BR112017010273B1

BR112017010273B1 - Válvula para vedar e seletivamente abrir um caminho de fluxo a partir de uma entrada cheia de água para uma saída seca

Info

Publication number: BR112017010273B1
Application number: BR112017010273-0A
Authority: BR
Inventors: Zvi Weingarten
Original assignee: Bermad Cs Ltd
Priority date: 2014-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2022-03-15
Also published as: WO2016075698A1; EP3218624A1; IL252250A0; EP3218624A4; EP3218624B1; CY1122864T1; MX2017006442A; PL3218624T3; AU2015346970A1; US20170037975A1; EA201790852A1; BR112017010273A2; ES2777891T3; IL252250B; CA2967229A1; CN107002889A; PT3218624T; AU2015346970B2; MY192650A; HUE048723T2

Abstract

VÁLVULA DE INUNDAÇÃO COM DRENAGEM DE SUPORTE DA VÁLVULA. Uma válvula (10) para vedar e seletivamente abrir um caminho de fluxo a partir de uma entrada cheia de água (210) para uma saída seca (220) inclui um corpo de válvula (100) com uma abertura de válvula (230) circundada por primeira e segunda regiões de suporte de válvula anelar (110, 120). Um canal de drenagem (510, 512) se conecta a um espaço entre a primeira e a segunda regiões de suporte de válvula anelar (110, 120). Um tampão (300) é deslocável entre um estado aberto e um estado fechado para fechar a abertura de válvula (230). O tampão tem uma primeira vedação anelar (310) para vedação contra a primeira região de suporte de válvula anelar (110) e uma segunda vedação anelar (350) para vedação contra a segunda região de suporte de válvula anelar (120). A segunda vedação anelar (350) é uma vedação flexível posicionada de modo que se feche antes do fechamento da primeira vedação anelar (310). A segunda vedação anelar (350) é elasticamente deformada de modo a ser pressionada em contato com o segundo suporte de válvula anelar (120) quando o tampão (300) atinge seu estado fechado. Desta forma, e mediante um pico na pressão de entrada, a segunda vedação não irá se separar mesmo se a primeira o fizer.

Description

CAMPO E FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção diz respeito a válvulas e, em particular, refere-se a uma válvula de inundação com uma drenagem de suporte de válvula.

[0002] É conhecido prover uma válvula, muitas vezes referida como uma "válvula de inundação", para vedar e seletivamente abrir um caminho de fluxo a partir de uma entrada cheia de água para uma saída seca para aplicações, tais como um sistema de supressão de incêndio com base em aspersão. A válvula de inundação é uma válvula fechada normalmente que impede a passagem de água até que o sistema de aspersão seja ativado.

[0003] Em muitos sistemas, a válvula de inundação forma uma barreira entre um tubo cheio de água a montante e um sistema de tubo a jusante seco que leva aos aspersores. Tais implementações têm vantagens particulares em que o sistema de aspersão pode ser exposto a baixas temperaturas, de tal modo que os tubos cheios de água corriam risco de bloqueio por congelamento. Quando os tubos a jusante devem ser mantidos secos, considera-se inaceitável que a válvula de inundação libere mesmo pequenas quantidades de água para os tubos de saída, e há um problema consequente de confiabilidade de tais válvulas de inundação quando ocorrem vazamentos leves, exigindo manutenção inconveniente e cara.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0004] A presente invenção é uma válvula para vedar e seletivamente abrir um caminho de fluxo a partir de uma entrada cheia de água para uma saída seca.

[0005] De acordo com os ensinamentos da presente invenção, é provida uma válvula para vedar e seletivamente abrir um caminho de fluxo a partir de uma entrada cheia de água para uma saída seca, a válvula compreendendo: (a) um corpo de válvula com uma abertura de válvula circundada por uma primeira região de suporte de válvula anelar e com uma segunda região de suporte de válvula anelar que circunda a primeira região de suporte de válvula anelar, o corpo de válvula incluindo pelo menos um canal de drenagem em conexão fluida com um espaço entre a primeira e a segunda regiões de suporte de válvula anelar, o canal de drenagem provendo uma drenagem de fluido para fora do corpo de válvula; e (b) um tampão deslocável entre um estado aberto e um estado fechado para fechar a abertura de válvula, o tampão com uma primeira vedação anelar posicionada para vedação contra a primeira região de suporte de válvula anelar e uma segunda vedação anelar posicionada para vedação contra a segunda região de suporte de válvula anelar, em que a segunda vedação anelar é uma vedação flexível posicionada de tal modo que, durante o deslocamento do tampão do estado aberto para o estado fechado, a segunda vedação anelar se fecha contra a segunda região de suporte de válvula anelar antes do contato entre a primeira vedação anelar e a primeira região de suporte de válvula anelar, a segunda vedação anelar sendo elasticamente deformada de modo a ser pressionada em contato com o segundo suporte de válvula anelar quando o tampão atinge o estado fechado.

[0006] De acordo com um recurso adicional de uma modalidade da presente invenção, a segunda vedação anelar tem uma aba alargada para fora posicionada de tal modo que uma diferença de pressão entre uma pressão de saída na saída e uma pressão de drenagem no canal de drenagem atua para intensificar a vedação para a segunda vedação anelar contra a segunda região de suporte de válvula anelar.

[0007] De acordo com um recurso adicional de uma modalidade da presente invenção, o tampão está associado a um diafragma flexível, a válvula compreendendo, adicionalmente, uma cobertura que coopera com o diafragma para definir uma câmara de controle entre o diafragma e a cobertura.

[0008] De acordo com um recurso adicional de uma modalidade da presente invenção, o tampão, o diafragma, o corpo de válvula e a cobertura são configurados de tal modo que, quando uma pressão na câmara de controle iguala uma pressão na entrada, uma força de fechamento líquida atua para fechar a primeira vedação anelar contra a primeira região de suporte de válvula anelar.

[0009] De acordo com um recurso adicional de uma modalidade da presente invenção, o tampão e o diafragma são configurados de tal modo que uma força de fechamento da segunda vedação anelar contra a segunda porção de suporte de válvula anelar varia em função de pelo menos uma diferença de pressão entre a câmara de controle e o canal de drenagem.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] A invenção é descrita neste documento, a título de exemplo, com referência aos desenhos em anexo, em que: A FIG. 1 é uma vista isométrica de uma válvula de inundação hidráulica automática de acordo com uma modalidade da presente invenção; As FIGS. 2A e 2B são vistas em corte transversal tomadas através da válvula de inundação hidráulica automática da FIG. 1, mostrando um tampão em um estado fechado e um estado aberto, respectivamente; A FIG. 3 é uma vista de cima de um corpo de válvula da válvula da FIG. 1 cortado ao longo de uma linha III-III mostrada na FIG. 2A; A FIG. 4A é uma vista em corte transversal semelhante à FIG. 2 classificando várias regiões de um conjunto de tampão e diafragma da válvula sobre a qual uma pressão dentro de uma câmara de controle atua; A FIG. 4B é uma vista ampliada de uma região da FIG. 4A; A FIG. 5A é uma ampliação adicional de uma região da FIG. 4B mostrando estados sequenciais de deformação de uma região de um tampão à medida que se fecha contra o suporte de válvula; A FIG. 5B é uma vista em corte transversal semelhante à FIG. 5A, mostrando uma implementação variante de uma vedação dupla e um suporte de válvula; A FIG. 6 é uma vista em corte transversal semelhante à FIG. 5A mostrando uma configuração alternativa do suporte de válvula; A FIG. 7A é uma vista de cima de um corpo de válvula semelhante à FIG. 3 de acordo com a configuração de suporte de válvula alternativa da FIG. 6; A FIG. 7B é uma vista parcial semelhante à FIG. 3 ilustrando uma forma alternativa de uma abertura de drenagem do corpo de válvula; e A FIG. 8 é uma vista em corte transversal semelhante à FIG. 4B ilustrando uma modalidade alternativa da presente invenção.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

[0011] A presente invenção é uma válvula para vedar e seletivamente abrir um caminho de fluxo a partir de uma entrada cheia de água para uma saída seca.

[0012] Os princípios e o funcionamento das válvulas de acordo com a presente invenção podem ser mais bem entendidos com referência aos desenhos e à descrição anexa.

[0013] Referindo-se agora aos desenhos, as FIGS. 1-8 ilustram uma válvula, em geral, designada 10, construída e operante de acordo com uma modalidade da presente invenção, para vedar e seletivamente abrir um caminho de fluxo a partir de uma entrada cheia de água (porta a montante) 210 para uma saída seca (porta a jusante) 220. Em termos gerais, a válvula 10 tem um corpo de válvula 100 com uma abertura de válvula (orifício de suporte da válvula) 230 circundado por uma primeira região de suporte de válvula anelar 110, e com uma segunda região de suporte de válvula anelar 120 circundando a primeira região de suporte de válvula anelar 110. O corpo de válvula 100 inclui pelo menos um canal de drenagem, aqui ilustrado como aberturas de drenagem 510, em conexão fluida com um espaço entre a primeira e a segunda regiões de suporte de válvula anelar 110, 120. O canal de drenagem provê um caminho de drenagem de fluido, normalmente por meio de um duto de drenagem 500, ao corpo de válvula exterior 100. Um tampão 300 é deslocável entre um estado aberto (FIG. 2B) e um estado fechado (FIG. 2A) para fechar a abertura de válvula 230. O tampão 300 tem uma primeira vedação anelar 310 posicionada para vedação contra a primeira região de suporte de válvula anelar 110 e uma segunda vedação anelar 350 posicionada para vedação contra a segunda região de suporte de válvula anelar 120. A segunda vedação anelar 350 é implementada como uma vedação flexível posicionada de tal modo que, durante o deslocamento do tampão do estado aberto para o estado fechado, a segunda vedação anelar 350 se fecha contra a segunda região de suporte de válvula anelar 120 antes do contato entre a primeira vedação anelar 310 e a primeira região de suporte de válvula anelar 110. A segunda vedação anelar 350 é deformada elasticamente de modo a ser pressionada em contato com o segundo suporte de válvula anelar 120 quando o tampão 300 atinge o estado fechado, com a primeira vedação anelar 310 vedando contra a primeira região de assento de válvula anelar 110.

[0014] O arranjo acima, em que uma vedação exterior fecha antes da conclusão do movimento de fechamento do tampão 300 e no qual é provido drenagem a partir do espaço entre as duas vedações, provê uma proteção muito intensificada contra vazamentos de água indesejados a partir da entrada 210 para a saída 220. Especificamente, se o tampão 300 for levemente levantado de forma momentânea por um pico na pressão de entrada, o movimento de abertura não é normalmente suficiente para afetar a segunda vedação, e qualquer água que for aprisionada entre as vedações, quando o tampão retorna a sua posição de vedação normal, se drena por meio de aberturas de drenagem 510 sem atingir os tubos a jusante. De forma similar, qualquer sujeira ou detritos que possam ficar presos na primeira vedação, e causar um vazamento lento, apenas resultam na penetração de água no espaço entre as vedações a partir das quais se drena por meio de aberturas de drenagem 510 sem atingir os tubos a jusante. Estas e outras vantagens da presente invenção serão adicionalmente entendidas com referência aos desenhos e descrição que se seguem.

[0015] Como um exemplo primário das aplicações às quais se aplica a presente invenção, será feita referência ao longo deste documento à água como fluido pressurizado e a sistemas de aspersão como um destino a jusante para a água. Deve ser apreciado, entretanto, que a invenção não está, por si só, limitada a tal aplicação e pode encontrar utilidade em uma faixa de outras aplicações em que uma válvula define o limite entre um comprimento de tubo cheio de líquido e um comprimento de tubo seco.

[0016] Passando agora para os recursos de certas modalidades preferenciais da invenção mais detalhadamente, a segunda vedação anelar 350 pode ser vantajosamente implementada como uma aba alargada para fora (também referida como uma "aba de verificação") posicionada de tal forma que uma diferença de pressão entre uma pressão de saída na saída 220 e uma pressão de drenagem no canal de drenagem 500 atua para intensificar uma vedação da segunda vedação anelar 350 contra a segunda região de suporte de válvula anelar 120. A palavra "alargada" refere-se aqui a uma estrutura que se estende para fora à medida que se estende para baixo, correspondendo ao fato de que a aba de vedação 350 se estende para fora e para baixo a partir do tampão. Na modalidade principal aqui ilustrada, esta aba em seu estado relaxado se estende para baixo, abaixo do nível da primeira vedação anelar 310, desse modo, assegurando que a vedação 350 entre em contato com a segunda região de suporte de válvula anelar 120 antes do fechamento da primeira vedação anelar 310, quando ambas as regiões de suporte de válvula estão em um plano comum. Em outros casos em que o suporte de válvula é gradual ou, de outra forma, contornado, a sequência de fechamento desejada pode ser atingida mesmo onde a vedação 350 está no mesmo nível ou, em alguns casos, superior à primeira vedação anelar 310.

[0017] O uso de uma aba alargada como pelo menos parte da vedação 350 pode servir para vários fins. Em primeiro lugar, a aba é preferencialmente formada a partir de material elastomérico e contribui para a flexibilidade de vedação 350 permitindo que a vedação se feche antes de o tampão ter atingido sua posição final fechada e, então, absorve o resto do movimento ao submeter-se à deformação elástica. A flexibilidade da aba é preferencialmente intensificada ao prover um recesso anelar 330 na superfície inferior do tampão, na base da aba. Este recesso anelar também contribui para formar um canal contínuo em torno da periferia da primeira vedação anelar 310 que permite a passagem de qualquer água entre as vedações de modo que possa atingir a abertura de drenagem 510.

[0018] Uma função preferencial adicional da aba é utilizar uma contrapressão na tubulação de saída para intensificar a vedação da válvula. Os tubos secos cheios de ar dos sistemas de aspersão são normalmente mantidos a uma pressão de ar levemente elevada de modo que a abertura de um cabeçote de aspersão no sistema possa ser detectada pela queda na pressão de ar. Essa pressão do ar atua no lado superior da aba, enquanto o lado inferior da aba é exposto à pressão atmosférica por meio de duto de drenagem 500 e aberturas 510. Esta diferença de pressão gera uma força de contato intensificada adicional da aba contra a segunda região de suporte de válvula anelar 120, desse modo, adicionalmente intensificando a vedação.

[0019] Certas implementações particularmente preferenciais da presente invenção, como ilustradas aqui, são válvulas hidraulicamente controladas, nas quais o fechamento da válvula é atingido e mantido por pressão dentro de uma câmara de controle. Na implementação preferencial ilustrada neste documento, o tampão 300 está associado a um diafragma flexível 400. O diafragma 400 pode ser ligado ao tampão 300 ou, como mostrado aqui, pode ser integrado ao tampão, onde uma grande parte do tampão 300 é formada de material elastomérico. Quando formado a partir de elastômero, as dimensões do corpo principal de tampão 300 são preferencialmente escolhidas para torná-lo relativamente não flexível, de modo a executar de forma confiável a sua função de vedação através do orifício de suporte de válvula 230. De forma adicional ou alternativa, a rigidez adicionada pode opcionalmente ser transmitida ao corpo principal de tampão 300 por inclusão de um núcleo rígido 308 (metálico, cerâmico ou outro) dentro do corpo de elastômero. A periferia externa do diafragma 400 é preferencialmente ancorada entre o corpo de válvula 100 e a cobertura 200, por exemplo, por uma moldura espessa periférica 452 que engata e veda contra um canal correspondente formado entre a cobertura e o corpo de válvula.

[0020] A válvula 10 também inclui uma cobertura 200 que coopera com o diafragma 400 para definir um controle de câmara 250 entre o diafragma 400 e a cobertura 200. Mais preferencialmente, o tampão 300, o diafragma 400, o corpo da válvula 100 e a cobertura 200 são configurados de tal modo que, quando uma pressão na câmara de controle iguala uma pressão na entrada, uma força de fechamento líquida atua para fechar a primeira vedação anelar contra a primeira região de suporte de válvula anelar. O equilíbrio das áreas superficiais nas quais a pressão de entrada atua para atingir este resultado é adicionalmente discutido abaixo. Isto permite um arranjo de controle particularmente simples como ilustrado esquematicamente nas FIGS. 2A e 2B. No estado fechado normal da válvula 10 mostrado na FIG. 2A, a pressão de uma alimentação de pressão 260 é passada por meio de uma válvula mestra 262 para uma porta de câmara de controle 264. Nesse estado, pressões iguais na entrada 210 e na câmara de controle 250 atuam sobre o diafragma que, como detalhado abaixo, aplica uma força de fechamento líquida sobre o tampão 300. Quando a válvula mestra 262 é comutada para o estado da FIG. 2B, a pressão dentro da câmara de controle 250 é cortada da alimentação de pressão 260 e é aberta para uma drenagem à pressão atmosférica, permitindo que a pressão de entrada atue sobre a superfície inferior do tampão 300 e a desloque para a posição aberta da FIG. 2B.

[0021] Um recurso particularmente preferencial adicional de certas modalidades do presente invento é que uma força de fechamento da segunda vedação anelar 350 contra a segunda porção de suporte de válvula anelar 120 varia em função de pelo menos uma diferença de pressão entre a câmara de controle 250 e aberturas de drenagem 510. Especificamente, na implementação particularmente preferencial, mas não limitante, das FIGS. 2A-4B, há uma seção periférica contínua 302 de material elastomérico que se estende em torno do tampão 300 de modo a formar uma ponte contínua entre uma porção periférica superior 304 do tampão 300 na base do diafragma 400 e segunda vedação anelar 350. A seção periférica 302 sofre uma deformação por cisalhamento de acordo com uma diferença de pressão entre a porção periférica superior 304 e a pressão dentro do canal anelar 330 (pressão atmosférica), resultando em uma pressão de contato intensificada e em conformidade da vedação 350 à segunda porção de suporte de válvula anelar 120. Opcionalmente, um recesso anelar superior 306, que se estende em torno do tampão 300 apenas para dentro da base do diafragma 400, ajuda a reduzir a resistência da seção periférica 302 para deformação por cisalhamento, desse modo, intensificando a função de vedação 350 como uma vedação independente. Em certas implementações (não ilustradas), recessos anelares 330 e 306 podem ser implementados como recessos mais profundos a partir de lados superiores/inferiores opostos do tampão 350 de modo a aumentar ainda mais a mobilidade axial da seção periférica 302 em relação à parte principal do tampão 350.

[0022] Aberturas de drenagem 510 e duto de drenagem 500 servem para drenar qualquer pequena quantidade de água que possa penetrar a vedação do primeiro suporte de válvula 110 para atingir a zona de pressão atmosférica entre as duas vedações de modo que seja liberada por meio de uma porta de drenagem 520. A vedação do segundo suporte de válvula 120 impede a entrada de água nos tubos secos do sistema de aspersão e impede o refluxo do ar comprimido nas aberturas de drenagem. Opcionalmente, a porta de drenagem 520 pode ser conectada a um sistema de alarme (não mostrado) de modo que, ao abrir a válvula 10, um fluxo de água que sai através de aberturas de drenagem 510 é eficaz para acionar um alarme.

[0023] As FIGS. 4A e 4B mostram as diferentes áreas do tampão 300 e do diafragma 400 sobre as quais as forças são aplicadas pela pressão de líquido dentro da válvula. No estado normalmente fechado da FIG. 2A, como descrito acima, a pressão dentro da câmara de controle 250 é mantida igual à pressão de entrada. O orifício de suporte de válvula 230 tem um diâmetro interno D1, e um diâmetro D1 é ilustrado nas FIGS. 4A e 4B para indicar o diâmetro de uma área circular correspondente A1 acima do tampão 300. Uma vez que pressão igual atua em áreas iguais A1 acima e abaixo do tampão 300, as forças resultantes da pressão nestas áreas se cancelam.

[0024] Também é ilustrado nestes desenhos um diâmetro D2 correspondente à extensão mais externa da primeira vedação anelar 310, e um diâmetro D3, correspondente à extensão mais externa do corpo do tampão 300. Uma área anelar A2 é definida pelo espaço anelar que fica entre círculos de diâmetro D1 e D2, e uma área anelar A3 é definida pelo espaço anelar que fica entre círculos de diâmetro D2 e D3. A pressão de fluido na câmara de controle 250 atuando na área anelar A2 serve para gerar uma força de fechamento líquida 300, forçando a primeira vedação anelar 310 contra a primeira região de vedação anelar 110 correspondente, desse modo, mantendo a válvula fechada e vedada. A pressão de fluido da câmara de controle 250, atuando na área anelar A3, atua na seção periférica 302 do tampão 300, oposta apenas pela pressão atmosférica no interior do canal de drenagem, portanto, tendendo a gerar deformação por cisalhamento na seção periférica 302 que força a segunda vedação anelar 350 em fechamento estanque contra a segunda região de vedação anelar 120. A subdivisão das forças da pressão sobre a área A3, entre o corpo do tampão e os efeitos de cisalhamento na seção periférica, é dependente das propriedades elásticas do elastômero e da estrutura do tampão (tal como a profundidade dos recessos anelares 330 e 306), como será claro para uma pessoa com competência comum na técnica, e pode ser ajustado de acordo com as propriedades desejadas. Entretanto, é um recurso particularmente preferencial de certas modalidades da presente invenção que a segunda vedação anelar 350 seja, em certa medida, "independente" da primeira vedação anelar 310 na medida em que tenha mobilidade suficiente para permitir o fechamento da vedação 350, antes de a vedação 310 fazer contato com o seu suporte, e para a vedação 350 para manter a sua vedação mesmo se a vedação 310 for imperfeita ou estiver levemente aberta. (Para prover esta mobilidade, qualquer núcleo rígido 308 do tampão 300 é preferencialmente limitado a um diâmetro D2). A mobilidade associada a esta função independente leva normalmente a uma proporção significativa da força resultante a partir da pressão sobre a área A3 sendo direcionada especificamente para intensificar a vedação da segunda vedação anelar 350.

[0025] A FIG. 5A ilustra esquematicamente em um único desenho uma sequência de posições e formatos progressivamente deformados de tampão 300 durante as fases finais de fechamento da válvula. As posições e formatos sucessivos são ilustrados esquematicamente por contornos parciais de tampão 300 em três estados classificados "A", "B" e "C". O estado "A" ocorre momentaneamente no ponto em que a segunda vedação anelar que se estende para baixo 350 faz contato com a segunda região de suporte da válvula 120, antes do contato da primeira vedação anelar 310 contra a primeira região de suporte de válvula anelar 110. Nesta posição, o fluxo de água para a saída 220 já está bloqueado. A pressão que atua no lado inferior do tampão 300 é reduzida pela drenagem por meio de aberturas 510 para a atmosfera, desse modo, assegurando a força líquida contínua para fechar o tampão 300.

[0026] À medida que o movimento do tampão 300 continua, na posição "B", a primeira vedação anelar 310 entra em contato com a primeira região de vedação anelar 110, vedando o fluxo a partir da entrada 210 para aberturas de drenagem 510, de modo que a pressão dentro das aberturas de drenagem 510 e em torno do canal de coleta de vazamento anelar correspondente sob o recesso 330 cai para a pressão atmosférica, e a diferença de pressão atuando para baixo na seção periférica 302 é intensificada. Isto leva a um achatamento adicional da aba da vedação 350 de modo a ser pressionada mais firmemente contra o suporte de válvula 120, que resulta no estado classificado "C". A força de vedação adicional é aplicada pela pressão de ar comprimido presente nos tubos secos conectados à porta a jusante 220, desse modo, intensificando a vedação.

[0027] Na implementação preferencial ilustrada até agora, a primeira região de suporte de válvula anelar 110 e a segunda região de suporte de válvula anelar 120 podem ser vantajosamente implementadas como superfícies planas e coplanares, as quais podem ser áreas diferentes de um único suporte de válvula plano contíguo interrompido por aberturas de drenagem 510. Neste caso, o fechamento da vedação 350, antes do fechamento da vedação 310, é atingido ao se implementar a vedação 350 que se estende para baixo a partir do nível do resto do tampão 300. Deve notar-se, entretanto, que um efeito semelhante pode ser atingido ao se mudar a geometria de suporte de válvula, onde a vedação 350 está no mesmo nível, ou mesmo mais alto, do que a vedação 310. A título de exemplo não limitante, a FIG. 5B mostra uma vista semelhante à FIG. 5A, em que a segunda região de suporte de válvula anelar 120 é elevada ao se prover um degrau 122 entre regiões 110 e 120. Neste caso, a sequência de contato de vedação 350 desejada, que precede o contato de vedação 310, pode ser atingida usando uma aba de vedação 350 que está no mesmo nível que a vedação 310, mas que faz contato com a superfície de contato de suporte de válvula elevada correspondente 120 na posição "A", antes do contato da primeira vedação anelar 310. A estrutura e a função da válvula permanecem, de outra forma, inalteradas.

[0028] Agora, retornando brevemente à FIG. 6, no estado fechado da válvula, há, preferencialmente, um canal anelar contínuo entre a primeira vedação anelar 310 e a segunda vedação anelar 350 que se estende em torno de toda a periferia do suporte de válvula, para permitir que qualquer água que atinja a zona de pressão atmosférica entre as vedações seja drenada para orifícios de drenagem 510. Em alguns casos, o canal pode ser provido unicamente por recesso anelar 330 de tampão 300, que se fecha contra uma superfície de suporte de válvula plana contínua. Alternativamente, como ilustrado nas FIGS. 6 e 7A, o canal pode ser formado pelo menos em parte por uma ranhura 124 cortada na superfície de suporte de válvula, que se subdivide entre as regiões 110 e 120. Opcionalmente, onde a ranhura 124 é provida, o tampão 300 pode ser implementado sem um recesso anelar 330. Aberturas de drenagem 510 normalmente se estendem através do corpo de válvula 100 a partir da base da ranhura 124 através do duto de drenagem 500.

[0029] Retornando agora à FIG. 7B, embora ilustrada acima como uma série de aberturas de drenagem isoladas 510, notar-se-á que o canal de drenagem pode ser igualmente implementado em várias outras formas, tais como, por exemplo, uma ranhura alongada 512, normalmente com formato arqueado para seguir o perfil do espaço entre a primeira e a segunda regiões de vedação 110 e 120, as quais se estendem através do corpo 100 para formar uma conexão fluida com o duto de drenagem 500.

[0030] Em certas implementações particularmente preferenciais, como descrito acima, a diferença de pressão entre a câmara de controle 250 e o duto de drenagem 500 contribui diretamente para a pressão de contato da segunda vedação 350 no segundo suporte de válvula 120, particularmente através de forças de compressão ou de deformação por cisalhamento transmitidas através da seção periférica externa 302 do tampão 300. Deve-se notar, entretanto, que este recurso não é essencial. A título de exemplo, a FIG. 8 ilustra uma modalidade variante na qual a segunda vedação 350 e a base do diafragma 400 estão separadamente conectadas ao corpo de tampão principal 300, sem uma ponte completa de elastômero interposto para transportar forças de compressão ou deformação por cisalhamento a partir da câmara de controle 250 para a segunda vedação 350. Nesta modalidade, a vedação da segunda vedação 350 é atingida pela tendência elástica pré-formada da vedação através da qual entra em contato com o suporte de válvula 120, antes da primeira vedação 310 que toca o suporte de válvula 110. A pressão de ar comprimido encontrada nos tubos conectados à saída 220 pressiona, adicionalmente, a aba com uma força correspondente a uma diferença de pressão entre a pressão de ar comprimido na tubulação de saída e na pressão atmosférica encontrada no canal de drenagem 500.

[0031] Será apreciado que as descrições acima destinam-se apenas a servir como exemplos e que muitas outras modalidades são possíveis dentro do escopo da presente invenção como definido nas reivindicações anexas.

Claims

1. Válvula (10) para vedar e seletivamente abrir um caminho de fluxo a partir de uma entrada cheia de água (210) para uma saída seca (220), a válvula compreendendo: (a) um corpo de válvula (100) com uma abertura de válvula (230) circundada por uma primeira região de suporte de válvula anelar (110) e com uma segunda região de suporte de válvula anelar (120) circundando dita primeira região de suporte de válvula anelar (110), dito corpo de válvula incluindo pelo menos um canal de drenagem (510) em conexão fluida com um espaço entre ditas primeira e segunda regiões de suporte de válvula anelar (110, 120), dito canal de drenagem provendo um caminho de drenagem de fluido (500) para fora de dito corpo de válvula (100); e (b) um tampão (300) deslocável entre um estado aberto e um estado fechado para fechar dita abertura de válvula (230), dito tampão com uma primeira vedação anelar (310) posicionada para vedação contra dita primeira região de suporte de válvula anelar (110) e uma segunda vedação flexível anelar (350) posicionada para vedação contra dita segunda região de suporte de válvula anelar (120), caracterizada pelo fato de que dito tampão (300) é integrado com um diafragma flexível (400), a válvula compreendendo, adicionalmente, uma cobertura (200) cooperando com dito diafragma (400) para definir uma câmara de controle (250) entre dito diafragma e dita cobertura, em que dito tampão (300) inclui uma seção periférica contínua (302) de material elastomérico que se estende ao redor do tampão (300) e que forma uma ponte contínua entre uma porção periférica superior (304) de dito tampão e dita segunda vedação anelar (350) de modo que uma diferença de pressão entre dita câmara de controle (250) e dito canal de drenagem (510) causa uma deformação por cisalhamento de dita seção periférica, desse modo variando uma força de fechamento de dita segunda vedação flexível anelar (350) contra dita segunda região de suporte de válvula anelar (120), e em que dita segunda vedação flexível anelar (350) e dita seção periférica (302) de dito tampão são configuradas de tal modo que, durante o deslocamento de dito tampão (300) a partir de dito estado aberto para dito estado fechado, dita segunda vedação anelar (350) se fecha contra dita segunda região de suporte de válvula anelar (120) antes do contato entre dita primeira vedação anelar (310) e dita primeira região de suporte de válvula anelar (110), dita segunda vedação anelar (350) sendo elasticamente deformada de modo a ser pressionada em contato com dita segunda região de suporte de válvula anelar (120) quando dito tampão atinge dito estado fechado.

2. Válvula (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que dita segunda vedação anelar (350) tem uma aba alargada para fora posicionada de tal modo que uma diferença de pressão entre uma pressão de saída na saída (220) e uma pressão de drenagem em dito canal de drenagem (510) atua para intensificar uma vedação para dita segunda vedação anelar (350) contra dita segunda região de suporte de válvula anelar (120).

3. Válvula (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que dito tampão (300), dito diafragma (400), dito corpo de válvula (100) e dita cobertura (200) são configurados de tal modo que, quando uma pressão em dita câmara de controle (250) se iguala a uma pressão na entrada (210), uma força de fechamento líquida atua para fechar dita primeira vedação anelar (310) contra dita primeira região de suporte de válvula anelar (110).

4. Válvula (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que dita seção periférica (302) do material elastomérico de dito tampão é definida, em parte, por um recesso anelar (306) formado em uma superfície superior de dito tampão (300).

5. Válvula (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que dito tampão (300) compreende, adicionalmente, um núcleo rígido (308) empregado para tornar rígida uma porção de dito tampão (300) para dentro a partir de dita região periférica (302) de material elastomérico.

6. Válvula (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que compreende, adicionalmente, um arranjo de controle configurado para entregar uma pressão a partir de uma alimentação de pressão (260) por meio de uma válvula mestra (262) à câmara de controle (250), a alimentação de pressão provendo uma pressão que não seja menor que a pressão na entrada (210).