BRPI0611150A2 - ventilação de dispositivos à prova d'água operados por bateria - Google Patents

Abstract

Trata-se de eletrodomésticos à prova d'água alimentados por bateria, por exemplo, eletrodomésticos para cuidados pessoais, como aparelhos de barbear ou depilar e escovas de dentes. Os eletrodomésticos incluem uma carcaça dotada de um lacre configurado para se flexionar em resposta à pressão, permitindo que gases, por exemplo, hidrogênio, sejam expelidos do eletrodoméstico, sem permitir a entrada de água. Descreve-se, também, um eletrodoméstico com dois lacres.

Description

"VENTILAÇÃO DE DISPOSITIVOS À PROVA D1AGUA OPERADOS POR BATERIA"

CAMPO TÉCNICO

Esta invenção refere-se à remoção (ventilação) deum gás, por exemplo, hidrogênio, da parte interna dedispositivos à prova d'água operados por bateria, comopequenos eletrodomésticos para uso em cuidados pessoais.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Sob certas condições, o hidrogênio pode seacumular na parte interna de eletrodomésticos alimentadospor bateria. 0 hidrogênio pode ser liberado pela bateria, oupode ser criado por eletrólise fora da bateria. A misturadeste hidrogênio com oxigênio do ambiente pode formar um gásexplosivo, que poderia potencialmente incendiar-se por umafaísca do motor ou pelo interruptor do dispositivo.

Este problema tem sido tratado de várias formas. Emeletrodomésticos e dispositivos que não precisam ser à provad'água, a carcaça do dispositivo contém, freqüentemente, umaabertura através da qual os gases podem ser liberados.

No caso de dispositivos que são operados emambientes úmidos, por exemplo, escovas de dentes elétricase aparelhos de barbear ou depilar alimentados por bateria,a abertura pode ser coberta por uma membrana microporosa. Amembrana é permeável ao hidrogênio, porém, impermeável àágua. Embora esta abordagem seja, genericamente, eficazpara a remoção do hidrogênio da parte interna dodispositivo, o uso de uma membrana tende a ser caro e aaumentar a complexidade do processo de montagem do produto.

Outra abordagem envolve reagir o gás hidrogênio aoinvés de removê-lo por ventilação. Nesse caso, instala-se umcatalisador de hidrogenação no dispositivo para fazer comque o gás hidrogênio reaja com oxigênio e forme água, ecoloca-se um dessecante de sílica para absorver a água. Ascâmeras à prova d'água que utilizam esta abordagem sãodescritas em U.S. 2002/0045093.

SUMÁRIO

Em termos gerais, a presente invenção apresentadispositivos alimentados por bateria, nos quais a remoção degases (por exemplo, hidrogênio) por ventilação é feitaatravés de uma abertura vedada por um lacre normalmentefechado e que permanece fechado quando se aplica pressão defora do dispositivo, porém, se abre quando uma pressãointerna predeterminada é excedida. Em alguns casos, aabertura na carcaça do dispositivo que fica vedada é umaabertura que serve para outras finalidades, por exemplo, umaabertura através da qual um atuador se estende.

Em um aspecto, a invenção apresenta umeletrodoméstico à prova d'água alimentado por bateria, queinclui: (a) uma carcaça, dotada de uma parte internageralmente vazia e uma abertura através da qual o gásinterno pode sair e (b) um lacre, posicionado revestindo aabertura e que se flexiona em resposta à pressão do espaçointerno vazio e se afasta da abertura quando uma pressãopredeterminada, por exemplo, cerca de 10 kPa (0,1 bar) a200 kPa (2 bar), é excedida.

O eletrodoméstico pode ser um eletrodoméstico paracuidados pessoais, como um aparelho de barbear ou depilar ouuma escova de dentes. Desta forma, o eletrodoméstico podeincluir, também, um cartucho de barbear ou depilar ou umacabeça de escova de dentes montada na carcaça.

A funcionalidade do eletrodoméstico pode serativada ou desativada usando-se um atuador. O atuador pode,em alguns casos, se estender pela abertura. Em tais casos, olacre pode circundar uma porção da haste do atuador.

Em alguns casos, o lacre inclui um elementoelastomérico, por exemplo, um lacre do tipo fole ou umavedação elastomérica em formato de anel. A abertura podeestar em um sulco circunferencial em uma superfície externada carcaça, e o lacre pode incluir um elemento em formatode anel, por exemplo, uma vedação elastomérica, posicionadono sulco para revestir a abertura. 0 elemento em formato deanel pode ser pré-estendido para ficar firme na superfícieexterna da carcaça.

Em outro aspecto, a invenção apresenta umeletrodoméstico à prova d'água alimentado por bateria, queinclui: (a) uma carcaça, dotada de uma parte internageralmente vazia que define uma parede interna, sendo que acarcaça tem uma abertura através da qual o gás pode escapar,(b) um suporte, disposto na carcaça e configurado paramanter uma bateria, sendo que tal suporte tem uma aberturaatravés da qual o gás pode escapar, (c) um primeiro lacre,posicionado entre o suporte e a parede interna da carcaça,permitindo uma comunicação fluida entre a abertura nacarcaça e a abertura no suporte, porém impedindo a passagemde fluido pelo primeiro lacre e para dentro da carcaça e (d)um segundo lacre, posicionado para cobrir normalmente aabertura do suporte e configurado para se flexionar emresposta à pressão da parte interna vazia e se mover afastarda abertura quando uma pressão predeterminada é excedida.

Em alguns casos, o primeiro e o segundo lacrescompreendem, cada um, um elemento elastomérico. A carcaça eo suporte podem ambos ser genericamente cilíndricos, caso emque o primeiro lacre pode incluir um par de vedações emformato de anel, uma de cada lado das aberturas do suporte edcarcaça para isolar as aberturas do resto da carcaça.

Os detalhes das uma ou mais modalidades dainvenção são demonstrados nos desenhos em anexo e nadescrição abaixo. Outros recursos e vantagens da invençãoficarão evidentes a partir da descrição e dos desenhos, bemcomo a partir das reivindicações.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma vista em seção transversal axialparcial de um eletrodoméstico de acordo com uma modalidadeda invenção. A Figura IA é uma vista em seção transversalradial tomada ao longo da linha A-A da Figura 1. A Figura IBé uma vista em seção transversal ampliada do elemento devedação usado no eletrodoméstico da Figura 1.

A Figura 2 é uma vista diagramática de uma porçãode um eletrodoméstico de acordo com outra modalidade dainvenção. A Figura 2A é uma vista em seção transversal radialtomada ao longo da linha A-A da Figura 2. A Figura 2B é umavista diagramática ampliada da porção superior da Figura 2,mostrando a trajetória do fluxo de gás nesta modalidade.

A Figura 3 é uma vista diagramática de uma porçãode um eletrodoméstico de acordo com uma modalidadeadicional da invenção. A Figura 3A é uma vista em detalheampliada da área A da Figura 3.

A Figura 4 é uma vista diagramática de uma porçãode um eletrodoméstico de acordo com ainda outra modalidadeda invenção.

A Figura 5 é uma vista diagramática ampliada daporção inferior da Figura 4, mostrando a trajetória do fluxode gás nesta modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Com referência às Figuras 1 e IA, umeletrodoméstico 10, por exemplo, um aparelho de barbear oudepilar ou escova de dentes, inclui uma carcaça de cabogenericamente cilíndrico 12. Uma bateria (não mostrada)fica dentro da carcaça quando o eletrodoméstico é usado, oque pode causar a geração de gás hidrogênio. A carcaça 12 évedada para ficar à prova d'água. Um botão atuador 14 ficaexposto na superfície externa 16 da carcaça, permitindo queo usuário o pressione para ativar a funcionalidade dodispositivo, por exemplo, a função de escovação da cabeçade uma escova de dentes elétrica, ou uma função vibratóriade um aparelho de barbear ou depilar alimentado por bateriapara barbeamento ou depilação a úmido. 0 botão atuador seestende a partir de uma haste 18. A haste 18 é encaixadapor pressão em uma luva 2 0 que desliza para baixo quando obotão é pressionado, ativando a funcionalidade dodispositivo (a fomra como isto ocorre não será discutida,pois ela não é relevante e será diferente de dispositivopara dispositivo). 0 botão atuador volta à sua posiçãonormal não-pressionada através de uma mola de retorno 22.

A abertura em torno da luva 20 e a parede adjacente24 do flange 25 da carcaça 12 precisam ser vedadas para que odispositivo seja completamente à prova d'água. A vedação éfeita por um lacre do tipo fole 26 dotado de um anel vedantesuperior 28, um anel vedante inferior 30 e um fole arqueadopara fora 32. 0 anel vedante superior 28 veda a junção dasuperfície inferior do botão com a extremidade superior dahaste, enquanto o anel vedante inferior 3 0 veda a superfícieexterna do flange 25. Sob condições normais de pressãointerna, o fole 32 desloca resilientemente os anéis vedantescontra as superfícies que eles vedam. De preferência, o lacretipo fole 26 é um lacre elastomérico, que é estendido sobre oflange 25 para adquirir a sua configuração de vedação.

Quando uma pressão interna predeterminada dentroda carcaça é excedida, por exemplo, 10 kPa (0,1 bar) a200 kPa (2 bar), indicando a presença de gás hidrogênio, olacre do tipo fole se flexiona, rompendo temporariamente olacre do anel vedante superior e/ou inferior (geralmente doanel vedante inferior) e permitindo que o gás escape dodispositivo. Normalmente, o gás escapa através de um vãoentre a luva 2 0 e o flange 25, na câmara definida pelaparede interna do fole 32 e, então, quando o lacre érompido, passa pelo anel vedante inferior e através de umvão entre o botão 14 e a carcaça 12.

Assim que a pressão no interior da carcaça senormaliza, o lacre do tipo fole volta a seu estado normalnão-flexionado, que torna o dispositivo à prova d'água.Pelo fato do lacre ser rompido apenas por um período detempo muito curto e em uma extensão muito pequena e pelofato da pressão interna ser maior que a pressão externa, épouco provável que haja penetração de água no dispositivodurante o escape de gases.

A resiliência do lacre elastomérico e a extensãoaté onde este é pré-estendido (isto é, o quanto osdiâmetros dos anéis vedantes superior e inferior sãomenores que os diâmetros das partes que eles vedam),dependerá do limite predeterminado de pressão aceitável emum dispositivo particular.

Em um exemplo, o lacre tipo fole é feito deborracha líquida de silicone (LSR) que tem um teor dedureza de cerca de 50 Shore A e um pré-estendimento decerca de 15 a 40% e é construído para se abrir quando apressão interna excede 30 kPa (0,3 bar) . A geometria destelacre é mostrada em detalhes na Figura IB.

Se desejado, o lacre tipo fole pode ser substituídopor um lacre que tenha um único anel vedante, ao invés dedois anéis vedantes conforme descrito anteriormente. Porexemplo, o anel vedante superior 28 pode ser omitido.

O eletrodoméstico pode incluir uma aberturaatravés da qual nenhum botão atuador se estenda. Porexemplo, conforme mostrado nas Figuras 2 a 2B, a carcaça 12pode incluir um sulco 50 na qual uma abertura de ventilação52 é embutida. Um elemento vedante em formato de anel 54,por exemplo uma vedação elastomérica, fica posicionado nosulco 50 para vedar a abertura 52. O elemento vedante épré-estendido para vedar a superfície do sulco 50.

Genericamente, o pré-estendimento é alcançado estendendo-seo elemento vedante 54 sobre o sulco, isto é, o diâmetro doelemento vedante é ligeiramente menor que o da carcaça nosulco. Ê geralmente necessário que o material do elementovedante seja suficientemente flexível para que o elementovedante possa ser estendido sobre as áreas de maiordiâmetro da carcaça quando montado no sulco.

Conforme mostrado na Figura 2B, quando a bateriaB expele gases, a pressão interna aumentada no interior dacarcaça 12 irá estender ligeiramente o elemento vedante 54,forçando-o a afastar-se da superfície do sulco na área daabertura 52 . Isto permitirá que o gás escape ao redor doelemento vedante 54, conforme indicado pelas setas naFigura 2B. Conforme discutido acima, o escape de gases étão breve e o deslocamento do lacre é tão pequeno, que émuito pouco provável que entre água no dispositivo duranteo escape de gases.

Em um exemplo, o elemento vedante 54 é formado deum elastômero disponível no mercado sob o nome comercial deVITON, tendo um teor de dureza de cerca de 70 Shore A e umpré-estendimento de cerca de 10 a 20% e é construído parapermitir o escape de gases quando a pressão interna excede30 kPa (0,3 bar).

Com referência às Figuras 3 e 3A, em alguns casosuma pequena ilha saliente 56 pode ser colocada em torno daabertura 52 do sulco 50. Esta ilha saliente tenderá aconcentrar a força de pré-estendimento da vedação em tornodo perímetro da abertura 52, aumentando a força vedante, demodo que, para um dado projeto de anel vedante, uma pressãointerna maior será necessária para romper o lacre. Essaconfiguração é particularmente útil na concepção de anéisvedantes.

Em alguns casos, a bateria pode estar em umsuporte dentro da carcaça. Por exemplo, conforme mostradonas Figuras 4 e 4A, a bateria B pode estar em um suporte 60dotado de um sulco 62, de uma abertura de ventilação 64dentro do sulco e de um elemento vedante em formato de anel66 vedando a abertura, similar à modalidade discutida acima.Ê importante que, quando o gás escapa pela abertura deventilação 64, ele sai da carcaça, ao invés de ficar presono interior da carcaça. Porisso, a carcaça tem uma aberturade ventilação 68, relativamente próxima à abertura deventilação 64. Se desejado, a abertura de ventilação 68 podeser uma linha ao longo da qual duas partes da carcaça podemser separadas uma da outra, por exemplo, o corpo principalda carcaça e a tampa do compartimento da bateria. Paraevitar a entrada de gás pela abertura 64 ou de água pelaabertura 68 no interior da carcaça, um lacre 70 é colocadoentre a parede interna 72 da carcaça 12 e a parede externa74 do suporte 60 em cada lado das aberturas. 0 lacre podeter a forma de um par de anéis em "O" elastoméricos, conformemostrado, ou pode ser qualquer outro tipo adequado de lacre.

O lacre 70 é projetado para permanecer atuante sob qualquerpressão prevista na área entre as paredes 72 e 74, evitandoqualquer vazamento desta área para a carcaça. A trajetóriado gás de escape passa primeiro pela abertura 64 e depoispela abertura 68, conforme mostrado na Figura 4A. Nestamodalidade, o elemento vedante 66 pode ficar visualmenteoculto e protegido por uma parte da carcaça (por exemplo, ocorpo principal da carcaça, mostrado no lado direito daFigura 4) . O suporte 60 pode ficar permanentemente vedado epreso ao corpo principal da carcaça por um dos anéis em 0,de modo que o elemento vedante 66 fique protegido pelo corpoprincipal da carcaça, embora a tampa do compartimento dabateria possa ser removida para permitir a troca da bateria.

Foram descritas várias modalidades da invenção.Todavia, deve-se compreender que várias modificações podemser feitas sem se afastar do espírito e do escopo dainvenção. Por exemplo, a abertura de ventilação e o elementovedante podem estar em outras áreas da carcaça e podem tergeometrias relativamente diferentes. Apenas para citar comoexemplo, a circunferência do sulco discutido anteriormentepode ser genericamente elíptica. Além disso, emboraaparelhos de barbear ou depilar e escovas de dentes tenhamsido acima mencionados, os lacres discutidos na presenteinvenção podem ser usados em qualquer tipo deeletrodoméstico à prova d'água, por exemplo, lanternas,escovas alimentadas por bateria, câmeras e similares.

Claims (22)

1. Eletrodoméstico à prova d'água alimentado porbateria, caracterizado pelo fato de compreender:uma carcaça, dotada de uma parte internageralmente vazia e de uma abertura através daqual o gás da parte interna pode sair eum lacre, posicionado para cobrir normalmente aabertura, e configurado para se flexionar emresposta à pressão da parte interna e para seafastar da abertura quando uma pressãopredeterminada é excedida.

2. Eletrodoméstico, de acordo com a reivindicação-1, caracterizado pelo fato de compreender, ainda, um cartuchode aparelho de barbear ou depilar montado na carcaça.

3. Eletrodoméstico, de acordo com a reivindicação-1, caracterizado pelo fato de compreender, ainda, a cabeçade uma escova de dentes montada na carcaça.

4. Eletrodoméstico, de acordo com a reivindicação-1, caracterizado pelo fato de compreender, ainda, um atuadorestendendo-se pela abertura.

5. Eletrodoméstico, de acordo com a reivindicação-4, caracteri zado pelo fato de que o lacre circunda umaporção da haste do atuador.

6. Eletrodoméstico, de acordo com a reivindicação-1, caracterizado pelo fato de que o lacre compreende umlacre tipo fole.

7. Eletrodoméstico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o lacre compreende umelemento elastomérico.

8. Eletrodoméstico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pressão predeterminadaé de cerca de 10 kPa (0,1 bar) a 200 kPa (2 bar).

9. Eletrodoméstico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a abertura está em umsulco circunferencial em uma superfície externa da carcaça.

10. Eletrodoméstico, de acordo com areivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o lacrecompreende um elemento em formato de anel posicionado nosulco para cobrir a abertura.

11. Eletrodoméstico, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o elemento em formato deanel compreende uma vedação elastomérica.

12. Eletrodoméstico, de acordo com areivindicação 10, caracteri zado pelo fato de que o elementoem formato de anel é pré-estendido para ficar firme nasuperfície externa da carcaça.

13. Eletrodoméstico à prova d'água alimentado porbateria, caracterizado pelo fato de compreender:uma carcaça, dotada de uma parte internagenericamente vazia que 'define uma paredeinterna, sendo que tal carcaça é dotada de umaabertura através da qual o gás interno podeser expelido;um suporte, colocado na carcaça e configuradopara manter uma bateria, dotado de umaabertura através da qual o gás interno podeser expelido;um primeiro lacre, posicionado entre o suportee a parede interna da carcaça, permitindo acomunicação fluida entre a abertura dacarcaça e a abertura do suporte, porémimpedindo a passagem de fluido pelo primeirolacre e para dentro da carcaça; eum segundo lacre posicionado para cobrirnormalmente a abertura, e configurado para seflexionar em resposta à pressão da parteinterna e para se afastar da abertura quandouma pressão predeterminada é excedida.

14. Eletrodoméstico, de acordo com areivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender,ainda, um cartucho de aparelho de barbear ou depilarmontado na carcaça.

15. Eletrodoméstico, de acordo com a reivindicação-13, caracterizado pelo fato de compreender, ainda, a cabeçade uma escova de dentes montada na carcaça.

16. Eletrodoméstico, de acordo com a reivindicação-13, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundolacres compreenderem, cada um, um elemento elastomérico.

17. Eletrodoméstico, de acordo com a reivindicação-13, caracterizado pelo fato de que a carcaça e o suporte sãoambos genericamente cilíndricos, e o primeiro lacrecompreende um par de vedações em formato de anel, cada umposicionado em um dos lados das aberturas no suporte e nacarcaça para isolar tais aberturas do resto da carcaça.

18. Eletrodoméstico, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a pressão predeterminadaé de cerca de 10 kPa (0,1 bar) a 200 kPa (2 bar).

19. Eletrodoméstico, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a abertura na carcaçaestá em um sulco circunferencial do suporte.

20. Eletrodoméstico, de acordo com areivindicação 19, caracteri zado pelo fato de que o segundolacre compreende um elemento em formato de anel posicionadono sulco para cobrir a abertura.

21. Eletrodoméstico, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o elemento em formato deanel compreende uma vedação elastomérica.

22. Eletrodoméstico, de acordo com areivindicação 20, caracteri zado pelo fato de que o elementoem formato de anel é pré-estendido impedindo para ficarfirme na superfície externa da carcaça.