BR112015026502B1

BR112015026502B1 - Válvula de descarga

Info

Publication number: BR112015026502B1
Application number: BR112015026502-2A
Authority: BR
Inventors: Lyman Fawcett
Original assignee: Halkey-Roberts Corporation
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2014-04-18
Publication date: 2022-07-19
Also published as: US20140311593A1; MX2015014673A; IL241999B; NZ713249A; AU2014253727B2; JP2016515692A; CA2909724A1; WO2014172666A1; EP2986875A4; EP2986875A1; AU2014253727A1; EP2986875B1; JP6461099B2; CA2909724C; BR112015026502A2; ZA201507620B; US9732867B2

Abstract

VÁLVULA DE DESCARGA. A presente invenção refere-se a uma válvula de descarga tendo um anel de exaustão com ameias circundando o gatilho. O anel de exaustão com ameias compreende uma série de ameias e merlões alternados que juntos definem uma área de exaustão de seção transversal crescente na circunferência ao redor do gatilho durante a abertura (isto é, depois que a pressão no dispositivo inflável excede a pressão de abertura) quando o gatilho se eleva na válvula de descarga em resposta às maiores pressões e, inversamente, uma área de exaustão de seção transversal decrescente ao redor do gatilho durante o fechamento quando o gatilho abaixa para sua posição vedada, reassentada. O desenho das ameias na forma de uma área de seção transversal superior maior para uma abertura de seção transversal inferior menor obtém vantajosamente uma pressão de reassentamento que é substancialmente igual ou ligeiramente menor do que a pressão de abertura enquanto minimizando as oscilações possíveis durante o reassentamento do gatilho.

Description

[001] Esse pedido reivindica o benefício do pedido de patente provisório, número de série 61/813.599, depositado em 18 de abril de 2013, a revelação do qual é por meio disso incorporada por referência aqui.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Essa invenção refere-se a válvulas de descarga. Mais particularmente, essa invenção refere-se a válvulas de descarga tendo pressões de abertura e reassentamento similares.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA FUNDAMENTAL

[003] Atualmente, existem muitos tipos de válvulas de retenção projetadas para permitir o fluxo de um fluido, tal como em um gás em uma direção, mas blo-quear ou “reter” o fluxo do fluido na direção oposta. A quantidade de força do fluido exigida para abrir o gatilho da válvula na direção não retida é frequentemente cha-mada a pressão de abertura. Tipicamente, a pressão de abertura de uma válvula de retenção é determinada pela força da mola e constante da mola da mola interna que impele constantemente o gatilho para uma posição de vedação até desacomodada dela depois que a pressão de abertura é atingida e a válvula é aberta permitindo o fluxo do fluido através dela. Inversamente, o gatilho é reassentado para sua posição fechada, de vedação, pela força da mola uma vez que a pressão seja reduzida para uma pressão de nova vedação predeterminada. Em aplicações tal como quando as válvulas de retenção são usadas como válvulas de descarga para dispositivos inflá-veis (por exemplo, bote salva-vidas infláveis, hospitais infláveis, escorregadores in-fláveis para evacuar aeronaves), é desejado que a pressão de abertura seja apreci-avelmente menor do que a pressão de arrebentamento do dispositivo inflável para impedir a inflação excessiva inadvertida e o arrebentamento do dispositivo inflável. Também é desejado que a pressão de reassentamento seja apreciavelmente maior do que a pressão de inflação mínima que é necessária para atingir a rigidez deseja-da do dispositivo inflável. Consequentemente, em muitas aplicações, é desejável que a pressão de abertura seja aproximadamente igual ou ligeiramente menor do que a pressão de reassentamento para garantir que a válvula de descarga funcione para inflar apropriadamente o dispositivo inflável para uma pressão acima da pres- são de inflação mínima sem atingir a pressão de arrebentamento e então reassentar na pressão de reassentamento que fica ainda acima da pressão de inflação mínima. Infelizmente, entretanto, a pressão de reassentamento de múltiplas válvulas de des-carga da técnica anterior é substancialmente mais baixa do que a pressão de aber-tura.

[004] Além do mais, algumas válvulas de descarga sofrem de oscilações excessivas durante a abertura ou o fechamento, que em situações extremas poderia autodesmontar ou de outra forma se separar.

[005] Portanto, é um objetivo dessa invenção apresentar uma melhoria que supere as imperfeições acima mencionadas dos dispositivos da técnica anterior e apresente uma melhoria que é uma contribuição significativa para o avanço da técnica da válvula de descarga.

[006] Outro objetivo dessa invenção é apresentar uma válvula de descarga tendo uma pressão de reassentamento que é igual ou ligeiramente menor do que a sua pressão de abertura.

[007] Outro objetivo dessa invenção é apresentar uma válvula de descarga que minimize as oscilações durante a abertura ou o fechamento.

[008] Outro objetivo dessa invenção é apresentar uma válvula de descarga tendo uma taxa de fluxo aumentada.

[009] Outro objetivo dessa invenção é apresentar uma válvula de descarga tendo uma estrutura composta de um número mínimo de partes para aumentar a sua confiabilidade enquanto diminuindo o custo de fabricação e de montagem.

[010] O precedente delineou alguns dos objetivos pertinentes da invenção. Esses objetivos devem ser interpretados como sendo meramente ilustrativos de al-guns dos aspectos mais proeminentes e aplicações da invenção planejada. A apli-cação da invenção revelada em uma maneira diferente ou a modificação da inven-ção dentro do escopo da revelação pode atingir muitos outros resultados benéficos. Dessa forma, outros objetivos e um entendimento mais completo da invenção podem ser obtidos por referência ao sumário da invenção e à descrição detalhada da moda-lidade preferida, além do escopo da invenção definido pelas reivindicações observa-das em conjunto com os desenhos acompanhantes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[011] Com a finalidade de resumir essa invenção, essa invenção compre-ende uma válvula de descarga tendo um anel de exaustão com ameias circundando o gatilho. O anel de exaustão com ameias compreende uma série de ameias e mer- lões alternados que juntos definem uma área de exaustão de seção transversal crescente na circunferência ao redor do gatilho durante a abertura (isto é, depois que a pressão no dispositivo inflável excede a pressão de abertura) quando o gatilho se eleva na válvula de descarga em resposta às pressões maiores e, inversamente, uma área de exaustão de seção transversal decrescente ao redor do gatilho durante o fechamento quando o gatilho abaixa para sua posição vedada reassentada. Além do mais, o desenho particular das ameias na forma de uma área de seção transversal superior maior para uma abertura de seção transversal inferior menor, atinge vantajosamente uma pressão de reassentamento que é substancialmente igual ou ligeiramente menor do que a pressão de abertura enquanto minimizando as oscila-ções possíveis durante o reassentamento do gatilho. Finalmente, o anel de exaustão com ameias circundando o gatilho resulta vantajosamente em uma válvula de des-carga tendo uma taxa de fluxo mais alta em uma dada contrapressão do que seria atingido sem o anel de exaustão com ameias circundando o gatilho.

[012] O precedente delineou muito amplamente os aspectos mais pertinentes e importantes da presente invenção, de modo que a descrição detalhada da in-venção que segue possa ser mais bem entendida, de modo que a presente contri-buição para a técnica possa ser mais completamente verificada. Aspectos adicionais da invenção serão descritos aqui a seguir que formam o assunto das reivindicações da invenção. Deve ser verificado por aqueles versados na técnica que o conceito e a modalidade específica revelada podem ser facilmente utilizados como uma base pa-ra modificar ou projetar outras estruturas para execução das mesmas finalidades da presente invenção. Deve também ser verificado por aqueles versados na técnica que tais construções equivalentes não se afastam do espírito e do escopo da invenção como apresentada nas reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[013] Para um entendimento mais completo da natureza e objetivos da in-venção, referência deve ser feita à descrição detalhada seguinte observada em con-junto com os desenhos acompanhantes nos quais: A figura 1 é uma vista frontal da válvula de descarga da invenção, A figura 2 é uma vista frontal explodida da válvula de descarga da invenção (com a mola omitida), A figura 3 é uma vista superior em perspectiva explodida da válvula de des-carga da invenção (com a mola omitida), A figura 4 é uma vista inferior em perspectiva explodida da válvula de des-carga da invenção (com a mola omitida), A figura 5 é uma vista superior em perspectiva da tampa da válvula de des-carga da invenção, A figura 6 é uma vista inferior em perspectiva da tampa da válvula de des-carga da invenção, A figura 7 é uma vista superior em perspectiva do anel de exaustão da válvu-la de descarga da invenção, A figura 8 é uma vista inferior em perspectiva do anel de exaustão da válvula de descarga da invenção, A figura 9 é uma vista superior em perspectiva do gatilho da válvula de des-carga da invenção, A figura 10 é uma vista inferior em perspectiva do gatilho da válvula de des-carga da invenção, A figura 11 é uma vista superior em perspectiva do corpo superior da válvula de descarga da invenção, A figura 12 é uma vista inferior em perspectiva do corpo superior da válvula de descarga da invenção e A figura 13 é uma vista do corte da válvula de descarga da invenção mos-trando a mola cilíndrica instalada.

[014] Caracteres de referência similares se referem a partes similares por todas as várias vistas dos desenhos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERIDA

[015] A descrição seguinte é do melhor modo atualmente considerado para execução da invenção. Essa descrição não deve ser adotada em um sentido limita-dor, mas é feita meramente com a finalidade de descrever uma ou mais modalidades preferidas da invenção. O escopo da invenção deve ser determinado com referência às reivindicações.

[016] A presente invenção é uma melhoria das Patentes U.S. 7.469.713 e 7.096.884, cujas revelações são individualmente incorporadas por meio disso por referência aqui. Similar a essas modalidades anteriores nessas patentes e usando numerais de referência similares onde apropriado como mostrado nas figuras 1 a 4, a válvula de descarga 10 da invenção compreende um corpo superior 12U e um cor-po inferior (não mostrado) unidos por atarraxamento por roscas respectivas comple-mentares (ver figura 12). Uma tampa 14 é acoplada no corpo superior 12U. A tampa 14 compreende uma pluralidade de aberturas de fluxo 16 ao redor da sua periferia permitindo que o fluido interno, tal como o ar, flua através da válvula de descarga 10 para então ser descarregado dela via as aberturas 16 como mostrado pelas setas 18.

[017] O corpo superior 12U e o corpo inferior podem ser conectados ao redor de uma abertura em um inflável através do uso de um flange complementar 24 que captura de modo vedável a borda da abertura no inflável quando os corpos são firmemente atarraxados. Alternativamente, o corpo inferior pode compreender um flange vedável com calor que é vedado ao redor da borda da abertura no inflável. Flanges vedáveis com calor representativos são revelados nas Pat. U.S. 2.219.190, 4.015.622, 4.927.397 e 6.009.895, as revelações de cada uma das quais são por meio disso incorporadas por referência aqui.

[018] A válvula de descarga 10 da invenção compreende um gatilho 30 ten-do uma ranhura anular 32 na qual está posicionado um anel O anular 34 que assenta em uma sede anular 36 formada na extremidade do lúmen 38 do corpo superior 12U (ver figura 11). O gatilho 30 é retido dentro do corpo 12U por um anel de exaustão 40 que centraliza o gatilho 30, porém permite que ele alterne para cima e para baixo durante a abertura e o fechamento da válvula 10.

[019] Como mais bem mostrado nas figuras 9 e 10, o gatilho 30 inclui uma porção geralmente côncava 46 tendo uma protuberância ereta 42 estendida do seu centro interno. A protuberância 42 compreende uma pluralidade de almas interiores 42W posicionadas em intervalos uniformes e formando uma configuração externa semiesférica. O gatilho 30 ainda compreende três almas exteriores 44 posicionadas em intervalos de 120 graus e sendo ligeiramente afiladas para dentro a partir do lú- men 38 do corpo 12.

[020] Como mais bem mostrado nas figuras 5 e 6, a tampa 14 compreende uma pluralidade de projeções 14T que encaixam em fendas correspondentes 12US formadas na periferia externa da tampa 14 para reter seguramente a tampa 14 na posição. A tampa 14 ainda compreende uma pluralidade de trechos que se esten-dem para baixo 14L, tal como três posicionados em intervalos de 120 graus, para prender o anel de exaustão 40 na posição quando a tampa 14 é fixada no corpo su-perior 12U. O anel de exaustão 40 acoplado com as almas exteriores 44 garante que o gatilho 30 possa alternar para cima dentro da tampa 14 sem inclinar para o lado para fora do alinhamento onde ele poderia potencialmente emperrar de outra forma.

[021] Como mostrado na figura 13, a válvula de descarga 10 da invenção ainda compreende uma mola cilíndrica 50 tendo sua bobina mais superior 50U cap-turada por uma ranhura anular 14G formada no lado inferior da tampa 14. A bobina mais inferior 50L é dimensionada para encaixar e ser capturada dentro da periferia da porção côncava 46 do gatilho 30.

[022] O anel de exaustão 40 da válvula de descarga 10 da presente invenção é mais bem mostrado nas figuras 7 e 8. Como mencionado acima, o anel de exaustão 40 funciona para centralizar o gatilho 30 ao redor da sede anular 36 do corpo superior 12U para vedação apropriada quando a válvula é fechada e para gui-ar o gatilho 30 para se elevar direto para cima durante a abertura e para abaixar di-reto para baixo durante o fechamento para ficar novamente apropriadamente reas- sentado em engate de vedação sobre o anel O 34 posicionado na sede anular 36. Além do mais, o anel de exaustão 40 define a taxa de exaustão de fluxo do fluido ao redor da periferia do gatilho 30 quando o gatilho 30 se eleva e abaixa durante a abertura e o fechamento e para atingir uma pressão de reassentamento que é subs-tancialmente igual ou ligeiramente menor do que a pressão de abertura enquanto minimizando as oscilações possíveis durante o reassentamento do gatilho 30.

[023] Mais particularmente, o anel de exaustão 40 compreende uma parede circular anular 40W que é ligeiramente maior em diâmetro do que o diâmetro perifé-rico externo do gatilho 30 para permitir que ele alterne para cima e para baixo nele. A borda superior da parede anular 40W é com ameias, com uma série de ameias 40C e merlões 40M alternados que juntos definem uma área de exaustão de seção transversal crescente na circunferência ao redor do gatilho 30 durante a abertura (isto é, depois que a pressão no dispositivo inflável excede a pressão de abertura) quando o gatilho 30 se eleva no anel de exaustão 40 em resposta as maiores pres-sões e inversamente, uma área de exaustão de seção transversal decrescente ao redor do gatilho 30 durante o fechamento quando o gatilho 30 abaixa para sua posi-ção vedada reassentada.

[024] Um colar 52 é formado integralmente ao redor da parede 40W do anel de exaustão 40 que é assentado sobre uma borda externa superior 36E da sede anular 36 durante a montagem. O colar 52 compreende uma pluralidade de furos de montagem 52H que são posicionados operativamente para encaixar sobre uma plu-ralidade correspondente de colunas de montagem 52P que se estendem para cima a partir da periferia da borda externa superior 36E da sede anular 36. Ressaltos ar-queadas 12L (por exemplo, quatro) se estendem para cima ao redor da periferia da borda externa superior 36E para localizar mais centralmente o colar 40C.

[025] O colar 52 ainda inclui uma pluralidade de porções de mola resilientes 52S que são alinhadas com os trechos pendentes respectivos 14L que se estendem do lado inferior da tampa 14. As porções de mola resilientes 52S quando engatadas pelos trechos 14L asseguram que o colar 40C do anel de exaustão 40 permaneça firmemente assentado sobre a borda externa superior 36E dentro de tolerâncias de fabricação permissíveis.

[026] Foi descoberto vantajosamente que as oscilações são minimizadas durante a abertura ou o fechamento do gatilho 30 quando pelo menos algumas das ameias 40C compreendem um desenho escalonado, a porção escalonada inferior 40CL tendo um menor raio do que a porção escalonada superior 40CU. A experi-mentação revelou que esse desenho escalonado das ameias 40C produz uma taxa menor inicial de exaustão quando o gatilho 30 se eleva ligeiramente da sua posição assentada no anel O 34 para uma elevação próxima da porção escalonada inferior 40CL do anel de exaustão 40. Então, a taxa de exaustão aumenta em etapas quan-do o gatilho 30 se eleva mais para uma elevação próxima da porção escalonada su-perior 40CU. Inversamente, esse desenho escalonado das ameias 40C produz uma diminuição escalonada na taxa de exaustão à medida que o gatilho 30 abaixa e transita através da interseção das porções escalonadas superior e inferior 40CU e 40CL. Acredita-se que o aumento/diminuição escalonado na taxa de exaustão mini-mize possíveis oscilações ruidosas na abertura e no fechamento do gatilho 30 por-que o gatilho 30 abre e fecha mais pronunciadamente do que ocorreria de outra for-ma sem um desenho escalonado.

[027] Similar à sua modalidade anterior mostrada na Patente U.S. 7.096.884, a válvula de descarga da invenção pode incorporar opcionalmente uma chaveta de fixação (não mostrada) para travar fixamente o gatilho 30 na sua posição fechada, vedada, assentado na sede anular 36 para impedir, dessa forma, que o gatilho 30 abra, a despeito da pressão interna que abriria de qualquer forma o gatilho 30 contra a força da mola 50.

[028] A presente revelação inclui essa contida nas reivindicações anexas, bem como essa da descrição precedente. Embora essa invenção tenha sido descrita na sua forma preferida com um determinado grau de particularidade, é entendido que a presente revelação da forma preferida foi criada somente por meio de exemplo e que numerosas mudanças nos detalhes de construção e a combinação e disposi-ção das partes pode ser alterada sem se afastar do espírito e do escopo da invenção.

[029] Agora que a invenção foi descrita,

Claims

1. Válvula de descarga (10), CARACTERIZADA pelo fato de que compreen-de em combinação: um corpo superior (12U) tendo uma sede anular (36) formada em uma ex-tremidade de um lúmen (38); um gatilho (30) tendo uma ranhura anular (32) na qual é posicionado um anel O anular (34) que assenta na dita sede anular (36); um anel de exaustão (40) para reter o dito gatilho (30) dentro do dito corpo (12U), o dito anel de exaustão (40) ainda centralizando o dito gatilho (30) permitindo que o dito gatilho (30) alterne durante a abertura e o fechamento da válvula de des-carga (10); uma tampa (14) fixada no dito corpo superior (12U) para prender o dito anel de exaustão (40) na posição; uma mola (50) tendo uma bobina mais superior (50U) capturada em um lado inferior da dita tampa (14) e uma bobina mais inferior (50L) capturada dentro de uma periferia do dito gatilho (30); um colar (52) formado integralmente ao redor de uma parede (40W) do dito anel de exaustão (40) assentado sobre uma borda externa superior (36E) da dita sede anular (36) durante a montagem; e uma pluralidade de ressaltos arqueados (12L) que se estendem ao redor da dita periferia da dita borda externa superior (36E) para mais centralmente localizar o dito colar (52).

2. Válvula de descarga (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito colar (52) ainda inclui uma pluralidade de porções de mola resilientes (52S) que são alinhadas com trechos pendentes respec-tivos (14L) que se estendem do dito lado inferior da tampa (14) para garantir que o dito colar (52) do dito anel de exaustão (40) permaneça firmemente assentado sobre a dita borda externa superior (36E).

3. Válvula de descarga (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito gatilho (30) compreende uma porção ge-ralmente côncava (46) tendo uma protuberância ereta (42) que se estende do seu centro interior, a dita protuberância (42) compreendendo uma pluralidade de almas interiores (42W) formando uma configuração externa semiesférica e uma pluralidade de almas exteriores (44) ligeiramente afiladas para dentro a partir do dito lúmen (38) do dito corpo superior (12U).

4. Válvula de descarga (10), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita tampa (14) compreende uma pluralidade de projeções (14T) que encaixam em fendas correspondentes (12S) formadas em uma periferia externa do dito corpo superior (12U) para reter com segurança a dita tampa (14) na posição, a dita tampa (14) ainda compreendendo uma pluralidade de trechos (14L) que se estendem para prender o dito anel de exaustão (40) na posição quando a dita tampa (14) é fixada no dito corpo superior (12U).

5. Válvula de descarga (10), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito anel de exaustão (40) acoplado com as ditas almas exteriores (44) garante que o dito gatilho (30) possa alternar para cima dentro da dita tampa (14) sem inclinar para o lado para fora de alinhamento.

6. Válvula de descarga (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos uma das ditas ameias (40C) com-preendem um desenho escalonado.

7. Válvula de descarga (10), de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito desenho escalonado das ditas ameias (40C) compreende uma porção escalonada inferior (40CL) e uma porção escalonada superior (40CU).

8. Válvula de descarga (10), de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita porção escalonada inferior (40CL) inclui um raio menor do que a dita porção escalonada superior (40CU).

9. Válvula de descarga (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito anel de exaustão (40) define uma taxa de uma exaustão do fluxo do fluido ao redor de uma periferia do dito gatilho (30) quan-do o dito gatilho (30) alterna durante a abertura e o fechamento e para atingir uma pressão de reassentamento que é substancialmente igual a ou ligeiramente menor do que uma pressão de abertura do dito gatilho (30).

10. Válvula de descarga (10), de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito anel de exaustão (40) compreende uma parede circular anular (40W) que é ligeiramente de diâmetro maior do que o diâmetro periférico externo do dito gatilho (30) para permitir que o dito gatilho (30) alterne para cima e para baixo nele.

11. Válvula de descarga (10), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que uma borda superior da dita parede anular (40W) compreende guarnições de ameias tendo uma série de ameias (40C) e merlões (40M) alternados que juntos definem uma área de exaustão de seção transversal crescente circunferencialmente ao redor do dito gatilho (30) quando o dito gatilho (30) se eleva no dito anel de exaustão (40) e uma área de exaustão de seção trans-versal decrescente circunferencialmente ao redor do dito gatilho (30) quando o dito gatilho (30) abaixa no dito anel de exaustão (40).

12. Válvula de descarga (10), de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADA pelo fato de que ainda inclui um colar (52) integralmente forma-do ao redor da dita parede anular (40W) do dito anel de exaustão (40) que está as-sentado sobre uma borda externa superior (36E) da dita sede anular (36).

13. Válvula de descarga (10), de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito colar (52) compreende uma pluralidade de furos de montagem (52H) que são operativamente posicionados para encaixar sobre uma pluralidade correspondente de colunas de montagem (52P) que se es-tendem para cima a partir da periferia de uma borda externa superior da dita sede anular (36).