BR112013003156B1 - válvula comutadora - Google Patents

Abstract

VÁLVULA COMUTADORA. A presente invenção refere-se a uma válvula comutadora com uma sede de válvula (8) com um eixo longitudinal L e um disco de válvula (2) com uma face de disco de válvula (6), o qual pode ser movido em uma posição de passagem, na qual a válvula comutadora está aberta, e pode ser movida para uma posição fechada, na qual a válvula comutadora está fechada, e o disco de válvula (2) encosta com a face do disco de válvula (6) em uma área de contato (10) na sede da válvula (8), sendo que o disco da válvula apresenta um módulo de elasticidade mínimo de 1000 N/mm2 que se caracteriza pelo fato de que o disco da válvula (2) na posição fechada, por uma força de fechamento sobre ele atuante, se deforma de tal maneira que a área de contato (10) da face do disco de válvula (6) na posição fechada, com a área de contato (10) da face do disco de válvula (6), na posição de passagem, forma um ângulo (Alfa) que se diferencia de 0°.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a uma válvula comutadora com uma sede de válvulas com um eixo longitudinal e um disco de válvula com uma face de disco de válvula, o qual pode ser movido para uma posição de passagem, na qual a válvula comutadora está aberta, podendo ser movida também para uma posição fechado, na qual a válvula comutadora está fechada e o disco da válvula com a face do disco da válvula encosta na sede da válvula em uma área de contato, sendo que o disco da válvula apresenta um módulo de elasticidade mínimo de 1000 N/mm2.

[0002] Válvulas desta natureza podem ser usadas em regime de sobrepressão ou como válvulas de subpressão. A seguir será, por exemplo, descrita sempre uma válvula de sobrepressão. Isto se aplica de forma análoga também para válvulas de subpressão.

[0003] Com uma válvula de sobre pressão desta espécie evita-se que a pressão em um recipiente aumente além de uma pressão de partida predeterminada. O disco da válvula está situado na posição fechada, junto com a face do disco da válvula na sede da válvula, fechando assim a válvula. Com o aumento da pressão dentro do recipiente, o qual se encontra abaixo da sede da válvula, além da pressão de partida, a força atuante pela pressão sobre o disco da válvula é suficientemente intensa para mover o disco da válvula da posição fechada para a posição de passagem. Desta maneira, a válvula será aberta e poderá ter lugar uma compensação de pressão. Depois de que suficiente meio tenha escoado do recipiente, através da sede da válvula, caindo novamente a pressão dentro do recipiente, abaixo da sede da válvula, a válvula se fechará, movimentando-se o disco da válvula da posição de passagem para a posição fechada. Isto ocorre, por exemplo, pela força do peso atuante sobre o referido disco da válvula. Além disso, o disco da válvula pode estar sujeito por mola, de maneira que a força de fechamento, ou seja, a força que terá de ser vencida em relação à pressão reinante no recipiente abaixo da sede da válvula, a fim de deslocar o disco da válvula para a posição de passagem, a qual pode ser livremente ajustada.

[0004] Caso com a válvula comutadora se pretenda concretizar uma válvula de subpressão, o recipiente, dentro do qual não se pode verificar uma queda predeterminada de uma pressão de partida, está unida com a disposição descrita, com o recipiente, acima do disco da válvula. Caindo a pressão no recipiente abaixo do valor de resposta predeterminado, também é aplicada uma força sobre o disco da válvula que o movimenta da posição fechada para a posição de passagem. Desta maneira será aberta a válvula comutadora, sendo viabilizada uma compensação de pressão entre o recipiente e o meio ambiente. Depois de a pressão no recipiente ter aumentada acima da pressão de resposta predeterminada, a força exercida pela subpressão no recipiente sobre o disco da válvula não mais será suficiente para mantê-lo na posição de passagem, de maneira que é movido para a posição fechada pela força de fechamento sobre ele atuante.

[0005] Para minimizar perdas de material e, portanto, prejuízo financeiro, bem como prejuízos ao meio ambiente, é importante que o disco da válvula com a face do disco da válvula encoste o mais justaposto possível na sede da válvula. Para lograr este estado, são conhecidas no estado da técnica diferentes soluções. É conhecido, por exemplo, prever um elemento elástico com o qual deve ser garantida a estanqueidade entre a face do disco da válvula e a sede da válvula. Este elemento vedante elástico pode, por exemplo, estar previsto na aresta superior da sede da válvula, ou seja, da efetiva face de contato com a face do disco da válvula. Pela força de fechamento que, com a válvula fechada, age sobre este elemento, forma-se o elemento vedante elástico, fazendo com que seja vedada a ligação entre a face do disco da válvula e a sede da válvula.

[0006] Alternativamente, um elemento elástico também poderá ser previsto na área marginal do disco da válvula, onde exercerá a mesma ação.

[0007] A partir do documento US 3.394.732 passou a ser conhecido um disco de válvula, no qual, na área marginal da face de disco de válvula, está prevista uma ranhura em formato anelar que é coberta com um elemento vedante elástico. Se uma válvula deste tipo for fechada, a sede da válvula deformará o elemento vedante elástico e o pressiona dentro da ranhura para tanto prevista. Desta maneira, a ligação entre a face do disco da válvula e a sede da válvula será assim vedada.

[0008] Constitui desvantagem que a constituição de um disco de válvula desta espécie é relativamente complexa e, portanto, implica em custos intensos. Além disso, as camadas plásticas, propostas como elemento vedante elástico, por exemplo, laminados de FEP, na faixa de temperatura entre 60° e 150°, somente podem ser empregadas sob condições e acima desta faixa não podem ser empregadas, por se tornarem não estanques e gerando dobras.

[0009] Também é conhecido do estado da técnica conformar um disco de válvula de metal, aplicando-o com sua face de disco de válvula diretamente sobre o disco da válvula, igualmente formado de metal. Para vedar suficientemente uma ligação deste tipo tanto o disco da válvula como também a sede da válvula precisam ser produzidos de forma muito plana. Isto torna complexo o processo do acabamento e, portanto, demanda tempo e implica em custos intensos. Assim, a sede da válvula precisa ser esmerilhada e polida para que possa ser produzida uma face plana suficiente. Comumente, esta sede de válvula, ou seja, discos de válvula deste tipo apresentam um desnivelamento inferior a 10 μm.

[00010] Neste sentido, o objetivo da presente invenção reside em propor uma válvula comutadora que na posição fechada do disco da válvula apresente uma estanqueidade suficiente, podendo ser produzida de forma simples e a custo vantajoso.

[00011] A invenção soluciona a tarefa posta por uma válvula comutadora da espécie mencionada, na qual o disco da válvula, na posição fechada, se deforma de tal maneira por uma força de fechamento sobre ele atuante que a área de contato da face do disco da válvula na posição fechada forma com a área de contato da face do disco de válvula na posição de passagem um ângulo α que se diferencia de 0°.

[00012] Na área de contato onde o disco da válvula encosta na sede da válvula na posição fechada, o disco da válvula é conformado de tal modo elástico que pode se adaptar a eventuais desnivelamentos na sede da válvula, garantindo desta maneira a estanqueidade da válvula na posição fechada. No caso, o disco da válvula é cortado de uma chapa com uma superfície relativamente plana como pode ser obtida atualmente como produto de massa no mercado, sendo produzido, por exemplo, por laminação. Desta maneira, é dispensada uma usinagem complexa e dispendiosa, por exemplo, uma laminação do disco da válvula que pode durar, por exemplo, até duas horas, a fim de produzir um nivelamento desejado do disco da válvula. Além disso, a sede da válvula precisa ser usinada para ser logrado um bom nivelamento de partida. Como o disco da válvula, de acordo com a invenção, pode nivelar desnivelamentos, tanto a sede da válvula como também um alojamento da válvula podem ser produzidos com nítida redução de material.

[00013] O ângulo α está situado entre 0,05° e 10°, preferencialmente, entre 0,1° e 5°. É assegurado desta maneira que por um lado o disco da válvula se deforma suficientemente na área de contato para acompanhar os desnivelamentos da sede da válvula, garantindo desta maneira a estanqueidade do sistema e, por outro lado, é evitada uma solicitação mecânica demasiado intensa sobre o disco da válvula, de maneira que se consegue uma longa durabilidade da válvula comutadora. Ensaios mostraram que com um diâmetro da sede da válvula de 500 mm torna-se possível compensar desnivelamentos pela usinagem da sede da válvula de um milímetro, sem encontrar problemas. Estes desnivelamentos na sede da válvula podem também ser produzidos por uma montagem imprecisa da válvula, por exemplo, dentro de um tanque, quando, por exemplo, parafusos de um flange, presos na sede da válvula, forem apertados de forma assimétrica ou não uniforme. Desta maneira, uma válvula deste tipo também poderá ser montada de forma mais simples e rápida em uma instalação já existente.

[00014] O disco da válvula se deforma em uma área central na posição fechada em até 2% do diâmetro da sede da válvula, relativamente ao eixo longitudinal em sentido axial, pela força de fechamento. Com esta grande deformação da região central do disco da válvula, o ângulo necessário na área marginal, ou seja, na área de contato da face do disco da válvula, será alcançado, de maneira que a face do disco da válvula pode se ajustar desnivelamentos na sede da válvula, podendo acompanhá-los.

[00015] Em um exemplo de execução da invenção, a espessura do disco da válvula aumenta na direção do seu centro. Fica assegurado desta maneira que nas áreas marginais do disco da válvula e especialmente na área de contato da face do disco da válvula esteja presente uma elasticidade suficiente, a fim de se deformar sob a ação da força de fechamento, de modo correspondente aos desnivelamentos na sede da válvula. Ao mesmo tempo, a área central do disco da válvula apresenta uma estabilidade suficiente, a fim de prender, por exemplo, um conjunto condutor, a fim de realizar o movimento do disco da válvula na posição fechada para a posição de passagem. De uma maneira especialmente simples, esta conformação é alcançada quando o disco da válvula abrange vários discos dispostos reciprocamente em sentido concêntrico, cujo diâmetro aumenta na direção da sede da válvula. No caso, para que seja alcançada a estabilidade acima mencionada, o último disco voltado na direção da sede da válvula poderá ser previsto um disco menor no seu diâmetro que na posição fechada do disco da válvula se projeta dentro da sede da válvula.

[00016] Preferencialmente, o disco da válvula abrange ao menos um disco com uma espessura de 0,5 mm.

[00017] O disco da válvula é especialmente produzido de um aço. Pode-se imaginar, todavia, também discos de válvula de outros metais, por exemplo, de alumínio ou de um plástico.

[00018] Se o disco da válvula for produzido de plástico, o seu módulo de elasticidade mínimo será de 1000 N/mm2. Mostrou ser vantajoso, todavia, o modulo de elasticidade mínimo de 1600 n/ mm2. O módulo de elasticidade de um disco de válvula a partir de um plástico pode, todavia, também ser de 25000 N/mm2. Se o disco da válvula for produzido de um material metálico, o seu módulo de elasticidade estará situado, por exemplo, na faixa de 40000 N/ mm2até 250000 N/mm2. Por exemplo, o disco da válvula pode ser de alumínio com um módulo de elasticidade de 70000 N/mm2, de titânio com um módulo de elasticidade de 105000 N/mm2 e de um aço nobre com um módulo de elasticidade de 200000 N/mm2.

[00019] Independentemente de qual material o disco de válvula é produzido, para o aperfeiçoamento adicional de um comportamento de abertura da válvula ao ser alcançada a pressão de resposta, o disco da válvula poderá ser provido de um rebordo. Rebordos em discos de válvula para aumentar a força de abertura são conhecidos em diversas modalidades e podem também ser usados em um disco de válvula de acordo com o exemplo de execução da presente invenção.

[00020] A pressão de resposta, na qual o disco da válvula é movido da posição fechada para a posição de passagem, será no caso, no mínimo, 0,15 kPa (1,5 mbar); preferencialmente, no mínimo, 0,25 kPa (2,5 mbar); especialmente preferido, no mínimo, 0,5 kPa (5 mbar); e no máximo, 100 kPa (1000 mbar); preferencialmente, no máximo, 50 kPa (500 mbar); especialmente preferido, no máximo, 1,5 kPa (15 mbar).

[00021] Em um primeiro exemplo de execução concreto da invenção, o disco de válvula abrange um primeiro disco de aço com um diâmetro de 675 mm e uma espessura de 0,5 mm. No caso, a sede da válvula apresenta um diâmetro de 500 mm. O fato de que este primeiro disco de aço é tão nitidamente maior do que o diâmetro do disco da válvula, é atribuída a velocidade de abertura desejada da válvula. Naturalmente seria suficiente quando o primeiro disco fosse tão grande que na posição fechada do disco da válvula se encontre encostado na sede da válvula. Estão dispostos sobre este primeiro disco de aço um segundo disco com um diâmetro de 450 mm, bem como um terceiro disco com um diâmetro de 400 mm e um quarto disco com um diâmetro de 350 mm. Todos esses discos têm uma espessura de 0,5 mm. Pelo uso de discos de aço, com os quais o disco da válvula está assentado sobre a sede da válvula que também consiste de metal, não mais serão necessários elementos vedantes elásticos, especialmente consistindo de plástico. Portanto, estas válvulas podem ser empregadas em uma faixa de temperatura bastante ampla. Um emprego em uma faixa de temperatura de 0°C até 400°C é possível sem problemas, que acima e abaixo precisam ser usados eventualmente materiais especiais.

[00022] Por motivos de estabilidade, abaixo do primeiro disco de aço, está disposto outro disco com um diâmetro de 350 mm e uma espessura de 2 mm. Todas estas cinco camadas mencionadas estão dispostas concentricamente em sentido recíproco e formam, conjuntamente, o disco da válvula.

[00023] Pelo fato de que a espessura do disco da válvula é menor na sua borda, especialmente na área de contato da face do disco de válvula, aqui a elasticidade será maior. Desta maneira, a deformabilidade elástica necessária será alcançada, ficando assegurada a adequação do disco da válvula a desnivelamentos na sede da válvula.

[00024] O disco de válvula, descrito como exemplo de execução, possui um peso específico de pouco acima de 5 kg. Testes revelaram que este disco de válvula pode nivelar desnivelamentos na sede da válvula, na ordem de tamanho de um milímetro, sem problemas. No caso, o disco da válvula se deforma na área central na posição fechada pelo seu peso específico em 3,5 mm, em direção descendente. Pelo fato de que a área central do disco da válvula é abaixada em sentido descendente, a região da face do disco da válvula, a qual, relativamente ao eixo longitudinal, se encontra radialmente fora da sede da válvula, será elevada para fora. Desta maneira, também a área de contato da face do disco da válvula na posição fechada forma um ângulo contra a idêntica região da face do disco da válvula na posição de passagem.

[00025] A partir do peso específico e da força de peso daí resultante, bem como da largura nominal da sede da válvula de 500 mm, resulta uma pressão de resposta de 0,25 kPa (2,5 mbar).

[00026] Em um segundo exemplo de execução concreto, um disco de válvula abrange inicialmente dois discos de aço com um diâmetro de 675 mm e uma espessura respectiva de 0,5 mm. Também aqui a largura da sede da válvula será novamente de 500 mm. No caso, dois discos de aço do mesmo tamanho, com uma espessura respectiva de 0,5 mm, possuem maior elasticidade do que um disco de aço com o diâmetro mencionado e de 1 mm de espessura. Portanto, com esta conformação, será alcançada uma elasticidade maior do disco da válvula na borda, especialmente na área de contato entre a face do disco da válvula e a sede da válvula. Sobre estes dois discos de aço serão novamente aplicados discos, com um diâmetro de 450 mm, de 400 mm e de 350 mm que apresentam sempre uma espessura de 0,5 mm. Na face inferior dos dois discos de aço de idêntico tamanho, para fins de estabilização, será novamente aplicado um disco de aço de 350 mm de tamanho, com uma espessura de 2 mm. Todos estes discos estão alinhados também concentricamente em sentido recíproco convergente. A fim de lograr neste disco de válvula uma pressão de resposta mais intensa, o disco de válvula inicialmente recebe outro disco sobre ele aplicado, que no exemplo descrito, possui 350 mm de diâmetro e uma espessura de 2 mm. Desta maneira, aumenta o peso específico do disco da válvula para 7,8 kg, e a pressão de resposta resultante, aumenta para 0,39 kPa (3,9 mbar).

[00027] Normalmente, serão reguladas pressões de resposta até 2,5 kPa (25 mbar), por um aumento do peso específico do disco da válvula, ao passo que pressões de resposta maiores desejadas são produzidas, por exemplo, por forças adicionais através de discos de válvula, sujeitos por mola.

[00028] Com o disco de válvula descrito, podem ser conseguidas taxas de vazamento de poucos cm3 por minuto. Assim, em uma válvula de teste, com uma largura nominal da sede da válvula de 500 mm e uma pressão de resposta de 0,2 kPa (2 mbar), foi alcançada uma taxa de vazamento de 2,9 cm3/min.

[00029] Com a ajuda de um desenho será explicado mais detalhadamente, sem seguida, o exemplo de execução da presente invenção. As figuras de 1 a 5 mostram na parte inferior uma válvula de acordo com um exemplo de execução da presente invenção, em vista superior esquemática, e apresenta na área superior um corte ao longo de uma linha horizontal, desenhada ao longo da respectiva área inferior.

[00030] A figura 1 apresenta na área inferior uma vista superior esquemática para uma válvula comutadora, de acordo com o primeiro exemplo de execução da presente invenção. Pode-se reconhecer o disco de válvula 2 que na figura 1 é conformado como círculo. No centro encontra-se uma guia 4, ao longo da qual é realizado um movimento do disco da válvula 2 e uma posição fechada até uma posição de passagem. Em posição central na guia 4 estende-se um eixo longitudinal L que nos exemplos de execução mostrados representa o eixo simétrico da válvula comutadora e ao longo da qual o disco da válvula 2 pode ser deslocado. A figura 1 apresenta na área superior um corte pela válvula comutadora, ao longo da linha I-I.

[00031] Pode-se reconhecer que o disco de válvula 2 se encontra na posição fechada. O disco da válvula 2 encosta com sua face inferior, que forma uma face de disco de válvula 6, em uma sede de válvula 8. A região da face do disco de válvula 6, na qual o disco da válvula 2 encosta na sede da válvula 8, é uma área de contato 10.

[00032] O disco de válvula 2, mostrado na figura 1, consiste de duas chapas de aço que apresentam, por exemplo, a espessura respectiva de 0,4 mm. No seu centro, está prevista a guia 4 que está unida com o disco da válvula 2 através de uma conexão com parafuso. Na figura 1 está, portanto, apresentada esquematicamente uma porca 12.

[00033] Encontrando-se o disco de válvula, mostrado na figura 1, em uma posição de passagem, a face do disco da válvula 6, na área do contato 10, não estará encostada na sede da válvula 8. Nesta hipótese, devido ao peso específico do disco da válvula 2, a sua área marginal e, portanto, especialmente, a área de contato 10 da face do disco de válvula 6, sob a influência da força da gravidade, se projeta em sentido descendente. De acordo com a elasticidade com que é formado o disco da válvula 2, neste caso, a área de contato 10 pode se encontrar, por exemplo, 3,5 mm abaixo da área central da face do disco de válvula 6.

[00034] Na figura 1, todavia, o disco de válvula 2 se encontra na posição fechada, de maneira que o disco da válvula 2, sob seu peso específico e o peso da guia 4, se flexiona no centro em sentido descendente. Portanto, na sua marginal o disco da válvula 2 será dobrado para cima. Portanto, a face do disco de válvula 6 forma com a face do disco de válvula 6, na posição de passagem da área de contato 10, um ângulo α. Nesta deformação, o disco da válvula 2 com a face do disco de válvula 6 se ajusta a desnivelamentos na sede da válvula 8, de maneira que a válvula comutadora está suficientemente vedada. Com uma válvula desta espécie podem ser alcançadas taxas de vazamento inferiores a 94,2 cm3/min., especialmente inferiores a 27 cm3/min., com uma largura nominal da sede da válvula 8 de 500 mm. A pressão de resposta, na qual a válvula comutadora será aberta, está situada no caso, por exemplo, entre 0,15 kPa (1,5 mbar) e 0,5 kPa (5 mbar). Todavia, também podem ser evitadas pressões de resposta mais altas, por exemplo, de 1,5 kPa (15 mbar) ou 2,5 kPa (25 mbar).

[00035] Ultrapassando a pressão abaixo do disco da válvula 2 na sede da válvula 8 a pressão de resposta predeterminada, o disco da válvula 2 com a guia 4 será pressionado para cima, abrindo-se a válvula comutadora. No caso, a pressão de resposta poderá ser regulada acima do peso específico do disco da válvula 2 com a guia 4. Para deslocar a pressão de resposta na direção de pressões mais intensas podem ser aplicados simplesmente pesos no disco de válvula 2, ou na guia 4.

[00036] A figura 2 apresenta na área inferior novamente uma vista superior esquemática de uma válvula comutadora, de acordo com outro exemplo de execução da presente invenção. O disco de válvula 2 aqui mostrado, em cujo centro também está disposta uma guia 4, consiste de vários discos 22, 24, 26, dispostos reciprocamente convergentes em sentido concêntrico. Na área superior da figura 2 está sendo mostrado um corte ao longo da linha II-II.

[00037] Pode se reconhecer que o disco de válvula 2 apresentado na figura 2 consiste de três discos 22, 24, 26, dispostos em sentido convergente, concêntrico. Na figura 2, o diâmetro desses discos diminui em sentido ascendente. A sua espessura é constante e igual para todos os discos 22, 24, 26, sendo, por exemplo, de 0,5 mm. Naturalmente, a espessura dos discos 22, 24, 26 também pode variar e não precisa ser constante e igual para todos os discos.

[00038] Desta maneira, por um lado, é aumentado o peso específico do disco de válvula 2, em comparação com a modalidade apresentada na figura 1. Por conseguinte, uma válvula comutadora desta espécie apresenta uma pressão de resposta maior do que o exemplo de execução apresentado na figura 1.

[00039] O disco de válvula 2 apresentado na figura 2 encontra-se em uma posição, na qual a força aplicada sobre o disco de válvula pela pressão no recipiente, que se encontra abaixo da sede da válvula 8, será exatamente da mesma intensidade como a força de fechamento atuante sobre o disco de válvula 2 que pode ser, por exemplo, a força do peso atuante sobre o disco de válvula 2. Caso forem desejadas pressões de resposta maiores do que as que podem ser concretizadas pelo peso específico do disco de válvula, o disco de válvula também poderá, por exemplo, ser sujeito com mola.

[00040] Pode se reconhecer que o disco de válvula 2 apresentado na figura 2 encosta na sede da válvula 8, porém no centro não está flexionado para baixo. Caso o disco da válvula 2 se encontrasse na posição fechada, conforme o exemplo de execução mostrado na figura 1, estaria flexionado para baixo, e a face do disco de válvula 6 formaria na área de contato 10 um ângulo α contra a mesma área da face do disco de válvula 6, na posição de passagem. Como, todavia, a força de fechamento atuante sobre o disco de válvula 2 está sendo compensada pela pressão reinante no recipiente abaixo da sede de válvula 8, a face do disco de válvula 6 não está curvada.

[00041] Pela disposição especial de vários discos 22, 24, 26, além de um aumento do peso específico do disco da válvula 2, também será lograda uma estabilidade maior na área central do disco de válvula 2, de maneira que a guia 4 pode ser disposta com segurança.

[00042] Pelo fato de que o disco da válvula 2 na área de contato 10 também é conformado muito fino, é aqui assegurada uma elasticidade maior em comparação ao centro, de modo que a desejada deformabilidade continua a existir. Também o disco de válvula mostrado na figura 2 se deforma na sua posição fechada, sob a força de fechamento sobre ele atuante, de tal maneira que a face do disco de válvula 6 forma na área de contato 10 um ângulo α, em relação à área de contato 10 da face do disco de válvula, na posição de passagem.

[00043] Naturalmente também são imagináveis outras maneiras de construção de um disco de válvula 2 de vários ou de menos discos 22, 24, 26. Assim, por exemplo, podem também ser usados, quatro, cinco ou seis discos, com o que especialmente pode ser aumentado o peso específico e, portanto, a pressão de resposta da válvula comutadora. Além disso, mostrou ser vantajoso quando abaixo do maior disco 22 for disposto outro disco menor, porém de conformação, por exemplo, mais grossa, a fim de aumentar adicionalmente a estabilidade do conjunto da guia 4 no disco da válvula 2. Este disco menor, disposto abaixo do disco maior 22, na posição fechada do disco de válvula 2, projeta-se dentro da sede da válvula 8.

[00044] Na parte inferior na figura 3 é mostrada novamente uma vista esquemática de uma válvula comutadora de acordo com outro exemplo de execução da presente invenção. Na área superior da figura 3 é mostrado um corte ao longo da linha III-III. O disco de válvula 2, mostrado na figura 3, consiste de um único disco 28, o qual, diferente do que nos exemplos de execução apresentados nas figuras 1 e 2, apresenta uma espessura que se modifica. A espessura do disco 28 na área central, ou seja, naquela área onde está prevista a guia 4 no disco da válvula 2, é maior. Também com isto será assegurada uma estabilidade suficiente do disco de válvula 2 nesta área, ao passo que pela espessura decrescente na direção da borda é alcançada a elasticidade necessária para uma deformação do disco de válvula 2.

[00045] Também o disco de válvula mostrado na figura 3 encontra- se na posição em que a força sobre ele atuante pela pressão do recipiente, abaixo da sede da válvula 8, apresenta a mesma intensidade com a força de fechamento sobre ele atuante, de maneira que a face do disco da válvula 6, especialmente na área de contato 10, não se flexiona. Encontrando-se o disco de válvula 2 mostrado na posição fechada, também será flexionado para baixo, de maneira que na área de contato 10 é formado um ângulo da face do disco de válvula 6, na direção de contato 10 da face do disco de válvula 6, na posição de passagem.

[00046] A figura 4 apresenta na área inferior novamente uma vista superior para uma válvula comutadora, de acordo com outro exemplo de execução da presente invenção. Na parte superior é mostrado um corte ao longo da linha IV-IV. O disco de válvula 2 ali mostrado apresenta uma área anelar, na qual se encontra um elemento 30, elástico. Desta maneira, nesta área será disponibilizada a elasticidade necessária para a deformação do disco de válvula 2, enquanto que o disco de válvula, especialmente na área de contato 10 e na área onde a guia 4 está disposta no disco da válvula 2, pode ser conformado relativamente inelástico e estável.

[00047] Também o disco de válvula apresentado na figura 4 encontra-se naquela posição, na qual a pressão sobre ele atuante por baixo acaba de compensar a força de fechamento, de maneira que a superfície do disco de válvula 6 não se flexiona.

[00048] A figura 5 apresenta na área inferior uma vista superior esquemática para uma válvula comutadora de acordo com outro exemplo de execução da presente invenção, sendo que na área superior é mostrado um corte ao longo da linha V-V.

[00049] O disco de válvula 2, apresentado na figura 5, encontra-se na sua posição fechada. O disco de válvula 2 consiste de um único disco que pode ser produzido, por exemplo, de um aço, de outro metal ou também de plástico. Sob a ação do peso específico do disco da válvula 2 e da guia 4, o disco da válvula 2 no centro se posiciona em sentido descendente, de maneira que a face do disco da válvula 6, na área de contato 10, será dobrada para cima. Na posição de passagem, a face do disco de válvula 6, especialmente na área de contato 10, está flexionada em sentido descendente, o que é esquematicamente indicado na figura 5 pela linha tracejada.

[00050] Pela deformação do disco de válvula 2 sob a força de fechamento sobre ele atuante, surge entre a face do disco de válvula 6 na área de contato 10 e a área de contato 10 da face do disco de válvula 6, um ângulo α, na posição de passagem. A diferença do exemplo de execução mostrado na figura 5, em relação ao exemplo mostrado na figura 1, consiste em que na extremidade superior da sede de válvula 8 está previsto outro elemento vedante 32 que é deformado sob a pressão do disco de válvula 2 sobre ele atuante, vedando desta maneira a válvula.

[00051] Em exemplos de execução de custo especialmente vantajoso da invenção, os diferentes discos 22, 24, 26 serão recortados de uma chapa muito fina com uma elevada qualidade de superfície, sendo concentricamente atarraxados entre si através de uma rosca, na guia 4. Desta maneira, torna-se possível a produção de uma válvula comutadora deste tipo, de uma forma muito simples e a custo vantajoso.

[00052] Estas válvulas comutadoras podem ser empregadas tanto como válvulas de sobrepressão como também de subpressão. Pressões de resposta típicas estão situadas, por exemplo, na faixa de 0,15 kPa (1,5 mbar) até 1,5 kPa (15 mbar). Todavia, também são possíveis pressões de resposta maiores. Ultrapassando a pressão de resposta, por exemplo, 2,5 kPa (25 mbar), normalmente esta pressão de resposta não mais será conseguida exclusivamente por um aumento do peso específico do disco de válvula, porém por forças adicionais, atuantes sobre o disco da válvula 2, por exemplo, por uma mola ou uma alavanca. Especialmente, os exemplos de execução apresentados nas figuras de 1 até 3, que estão previstos sem elemento plástico elástico, são adequadas para uma faixa de temperatura bastante ampla. Se os diferentes componentes do disco de válvula 2 e da sede da válvula 8 forem produzidos, por exemplo, de um aço nobre, são viáveis, sem problemas, as temperaturas de até 400°C. LISTAGEM NUMÉRICA DE COMPONENTES L Eixo longitudinal α ângulo 2 Disco de válvula 4 Guia 6 Face do disco de válvula 8 Série de válvula 10 Área de contato 12 Porca 22 Disco 24 Disco 26 Disco 28 Disco 30 Elemento elástico 32 Elemento vedante.

Claims (10)

1. Válvula sobrepressão ou subpressão com uma sede de válvula (8) com um eixo longitudinal L e um disco de válvula (2), com uma face de disco de válvula (6), que pode ser movida até uma posição de passagem, na qual a válvula está aberta, que pode ser movida em uma posição fechada, na qual a válvula está fechada, e o disco de válvula (2) com a face do disco de válvula (6) encosta-se a uma área de contato (10) na sede da válvula (8), apresentando o disco da válvula um módulo de elasticidade mínimo de 1000 N/mm2, caracterizada pelo fato de que o disco da válvula (2) na posição fechada, por uma força de fechamento sobre ele atuante, se deforma de tal maneira que a área de contato (10) da face do disco de válvula (6) na posição fechada forma com a área de contato (10) da face do disco de válvula (6), na posição de passagem, um ângulo α que se diferencia de 0°, junto com a área de contato da face do disco de válvula (6) na posição de passagem.

2. Válvula sobrepressão ou subpressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o ângulo α está situado entre 0,05° e 10°, preferencialmente entre 0,1° e 5°.

3. Válvula sobrepressão ou subpressão de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o disco de válvula (2) se deforma em uma área central na posição fechada em até 2% de um diâmetro da sede de válvula (8), relativamente ao eixo longitudinal L, em direção axial, devido à ação da força de fechamento.

4. Válvula sobrepressão ou subpressão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a espessura do disco de válvula (2) aumenta na direção do seu centro.

5. Válvula sobrepressão ou subpressão de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o disco de válvula (2) abrange vários discos (22, 24, 26), dispostos concentricamente convergentes, cujo diâmetro em relação à sede da válvula (8) aumenta.

6. Válvula sobrepressão ou subpressão de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o disco de válvula (2) abrange ao menos um disco (22, 24, 26) com uma espessura de 0,5 mm.

7. Válvula sobrepressão ou subpressão de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a sede de válvula (8) abrange um elemento vedante (32), no qual encosta o disco de válvula (2) com a face do disco de válvula (6).

8. Válvula sobrepressão ou subpressão de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o disco de válvula (2) consiste de aço.

9. Válvula sobrepressão ou subpressão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o disco de válvula (2) é de plástico.

10. Válvula sobrepressão ou subpressão de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que uma pressão de resposta, na qual o disco de válvula (2) é movido da posição fechada para a posição de passagem, é no mínimo 0,15 kPa (1,5 mbar); de preferência no mínimo 0,25 kPa (2,5 mbar); especialmente preferido no mínimo 0,5 kPa (5 mbar); e no máximo 100 kPa (1000 mbar); preferencialmente no máximo 50 kPa (500 mbar); especialmente preferido no máximo 1,5 kPa (15 mbar).

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