BR202019013142U2

BR202019013142U2 - Válvula de controle com comando deslizante

Info

Publication number: BR202019013142U2
Application number: BR202019013142-5U
Authority: BR
Inventors: Luiz Souza Costa Filho; José Gilberto Dalfré Filho; Paulo Vatavuk
Original assignee: Instituto Federal De Educação, Ciência E Tecnologia De Mato Grosso; Universidade Estadual De Campinas
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2021-01-05
Also published as: WO2020257898A1

Abstract

válvula de controle com comando deslizante o presente modelo de utilidade é uma válvula de controle que compreende um fechamento e comando deslizante, aplicada às áreas industriais ou residenciais, com a função de controlar a vazão de um fluido. o presente modelo de utilidade promove um melhor controle da vazão do fluido com menor perda de carga, além da possibilidade de incorporação total em estruturas, simples construção e facilidade na manutenção. a válvula compreende, em sua configuração preferencial, em, pelo menos: um envoltório (1) uma placa deslizante (2) e elementos de vedação (3).

Description

VÁLVULA DE CONTROLE COM COMANDO DESLIZANTE

Campo da invenção:

[001] O presente modelo de utilidade se insere no campo das tecnologias dedicadas ao desenvolvimento de dispositivos para o controle da vazão de um determinado fluido através de uma tubulação, especialmente na melhoria do controle de vazão e minimização da perda de carga de válvulas hidráulicas.

Fundamentos da invenção:

[002] Válvulas são equipamentos hidráulicos necessários ao bom funcionamento de qualquer sistema de transporte de fluidos. Tanto em aplicações industriais quanto em residências, esse dispositivo tem um fundamental papel a desempenhar, seja no controle de processos na indústria ou na realização de determinadas tarefas usuais, tais como o controle de vazão de um chuveiro.

[003] Ao longo da história a sua evolução tecnológica não aconteceu de uma forma regular. A primeira válvula a ser criada foi a válvula Macho, antes da era cristã, enquanto que o segundo modelo de válvula a ser criado, aproximadamente em 1790, foi o tipo Globo, e, somente em 1839, foi criado o terceiro modelo de válvula, a Gaveta.

[004] As tecnologias envolvidas nesses dispositivos foram e continuam sendo desenvolvidas ao longo do tempo. Atualmente, é possível encontrar inúmeros tipos de válvulas com diferentes formas de controle e acionamentos, e ocasionalmente designadas para um determinado fluido de trabalho.

[005] Embora tenha se avançado no desenvolvimento tecnológico das válvulas, elas ainda apresentam algumas limitações na sua implantação, dentre elas podemos ressaltar o coeficiente de perda de carga da válvula, o controle de vazão, a suscetibilidade à cavitação e a sua manutenção. Todas as características apresentadas são importantes na escolha da válvula que será empregada.

[006] De acordo com os pontos levados em consideração para aplicação de uma válvula, o presente modelo de utilidade apresenta uma válvula hidráulica com comando deslizante com acurado controle de vazão, baixo coeficiente de perda de carga, maior resistência à cavitação, simples construção e fácil manutenção.

Estado da técnica:

[007] Alguns documentos do estado da técnica descrevem válvulas para controle da vazão do fluido que passa por uma tubulação.

[008] O documento CA 3028796 "GATE VALVE WITH VALVE BODY LINER" refere-se a uma válvula gaveta em que a porção medial, responsável pela obstrução do fluxo do fluido, é composta de alguns componentes de material polimérico e se movimenta linearmente e perpendicularmente ao fluxo do fluido. A válvula é acoplada na tubulação por meio de flanges e opera apenas nas posições de totalmente aberta ou totalmente fechada.

[009] O presente modelo de utilidade, ao contrário do documento CA 3028796, pode trabalhar em diversas posições entre as posições totalmente aberta e totalmente fechada, controlando a vazão do fluido. Além disso, a válvula do presente modelo de utilidade possui uma placa perfurada com diversos orifícios, fixa, com uma distribuição de furos assimétrica que diminui a suscetibilidade da válvula à cavitação e aumenta a capacidade de controle da vazão, o que aumenta a sua vida útil. Embora a válvula do documento supracitado tenha uma disposição que busque diminuir o número de manutenções sofridas pela válvula, sua geometria e o método de manutenção impossibilitam a total incorporação do corpo da válvula em uma estrutura, como por exemplo alvenaria. Devido a forma proposta pelo presente modelo de utilidade, há a possibilidade de embutir totalmente a válvula em estruturas e conseguir realizar a sua manutenção de forma simples.

[010] O documento US 4643226 "SLIDE GATE VALVE" refere-se a uma válvula deslizante que possui duas placas perfuradas, uma móvel e outra fixa. A placa móvel possui furos cilíndricos e é fixa ao eixo de controle da válvula e a placa fixa possui furos cônicos. O controle da vazão é dado pelo alinhamento dos furos das duas placas.

[011] A válvula proposta pelo documento supracitado, apesar de não possuir flanges no seu corpo para fixação na tubulação, é acoplada entre dois flanges da própria tubulação, enquanto o presente modelo de utilidade possibilita a acoplagem da válvula de diversas formas nas tubulações e não somente com flanges. A placa móvel do presente modelo de utilidade não possui furos e os furos da placa fixa são cilíndricos e com uma disposição assimétrica para um melhor controle de vazão do fluido. A válvula supracitada não permite a sua total incorporação dentro de estruturas, como por exemplo alvenaria, pois inviabiliza a sua manutenção. Por outro lado, o presente modelo de utilidade, devido a sua forma, possibilita a sua total incorporação dentro de estruturas sem inviabilizar a sua manutenção e sem necessidade de danificação parcial da estrutura, como quebras de paredes e revestimentos, por exemplo.

[012] O documento US 5074333 "ADJUSTMENT OR REGULATION VALVE" descreve uma válvula que possui uma ou duas placas perfuradas que podem ser transladadas ou rotacionadas para o controle de vazão do fluido. O controle é realizado através de um eixo que é rotacionado. As placas perfuradas possuem furos com uma distribuição radial em relação ao eixo de rotação e diferentes diâmetros, sendo os diâmetros menores localizados próximo ao centro e os maiores mais distantes. Além disso, a válvula conta com uma peça fixa côncava perfurada. O alinhamento das placas móveis e das peças fixas permite o controle da vazão do fluido.

[013] No presente modelo de utilidade, ao contrário da válvula descrita no documento US 5074333, a placa móvel não possui furos, e a placa fixa é plana, possuindo uma distribuição diferente dos furos de mesmo tamanho, localizados de forma concentrada em determinadas porções. Apesar do movimento da placa móvel ser similar ao princípio utilizando no presente modelo de utilidade, a movimentação é feita através da rotação de um eixo em US 5074333 e não através de um comando deslizante. Além disso, o presente modelo de utilidade possibilita a incorporação total do corpo da válvula dentro de estruturas e permite uma fácil manutenção.

[014] O documento US 4150693 "ADJUSTABLE LOSS-HEAD VALVE" descreve uma válvula ajustável de perda de carga para ser acoplada entre flanges de uma tubulação. O controle do coeficiente de perda de carga é realizado através do alinhamento de duas placas perfuradas, uma móvel e outra fixa. O controle da posição da placa móvel é realizado através de um eixo rosqueado passando pelo corpo da válvula e, numa ponta, presa ao volante e, na outra ponta, presa à placa perfurada móvel. Através da rotação do volante a placa móvel é deslocada linearmente e perpendicularmente ao fluxo que passa por dentro da válvula.

[015] O presente modelo de utilidade não se restringe a apenas esse tipo de fixação, podendo ser acoplada à tubulação por outras formas de fixação sem ser, exclusivamente, através de flanges, abrangendo a sua utilização. Ademais, a forma de acionamento é diferente do apresentado no documento US 4150693, pois o presente modelo de utilidade possibilita que a válvula seja controlada através de componentes mecânicos, eletromecânicos, eletrônicos ou magnéticos, dependendo da utilização e campo de aplicação. As placas, móvel e fixa, sendo a placa fixa o corpo da válvula nesse caso, também se diferenciam.

[016] A placa móvel não apresenta furos e os furos da placa perfurada fixa (corpo) possuem uma distribuição assimétrica, mais concentrada na porção proximal da placa móvel considerando a válvula na posição aberta. Isso gera um melhor controle da vazão em relação ao movimento da placa móvel. Vale ressaltar, que a válvula proposta permite a total incorporação do corpo da válvula em estruturas, como por exemplo, de alvenaria, isolantes ou forros e, ainda assim, possibilita a manutenção da mesma sem danos estruturais.

Breve descrição da invenção:

[017] O presente modelo de utilidade é uma válvula de controle que compreende um fechamento com comando deslizante, aplicada às áreas industriais ou residenciais, com a função de controlar a vazão de um fluido. O presente modelo de utilidade promove uma melhor controlabilidade da vazão do fluido, minimização da perda de carga, possibilidade de incorporação total em estruturas, simples construção e facilidade na manutenção. A válvula compreende, em sua configuração preferencial, pelo menos: um envoltório (1) uma placa deslizante (2) e elementos de vedação (3).

Breve descrição das figuras:

[018] Para obter uma total e completa visualização do objeto deste modelo de utilidade, são apresentadas as figuras às quais se faz referências, conforme se segue:

[019] Na figura 1 mostra-se o presente modelo de utilidade, válvula hidráulica com comando deslizante, em sua configuração preferencial.

[020] Na figura 2 mostra-se o corpo da válvula.

[021] Na figura 3 mostra-se a tampa da válvula.

[022] Na figura 4 mostram-se as faces superior e inferior da placa deslizante.

[023] Na figura 5 mostra-se o corpo da válvula em corte para evidenciação da disposição dos furos para a passagem do fluido.

Descrição detalhada da invenção:

[024] O presente modelo de utilidade é aplicado nas instalações industriais ou residenciais, sendo uma válvula com fechamento deslizante com a função de controlar a vazão de um fluido. O presente modelo de utilidade promove um melhor controle da vazão através de uma disposição assimétrica dos furos no corpo da válvula, tem um menor coeficiente de perda de carga quando comparada à válvula globo disponível no mercado, possui uma simples construção, é passível de ser totalmente embutida em estruturas, e possibilita a sua manutenção sem a necessidade da quebra da estrutura ao redor da válvula, facilitando a sua manutenção. O presente modelo de utilidade compreende, em sua configuração preferencial, pelo menos: um envoltório (1), uma placa móvel (2) e elementos de vedação (3).

[025] O envoltório (1), como observado na figura 1, tem a função de conectar as tubulações e acomodar a placa móvel. É dividido em corpo (1.1) e tampa (1.2), que podem ser, preferencialmente, confeccionados de material polimérico ou metálico, e compreendem, em sua configuração preferencial, pelo menos:

- Um ou mais conectores superiores (entrada) de fixação da tubulação (1.1.1);
- Um ou mais conectores inferiores (saída) de fixação da tubulação (1.1.2);
- Abertura para a placa deslizante (1.1.3);
- Furos de fixação da tampa (1.1.4);
- Furos para passagem do fluido (1.1.5);
- Sulco para vedação frontal do envoltório (1.1.6);
- Escala (1.2.1);
- Abertura para manopla (1.2.2); e
- Furos para fixação da tampa (1.2.3).

[026] O corpo (1.1) tem a função de conectar a tubulação e alojar a placa móvel (2), sendo preferencialmente de formato retangular, com uma cavidade no seu interior com abertura frontal e de dimensões que acomodem a placa deslizante (2.1), mais um espaçamento de, aproximadamente, o diâmetro da tubulação que se conecta à válvula e mais um espaçamento suficiente para permitir um pequeno avanço da placa móvel após a vedação total dos orifícios.

[027] O(s) conector(es) superior(es) (1.1.1) e os conector(es) inferior(es) (1.1.2) de fixação da tubulação possuem, tanto internamente quanto externamente, na sua porção mais distal do corpo, uma seção cilíndrica e, próximo ao corpo, uma seção cônica. Na porção de maior diâmetro da região cônica no(s) conector(es) inferior(es) de fixação da tubulação (1.1.2) se encontram os furos de passagem do fluido (1.1.5).

[028] Em uma variação preferencial do referido modelo existe a possibilidade de utilização da válvula como misturador de água quente e fria, possuindo dois conectores superiores (entrada) de fixação da tubulação (1.1.1), e dois conectores inferiores (saída) de fixação da tubulação (1.1.2) , unificando as saídas e os fluxos de água após os conectores.

[029] Os furos passantes pela face inferior do corpo, são dispostos de maneira assimétrica, tendo mais furos na porção mais próxima à placa deslizante na posição aberta da válvula, e menos furos na porção mais afastada. A quantidade de furos, os diâmetros e suas posições podem variar de acordo com o projeto desde que seja mantida a condição de maior concentração de aberturas na referida porção do corpo mais próxima à placa deslizante na posição aberta da válvula.

[030] Ao redor da abertura frontal encontra-se o sulco para vedação frontal do envoltório (1.1.6) e os furos de fixação da tampa (1.1.4). O sulco para vedação frontal do envoltório (1.1.6) acomoda a vedação frontal do envoltório (3.2) para evitar vazamentos.

[031] O corpo (1.1) da válvula pode ser embutido totalmente na estrutura em que irá trabalhar, inclusive a tampa (1.2), que fica faceando a estrutura e exposta ao ambiente externo. Para a realização da manutenção da válvula é necessária apenas a retirada da tampa (1.2) e da manopla (2.2), com isso, tem-se acesso a placa móvel (2) e elementos de vedação (3), sem precisar retirar o material que a envolve.

[032] A tampa (1.2) possui, em sua face frontal, os furos para sua fixação (1.2.3), uma escala (1.2.1) referente ao percentual de abertura da válvula, e, junto à escala (1.2.1), encontra-se uma abertura (1.2.2) para o comando deslizante. A tampa (1.2) possui forma e dimensões que possibilitam a inteira vedação do corpo (1.1).

[033] A placa móvel (2), como observado na figura 4, tem a função de controlar a vazão do fluido através da obstrução de sua passagem pela válvula. É dividida em placa deslizante (2.1) e comando deslizante (2.2.1), e, podem ser, preferencialmente, confeccionados de material polimérico ou de material metálico, e compreende, em sua configuração preferencial, pelo menos:

- Sulco para vedação superior (2.1.1)
- Sulco para vedação frontal da placa deslizante (2.1.2)
- Furo para fixação da manopla (2.1.3)
- Furo transversal (2.1.4) .
- Furo para alívio de massa (2.1.5).
- Entalhe em "U" (2.1.6)
- Comando deslizante (2.2.1)
- Entalhe indicador (2.2.2)

[034] A placa deslizante (2.1), em sua face frontal, possui o furo para fixação da manopla (2.1.3) e o sulco para vedação frontal da placa deslizante (2.1.2), onde se acomoda a vedação frontal da placa deslizante (3.1), possibilitando o movimento da placa móvel sem vazamento. Em sua face superior, encontram-se o furo para alívio de massa (2.1.5), que corresponde a um espaço vazio para se obter uma diminuição de massa e de atrito entre a placa deslizante e o corpo da válvula, e o sulco para vedação superior (2.1.1) que tem a função de acomodar a vedação superior (3.3) para evitar o vazamento do fluido. A face lateral, voltada para os furos para passagem do fluido (1.1.5), possui um entalhe em "U" (2.1.6) para diminuição de massa e de atrito entre a placa deslizante e o corpo da válvula, e o furo transversal (2.1.4), para possibilitar a livre movimentação do fluido no interior do corpo da válvula, quando se proceder a mudança de posição da placa deslizante da posição de aberta para fechada e vice-versa, evitando-se assim o efeito de êmbolo.

[035] O comando deslizante possui um eixo que é fixado no furo (2.1.3) para a sua fixação, que pode ser por qualquer meio, preferencialmente por meio de rosca. A "cabeça" do comando pode ter qualquer formato, preferencialmente, redonda e com uma estrutura de indicação, preferencialmente, uma ranhura.

[036] Desse modo, os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir o modelo de utilidade nas modalidades apresentadas e em outras variantes, abrangidas no escopo das reivindicações anexas.

Claims

VÁLVULA DE CONTROLE COM COMANDO DESLIZANTE, composta de envoltório (1), placa móvel (2) e elementos de vedação (3) caracterizada pelo fato de possuir fechamento e comando deslizante e pelo fato de o corpo (1.1) compreender furos para a passagem do fluido (1.1.5) dispostos de forma mais concentrada na porção próxima à placa deslizante (2.1), e menos concentrados na porção mais afastada, considerando a válvula na posição aberta; e por poder ser totalmente embutida na estrutura, além de o envoltório (1) ter acesso ao ambiente externo à estrutura de instalação, por meio da tampa (1.2).
VÁLVULA DE CONTROLE COM COMANDO DESLIZANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato da movimentação da placa deslizante (2.1) ser de forma manual, mecânica, eletromecânica ou magnética.
VÁLVULA DE CONTROLE COM COMANDO DESLIZANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do comando deslizante (2.2.1) poder se configurar em diferentes geometrias e possuir, pelo menos, um elemento de indicação de posição.
VÁLVULA DE CONTROLE COM COMANDO DESLIZANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato dos conectores superior e inferior de fixação da tubulação (1.1.1; 1.1.2) serem rosqueados, lisos, com entalhes ou flangeados.
VÁLVULA DE CONTROLE COM COMANDO DESLIZANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato das faces externas do corpo (1.1) serem opcionalmente lisas ou com textura de maior rugosidade.