BR112014009385B1 - Válvula óleo hidráulica e método de fabricação - Google Patents

Abstract

válvula óleo hidráulica. válvula limitadora de pressão (1), operacionalmente disposta entre uma zona de alta pressão e uma zona de baixa pressão (ap, bp) de um circuito hidráulico, que compreende: um corpo de válvula (4) que define uma passagem (11) para um fluido; um membro obturador (8), tendo uma haste (10) e uma cabeça obturada (9) conectada ao mesmo, de modo móvel e acoplada com o corpo de válvula (4), de modo a mover-se ao longo de uma direção longitudinal ou axial (x) entre as posições (p1, p2) para fechar e abrir a passagem (11), em uma direção de abertura (va) e uma direção de fechamento (vc), respectivamente; uma manga (12) que se encontra acoplada à haste (10); uma mola (m1), disposta entre a manga (12) e o corpo de válvula (4), de modo a exercer uma força sobre o membro obturador (8), ao longo da referida direção longitudinal ou axial (x), na direção de fechamento (vc); a referida manga (12) está bloqueada, de forma irreversível, em correspondência com a haste (10), por meio de uma ligação mecânica, sem rosca, em uma posição longitudinal ou axial pré-definida da referida haste (10), de modo que a mola (m1) exerce uma força de valor pré-definido sobre o membro obturador (8), disposto na posição fechada (p1).

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção se refere a uma válvula limitadora de pressão.

[002] Em particular, tal válvula é uma válvula óleo hidráulica, que define um dispositivo para limitar as sob pressões perigosas em tubos ou em sistemas óleo- hidráulicos.

[003] Em particular, a presente invenção refere-se a uma válvula capaz de limitar, em um circuito hidráulico, a pressão máxima (a chamada função "anti-choque"). Em outras palavras, esta válvula limitadora impede que um valor pré-definido de sob pressão seja excedido no circuito hidráulico em que é inserida.

Estado da Técnica

[004] Válvulas óleo-hidráulicas limitadoras de pressão, as quais podem ser inseridas em um circuito hidráulico, a fim de separar (ou isolar de maneira vedada) uma porção (ou zona) de alta pressão do circuito hidráulico de uma porção (ou zona) de baixa pressão do circuito hidráulico já são conhecidas, por exemplo, na descrição dos documentos de patentes WO 2006/069692, US 2006/039811 e US 2005/264100.

[005] Estas válvulas são inseridas no interior de uma sede de alojamento.

[006] Estas válvulas compreendem um corpo de válvula e um corpo obturador (ou membro obturador), os quais estão dispostos no interior da sede de alojamento.

[007] Em particular, o membro obturador é deslizável em relação ao corpo de válvula, ao longo de uma primeira direção de extensão longitudinal ou axial, entre uma posição fechada, na qual o membro obturador é posicionado em uma sede associada do corpo de válvula, e uma posição aberta, na qual o corpo obturador não é posicionado na sede acima mencionada e uma região de passagem de fluxo de fluído é definida entre o corpo de válvula e a haste.

[008] O corpo de válvula tem, nele formado, um orifício central que define a região de passagem de fluxo de fluído; dito corpo de válvula pode ter uma guia para a haste do membro obturador, o que permite deslocamentos axiais deste último.

[009] O membro obturador compreende uma porção - ou cabeça - substancialmente cônica ou esférica, ajustando-se com o corpo de válvula, e uma haste com uma forma alongada, que se estende a partir da cabeça. A haste do corpo obturador é provida com uma parte rosqueada que é afastada da cabeça

[0010] A válvula ainda compreende uma manga para centralizar/guiar e fechar a haste, a qual é deslizável em relação às paredes da sede que recebe a referida válvula.

[0011] A manga de centralização/fechamento é provida de um orifício rosqueado no interior do qual a haste é parafusada e fechada.

[0012] Esta válvula também compreende uma mola, que se estende longitudinalmente ou axialmente ao longo da primeira direção. Deve-se notar que a mola é disposta entre a manga e o corpo de válvula.

[0013] Esta válvula normalmente isola uma região de alta pressão do circuito de óleo hidráulico de uma região de baixa pressão (o membro obturador na posição fechada) e foi concebida para conectar a região de alta pressão à região de baixa pressão (o membro obturador na posição aberta), se a pressão relativa entre o duto de alta pressão e o duto de baixa pressão é maior do que um valor predeterminado de pressão de funcionamento da válvula (normalmente correspondendo a uma condição de sobre pressão ou choque no circuito de alta pressão).

[0014] Deve-se notar que a pré-tensão da mola (compressão da mola, quando não há nenhuma diferença de pressão entre a região de alta pressão e a região de baixa pressão) determina o valor da pressão de funcionamento (o valor da diferença de pressão entre a região de alta pressão e a região de baixa pressão).

[0015] Portanto, nesta válvula, o ajuste correto da pré-tensão da mola (chamada de calibragem de válvula) é de fundamental importância para que o corpo obturador seja movido da posição fechada para a posição aberta, quando existe uma diferença de pressão pré-definida entre região de alta pressão e a região de baixa pressão, que corresponde à pressão de funcionamento desejada.

[0016] Deve-se notar que esta pré-tensão coincide com a força resiliente desenvolvida pela mola, quando é comprimida para o primeiro comprimento de funcionamento, geralmente pré-definido pelas condições circundantes, para cada tamanho de válvula.

[0017] De acordo com o estado da técnica, a calibragem da válvula é realizada in situ, ou seja, ligando a válvula a um circuito de "teste', entre uma zona de alta pressão e uma zona de baixa pressão. Este método de calibragem prevê rosquear a manga na haste em uma posição predefinida, inserindo-a no interior da sede, e a aplicação de uma pressão relativa pré-determinada, entre o circuito de alta pressão e o circuito de baixa pressão, correspondendo ao desejado valor da pressão de funcionamento. Este método de calibragem é repetido até que o membro obturador estabeleça a comunicação entre as duas zonas - de alta pressão e baixa pressão - em correspondência com o valor (requerido) da diferença de pressão entre as duas regiões - de alta pressão e baixa pressão.

[0018] Portanto, até agora, com este método de calibragem, garantindo um elevado grau de precisão para a calibragem da válvula, é particularmente demorado. Além disso, uma válvula, assim concebida é relativamente complexa e requer longo tempo de montagem.

[0019] Outra desvantagem encontrada neste tipo de válvula é que a mesma não garante um elevado grau de confiabilidade ou uma elevada estabilidade de funcionamento; de fato, esta válvula não é capaz de assegurar que, ao longo do tempo, a abertura da válvula ocorra no valor de funcionamento para o qual a válvula foi calibrada (usando o método acima descrito).

[0020] Este problema é parcialmente resolvido pela adoção de sistemas de travamento adicionais para impedir que o par rosqueado se desenrosque, embora isto complique ainda mais a estrutura e montagem da válvula.

[0021] Este problema é particularmente crítico nas aplicações em que a precisão de abertura é um requisito essencial.

[0022] Outros exemplos de válvulas limitadoras de pressão (óleo hidráulicas) são fornecidas pelos documentos de patente US 6964280B1 e US 2006/112993A1.

Descrição da Invenção

[0023] O objetivo da presente invenção é o de fornecer uma válvula limitadora de pressão (óleo hidráulica), que supera as desvantagens do estado da arte mencionadas acima.

[0024] Em particular, o objetivo da presente invenção é o de fornecer uma válvula limitadora de pressão (óleo hidráulica), que é simples, de baixo custo, altamente confiável e estável e um método para fabricação da referida válvula.

[0025] Ditos objetivos são, em sua totalidade, abrangidos pela válvula limitadora de pressão (e pelo método para a fabricação de dita válvula), de acordo com a presente invenção, o que é caracterizado pelo conteúdo das reivindicações abaixo indicadas.

[0026] Em particular, a válvula limitadora de pressão, de acordo com a invenção, pode ser inserida em uma sede de um circuito hidráulico, disposta entre uma zona de alta pressão e uma zona de baixa pressão e compreende: um corpo de válvula concebido para acoplar-se, de modo vedado, com as paredes da referida sede e definindo internamente uma passagem de fluído; um membro obturador, que tem uma haste e uma cabeça obturadora, conectadas a uma primeira extremidade da haste e engatadas, de uma maneira móvel, ao o corpo de válvula, de modo a mover-se ao longo de uma direção longitudinal ou axial da extensão haste, a partir de uma posição fechada da passagem, onde a cabeça é acoplada, de forma vedada, ao corpo de válvula, até uma posição aberta da passagem, e vice-versa, em uma direção de abertura e direção de fechamento, respectivamente; uma manga acoplada à referida haste do membro obturador na segunda extremidade da mesma; uma mola, disposta entre a manga e o corpo de válvula, e concebida para exercer força sobre o referido membro obturador ao longo da referida direção longitudinal ou axial, na direção de travamento.

[0027] De acordo com a invenção, a referida manga é irreversivelmente travada pela referida haste, por meio de uma conexão mecânica, sem rosca, em uma posição longitudinal (ou axial) predefinida da referida haste, de modo que a mola exerce sobre o membro obturador uma força de valor pré-definido, quando o membro obturador está na posição fechada.

[0028] De preferência, a conexão mecânica entre a manga e a haste é uma conexão adequada para ser realizada de forma dinâmica, em uma posição arbitrária (isto é, em uma posição que não é pré-determinada, ao contrário do caso do acoplamento rosqueado) da haste; de acordo com a invenção, a referida conexão mecânica entre a manga e a haste compreende deformação plástica.

[0029] O "Comprimento inicial de trabalho Li" é definido como o comprimento da mola quando o membro obturador estiver na posição fechada.

[0030] O método para a fabricação de uma válvula limitadora de pressão, de acordo com a invenção, compreende as seguintes etapas: proporcionar um corpo de válvula, que define internamente uma passagem para um fluido e projetado para acoplar-se, de maneira vedada, com uma sede de um circuito hidráulico, disposto entre uma zona de alta pressão e uma zona de baixa pressão; proporcionar um membro obturador, que compreende uma haste e uma cabeça obturadora, conectado a uma primeira extremidade da haste; acoplar o membro obturador ao corpo de válvula, de modo que o membro obturador seja móvel, ao longo de uma direção longitudinal ou axial da extensão da haste, a partir de uma posição fechada da passagem, em que a cabeça é acoplada, de forma vedada, com o corpo de válvula, até uma posição aberta da passagem, e vice-versa, em uma direção de abertura e direção de fechamento, respectivamente; proporcionar uma manga e uma mola disposta entre a manga e o corpo de válvula, de modo que a mola exerça força sobre o referido membro obturador, ao longo da referida direção longitudinal ou axial, na direção de fechamento; acoplar a manga à haste do membro obturador na segunda extremidade do mesmo.

[0031] Em particular, deve-se notar que a haste define uma porção pré-determinada (na referida segunda extremidade), preparada (por meio de mecanismos mecânicos apropriados ou medidas de aperfeiçoamento de fixação) para se acoplar à manga.

[0032] De acordo com a invenção, este processo compreende uma etapa para a compressão da mola entre a manga e o corpo de válvula, para uma compressão correspondente a um valor de força de pré-definido, e prevê que o mencionado acoplamento da manga com a haste seja realizado com travamento irreversível, por meio de uma conexão mecânica, sem rosca, em uma posição longitudinal (ou axial) da haste.

[0033] De preferência, a conexão mecânica entre a manga e a haste é realizada de forma dinâmica em uma posição arbitrária (isto é, em uma posição que não é pré- determinada, contrariamente ao caso de acoplamento rosqueado) da haste; de acordo com a invenção, o referido acoplamento mecânico entre a manga e a haste é realizado por meio de uma deformação plástica.

[0034] De preferência, a manga (e, opcionalmente, outros componentes da válvula) tem dimensões tais que, quando a manga é acoplada à haste na dita posição longitudinal, a mola tem o comprimento pré-definido (que corresponde ao valor de força predeterminado) e, ao mesmo tempo, a manga é conectada à haste em uma zona predefinida (projetada de modo a ser particularmente apropriada para a conexão com a manga).

[0035] Em outras palavras, o método prevê as seguintes etapas: a) uma etapa que envolve a compressão da mola, entre a manga e o corpo de válvula, até alcançar tanto a força pré-definida como a posição axial necessária para o ajuste de certos componentes da válvula, durante a abertura forçada do membro obturador, em teste não destrutivo da junta de travamento, de modo a garantir simultaneamente a máxima abertura da válvula, durante o funcionamento do mesma, mantendo em ambas as condições e posições do membro obturador a tensão máxima da mola M1 em um valor inferior ao permissível ponto de força de ruptura/rendimento do material; b) uma etapa em que a manga e a haste são travadas entre si, de um modo irreversível, por meio de uma conexão mecânica, sem rosca, em uma posição axial da haste, de modo a satisfazer as condições mencionadas acima.

[0036] Além disso, deve ser notado que a invenção contempla proporcionar uma série de corpos de válvula, os quais estão configurados para acoplar-se, de maneira vedada, com a adequada sede de um circuito hidráulico, disposto entre uma zona de alta pressão e uma zona de baixa pressão, bem como uma guia de haste de dimensões adequadas. Contempla, além disso, proporcionar um ou mais membros obturadores, com o mesmo comprimento total, compreendendo uma haste e uma cabeça obturadora, a qual é, de preferência, esférica ou cônica e conectada a uma primeira extremidade da haste.

[0037] Além disso, contempla o acoplamento do membro obturador ao corpo de válvula, de modo que o membro obturador é móvel ao longo da direção axial da haste, a partir de uma posição fechada da passagem, em que a cabeça é acoplada de uma maneira vedada, ao corpo de válvula, até uma posição aberta da passagem, durante o funcionamento, e vice-versa, em uma direção de abertura e direção de fechamento, respectivamente; e provendo uma série de mangas com dimensões adequadas, para várias condições de calibragem e condições circundantes.

[0038] A "Categoria/tamanho de válvula' deve ser entendida como significando o conjunto de válvulas adequadas para operar a uma pré-definida taxa de fluxo máxima de um fluido (óleo).

[0039] Neste contexto, é contemplado proporcionar, para cada categoria/tamanho de válvula, de acordo com a invenção, uma série de molas, as quais, quando comprimidas entre a manga e o corpo de válvula, dispostas na posição predeterminada dos componentes para montagem e fechamento, exercem, sobre o membro obturador, uma força axial, na direção de fechamento, igual a uma força de operação correspondente (correspondente à pressão de calibragem desejada).

[0040] Cada uma das molas desta série de molas (prevista para uma categoria de válvula predefinida) é preferencialmente configurada para satisfazer as seguintes especificações técnicas: - ajustar a mola para um comprimento menor do que o seu comprimento, na posição de funcionamento de abertura máxima, porém maior do que o comprimento mínimo permitido (espaço mínimo entre as espiras); - tensão de torção, durante o ajuste, menor do que a tensão máxima do material da mola permissível para esta operação; - garantir a condição operacional totalmente aberta da válvula, com a máxima segurança da força de mola.

[0041] Além disso, contempla-se a realização de trava mecânica, sem rosca, da manga na haste do membro obturador, na sua extremidade oposta à cabeça.

Breve descrição dos desenhos

[0042] Estes aspectos característicos, juntamente com outros, serão retratados mais claramente, mediante seguinte descrição de uma forma de realização preferida, ilustrada meramente a título de exemplo não limitativo, nos vários desenhos anexos, em que: - a figura 1 mostra uma vista em corte transversal de uma forma de realização preferida da válvula, de acordo com a invenção, em uma configuração fechada; - a figura 2 mostra uma vista em corte transversal de uma forma de realização preferida da válvula, de acordo com a invenção, em uma configuração aberta; - as figuras 3a, 3b, 3c; 4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c mostram respectivas vistas laterais, em planta e em corte transversal de diferentes formas de realização de um detalhe da válvula, de acordo com as figuras 1 e 2; - a figura 6 mostra uma vista esquemática da válvula, de acordo com as figuras 1 e 2; - a figura 7 mostra uma vista em perspectiva esquemática de diferentes formas de realização de um detalhe da válvula, de acordo com as figuras 1 e 2; - as figuras 7A e 7B mostram, cada uma delas, várias vistas de três formas de realização de detalhes da válvula, de acordo com a invenção; e - a figura 8 mostra uma vista esquemática do aparelho para a calibragem da válvula, de acordo com a invenção. Descrição detalhada de formas de realização preferidas da invenção

[0043] O número de referência 1 indica uma válvula limitadora de pressão para circuitos de óleo hidráulicos, de acordo com a presente invenção.

[0044] Esta válvula 1, nas figuras 1 e 2, é disposta em um circuito de óleo hidráulico. Em particular, a válvula 1 é disposta entre uma zona de alta pressão AP e uma zona de baixa pressão BP.

[0045] Normalmente (isto é, durante a operação normal do circuito hidráulico), a pressão na zona de alta pressão AP é maior do que a pressão na zona de baixa pressão BP.

[0046] A Figura 1 mostra um corpo de contenção 2 da válvula 1, que mostra as duas zonas, isto é, a zona de alta pressão AP e zona de baixa pressão BP. O corpo de contenção 2 tem formado em si uma sede 3, para receber a válvula 1.

[0047] A válvula 1 (ou os componentes da válvula 1 que serão introduzidos e descritos mais detalhadamente abaixo) é disposta no interior da sede 3 do corpo de contenção 2.

[0048] Deve-se notar (ver figura 1) que o corpo de contenção 2 tem, internamente, um duto 24, que define a zona de alta pressão AP e um duto 25, que define a zona de baixa pressão em BP.

[0049] A este respeito, deve-se notar que a sede 3 é formada na região onde o duto 24 do corpo de contenção 2 é conectado ao duto 25 do corpo de contenção 2.

[0050] Esta sede 3 é fechada na parte superior por uma tampa de fechamento 23.

[0051] A este respeito, deve-se notar que a tampa de fechamento 23 é fixada, de forma removível, ao corpo de contenção 2 (de preferência, parafusado no mesmo), de modo a permitir a inserção ou a remoção da válvula 1 do corpo de contenção 2.

[0052] De preferência, a tampa 23 tem a forma de uma xícara virada. Uma vedação 26 é disposta entre a tampa 23 e o corpo de contenção 2 para realizar o fechamento selado da sede 3.

[0053] Os componentes da válvula 1, de acordo com a invenção, os quais estão dispostos no interior da sede 3, serão descritos abaixo.

[0054] Estes componentes serão descritos com referência a uma configuração de montagem da válvula 1 (ou com referência a uma configuração de funcionamento da válvula 1), como mostrado na figura 1.

[0055] A válvula 1 compreende um corpo de válvula 4 e um membro obturador 8.

[0056] De acordo com a invenção, o corpo de válvula 4 é configurado para acoplar-se, de modo vedado, com as paredes da referida sede 3 e define, internamente, uma passagem 11 para um fluido, entre duas zonas de alta pressão e de baixa pressão (AP, BP).

[0057] Deve-se notar que a sede 3 tem, nela formada, uma superfície de vedação cônica, definindo uma zona cônica 13; o membro obturador 8 acopla-se, de maneira vedada, com as paredes desta superfície de vedação cônica (ou zona cônica) 13. De preferência e de uma forma não limitativa, o corpo de válvula 4 compreende duas partes que podem ser conectadas entre si, ou seja, uma primeira parte 16 e uma segunda parte 17.

[0058] A primeira parte 16 é configurada, de modo a acoplar-se com as paredes da sede 3 e forma uma vedação em contato com essas paredes. Deve-se notar que este primeiro elemento 16 tem um orifício central 11, que define uma sede 14, contra a qual o membro obturador 8 se suporta (tal como será descrito mais amplamente a seguir), de modo a permitir o fechamento da passagem, definida pelo referido orifício 11.

[0059] Além disso, esta primeira parte 16 compreende orifícios periféricos 39 para a passagem do fluxo do fluido.

[0060] Estes orifícios 39 estão dispostos radialmente, em torno do eixo da válvula.

[0061] Pode ser visto na figura 1 que, durante a utilização, uma primeira superfície 6 (superfície inferior com referência à figura 1), da primeira parte 16, é em contato com o fluido de baixa pressão BP, enquanto uma segunda porção 7 (porção superior com referência à figura 1) da primeira parte 16 é em contato com o fluido de alta pressão AP. A segunda parte 17 tem uma (tubular) porção cilíndrica 31 e uma porção flangeada 32.

[0062] Deve-se notar que a porção tubular 31 da segunda parte 17 tem, nela formada, um orifício passante longitudinal ou axial 35, para receber a haste 10.

[0063] Quando as duas partes 16, 17 são acopladas, uma abertura inferior do orifício 35 fica voltada para uma abertura superior do orifício 11.

[0064] Deve-se notar que a segunda parte 17 é configurada para guiar a haste 10, durante o seu movimento na direção de abertura VA/ direção de fechamento VC.

[0065] Deve-se notar que a porção flangeada 32 da segunda parte 17 é formada, de modo a acoplar-se com a primeira parte 16; em particular, deve-se notar que a primeira parte 16 tem (situada na parte superior, com referência à figura 1) uma sede 52 para a centralização da porção flangeada 32, configurado de modo a permitir a centralização da porção flangeada 32, ou a segunda parte 17 em relação à primeira parte 16.

[0066] As Figuras 3, 4 e 6 mostram diferentes formas de realização do corpo de válvula 4.

[0067] Em particular, deve-se notar que a primeira parte 16 compreende uma porção 52, para centralizar a segunda parte 17, a qual pode ter uma forma cilíndrica (como mostrado nas figuras 3a, 3b, 3c, 4a, 4b, 4c) ou forma cônica (como mostrado na figura 4).

[0068] A segunda parte 17 é, de preferência, acoplada, de forma removível, à primeira parte 16.

[0069] O membro obturador 8 será descrito a seguir.

[0070] O membro obturador 8 compreende uma cabeça obturadora 9 e uma haste 10 conectada à cabeça obturadora 9.

[0071] A cabeça obturadora 9 é disposta em uma primeira extremidade 50 da haste 10.

[0072] De preferência, a haste 10 e a cabeça obturadora 9 são formadas em uma única peça.

[0073] O membro obturador 8 é móvel em relação ao corpo de válvula 4, ao longo de uma direção longitudinal ou axial X da extensão da haste 10, entre uma posição aberta P2 (mostrada na figura 2) e uma posição fechada P1 (mostrado na figura 1).

[0074] Em particular, deve-se notar que o membro obturador 8 é móvel a partir da posição fechada P1 até a posição aberta P2, ao longo de uma direção de abertura (indicada pela referência VA) e a partir da posição aberta P2 até a posição fechada P1, ao longo de uma direção de fechamento (indicado pela referência VC), oposta à direção de abertura.

[0075] A este respeito, deve-se notar que a figura 1 mostra a posição fechada P1 do membro obturador, onde a cabeça 9 do membro obturador 8 apóia-se contra as paredes do orifício central (figura 1) da primeira parte 16 do corpo de válvula 4; nesta posição fechada P1, é impedida a passagem do fluido a partir do circuito de alta pressão AP até o circuito de baixa pressão BP.

[0076] Deve-se notar que o membro obturador 8 é, de forma deslizante, associado com o corpo de válvula 4 (em particular, a parte 17).

[0077] Em particular, a porção de diâmetro constante do membro obturador 8 é associada, em conexão deslizante, com o corpo de válvula 4 (parte 17).

[0078] Na válvula o comprimento total do membro obturador 8 é determinado de modo a atingir a pré-tensão predeterminada da mola M1, na específica posição axial fechada da manga 12 na haste 8.

[0079] Deve-se notar que isso também permite calibragem precisa, sem a necessidade de operações adicionais da função anti-cavitação (como será descrito mais amplamente a seguir); de fato, a mola anti-cavitação M2 (mostrada nas figuras 1 e 2 e abaixo descrita de forma mais completa) é automaticamente ajustada à pré-tensão desejada, o que não ocorre no estado da técnica, em que a calibragem da mola anti-cavitação deve ser obtida por meio de operações adicionais.

[0080] A cabeça obturadora 9 é em contato com o fluido do circuito de alta pressão AP e com o fluido do circuito de baixa pressão BP.

[0081] A título de exemplo não limitativo, de acordo com o que mostrado na figura 1, a cabeça obturadora 9 compreende uma parte alargada 19 (distanciada do corpo de válvula 4) e uma porção modelada 20 (de preferência cônica ou esférica).

[0082] Deve-se notar que a porção modelada 20 é configurada de modo a acoplar-se, de maneira vedada, com as paredes do orifício central 11 (como mostrado na figura 1), quando o membro obturador 8 está na posição fechada P1.

[0083] De acordo com o exemplo mostrado na figura 1, a cabeça obturadora 9 projeta- se a partir do orifício central 11 do corpo de válvula 4 na direção da zona de baixa pressão BP (com referência à figura 1).

[0084] Em particular, deve-se notar que a cabeça obturadora 9 projeta-se para fora do corpo de válvula 4.

[0085] Em particular, deve-se notar que , quando o membro obturador 8 está na posição fechada, a porção alargada 19 da cabeça obturadora 9, no exemplo mostrado na figura 1, é em contato com o fluido sob baixa pressão BP; por outro lado, a porção em modelada 20 faz contato vedante com as paredes da sede 14 e separa o fluido sob alta pressão AP, a partir do fluido sob baixa pressão BP.

[0086] Deve-se notar que, tanto a pressão do fluido sob baixa pressão BP e a pressão do fluido sob alta pressão AP atuam sobre a cabeça 9 do membro obturador 8.

[0087] Além disso, a cabeça 9 tem, de preferência, uma forma geométrica, adequada para minimizar as forças de fluxo dinâmico, que são geradas durante o funcionamento com a válvula aberta.

[0088] A haste 10 do membro obturador 8 tem, preferencialmente, uma forma cilíndrica. Pode ser visto na figura 1 que a haste 10, durante a utilização, é disposta, de forma deslizante, no interior do orifício passante 35 da segunda parte 17 do corpo de válvula 4.

[0089] A este respeito, deve-se notar que a segunda parte 17 do corpo de válvula 4 permite que a haste 10 seja guiada.

[0090] De acordo com a invenção, a válvula 1 compreende ainda uma manga 12.

[0091] Durante o uso, a manga 12 é fixada (ou travada em relação) à haste 10 do membro obturador 8, por meio de uma conexão sem rosca, tal como será descrito a seguir de forma mais completa.

[0092] A manga 12 compreende uma porção tubular 37 e uma porção 18 (a seguir, também chamada de flange) que se projeta radialmente a partir da porção tubular 37.

[0093] Deve-se notar que o flange 18, no exemplo mostrado, tem uma forma circular, em vista plana, e tem um raio maior do que o da porção tubular 37.

[0094] Deve-se notar que a porção 18, que se projeta radialmente, é disposta em uma posição central da porção tubular 37 (neste contexto, a porção tubular pode, portanto, ser dividida em uma tubular superior ou porção cilíndrica 37S e uma tubular inferior ou porção cilíndrica 37I).

[0095] A porção que se projeta radialmente 18 (flange) é de preferência configurada de forma centralizada, em relação às paredes laterais da sede 3 e/ou da tampa.

[0096] A manga 12 é, de preferência, mas não exclusivamente, formada em uma peça única.

[0097] Deve-se notar que a manga 12, em particular a porção tubular 37, tem um orifício passante 5 estendendo-se axialmente, formado na mesma.

[0098] A haste 10 do membro obturador 8, como mostrado na figura 1, é configurada, de modo a ser inserida no interior do referido orifício passante 5 da manga 12. Em particular, a manga 12 é acoplada à referida haste 10 do membro obturador 8 na segunda extremidade 51 da referida haste 10, oposta à primeira extremidade 50.

[0099] De acordo com a invenção, a válvula 1 compreende uma mola M1 disposta entre a manga 12 e o corpo de válvula 4.

[00100] A mola M1 é configurada para exercer força sobre a manga 12 (e, conseqüentemente, sobre o membro obturador 8, no qual a manga 12 é fixada), ao longo da direção de fechamento VC.

[00101] Além disso, deve-se notar que, de preferência a mola M1, a qual é disposta entre a manga 12 e o corpo de válvula 4, é concebida para todas as definições de calibragem da mesma categoria de válvula, de modo a satisfazer as seguintes condições: - a mola exerce, quando comprimida para o comprimento de trabalho inicial Li, na manga 12 e no membro obturador 8 (ao qual a manga 12 é fixada), força axial, que corresponde à pressão de funcionamento da válvula (também chamada de pressão de calibragem); - a referida pressão inicial de funcionamento da mola M1 coincide com o seu comprimento, quando os componentes de válvula estão na posição prevista para o travamento permanente da manga 12 na haste 10 do membro obturador 8; - a mola pode ser ajustada ("ajustada7 deve ser entendida como significando um procedimento de condicionamento, realizada por meio de ciclos mecânicos para "relaxamento" da mola, de acordo com uma prática conhecida no setor) para um comprimento menor do que o seu comprimento em posição de funcionamento totalmente aberta, porém maior do que o comprimento mínimo necessário para assegurar sua integridade estrutural e funcional (por exemplo, assegurando que o espaço entre as espiras não seja eliminado); - durante o ajuste, a tensão de torção é inferior à tensão máxima do material da mola permissível durante esta operação; e - possibilidade de alcançar a condição de funcionamento completamente aberta da válvula, com a máxima segurança de resistência e funcionalidade da válvula.

[00102] Deve se notar que, durante o uso, a mola M1 fica disposta na parte externa da porção tubular ou porção cilíndrica 31 da segunda parte 17 e da porção tubular ou porção cilíndrica inferior 37I da manga 12.

[00103] Deve se notar que a segunda parte 17 (em particular, a porção cilíndrica ou tubular da segunda parte 17) desempenha a função de centralizar a mola M1. Deve-se notar que esta mola M1 se apóia contra uma superfície inferior 21 da porção que se projeta radialmente ou flange 18 da manga 12 e contra uma superfície superior 22 da porção em forma de flange 32 da segunda parte 17. Deve-se notar, também, que a mola M1 se contrapõe à abertura da válvula 1 (ou seja, se contrapõe ao deslocamento do membro obturador 8, da posição fechada P1 para a posição aberta P2), exercendo uma força na direção de fechamento VC do membro obturador 8.

[00104] Com referência ao exemplo ilustrado, a mola M1 opera sob compressão, ao longo de todo o curso do membro obturador 8, ou seja, a mola M1 é comprimida, tanto quando o membro obturador 8 é disposto na posição fechada P1 como quando o membro obturador 8 é disposto na posição aberta P2.

[00105] Certos aspectos relacionados com os componentes da válvula 1, anteriormente mencionados, serão descritos com maiores detalhes a seguir.

[00106] Deve se notar que as seguintes forças atuam sobre o membro obturador 8 (em particular sobre a cabeça 9 do membro obturador 8): - a força resiliente da mola M1; - a força exercida pelo fluido de alta pressão AP; - a força exercida pelo fluido de baixa pressão BP; e - as forças de fluxo dinâmico durante o funcionamento da válvula na posição aberta.

[00107] De acordo com outro aspecto da invenção, a manga 12 e o corpo de válvula 4 são configurados, de modo a definir uma posição totalmente aberta do membro obturador e uma posição de compressão máxima da mola M1, em que a mola não esta ainda em uma condição totalmente comprimida (além do que, a mola não pode ser comprimida e é deformada de maneira irreversível); em particular, a manga e o corpo de válvula são configurados de modo que, na referida posição de totalmente aberta, se acoplam ou entram em contato; isto pode ocorrer, por exemplo, durante particularmente a ampla abertura do membro obturador 8 (por exemplo, no caso de abertura forçada).

[00108] Em outras palavras, isto evita que a mola de M1 seja comprimida além de um valor de segurança máxima pré-definido.

[00109] Deve se notar, no entanto, que a manga 12 e o corpo de válvula 4 são configurados de modo a assegurar que o membro obturador 8 possa realizar um curso pré-determinado durante a operação normal.

[00110] Em outras palavras, a manga 12 e o corpo da válvula 4 estão configurados de modo a acoplar-se, durante a abertura forçada do membro obturador, e definem tanto uma posição aberta do dito membro obturador, levemente maior do que a posição máxima que pode ser atingida durante a operação normal (na posição em que a área de secção transversal de fluxo livre do fluido assume um valor máximo), como uma compressão máxima da mola M1, em que a mola não é ainda sujeita a tensões que possam danificá-la irremediavelmente, nem a tensões que sejam maiores do que aquelas alcançadas durante o processo de ajuste.

[00111] Deve se notar, no entanto, que a manga e o corpo de válvula 4 estão configurados de modo a assegurar que o membro obturador 8 possa realizar um curso maior do que o curso máximo possível, durante a operação, garantindo completa abertura da válvula.

[00112] Em outras palavras, isto evita que a mola de M1 seja comprimida além de um valor de segurança máxima pré-definido e que a válvula se abra completamente.

[00113] A este respeito, o fato de que a manga 12 e o corpo de válvula 4 estão concebidos para acoplar-se durante a abertura do membro obturador 8, evitando a compressão da mola além do limite máximo permissível para a funcionalidade e integridade estrutural da mesma, previne a possibilidade de compressão da mola M1 além de um comprimento mínimo predeterminado Lmin e conseqüente dano à mesma ou seu mal funcionamento.

[00114] A fim de explicar mais detalhadamente o que precede, deve-se notar que, de preferência, a válvula (com particular referência para o corpo de válvula e manga) é configurada como segue (com referência à figura 1); a extremidade terminal da porção cilíndrica ou tubular 31 do segundo elemento 17 e a extremidade da porção cilíndrica ou tubular inferior 37I da manga 12 estão configuradas, de modo a acoplar-se durante o curso ou o movimento de abertura do membro obturador 8, definindo um curso máximo do membro obturador, na direção de abertura, para o que corresponde a total compressão da mola M1.

[00115] A seguir, o travamento da manga 12 na haste 10, de acordo com a invenção, será descrito em detalhes.

[00116] Deve-se notar que, de acordo com a invenção, a manga 12 é travada, de forma irreversível, na haste 10. O termo "travamento irreversível" deve ser entendido como significando que dito travamento é irremovível ou permanente.

[00117] Além disso, dito travamento, de acordo com a invenção, consiste no travamento mecânico sem rosca.

[00118] De acordo com a invenção, a manga 12 é travada na haste 10, de forma irreversível, em uma posição longitudinal ou axial pré-determinada da haste 10, de modo que a mola M1 exerce uma força de travamento de valor pré-definido sobre o membro obturador 8, quando o membro obturador 8 está na posição fechada P1, o que corresponde a uma pressão de operação pré-determinada da válvula 1 (diferença de pressão entre a região de alta pressão e a região de baixa pressão).

[00119] Além disso, a posição pré-definida de montagem sobre o membro obturador 8 é simultaneamente respeitada.

[00120] Esta pressão de operação/ativação para abrir a válvula 1, que depende da área de passagem de fluxo do fluido e da força de fechamento de valor pré-determinado da mola Ml sobre o membro obturador 8, será citada, a seguir, também como "pressão de calibragem.

[00121] Deve-se notar que a força de valor pré-determinado, que a mola M1 exerce sobre o membro obturador 8, quando o membro obturador está na posição fechada P1, é produzida por uma pré-tensão da mola M1.

[00122] O travamento da manga 12 na haste 10 do membro obturador 8 é realizado por meio de deformação plástica da manga 12 (anteriormente ligada à haste 10).

[00123] Ainda, preferencialmente, o referido travamento é realizado por meio de crimpagem.

[00124] O travamento da manga 12 no membro obturador 8 é realizado em duas etapas sucessivas (garantindo, assim, uma maior segurança e confiabilidade ao longo do tempo): i. uma primeira etapa, durante a qual a manga 12, travada na haste 10, é deformada plasticamente no sentido radial (travamento primário); ii. uma segunda etapa, durante a qual a extremidade terminal 51 da haste 10 é deformada (travamento secundário).

[00125] Deve se notar que, de per si, o travamento primário (i) já é suficiente para assegurar o travamento da haste 10 em correspondência com a manga 12; o travamento secundário (ii) é realizado de forma a incrementar a confiabilidade do travamento da haste 10 em correspondência com a manga 12.

[00126] O travamento primário (i) é realizado em uma região pré-definida 29 da haste 1.

[00127] De preferência, o travamento secundário (ii) contempla deformação "em concha' da segunda extremidade da haste em direção a um orifício cônico da manga.

[00128] De acordo com um modo preferido de implementação do método para a fabricação da válvula, contempla-se a determinação prévia da região ou zona pré-definida 29 da haste 10 na qual é realizado o travamento da manga 12.

[00129] Em particular, de preferência, contempla-se a realização de usinagem na haste 10 na zona 29, em que é realizado o travamento da manga 12 escolhida, a fim de preparar esta zona 29 para a junção.

[00130] Salienta-se, também, que, de preferência, a manga 12 e/ou a haste 10 compreendem, na zona de junção 29, as projeções radiais 30 ou dentes 30, que definem uma zona dentada (obtida durante a operação de usinagem mencionada acima). Ainda, preferencialmente, as projeções radiais 30 mencionadas acima ou dentes 30 são formados na haste 10.

[00131] De preferência, os ditos dentes 30 são formados no componente (12 ou 10) com maior dureza mecânica, normalmente na haste 10, por razões técnicas (a haste é feita de material endurecido, de modo a deslizar facilmente no interior da guia associada ao corpo de válvula 4).

[00132] Em particular, deve-se notar que os dentes 30, devido à ação de compressão radial, durante o passo (i), deformam plasticamente o componente (a manga 12 ou a haste 10) de menor dureza (na qual os dentes 30 não estão presentes); deste modo, por meio de deformação plástica, uma junta estriada do tipo macho/fêmea é formada entre os componentes, isto é, a manga 12 e da haste 10.

[00133] Estas projeções 30, portanto, tem o efeito de incrementar a eficácia do travamento realizado por meio de deformação plástica da manga 12 na haste 10 (bem como o atrito entre os componentes acima referidos, isto é, a manga 12 e a haste 10; ocorre também interpenetração entre os materiais das referidas peças 10 e 12).

[00134] Uma vantagem adicional deste tipo de acoplamento entre os componentes 10 e 12, obtida pela formação de dentes 30, por meio de usinagem, no componente de maior dureza, e dos recessos correspondentes, por meio de deformação plástica, durante o acoplamento dos componentes 10 e 12, representa a eliminação de qualquer folga axial ou longitudinal entre os componentes acima mencionados 10 e 12.

[00135] De preferência, antes da operação de travamento irreversível acima mencionado, contempla-se a submissão da mola M1 a um ciclo de formação, onde a mola M1 é sujeita a uma pluralidade ou série de compressões sucessivas (de preferência entre 5 e 10 repetições ou compressões).

[00136] Deve se notar que, de acordo com a invenção, a compressão axial X (cam) da mola M1 e correspondente força de calibragem da mola M1 sobre o membro obturador, quando este último está na posição fechada, são determinadas por meio de medição direta; estes parâmetros são usados para selecionar a manga 12.

[00137] Neste contexto, de acordo com outro aspecto da invenção, a manga 12 tem dimensões de tal forma que, quando a manga 12 é travada na posição pré-determinada para montagem (ou seja, na zona 29 da haste), a mesma define uma compressão axial pré-determinada (também chamada de "cam") da mola M1 e, conseqüentemente, uma força de calibragem pré-definida da mola M1.

[00138] De preferência, contempla-se a medição da força exercida pela mola M1 sobre o membro obturador 8, por meio de um dinamômetro composto por uma célula de carga, com a qual uma posição transdutora é associada; este dinamômetro e posição transdutora permitem, com vantagem, a medição direta da força resiliente exercida pela mola M1 no membro obturador 8 e a compressão axial (cam) da mola M1.

[00139] Esta força reativa da mola M1 é diretamente relacionada com a pressão de operação/abertura da válvula (dependendo da área da secção transversal de saída de fluxo).

[00140] Portanto dependendo da pressão de operação desejada, a manga 12 é acoplada, na haste 10, em uma dada posição longitudinal ou axial que corresponde a uma força de reação pré-definida da mola M1 e à posição dos componentes no mecanismo de montagem mostrado na figura 8, de tal forma a permitir que os passos i) e ii) sejam alcançados por meio do cálculo, com uma tolerância mínima da extensão axial da manga 12.

[00141] Deve-se notar que a força de reação da mola M1 na posição fechada P1 do membro obturador 8, de preferência, é medida durante o curso de retorno do membro obturador 8 (ou durante o movimento do membro obturador 8 na direção de fechamento VC).

[00142] As operações de calibragem/travamento descritas acima são realizadas em um aparelho especialmente concebido para a finalidade e mostrado esquematicamente na figura 8.

[00143] Deve-se notar que este tipo de calibragem é uma calibragem executada "offline", ou seja, realizada sem que a válvula 1 tenha que ser instalada ou testada em um circuito hidráulico (como é realizada no estado da técnica).

[00144] A válvula 1 é calibrada por meio de um aparelho de calibragem 60, especialmente projetado para este fim, que também faz parte desta invenção.

[00145] Este equipamento ou aparelho de calibragem compreende um dinamômetro para medir uma quantidade que representa a força resiliente da mola M1.

[00146] Deve-se notar que o dinamômetro define meios para medir a força resiliente exercida pela mola M1.

[00147] De forma mais genérica, o dinamômetro define meios para detectar uma quantidade que representa um valor de uma força reativa da mola M1.

[00148] Este aparelho também compreende meios para segurar o corpo de válvula 4 em correspondência com o corpo do aparelho (por exemplo, uma sede, para receber o corpo de válvula 4).

[00149] O aparelho compreende meios 61 para a retenção ou fixação do membro obturador na posição fechada P1.

[00150] O aparelho, de acordo com outro aspecto, também compreende meios para selecionar as mangas 12, configurados para escolher e remover de uma pluralidade de mangas aquela manga que tem uma geometria, de tal forma a permitir que a força de reação pré-definida da mola M1 seja obtida na posição de travamento admitida sobre a haste 10 em correspondência com a cabeça do membro obturador 8.

[00151] O aparelho de calibragem também compreende meios de manipulação destinados a alterar a posição da manga 12 em relação ao membro obturador 8, em particular no que diz respeito à haste 10.

[00152] Além disso, de preferência, o aparelho de calibragem compreende meios para selecionar e manipular a segunda parte ou guia 17, de modo a prevenir danos à válvula 1 e à mola M1 e assegurar que a condição de funcionamento totalmente aberta possa sempre ser alcançada durante a operação nas instalações.

[00153] Estes meios de manipulação permitem um ajuste extremamente preciso da posição da manga 12 na haste 10.

[00154] A figura 8 mostra esquematicamente um aparelho de calibragem 60, de acordo com a invenção.

[00155] Deve se notar que o número 61 indica os meios para a retenção ou fixação do membro obturador 8 na posição fechada, P1, o número 62 indica os meios de manipulação da manga, o número 63 indica os meios para detectar a força de reação da mola M1 e o número 64 indica os meios para detectar a força de reação de calibragem pré-definida.

[00156] Com este aparelho 60, é possível realizar, extremamente rápido e de forma confiável a calibragem da válvula 1, sem necessidade de instalação da válvula 1.

[00157] De fato, deve-se notar que a calibragem é realizada por meio das operações abaixo descritas.

[00158] A válvula 1 montada (ou seja, com os componentes pré-determinados corretamente montados em conjunto, porém não ainda fechadas como nas etapas i) e ii)) é inserida no interior do aparelho de calibragem, de modo que o corpo de válvula 4 é retido em correspondência com a estrutura.

[00159] Similarmente, o membro obturador 8 é mantido na posição fechada, por meio dos meios de retenção.

[00160] Deve se notar que a manga 12 é movida de modo a comprimir a mola M1 até que os sinais do sensor de força de uma força de reação pré-definida da mola M1 sejam atingidos.

[00161] O operador verifica que esta força pré-definida da mola M1 seja efetivamente alcançada, com a manga 12 disposta em uma região pré-definida da haste 10, sem eliminar o espaço livre entre a manga 12 e o guia 17; se isso não ocorre, é necessário ajustar na válvula 1 uma manga 12 com uma altura HF diferente, a fim de que essa condição não ocorra, e, onde isso não for suficiente, uma segunda parte 17, com uma altura HG diferente, a fim de que as condições mencionadas acima possam ocorrer na unidade montada (ou válvula).

[00162] Deve se notar que, de acordo com uma forma de realização preferida, é essencial que a manga 12 seja corretamente selecionada e posicionada ao longo da haste 10, de modo a permitir a realização do travamento, de acordo com as etapas i) e ii) descritas acima.

[00163] De fato, tal como já foi mencionado acima, os meios de detecção também compreendem um transdutor de posição, o qual é capaz de indicar a posição da manga 12 ao longo da haste 10.

[00164] Deve se notar que, de acordo com a forma de realização preferida, a segunda parte 17 é concebida (tem dimensões), de tal modo a definir uma extensão axial pré-definida capaz de permitir que (quando posicionada ao longo da haste 10) a força de reação pré-definida da mola M1 seja atingida, e, ao mesmo tempo, impedir a eliminação de folga, ou de espaço livre, entre a manga 12 e a segunda parte 17.

[00165] Em particular, a extensão axial pré-definida da segunda parte 17 fica entre um valor limite superior, escolhido para assegurar a posição de funcionamento completamente aberta da válvula, e um valor limite inferior, para prevenir interferência e/ou danos na mola e danos à válvula 1, particularmente durante os testes (por exemplo, a força de travamento, a força de calibragem da mola no dinamômetro, etc.) e montagem nas instalações.

[00166] O aparelho compreende, de preferência, além disso, meios (não mostrados) para acoplar a manga 12 à haste 10, de modo a formar um acoplamento irreversível da manga 12 com a haste 10.

[00167] Estes meios de acoplamento, de preferência, são, mas não exclusivamente, concebidos para deformar irreversivelmente (plasticamente) a manga 12 e travar de forma estável, sem rosca, a manga 12 à haste 10.

[00168] De acordo com outro aspecto, o aparelho compreende uma unidade de controle e operação (unidade de controle eletrônico) conectada: - aos meios de detecção 63, para receber um sinal relacionado com a referida quantidade, representando um valor de uma força de reação da referida mola M1 e um sinal relacionado com a medição axial da posição da manga 12; - aos meios de manipulação, de modo a conduzi-los, de tal maneira a variar a posição da manga 12 ao longo da haste 10 e definir a acima mencionada posição da manga 12 ao longo da haste 10, em que é detectado um valor da referida quantidade, representando um valor de força de reação da referida mola M1, correspondendo a um valor pré-definido (e, de preferência, verificar se é dentro da tolerância definida, ou seja, o requerido para as etapas (i) e (ii)); e, - aos meios de acoplamento (ou travamento), de modo a ativá-los na posição definida, acima mencionada.

[00169] Além disso, a unidade de controle é conectada aos meios de seleção, para determinar os componentes exatos a serem montados.

[00170] De acordo com este aspecto, a unidade de controle e funcionamento opera os meios de manipulação (deslocando a manga 12 ao longo da haste 10 com o membro obturador 8 fechado) e paralisa os ditos meios de manipulação quando um valor pré- definido da força de reação da mola M1 (e a compatibilidade da posição com as etapas (i) e (ii)) é detectado; neste valor, os meios de acoplamento (ou travamento) são ativados, para acoplar, de forma irreversível, a manga 12 à haste 10.

[00171] Vantajosamente, isto permite que a calibragem da válvula 1 seja realizada de uma maneira completamente automática (função anti-choque).

[00172] Um método de calibragem, que compreende as seguintes etapas, também é definido: - retenção do membro obturador (8) na posição fechada (P1); - detecção de uma quantidade, que representa um valor de uma força de reação da referida mola (M1); - variação da posição da manga (12) ao longo da haste, de modo a definir uma posição da referida manga (12) ao longo da haste, onde a quantidade representando a força de reação da mola (M1) detectada tem um valor pré-definido (deve-se notar que a posição da manga é selecionada, de modo a ser compatível com as etapas i) e ii) e com a altura HG da guia, de modo a evitar o emperramento de mola e assegurar a condição de funcionamento totalmente aberta; e - travamento irreversível da manga (12), em correspondência com o membro obturador (8), na posição definida.

[00173] Deve se notar que, com o aparelho e o método de acordo com a invenção, é possível calibrar a válvula 1 "fora da sede' (fora de linha de calibragem da válvula), com uma considerável economia, em termos de tempo e custo.

[00174] Também deve ser notado que, por meio do travamento realizado, de acordo com os métodos acima descritos, é possível fixar, em conjunto, de forma estável, a manga 12, o membro de obturador 8, a mola M1 e o corpo de válvula 4; isto evita que a pré- tensão da mola de M1 seja modificada, ao longo do tempo, como resultado do movimento da manga 12 exteriormente ao corpo de válvula 4, evitando qualquer variação na pressão de operação ou abertura da válvula 1.

[00175] A irreversibilidade e a estabilidade do travamento, de fato, assegura que ao longo do tempo (quando a válvula é fechada) a manga 12, o membro obturador 8, a mola M1 e corpo de válvula 4 não modificam a sua posição relativa.

[00176] Desta forma, a válvula 1 é extremamente precisa e confiável, ao longo do tempo, assegurando que a pressão real de funcionamento (em que a abertura do membro obturador 8 ocorre) seja aquela desejada ou a verdadeiramente estabelecida durante a calibragem, mantendo-se constante ao longo do tempo ou diferindo minimamente daquela definida durante a calibragem (devido à fadiga inevitável da mola).

[00177] A válvula 1, por conseguinte, além de poder ser fabricada de uma maneira relativamente simples, é calibrada de uma maneira extremamente precisa e rápida.

[00178] Além disso, a calibragem acima mencionada é confiável ao longo do tempo.

[00179] Ainda, de acordo com outro aspecto da invenção, a válvula 1 compreende uma mola adicional M2, tendo uma função anti-cavitação.

[00180] De acordo com este aspecto, o corpo de válvula 4 é também móvel em relação às paredes da sede 3, entre uma posição fechada (mostrada nas figuras 1 e 2), em que o corpo de válvula 4 se apóia contra as paredes da sede 3 (em especial contra as paredes da superfície de vedação cônica 13 ou a zona cônica 13), e uma posição aberta (não mostrada), em que o corpo de válvula 4 não se apóia contra as paredes da sede 3 (em particular, contra as paredes da superfície de vedação cônica 13) e define, juntamente com as paredes da sede 3 e com o corpo de válvula 4, uma passagem de fluído adicional entre o duto de baixa pressão PB e o duto de a alta pressão AP.

[00181] Deve-se notar que, no exemplo mostrado na figura 1, o corpo de válvula 4 é móvel, a partir da posição fechada até a posição aberta e vice- versa, ao longo da direção X na direção de fechamento VC e na direção de abertura VA, oposta à direção de fechamento VC e na direção de abertura VA do membro obturador 8.

[00182] Devido a esta mola adicional M2, inserida na estrutura da válvula 1, uma função anti-cavitação pode ser proporcionada no circuito da instalação.

[00183] De fato, se a pressão do circuito de alta pressão AP é menor do que aquela do circuito de baixa pressão BP, para uma quantidade predeterminada, correspondente a uma condição de cavitação da zona de alta pressão AP ou esvaziamento do circuito de alta pressão AP, o corpo de válvula 4 - como resultado da queda de pressão relativa entre o circuito de alta pressão AP e o circuito de baixa pressão BP - é movida da posição fechada para a posição aberta, contra a ação da mola adicional M2; deve-se notar que o fato de ter dois circuitos (AP, BP), em comunicação fluídica, permite que a pressão seja incrementada na região de alta pressão AP, evitando a cavitação e o esvaziamento desta região.

[00184] Também deve-se notar que o fato de o membro obturador estar concebido de modo a ter um comprimento axial pré-determinado fixo e idêntica posição axial da zona 29, adequada para travar a manga 12 (para todas as válvulas da mesma família/categoria), resulta vantajosamente na porção 18 que se projeta radialmente, ou flange, da manga 12, que tem uma extensão axial previamente determinada, a qual é fixada para cada tipo de válvulas; isto significa, vantajosamente, selecionar a extensão axial da manga, de modo a assegurar que a mola M1 seja comprimida à carga correspondente à pressão de calibragem (ou pressão de operação) e que, ao mesmo tempo, a sua face superior esteja localizada a uma pré-determinada distância axial constante, compatível com os requisitos da função anti-cavitação, em conformidade com o que foi acima descrito em relação à etapa ii).

[00185] Além disso, deve-se notar que, quando a válvula e a associada tampa são montadas na sua sede/cavidade, a mola M2 anti-cavitação é comprimida sempre para o mesmo comprimento de funcionamento LM, igual à distância entre a face superior do flange 18 e a parede inferior da tampa 23 (a mola M2 é operacionalmente disposta entre a referida face superior do flange 18 e a referida parede inferior).

[00186] Portanto, é possível prover a mola M2 com dimensões de modo a ter uma pré-tensão pré-determinada (desejada), dependendo do comprimento de funcionamento LM supramencionado. Deve-se notar que o comprimento de funcionamento LM (adicional) da mola M2, operacionalmente, é determinado pelas dimensões indicadas nas figuras pelas referências Q1, Q2 e Q3.

[00187] A dimensão Q1 é definida pela distância axial entre a parede interna (ou inferior) 43, da tampa 23 e o flange 40, para ajustar-se com a sede 3 da válvula 1 (ou o flange que se apóia axialmente contra a boca da sede 3).

[00188] A dimensão Q2 é definida pela distância axial entre a superfície de posicionamento 41 (definida pela sede 3, de modo a atuar como uma superfície de contato axial para o flange 40 da tampa 23) e o ponto de apoio 42 do corpo de válvula 4 no interior da sede 3. Esta dimensão Q2, para cada categoria de válvula, tem um valor constante (padronizado).

[00189] A dimensão Q3 é definida pela distância axial entre a parede superior 44 da manga 12 e o ponto de apoio 42 do corpo de válvula 4 na sede 3.

[00190] Na válvula 1, de acordo com a invenção, esta dimensão Q3 é mantida constante para cada uma das categorias de válvulas.

[00191] Deve-se notar que o fato de se manter estas dimensões Q1, Q2 e Q3 constantes, para as válvulas de uma mesma categoria, permite assegurar um comprimento constante (e pré-determinado) LM; deste modo, não é necessário calibrar ainda mais a mola M2 após a calibragem da mola M1.

[00192] Portanto, sabendo o comprimento de funcionamento LM, é possível selecionar (ou definir as dimensões) a mola M2, de modo a obter-se uma compressão pré- definida correspondente a uma pré-tensão desejada (sem a necessidade de ajuste da mola adicional M2 durante o teste/instalação).

[00193] Deve-se notar que estas dimensões Q1, Q2 e Q3 são especificamente determinadas pelos seguintes parâmetros: - a referida zona de travamento da manga 12 ao longo da haste 10; - extensão axial (ou espessura) do flange 18 da manga 12; - a configuração da porção superior da tampa 23, definindo a distância entre a parede interna 43 da tampa 23 e do flange 40, para ajustar-se com a sede 3 da válvula 1; e - o comprimento do membro obturador 10.

[00194] A referida extensão axial do flange 18 da manga 12 é selecionada, de modo que a mola M1 tenha o comprimento pré-definido e, ao mesmo tempo, a zona de travamento da manga 12, ao longo da haste 10, seja uma zona pré-definida (fixada para todas as válvulas).

[00195] Isto envolve, de acordo com a invenção, as vantagens que são descritas a seguir.

[00196] Em primeiro lugar, é possível (e particularmente fácil) preparar a haste 10 para o acoplamento com a manga 12, por meio de uma configuração adequada da referida zona, o que resulta em uma conexão específica confiável.

[00197] Além disso, o comprimento da mola adicional M2 é sempre constante para todas as válvulas da mesma categoria, permanecendo a mesma configuração da tampa 23 (como descrito acima); isto resulta em calibragem automática da mola adicional M2, quando a manga 12 é travada na haste 10.

[00198] Isto tem a vantagem de que a calibragem da função anti-cavitação já é obtida durante (e, como um resultado) a fixação da manga 12 no membro obturador 8, sem ter de realizar operações adicionais, a fim de executar a referida calibragem da mola M2 (as dimensões da mola M2 são definidas, dependendo da pré-tensão desejada no comprimento LM).

[00199] A este respeito, deve-se notar que, no estado da técnica, é necessário determinar espessuras na região da tampa da válvula, após a manga 12 ter sido parafusada na posição longitudinal correta (a qual não é conhecida de antemão e é conhecida somente após a calibragem).

[00200] Alternativamente, no estado da técnica, é necessário modificar a forma geométrica da manga e/ou os aspectos característicos da mola após a calibragem da mola M1. A primeira dessas soluções requer a conexão de uma nova manga (com a forma geométrica correta) com o membro obturador e a repetição da operação de calibragem da mola M1.

[00201] Portanto, no estado da técnica, é necessário realizar uma etapa que envolve o específico ajuste/calibragem da mola anti-cavitação, de modo a ajustar esta mola a uma compressão pretendida (ou uma etapa em que o comprimento da mola M2 é ajustado com o corpo de válvula alojado, de maneira vedada, na sede associada).

[00202] Além disso, as observações seguintes são feitas em relação às vantagens que resultam do fato de que o corpo de válvula é feito de duas partes, isto é, a primeira parte 16 (ou peça de vedação hidráulica 16) e a segunda parte 17 (ou peça para guiar o membro obturador 8 e a mola M1).

[00203] No estado da arte, as válvulas limitadoras são concebidas de acordo com categorias, com base na taxa de fluxo máxima do fluido a ser processado.

[00204] Além disso, dentro de cada categoria, as válvulas limitadoras são projetadas, com base nas pressões de operação máxima.

[00205] As taxas de fluxo máximas influenciam diretamente as dimensões da válvula 1 e, portanto, os seus componentes.

[00206] As pressões de operação máximas influenciam diretamente o número "populacional" das válvulas produzidas, devendo isto ser entendido como significando o número de válvulas em uma categoria ou tamanho, e, além disso, a mola M1 influencia certos aspectos geométricos do corpo de válvula e do membro obturador e, indiretamente, dos outros componentes.

[00207] De acordo com a invenção, o fato de ter uma série limitada de partes 16 e 17, caracterizada por variações geométricas adequadas, significa que, dentro de cada categoria, uma ampla gama de válvulas podem ser fabricadas, com pressões de operação que correspondem às várias necessidades do usuário.

[00208] Além disso, com um número limitado de categorias (cada uma com um número populacional adequado), a demanda do mercado pode ser satisfeito.

[00209] As vantagens em termos de facilidade de administração logística de estoque e armazenamento, tanto para o produtor como para o usuário final, são óbvias.

[00210] Além disso, devido ao fato de que existem duas partes (16, 17) que podem ser unidas entre si - com a sede 3 e a primeira parte 16 concebida de acordo com a taxa de fluxo máxima, enquanto que as dimensões da segunda parte 17 (ou guia para o membro obturador e mola M1) são definidas de acordo com os acima mencionados mola M1 e membro obturador - os custos de armazenagem/administração podem ser reduzidos e uma ampla variedade de válvulas pode ser fabricada, utilizando um número limitado da primeira e segunda parte.

[00211] Deve-se notar que a altura (HF), entre a superfície do flange 18 da manga 12, contra a qual a mola M1 se apóia, e a extremidade terminal da referida manga 12, na direção (X) da extensão da haste é de preferência determinada, dependendo do comprimento ou do comprimento de compressão (cam) da mola M1 à força de reação pré- definida; como resultado, independentemente da mola M1 e das pressões de funcionamento da válvula 1 (prevista com a mola M1), a haste 10 pode ser conectada, de modo irreversível, à manga 12 na região 29, a qual é pré-definida (ou seja, determinada durante a etapa de concepção).

[00212] Deve se notar que, uma vez que a válvula 1 não têm roscas, ou seja, é sem rosca, a válvula 1 pode ser facilmente fabricada a um custo extremamente baixo e, ao mesmo tempo, assegura-se que as condições de calibragem serão mantidas, ao longo do tempo.

[00213] De fato, a conexão sem rosca, vantajosamente, não tende a afrouxar-se ao longo do tempo e a pré-tensão da mola M1, portanto, não é modificada de forma alguma. A conexão é particularmente estável no transcorrer do tempo.

[00214] Em qualquer caso, deve-se notar que, de acordo com a invenção, a válvula é sem rosca.

[00215] Vantajosamente, a válvula, de acordo com a invenção, oferece, pelas mesmas dimensões/tamanhos, um desempenho particularmente bom, em termos de taxa de fluxo de administração máxima, bem como uma pressão de calibragem precisa e constante (uma vez que garante, relativamente, pequenos desvios em relação ao valor teórico).

Claims (13)

1. Válvula limitadora de pressão (1), que pode ser inserida em uma sede (3) de um circuito hidráulico, disposto entre uma zona de alta pressão (AP) e de uma zona de baixa pressão (BP), dita válvula (1), compreendendo: - um corpo de válvula 4, concebido para acoplar-se, de modo vedado, com as paredes da referida sede (3) e definindo internamente uma passagem (11) para um fluido; - um membro obturador (8) tendo uma haste (10) e uma cabeça obturadora (9) conectada a uma primeira extremidade (50) da haste (10) e acoplada, de maneira móvel, com o corpo de válvula (4), de modo a mover-se ao longo de uma direção longitudinal (X) de extensão da haste (10), a partir de uma posição fechada (P1) da passagem (11), em que a cabeça (9) é acoplada, de maneira vedada, com o corpo de válvula (4), até uma posição aberta (P2) de passagem, e vice-versa, em uma direção de abertura (VA) e uma direção de fechamento (VC), respectivamente; - uma manga (12), acoplada à referida haste (10) do membro obturador (8), em uma segunda extremidade (51) da mesma, oposta à primeira extremidade (50); - uma mola (M1), disposta entre a manga (12) e o corpo de válvula (4) e projetada para exercer uma força sobre o referido membro obturador (8), ao longo da referida direção longitudinal (X), na direção de fechamento (VC), sendo que a referida manga (12) é irreversivelmente travada na referida haste (10), por meio de uma conexão mecânica, sem rosca, em uma posição longitudinal pré-definida da referida haste (10), de modo que a mola (M1) exerce sobre o membro obturador (8) uma força de valor pré-definido, quando o membro obturador (8) está na posição fechada (P1), sendo que a referida conexão mecânica entre a manga (12) e a haste (10) é uma conexão realizada por meios de deformação plástica, sendo que a manga (12) compreende uma porção tubular (37), apresentando um orifício passante que se estende axialmente (5) formado na mesma, e o flange (18) que se projeta radialmente a partir da porção tubular (37), e sendo que o flange (18) da manga (12) é disposta em uma posição central da porção tubular (37), dividindo assim a porção tubular (37) em uma poção tubular oca superior (37S) e uma poção tubular oca inferior (37I), caracterizada por a manga (12) ser travada na referida haste (10) do membro obturador (8) em duas regiões, ou seja, uma primeira região (29), envolvendo a deformação plástica da manga (12), fornecendo uma porção de junção e disposta ao longo de um superfície lateral da haste (10) e uma segunda região envolvendo a deformação plástica da extremidade terminal da haste (10).

2. Válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o corpo de válvula (4) compreender uma primeira parte (16), que pode ser acoplada, de modo vedado, com a sede (3), e uma segunda parte (17), que define uma guia para a haste (10), podendo as referidas primeira parte (16) e segunda parte (17) acoplarem-se e desacoplarem-se uma com a outra.

3. Válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por a manga (12) e o corpo de válvula (4) se estenderem ao longo da referida direção longitudinal (X), de modo a ajustarem-se, quando o membro obturador (8) estiver na posição aberta (P2), a fim de limitar a máxima compressão da mola (M1) para um valor pré-definido.

4. Válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por, na segunda região, a manga (12) ser travada na haste (10) pela deformação da extremidade terminal da haste (10) em um orifício cônico da manga (12).

5. Válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por qualquer uma das referidas partes, ou seja, a haste (10) ou a manga (12), formarem a referida porção de junção (29) dotada de dentes (30) destinados a deformar plasticamente uma porção correspondente da outra parte, permitindo, assim, o mencionado acima travamento irreversível da referida manga (12) com a haste (10).

6. Válvula, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por qualquer uma das referidas partes, ou seja, a haste (10) ou a manga (12) ser aquela parte, ou seja, a haste (10) ou a manga (12), com uma maior dureza mecânica.

7. Válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por a cabeça (9) do membro obturador (8) ser disposta na parte externa do corpo de válvula (4).

8. Válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o corpo de válvula (4) ser móvel em relação às paredes da referida sede (3), de modo a definir uma passagem adicional para o fluido, a referida válvula compreendendo uma mola adicional (M2), com uma função anti-cavitação, disposta entre a manga (12) e uma parede interna de uma tampa (23), para o fechamento da sede (3), e projetada para exercer sobre a manga (12) uma força ao longo da referida direção longitudinal (X), na direção de fechamento (VC) do corpo de válvula (4), e, sendo que uma extensão axial da manga (12) é selecionada de modo que a distância entre a parede superior da manga e a referida parede interna da tampa (23) seja tal que produza uma compressão pré-definida da mola adicional (M2), para a função de anti-cavitação, a manga estando acoplada, na haste, na referida posição longitudinal pré-definida e a referida tampa (23), definindo uma extensão longitudinal pré-definida fixa em relação a uma zona de acoplamento entre a tampa (23) e a sede (3).

9. Método para a fabricação de uma válvula limitadora de pressão (1), para a obtenção da válvula conforme definida em qualquer uma das reivindicações anteriores, compreendendo as seguintes etapas: - prover um corpo de válvula (4), que define internamente uma passagem para um fluido e concebido para acoplar-se, de modo vedado, com uma sede (3) de um circuito hidráulico, disposto entre uma zona de alta pressão (AP) e de uma zona de baixa pressão (BP); - prover um membro obturador (8), que compreende uma haste (10) e uma cabeça obturadora (9) conectada a uma primeira extremidade da haste (10); - acoplar o membro obturador (8) ao corpo de válvula (4), de modo que o membro obturador (8) seja móvel ao longo de uma direção longitudinal ou axial da extensão da haste (10), a partir de uma posição (P1) para fechamento da passagem (11), em que a cabeça (9) é acoplada, de maneira vedada, com o corpo de válvula (4), até uma posição (P2), para abertura da passagem, e vice-versa, em uma direção de abertura (VA) e uma direção de fechamento (VC), respectivamente; - prover de uma manga (12) e uma mola (M1), disposta entre a manga (12) e o corpo de válvula (4), de modo que a referida mola exerce uma força sobre o referido membro obturador (8), ao longo da referida direção longitudinal ou axial (X), na direção de fechamento (VC). - acoplar a manga (12) à haste (10) do membro obturador (8), em uma segunda extremidade (51) da mesma, o método compreendendo uma etapa que envolve a compressão da mola (M1), entre a manga (12) e o corpo de válvula (4), para uma compressão correspondente a um valor de força pré-definido e por o referido acoplamento da manga (12) com a haste (10) ser realizado por meio de travamento irreversível, através de uma conexão mecânica, sem rosca, em uma posição longitudinal da haste (10) correspondente à dita compressão, sendo que a manga (12) compreende uma porção tubular (37) e flange (18) que se sobressai radialmente da porção tubular (37) e é disposta em uma posição central da porção tubular (37), dividindo assim a porção tubular (37) em uma porção tubular oca superior (37S) e uma porção tubular oca inferior (37I), caracterizada por a manga (12) ser travada na haste (10) em duas etapas, ou seja: i) uma primeira etapa durante a qual a manga (12), travada na haste 10, é deformada plasticamente na direção radial; ii) uma segunda etapa durante a qual uma extremidade terminal da haste (10) é deformada plasticamente.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender, antes da referida etapa de travamento irreversível, uma etapa que envolve a usinagem da referida haste (10), ao longo de uma zona pré-definida (29) para acoplar a referida haste (10) na referida manga (12), de modo a formar dentes (30) na referida zona de conexão (29).

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 10, caracterizado por a referida etapa de travamento ser realizada por meio de crimpagem.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado por, na referida primeira etapa, a manga (12) é deformada plasticamente em uma direção radial perpendicular à referida direção (X).

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado por, na dita segunda etapa, a manga (12) é travada na haste (10) através de uma deformação "em concha" da segunda extremidade da haste em um orifício cônico da manga.

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