: MX2023000091A; GB202219544D0; CA3184593A1; US11976734B2; TW202336370A; GB2618178A; JP2023098696A; AU2022291507A1; CN116398665A; US20230204110A1; KR20230100691A

Abstract

válvula de controle de fluxo proporcional. um aparelho de válvula que inclui um conjunto de válvula incluindo um corpo retentor de válvula que abriga um gatilho móvel que define um elemento de válvula que é configurado para entrar em contato com uma sede de válvula de formato cônico do corpo retentor de válvula; e um conjunto de motor incluindo um eixo rotativo que é configurado para acionar o conjunto de válvula; em que o eixo rotativo inclui uma rosca formada em uma extremidade do mesmo, a rosca sendo engatada com uma luva que, por meio da rotação da rosca pelo eixo rotativo, irá transladar a luva em direção e afastado do gatilho móvel para transferir uma força axial para o gatilho que força o elemento de válvula a engatar e desengatar com a sede de válvula para abrir e fechar o conjunto de válvula.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA PARA PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório dos EUA n° 63/294,240, depositado em 28 de dezembro de 2021. A descrição completa do pedido acima é aqui incorporada por referência.

Campo Técnico

[0002] A presente divulgação refere-se a uma válvula de controle de fluxo proporcional.

Antecedentes

[0003] Esta seção fornece informações básicas relacionadas à presente divulgação que não são necessariamente técnicas anteriores.

[0004] Válvulas com controle proporcional fornecem maior controle sobre a quantidade de fluido que pode passar pela válvula. Isso pode ser particularmente importante quando uma quantidade específica de fluido é necessária para uma aplicação específica, como, por exemplo, um procedimento ou tratamento médico. A este respeito, se a quantidade correta de fluido não for fornecida durante o procedimento ou tratamento, a eficácia do procedimento ou tratamento pode ser reduzida. Outras aplicações que podem exigir controle proporcional, incluindo o fornecimento de uma quantidade correta de carbonatação para uma bebida, o fornecimento de controle de pressão de fluido para uma unidade de assistência de mobilidade e aplicações que requerem dosagem de fluido.

Sumário

[0005] Esta seção fornece um resumo geral da divulgação e não é uma divulgação abrangente de seu escopo completo ou de todas as suas características.

[0006] De acordo com um primeiro aspecto da presente divulgação, é fornecido um aparelho de válvula que inclui um conjunto de válvula incluindo um corpo retentor de válvula que abriga um gatilho móvel que define um elemento de válvula que é configurado para entrar em contato com uma sede de válvula do corpo retentor de válvula; e um conjunto de motor incluindo um eixo rotativo que é configurado para acionar o conjunto de válvula; em que o eixo rotativo inclui uma rosca formada em uma extremidade do mesmo, a rosca sendo engatada com uma luva que, por meio da rotação da rosca pelo eixo rotativo, irá transladar a luva em direção e afastada do gatilho móvel para transferir uma força axial para o gatilho que força o elemento de válvula a engatar e desengatar com a sede de válvula para abrir e fechar o conjunto de válvula.

[0007] De acordo com o primeiro aspecto, o aparelho de válvula também pode incluir um conjunto de mola para desviar o elemento de válvula para longe do assento de válvula.

[0008] De acordo com o primeiro aspecto, o corpo retentor de válvula inclui uma primeira entrada, uma segunda entrada e uma saída, em que a primeira entrada é configurada para estar em comunicação fluida com um primeiro fluido e a segunda entrada está configurada para estar em comunicação fluida com um segundo fluido.

[0009] De acordo com o primeiro aspecto, o primeiro e o segundo fluidos se misturam quando o conjunto de válvula está aberto.

[00010] De acordo com o primeiro aspecto, o primeiro fluido inclui um gás e o segundo fluido inclui um líquido.

[00011] De acordo com o primeiro aspecto, o primeiro fluido e o segundo fluido incluem, cada um, um líquido ou um gás.

[00012] De acordo com o primeiro aspecto, a rosca é configurada de modo que uma única rotação de 360 graus da rosca do eixo rotativo abrirá totalmente o conjunto de válvula.

[00013] De acordo com o primeiro aspecto, o aparelho de válvula também pode incluir um espaçador cilíndrico envolvendo o eixo rotativo entre a rosca e o conjunto de motor.

[00014] De acordo com o primeiro aspecto, a rosca do eixo rotativo se encaixa com uma superfície rosqueada correspondente da luva, e a luva inclui uma extensão cilíndrica que engata de forma deslizante no espaçador cilíndrico.

[00015] De acordo com o primeiro aspecto, o aparelho de válvula também pode incluir um diafragma de vedação entre o gatilho e a rosca do eixo rotativo, em que um diâmetro do diafragma de vedação é substancialmente igual a um diâmetro do corpo retentor de válvula.

[00016] De acordo com um segundo aspecto da presente divulgação, é fornecido um aparelho de válvula que pode incluir um corpo retentor de válvula que define uma sede de válvula; um gatilho móvel que define um elemento de válvula que está configurado para entrar em contato com a sede de válvula do corpo retentor de válvula; um eixo rotativo que é configurado para acionar o gatilho móvel; uma rosca formada em uma extremidade do eixo rotativo; um diafragma de vedação entre o gatilho móvel e o eixo rotativo; e uma luva engatada com a rosca do eixo rotativo, em que a rotação da rosca pelo eixo rotativo translada a luva em direção e afastada do gatilho móvel para transferir uma força axial para o gatilho que força o elemento de válvula a engatar e desengatar com a sede da válvula para abrir e fechar o conjunto da válvula.

[00017] De acordo com o segundo aspecto, a luva inclui uma superfície rosqueada internamente que é engatada na rosca do eixo rotativo.

[00018] De acordo com o segundo aspecto, a luva inclui uma superfície de encosto configurada para entrar em contato com o gatilho e transmitir a força axial ao gatilho.

[00019] De acordo com o segundo aspecto, o aparelho de válvula também pode incluir um espaçador cilíndrico envolvendo o eixo rotativo em uma extremidade do eixo rotativo que não inclui a rosca.

[00020] De acordo com o segundo aspecto, a luva inclui uma primeira porção configurada para ser encaixada com a rosca do eixo rotativo e uma porção cilíndrica que se estende axialmente que é configurada para deslizar ao longo do espaçador.

[00021] De acordo com o segundo aspecto, o corpo retentor de válvula inclui uma primeira entrada, uma segunda entrada e uma saída, em que a primeira entrada é configurada para estar em comunicação fluida com um primeiro fluido e a segunda entrada está configurada para estar em comunicação fluida com um segundo fluido.

[00022] De acordo com o segundo aspecto, a primeira entrada está localizada em um primeiro lado do elemento de válvula e a segunda entrada está localizada em um segundo lado do elemento de válvula, a saída está localizada entre a primeira entrada e a segunda entrada, e o primeiro e o segundo fluidos se misturam quando o conjunto de válvula estiver aberto.

[00023] De acordo com o segundo aspecto, o primeiro fluido e o segundo fluido incluem, cada um, um líquido ou um gás.

[00024] De acordo com o segundo aspecto, um diâmetro do diafragma de vedação é substancialmente igual a um diâmetro do corpo retentor de válvula.

[00025] De acordo com o segundo aspecto, o aparelho de válvula também pode incluir um motor para girar o eixo rotativo e a rosca do eixo rotativo para transladar a luva em direção e para longe do gatilho móvel.

[00026] Outras áreas de aplicabilidade se tornarão aparentes a partir da descrição aqui fornecida. A descrição e exemplos específicos neste resumo destinam-se apenas para fins de ilustração e não se destinam a limitar o escopo da presente divulgação.

Figuras

[00027] Os desenhos aqui descritos são apenas para fins ilustrativos de modalidades selecionadas e não de todas as implementações possíveis, e não se destinam a limitar o escopo da presente divulgação.

[00028] A Figura 1 é uma vista em corte transversal de uma primeira válvula de controle proporcional de acordo com um princípio da presente divulgação; e

[00029] A Figura 2 é uma vista em corte transversal de uma segunda válvula de controle proporcional de acordo com um princípio da presente divulgação.

[00030] Números de referência correspondentes indicam partes correspondentes ao longo das várias vistas dos desenhos.

Descrição detalhada

[00031] Exemplos de modalidades serão agora descritos mais detalhadamente com referência aos desenhos anexos. As modalidades de exemplo são fornecidas para que esta divulgação seja completa e transmita totalmente o escopo para os técnicos no assunto. Numerosos detalhes específicos são apresentados, como exemplos de componentes, dispositivos e métodos específicos, para fornecer uma compreensão completa das modalidades da presente divulgação. Será evidente para os técnicos no assunto que detalhes específicos não precisam ser empregados, que exemplos de modalidades podem ser incorporados em muitas formas diferentes e que nenhum deles deve ser interpretado como limitando o escopo da divulgação. Em algumas modalidades de exemplo, processos bem conhecidos, estruturas de dispositivos bem conhecidas e tecnologias bem conhecidas não são descritos em detalhes.

[00032] A terminologia aqui utilizada é para fins de descrição de exemplos de modalidades particulares apenas e não se destina a ser limitante. Conforme usado neste documento, as formas singulares “um”, “uma” e “o” também podem incluir as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Os termos “compreende”, “compreendendo”, “incluindo”, e “ter” são inclusivos e, portanto, especificam a presença de características, operações, elementos e/ou componentes declarados, mas não excluem a presença ou adição de uma ou mais características, operações, elementos, componentes e/ou seus grupos.

[00033] Quando um elemento ou camada é referido como estando “ligado”, “encaixado em”, “conectado a” ou “acoplado a” outro elemento ou camada, ele pode estar diretamente ligado, engatado, conectado ou acoplado ao outro elemento ou camada, ou elementos intermediários ou camadas podem estar presentes. Em contraste, quando um elemento é referido como sendo “diretamente ligado”, “diretamente conectado a”, “diretamente conectado a” ou “diretamente acoplado a” outro elemento ou camada, pode não haver elementos ou camadas intervenientes presentes. Outras palavras usadas para descrever a relação entre os elementos devem ser interpretadas de maneira semelhante (por exemplo, “entre” versus “diretamente entre”, “adjacente” versus “diretamente adjacente” etc.).

[00034] Embora os termos primeiro, segundo, terceiro, etc. possam ser usados aqui para descrever vários elementos ou componentes, esses elementos ou componentes não devem ser limitados por esses termos. Esses termos podem ser usados apenas para distinguir um elemento ou componente de outro. Termos como “primeiro”, “segundo” e outros termos numéricos, quando usados aqui, não implicam uma sequência ou ordem, a menos que claramente indicado pelo contexto. Assim, um primeiro elemento ou componente pode ser denominado um segundo elemento ou componente sem se afastar dos ensinamentos das modalidades de exemplo.

[00035] Termos relativos espacialmente, como “interno”, “externo”, “mais baixo que”, “abaixo”, “inferior”, “acima”, “superior” e semelhantes, podem ser usados aqui para facilitar a descrição de um elemento ou relação da característica com outro(s) elemento(s) ou características(s), conforme ilustrado nas figuras. Os termos espacialmente relativos podem abranger diferentes orientações do dispositivo em uso ou operação, além da orientação representada nas figuras. Por exemplo, se o dispositivo nas figuras for virado, os elementos descritos como “abaixo” ou “inferior” de outros elementos ou características seriam então orientados “acima” dos outros elementos ou características. Assim, o termo de exemplo “abaixo” pode abranger tanto uma orientação de cima quanto de baixo. O dispositivo pode ser orientado de outra forma (rodado 90 graus ou em outras orientações) e os descritores espacialmente relativos usados neste documento interpretados de acordo.

[00036] A Figura 1 ilustra um primeiro aparelho de válvula de controle proporcional 10 de acordo com a presente divulgação. O aparelho de válvula 10 é configurado para controlar proporcionalmente um fluxo de fluido, incluindo líquidos e gases. Na modalidade ilustrada, o aparelho de válvula 10 é uma válvula de três vias que é configurada para permitir que dois fluidos entrem no aparelho de válvula 10 e se misturem antes de sair do aparelho de válvula 10. Os dois fluidos podem ser iguais ou diferentes, e é contemplado que um fluido pode ser um líquido e o outro fluido pode ser um gás.

[00037] O primeiro aparelho de válvula 10 inclui um conjunto de válvula 12 e um conjunto de motor 14 que está configurado para acionar o conjunto de válvula 12. O conjunto de motor 14 pode incluir um motor de passo (não mostrado) alojado em um alojamento de motor 16 e um codificador 18. O codificador 18 é configurado para fornecer feedback posicional e indexação. Ao usar um índex, o aparelho de válvula 10 pode ser configurado para abrir e fechar totalmente digitalmente.

[00038] O conjunto de válvula 12 inclui um corpo retentor de válvula 20, um gatilho 22, um elemento de acoplamento 24 que faz contato com o gatilho 22 a um eixo 25 do conjunto do motor 14, uma bucha conectora 26, um conjunto de mola 28 e um par de diafragmas de vedação 30. O conjunto de válvula 12 também inclui um conjunto de alojamento de válvula 32 incluindo um primeiro alojamento 34 que conecta o conjunto de válvula 12 ao conjunto de motor 14 e um segundo alojamento 36 que aloja o conjunto de mola 28.

[00039] O corpo retentor de válvula 20 pode ser formado de um material rígido, tal como um material metálico ou um material polimérico. O corpo retentor de válvula 20 inclui uma primeira extremidade 37a configurada para ser acoplada à bucha conectora 26 e uma segunda extremidade 37b configurada para ser acoplada ao segundo alojamento 36. A bucha conectora 26 e o segundo alojamento 36 podem ser acoplados por rosqueamento à primeira e à segunda extremidades 37a e 37b, respectivamente, do corpo retentor de válvula 20. Um dos diafragmas de vedação 30 está posicionado entre a primeira extremidade 37a do corpo retentor de válvula 20 e a bucha conectora 2 6, e o outro dos diafragmas de vedação 30 está posicionado entre a segunda extremidade 37b do corpo retentor de válvula 20 e o segundo alojamento 36. Os diafragmas de vedação 30 são usados para equilibrar o gatilho 22 sob pressão. Os diafragmas 30 podem incluir uma nervura anular 31 que melhora a vedação do diâmetro interno e externo do diafragma 30. Nesse sentido, por exemplo, quando o diafragma 30 é posicionado entre a primeira extremidade 37a do corpo retentor de válvula 20 e a bucha conectora 26 e esses componentes são rosqueados juntos, a nervura 31 é configurada para comprimir de forma a aumentar a capacidade de vedação. Uma ação semelhante ocorre quando o diafragma 30 é posicionado entre a segunda extremidade 37b do corpo retentor de válvula 20 e o segundo alojamento 36 e esses componentes são rosqueados juntos. Além disso, a compressão da nervura 31 auxilia na compensação das tolerâncias de fabricação dos componentes que ensanduicham os diafragmas 30.

[00040] O corpo retentor de válvula 20 inclui uma primeira abertura ou porta de entrada 38 configurada para comunicação fluida com uma primeira fonte de fluido (não mostrada), uma segunda abertura ou porta de entrada 42 configurada para comunicação fluida com uma segunda fonte de fluido (não mostrada) e uma abertura ou porta de saída 40.

[00041] O gatilho 22 é recebido de forma móvel dentro do corpo retentor de válvula 20. Semelhante ao corpo retentor de válvula 20, o gatilho 22 pode ser formado de um material rígido, tal como um material metálico ou um material polimérico. O gatilho 22 inclui uma extremidade proximal 41 configurada para ser conectada ao elemento de acoplamento 24 e uma extremidade distal 43 configurada para ser conectada ao conjunto de mola 28. Um elemento de válvula 44 está localizado entre as extremidades proximal e distal 41, 43 do gatilho 22 na segunda porta 30. À medida que o gatilho 22 é transladado para frente e para trás ao longo do eixo X do conjunto de válvula 12 para abrir e fechar o conjunto de válvula 12, o elemento de válvula 44 é configurado para entrar em contato com uma sede de válvula 46 do corpo retentor de válvula 20, que tem formato cônico para melhorar o fluxo e queda de pressão. Quando o elemento de válvula 44 está em contato com a sede de válvula 4 6, o conjunto de válvula 12 é fechado (como mostrado na Figura 1), e quando o elemento de válvula 44 é afastado da sede de válvula 46, o conjunto de válvula 12 é aberto (não mostrado). Quando o conjunto de válvula 12 está aberto, o fluido que entra na primeira porta de entrada 38 e na segunda porta de entrada 42 pode fluir pelo elemento de válvula 44, se misturar e, em seguida, sair do conjunto de válvula 12 através da abertura de saída 40.

[00042] A bucha conectora 26 conecta a primeira extremidade 37a do corpo retentor de válvula 20 ao primeiro alojamento 34. A bucha conectora 2 6 pode ser formada de um material rígido, tal como um material metálico ou um material polimérico. A bucha conectora 26 inclui uma superfície rosqueada externa para conexão ao corpo retentor de válvula 20 e uma superfície rosqueada interna para conexão ao primeiro alojamento 34.

[00043] O gatilho 22 é configurado para ser acionado por uma luva axialmente transladável 56 que é acionada pelo eixo 25 do conjunto de motor 14. Mais particularmente, o gatilho 22 é conectado ao eixo 25 por meio do elemento de acoplamento 24 e da luva 56. O elemento de acoplamento 24 inclui uma projeção rosqueada 48 que é engatada por rosqueamento com um recesso rosqueado 50 do gatilho 22. Um corpo principal cilíndrico 52 do elemento de acoplamento 24 inclui uma superfície de encosto 54 que é configurada para encostar na luva 56 que envolve uma rosca 58 que faz parte do eixo 25. Como o eixo 25 e a rosca 58 giram, a luva 56 pode ser movida em direção e afastada do elemento de acoplamento 24. Quando a luva 56 entra em contato com o elemento de acoplamento 24 e exerce uma força contra a superfície de encosto 54, o elemento de acoplamento 24 irá transmitir esta força ao gatilho 22 para forçar o elemento de válvula 44 para engatar com a sede da válvula 46. Quando a luva 56 é movida para longe do elemento de acoplamento 24, uma força contrária exercida pelo conjunto de mola 28 desviará o elemento da válvula 44 do gatilho 22 para longe da sede da válvula 46 para abrir o conjunto da válvula 12.

[00044] A rosca 58 pode ser especificamente projetada e personalizada para controlar o movimento do elemento de válvula 44 para personalizar o fluxo proporcional permitido para passar pelo conjunto de válvula 12. Na modalidade ilustrada, a rosca 58 é projetada para permitir um curso de válvula de 2,5 mm (isto é, o conjunto de válvula 12 está totalmente aberto) com uma única rotação de 360 graus da rosca 58. Cursos de válvula inferiores a 2,5 mm são permitidos controlando a quantidade de rotação da rosca 58. Desta forma, controlando a quantidade de rotação da rosca 58, o fluxo através do conjunto de válvula 12 pode ser rigidamente controlado em vez de abrir e fechar totalmente o conjunto da válvula 12. Deve ser entendido que o curso da válvula de 2,5 mm é apenas um exemplo e que diferentes cursos da válvula podem ser obtidos modificando os passos entre as arestas 59 da rosca 58.

[00045] O conjunto de mola 28 inclui uma primeira sede de mola 60 fixada à segunda extremidade 37b do corpo retentor de válvula 20 e uma segunda sede de mola 62 acoplada a uma superfície interna do segundo alojamento 36, com uma mola helicoidal 64 sendo posicionada entre a primeira sede de mola 60 e a segunda sede de mola 62. A primeira sede de mola 60 inclui uma extensão rosqueada 66 acoplada à segunda extremidade 37b do corpo retentor de válvula 20 e um rebordo anular 68 que é configurado para suportar uma primeira extremidade 64a da mola 64. A segunda sede de mola 62 inclui uma projeção cilíndrica 70 que é circundada por uma superfície anular 72, com uma segunda extremidade 64b da mola 64 envolvendo a projeção cilíndrica 70 e sendo suportada pela superfície anular 72.

[00046] Conforme observado acima, a rotação do eixo 25 e da rosca 58 pode controlar a quantidade que o conjunto de válvula 12 pode abrir. Além disso, conforme observado acima, o conjunto de mola 28 é configurado para desviar o elemento de válvula 44 do gatilho 22 para longe da sede da válvula 46. À medida que o eixo 25 e a rosca 58 giram e movem o gatilho 22, a mola 64 irá comprimir e permitir que o gatilho 22 se mova ao longo do eixo X. O espaçador de eixo 74 é um elemento cilíndrico oco incluindo um comprimento axial que pode ser especificamente selecionado e adaptado para limitar o movimento do eixo ao longo do eixo X devido a uma mola (não ilustrada) que está localizada dentro do conjunto de motor 14. A luva 56 inclui uma superfície rosqueada interior 57 configurada para encaixar com a rosca 58 e uma seção cilíndrica que se estende axialmente 61 que é configurada para deslizar ao longo de uma abertura formada no conjunto de alojamento 32 que inclui um par de planos paralelos que evitam que a luva 56 gire e permite que a luva 56 se mova para frente e para trás conforme o eixo 25 gira.

[00047] O conjunto de válvula 12 também pode incluir uma pluralidade de elementos de vedação ou anéis de vedação 7 6 posicionados em torno de um exterior do corpo retentor de válvula 20. Especificamente, os elementos de vedação 76 são posicionados dentro dos recessos 78 posicionados acima do corpo retentor de válvula 20. A profundidade dos recessos 78 e dos diâmetros transversais dos elementos de vedação 76 pode ser especificamente projetada e adaptada para permitir que o conjunto de válvula 12 seja inserido em um coletor (não mostrado) de uma maneira que não danifique o elemento de vedação 76. A esse respeito, os aparelhos de válvula convencionais são tipicamente rosqueados (isto é, rotacionados) para encaixar com um orifício (não mostrado) do coletor (não mostrado) , o que pode danificar os elementos de vedação durante este processo de conexão. Além disso, ao desenroscar o aparelho de válvula convencional do orifício, a rotação pode separar o conjunto de motor do conjunto de válvula e deixar o conjunto de válvula no orifício, o que exigiria trabalho adicional para remover o conjunto de válvula do orifício. Com a configuração ilustrada, o aparelho de válvula 10 pode ser inserido no orifício do coletor sem rotacionar o aparelho de válvula para assegurar uma conexão estanque. Então, para garantir que o aparelho de válvula 10 permaneça assentado com o coletor, o primeiro alojamento 34 inclui uma abertura 80 configurada para receber um prendedor 82 que pode fixar o aparelho de válvula 10 ao coletor.

[00048] Agora com relação à Figura 2, um segundo aparelho de válvula de controle proporcional 100 será descrito. O aparelho de válvula 100 é semelhante ao aparelho de válvula 10 descrito acima. A este respeito, o segundo aparelho de válvula 100 inclui um conjunto de válvula 112 e um conjunto de motor 114 que está configurado para acionar o conjunto de válvula 112. O conjunto de motor 114 pode incluir um motor de passo (não mostrado) alojado em um alojamento de motor 116 e um codificador 118 que está configurado para fornecer feedback posicional e indexação.

[00049] O conjunto de válvula 112 inclui um corpo retentor de válvula 120, um gatilho de duas peças 122 conectado a um eixo 124 do conjunto de motor 114, uma bucha conectora 126, um conjunto de mola 128 e um único diafragma de vedação 30. O conjunto de válvula 112 também inclui um conjunto de alojamento de válvula 132 que conecta o conjunto de válvula 112 ao conjunto de motor 114.

[00050] O corpo retentor de válvula 120 pode ser formado de um material rígido, tal como um material metálico ou um material polimérico. O corpo retentor de válvula 120 inclui uma primeira extremidade 120a configurada para ser acoplada à bucha conectora 126 e uma segunda extremidade aberta 120b que define uma saída do conjunto de válvula 112. A bucha conectora 126 pode ser acoplada por rosqueamento à primeira extremidade 120a do corpo retentor de válvula 120. O diafragma de vedação 130 é posicionado entre a primeira extremidade 120a do corpo retentor de válvula 120 e a bucha conectora 126. O diafragma de vedação 130 é usado para equilibrar o gatilho 122 sob pressão. O diafragma 130 pode incluir uma nervura anular 131 que melhora a vedação do diâmetro interno e externo do corpo retentor de válvula 120.

[00051] O corpo retentor de válvula 120 inclui um orifício de entrada 138 configurado para comunicação fluida com uma primeira fonte de fluido (não mostrada). Conforme observado acima, a segunda extremidade aberta 120b do corpo retentor de válvula 120 define uma saída de fluido 140 do conjunto de válvula 112.

[00052] O gatilho 122 é recebido de forma móvel dentro da bucha conectora 126 e do corpo retentor de válvula 120. O gatilho 122 pode ser formado de um material rígido, tal como um material metálico ou um material polimérico. O gatilho 122 inclui uma extremidade proximal 123 dentro da bucha conectora 126 e uma extremidade distal 127 dentro do corpo retentor de válvula 120. A extremidade proximal 123 do gatilho 122 inclui uma projeção rosqueada 125a que é recebida dentro de um recesso rosqueado correspondente 125b da extremidade distal 127 para fixar a extremidade proximal 123 para a extremidade distal 127. O diafragma 130 é ensanduichado entre a extremidade proximal 123 e a extremidade distal 127 do gatilho 122. A extremidade distal 127 define um elemento de válvula 144. À medida que o gatilho 122 é transladado para frente e para trás ao longo do eixo X do conjunto de válvula 112 para abrir e fechar o conjunto de válvula 112, o elemento de válvula 144 é configurado para entrar em contato com uma sede de válvula 146 do corpo retentor de válvula 120, que tem formato cônico para melhorar o fluxo e a queda de pressão. Quando o elemento de válvula 144 está em contato com a sede de válvula 146, o conjunto de válvula 112 é fechado (como mostrado na Figura 2) e quando o elemento de válvula 144 é afastado da sede de válvula 146, o conjunto de válvula 112 é aberto (não mostrado) . Quando o conjunto de válvula 112 está aberto, o fluido que entra no orifício de entrada 138 pode fluir pelo elemento de válvula 144 e então sair do conjunto de válvula 112 através da saída 140.

[00053] A bucha conectora 126 conecta a primeira extremidade 120a do corpo retentor de válvula 120 ao alojamento 132. A bucha conectora 126 pode ser formada de um material rígido, tal como um material metálico ou um material polimérico. A bucha conectora 126 inclui uma superfície rosqueada interna 126a para conexão ao corpo retentor de válvula 120 e uma superfície rosqueada externa 12 6b para conexão ao alojamento 132. Um vão que se estende radialmente para dentro 129 se estende em direção ao gatilho 122.

[00054] A extremidade proximal 123 do gatilho 122 é configurada para ser acionada pelo eixo 124 do conjunto de motor 114. Mais particularmente, a extremidade proximal 123 do gatilho 122 define o corpo principal cilíndrico 152 tendo uma superfície de encosto 154 que é configurada para encostar contra uma luva rosqueada transladável axialmente 156 que envolve uma rosca 158 que faz parte do eixo 124. À medida que o eixo 124 e a rosca 158 giram, a luva 156 pode ser movida em direção e afastada da superfície de encosto 154. Quando a luva 156 entra em contato com a superfície de encosto 154, a luva 156 irá transmitir uma força ao gatilho 122 para forçar o elemento de válvula 144 a engatar com a sede de válvula 146. Quando a luva 156 é movida afastada da superfície de encosto 154, uma força contrária exercida pelo conjunto de mola 128 irá desviar o elemento de válvula 144 do gatilho 122 para longe da sede de válvula 146 para abrir o conjunto de válvula 112.

[00055] A rosca 158 pode ser especificamente projetada e personalizada para controlar o movimento do elemento de válvula 144 para personalizar o fluxo proporcional permitido para passar pelo conjunto de válvula 112. Na modalidade ilustrada, a rosca 158 é projetada para permitir um curso de válvula de 2,5 mm (isto é, conjunto de válvula 112 está totalmente aberta) com uma única rotação de 360 graus da rosca 158. Cursos de válvula inferiores a 2,5 mm são permitidos controlando a quantidade de rotação da rosca 158. Desta forma, controlando a quantidade de rotação de rotação da rosca 158, o fluxo através do conjunto de válvula 112 pode ser rigidamente controlado em vez de abrir e fechar totalmente o conjunto de válvula 112.

[00056] Conforme observado acima, a rotação do eixo 124 e da rosca 158 pode controlar a quantidade que o conjunto de válvula 112 pode abrir. Além disso, conforme observado acima, o conjunto de mola 128 é configurado para desviar o elemento de válvula 144 do gatilho 122 para longe da sede de válvula 14 6. À medida que o eixo 124 e a rosca 158 giram e movem o gatilho 122, a mola 164 irá comprimir e permitir que o gatilho 122 se mova ao longo do eixo X. O espaçador de eixo 174 é um elemento cilíndrico oco incluindo um comprimento axial que pode ser especificamente selecionado e adaptado para limitar o movimento do eixo ao longo do eixo X devido a uma mola (não ilustrada) que está localizada dentro do conjunto do motor 114.

[00057] O vão que se estende radialmente para dentro 129 que se estende em direção ao gatilho 122 define uma primeira sede de mola 160 e um rebordo que se estende radialmente para fora 161 da extremidade proximal 123 do gatilho 122 define uma segunda sede de mola 162, com uma mola helicoidal 164 sendo posicionada entre a primeira sede de mola 160 e a segunda sede de mola 162.

[00058] O conjunto de válvula 112 também pode incluir uma pluralidade de elementos de vedação ou anéis de vedação 176 posicionados em torno de um exterior do corpo retentor de válvula 120. Especificamente, os elementos de vedação 176 são posicionados dentro dos recessos 178 posicionados acima do corpo retentor de válvula 120. A profundidade dos recessos 178 e dos diâmetros transversais dos elementos de vedação 176 pode ser especificamente projetada e adaptada para permitir que o conjunto de válvula 112 seja inserido em um coletor (não mostrado) de uma maneira que não danifique o elemento de vedação 176. A esse respeito, os aparelhos de válvula convencionais são tipicamente rosqueados (isto é, girados) para coincidir com um orifício (não mostrado) do coletor (não mostrado), o que pode danificar os elementos de vedação durante este processo de conexão. Além disso, ao desenroscar o aparelho de válvula convencional do orifício, a rotação pode separar o conjunto do motor do conjunto da válvula e deixar o conjunto da válvula no orifício, o que exigiria trabalho adicional para remover o conjunto de válvula do orifício. Com a configuração ilustrada, o aparelho de válvula 100 pode ser inserido no orifício do coletor sem girar o aparelho de válvula para assegurar uma conexão estanque. Então, para garantir que o aparelho de válvula 100 permaneça assentado com o coletor, o alojamento 132 inclui uma abertura 180 configurada para receber um fixador 182 que pode fixar o aparelho de válvula 100 ao coletor.

[00059] Por último, deve-se notar que cada um dos conjuntos de válvulas 12 e 112 fornece um projeto equilibrado durante o uso dos mesmos. Os conjuntos de válvula 12 e 112 são balanceados porque os corpos retentores de válvula 20 e 120, respectivamente, têm um diâmetro que é substancialmente o mesmo que o diâmetro de vedação efetivo dos diafragmas 30 e 130, respectivamente. Ao tornar o diâmetro dos corpos retentores de válvula 20 e 120 substancialmente os mesmos que o diâmetro de vedação efetivo dos diafragmas 30 e 130, respectivamente, as flutuações de pressão experimentadas pelos conjuntos de válvula 12 e 112 podem se tornar mais equilibradas durante a operação dos conjuntos de válvula 12 e 112.

[00060] A descrição anterior das modalidades foi fornecida para fins de ilustração e descrição. Não pretende ser exaustivo ou limitar a divulgação. Elementos individuais ou recursos de uma modalidade particular geralmente não são limitados a essa modalidade particular, mas, quando aplicável, são intercambiáveis e podem ser usados em uma modalidade selecionada, mesmo que não seja especificamente mostrado ou descrito. O mesmo também pode ser variado de muitas maneiras. Tais variações não devem ser consideradas como um desvio da divulgação e todas essas modificações devem ser incluídas no escopo da divulgação.

Claims

1. Aparelho de válvula caracterizado pelo fato de que compreende: um conjunto de válvula incluindo um corpo retentor de válvula que aloja um gatilho móvel que define um elemento de válvula que está configurado para entrar em contato com uma sede de válvula do corpo retentor de válvula; e um conjunto de motor incluindo um eixo rotativo que é configurado para acionar o conjunto de válvula; em que o eixo rotativo inclui uma rosca formada em uma extremidade do mesmo, a rosca sendo engatada com uma luva que, por meio da rotação da rosca pelo eixo rotativo, irá transladar a luva em direção e afastada do gatilho móvel para transferir uma força axial para o gatilho que força o elemento de válvula a engatar e desengatar com a sede de válvula para abrir e fechar o conjunto de válvula.

2. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um conjunto de mola para desviar o elemento de válvula para longe da sede da válvula.

3. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo retentor de válvula inclui uma primeira entrada, uma segunda entrada e uma saída, a primeira entrada sendo configurada para estar em comunicação fluida com um primeiro fluido e a segunda entrada sendo configurada para estar em comunicação fluida com um segundo fluido.

4. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo fluidos se misturam quando o conjunto de válvula está aberto.

5. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro fluido inclui um gás e o segundo fluido inclui um líquido.

6. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro fluido e o segundo fluido incluem, cada um, um líquido ou um gás.

7. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a rosca é configurada de modo que uma única rotação de 360 graus da rosca abrirá totalmente o conjunto de válvula.

8. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um espaçador cilíndrico envolvendo o eixo rotativo entre a rosca e o conjunto de motor.

9. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a rosca se encaixa com uma superfície rosqueada correspondente da luva, e a luva inclui uma extensão cilíndrica.

10. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um diafragma de vedação entre o gatilho e a rosca, sendo um diâmetro do diafragma de vedação substancialmente igual a um diâmetro do corpo retentor de válvula.

11. Aparelho de válvula caracterizado pelo fato de que compreende: um corpo retentor de válvula definindo uma sede de válvula; um gatilho móvel que define um elemento de válvula que está configurado para entrar em contato com a sede de válvula do corpo retentor de válvula; um eixo rotativo que é configurado para acionar o gatilho móvel; uma rosca formada em uma extremidade do eixo rotativo; um diafragma de vedação entre o gatilho móvel e a rosca; e uma luva engatada com a rosca, em que a rotação da rosca pelo eixo rotativo translada a luva em direção e afastada do gatilho móvel para transferir uma força axial para o gatilho que força o elemento de válvula a engatar e desengatar com a sede da válvula para abrir e fechar o conjunto de válvula.

12. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a luva inclui uma superfície roscada internamente que é engatada com a rosca.

13. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a luva inclui uma superfície de encosto configurada para entrar em contato com o gatilho e transmitir a força axial ao gatilho.

14. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um espaçador cilíndrico envolvendo o eixo rotativo em uma extremidade do eixo rotativo que não inclui a rosca.

15. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a luva inclui uma primeira porção configurada para ser encaixada com a rosca e uma porção cilíndrica que se estende axialmente.

16. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o corpo retentor de válvula inclui uma primeira entrada, uma segunda entrada e uma saída, a primeira entrada sendo configurada para estar em comunicação fluida com um primeiro fluido e a segunda entrada sendo configurada para estar em comunicação fluida com um segundo fluido.

17. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a primeira entrada está localizada em um primeiro lado do elemento de válvula e a segunda entrada está localizada em um segundo lado do elemento de válvula, a saída está localizada entre a primeira entrada e a segunda entrada, e o primeiro e o segundo fluidos se misturam quando o conjunto de válvula estiver aberto.

18. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o primeiro fluido e o segundo fluido incluem, cada um, um líquido ou um gás.

19. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que um diâmetro do diafragma de vedação é substancialmente igual a um diâmetro do corpo retentor de válvula.

20. Aparelho de válvula, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um motor para girar o eixo rotativo e a rosca para transladar a luva em direção e afastada do gatilho móvel.