BRPI0614977A2

BRPI0614977A2 - válvula

Info

Publication number: BRPI0614977A2
Application number: BRPI0614977-4A
Authority: BR
Inventors: Ian Cottom
Original assignee: Haldex Brake Products Ltd
Priority date: 2005-08-16
Filing date: 2006-08-10
Publication date: 2011-04-26
Also published as: CN101292107A; EP1915556A1; US20080163932A1; WO2007020387A1; EP1915556B1; GB2429261A; US8544490B2; CN101292107B; GB2429261B; GB0516741D0

Abstract

VáLVULA. Urna válvula (40) que compreende uma porta de entrada (4), uma porta de saída (48), uma porta de exaustão (60) e um diafragma (50) dispostos entre as portas de entrada (44) e exaustão (60) que é móvel, em resposta a pressão do ar dentro da válvula (40), entre uma primeira posição na qual o mesmo veda a porta de exaustão (60) e uma segunda posição na qual a porta de exaustão (60) é aberta, existindo uma ou mais projeções (64) associadas com a porta de exaustão (60) na qual o diafragma (50) é capaz de repousar em sua primeira posição.

Description

VÁLVULA

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a uma válvula,especificamente, porém não exclusivamente, a uma válvula deliberação rápida para um sistema de frenagem de veículo.

Sabe-se que veículos grandes ou pesados tais comoônibus, carruagens e veículos pesados de mercadorias (HGVs)são munidos de acionadores de freio que possuem um freio deserviço para desaceleração quando o veículo está emmovimento e um freio de estacionamento para manter oveículo estacionário. O freio de serviço é normalmenteacionado pneumaticamente, e o freio de estacionamento énormalmente acionado por mola, com um sistema pneumáticosendo propiciado para manter o freio de estacionamento emuma condição desativada quando não for necessário.

Em alguns de tais veículos, notavelmente trailerspara HGVs, o freio de estacionamento também age como umfreio de emergência que pode ser utilizado para desacelerare parar o veículo automaticamente no caso de falha do freiode serviço, por exemplo, se o suprimento de ar comprimidopara o freio de serviço for interrompido ou desconectado. Afim de realizar isto, é propiciada uma válvula de liberaçãorápida (QRV) que permite a liberação rápida de ar de umsistema de frenagem de estacionamento para acionar o freiode estacionamento. Tal válvula de liberação rápida édescrita no Pedido de Patente do Reino Unido co-pendentedos requerentes, no. 0415324.3, e inclui um disco oudiafragma móvel com uma borda elasticamente deformávelsituada entre uma porta de entrada superior e uma porta deexaustão inferior, com uma porta de saída sendo propiciadaem um lado de e abaixo da válvula de exaustão. Quando ofreio de estacionamento não for necessário, ar comprimido éfornecido através da porta de entrada da QRV, criandopressão sobre o diafragma de modo que o mesmo vede a portade exaustão, enquanto a borda se flexiona para permitir queo ar comprimido passe da porta de entrada para a porta desaída. Quando o freio de estacionamento for necessário, porexemplo, se o veículo está estacionado, ou se o suprimentode ar comprimido foi desconectado, o disco se move paravedar a porta de entrada, permitindo que ar flua da portade saída para a porta de exaustão, fazendo deste modo comque o freio de estacionamento seja ativado.

Os requerentes verificaram que, embora QRVs destetipo sejam normalmente eficazes, pode existir um atraso,por vezes de até quinze segundos, entre o fornecimento dear comprimido sendo desconectado da porta de entrada e ofreio de estacionamento sendo ativado, à medida que o discomóvel e a borda elasticamente deformável por vezes se movemde um modo imprevisível, deixando a saída de exaustão daQRV vedada. Embora isto não seja uma preocupação quando oveículo está estacionário, em uma situação de emergênciatal atraso pode ser perigoso.

Sendo assim, é um objetivo da presente invençãopropiciar uma válvula de liberação rápida que elimine, oupelo menos reduza, este atraso.

De acordo com um primeiro aspecto da presenteinvenção, é propiciada uma válvula que compreende uma portade entrada, uma porta de saída, uma porta de exaustão e umdiafragma situado entre as portas de entrada e exaustão queé móvel, em resposta à pressão do ar dentro da válvula,entre uma primeira posição na qual a mesma veda a porta deexaustão e uma segunda posição na qual a porta de exaustãoesteja aberta, existindo uma ou mais projeções associadas àporta de exaustão na qual o diafragma seja capaz derepousar em sua primeira posição.

A provisão das projeções nas quais o diafragma écapaz de repousar permite que o diafragma se mova entre asprimeira e segunda posições em resposta a uma alteração empressão dentro da válvula substancialmente sem qualqueratraso provocado por uma diferença em pressão sobre umaface do diafragma em relação à outra face.

A válvula pode compreender um corpo. A porta de saídapode estar posicionada na periferia do corpo.

As projeções podem compreender nervuras que seestendem axialmente a partir da porta de exaustão. Asprojeções podem compreender ainda seções em arco situadasem extremidades distais das nervuras. Isto garante que odiafragma seja adequadamente sustentado em sua primeiraposição.

A porta de exaustão pode estar localizada normalmenteoposta à porta de entrada. A porta de exaustão pode estarsituada acima da porta de entrada. Isto garante que quandoo ar comprimido entra na válvula através da porta deentrada, a porta de exaustão é vedada pelo diafragma.

O diafragma pode ser elasticamente deformável.

Alternativamente, o diafragma pode compreender uma porçãocentral normalmente rígida com uma borda elasticamentedeformável. Isto garante que, na primeira posição, odiafragma forme uma vedação de ajuste de ar sobre a saídade exaustão.O diafragma pode ser genericamente circular.A válvula pode compreender duas partes, com a portade entrada sendo propiciada sobre uma parte e a porta deexaustão sendo propiciada sobre a outra parte.

De acordo com um segundo aspecto da presenteinvenção, é propiciado um sistema de frenagem para umveículo que incorpora uma válvula de acordo com o primeiroaspecto da invenção.

A válvula pode estar de acordo com qualquer um dosparágrafos precedentes.

Modalidades específicas e não limitantes da invenção,em seus diversos aspectos, serão agora descritas em maioresdetalhes, estritamente a título de exemplo apenas, mediantereferência aos desenhos em anexo, dos quais:

a FIGURA 1 é uma vista em perspectiva em corte de umaválvula de liberação rápida conhecida;

a FIGURA 2 é uma vista em perspectiva em corte de umaválvula de acordo com a presente invenção e

a FIGURA 3 é uma vista em perspectiva de uma parte deexaustão da válvula da Figura 2.

Voltando primeiramente para a Fig. 1, uma válvula deliberação rápida (QRV) para um sistema de frenagempneumático para um veículo é mostrada genericamente em 10.A válvula 10 compreende um corpo 12 fundido ou de outraforma fabricado de aço ou qualquer outro material adequadoque possua uma porta de entrada 14 através da qual o arcomprimido seja capaz de entrar em uma câmara interna 16,com portas de saída 18, que estão em comunicação fluida coma câmara interna 16, estando disposta em torno da periferiado corpo 12. Uma parte de exaustão separada 20, que possuiuma porta de exaustão 22, é recebida em engate de ajuste dear em uma porta aberta do corpo 12, com a porta de exaustãoestando situada normalmente oposta e acima da porta deentrada 14, em comunicação fluida com a câmara interna 16.

Um diafragma móvel 24, que pode ser elasticamentedeformável ou pode compreender uma porção centralnormalmente rígida com uma borda elasticamente deformável,é disposto dentro da câmara interna 16, entre a porta deentrada 14 e a porta de exaustão 22.

Em uso, a válvula 10 forma parte de um sistema defrenagem para um veiculo tal como uma carruagem ou HGV. Osistema de frenagem inclui ativadores de freio de tipoconhecido que possuem um freio de serviço pneumaticamenteativado para desaceleração quando o veículo estiver emmovimento e um freio de estacionamento ativado por molapara manter o veículo estacionário, ou para deter o veículono caso de uma emergência tal como falha do freio deserviço. O freio de estacionamento utiliza um pistão que éenviesado na direção de uma condição ativada por uma mola,e que é mantido em uma condição desativada por arcomprimido quando o freio de estacionamento não énecessário.

A válvula de liberação rápida 10 é parte de umsistema pneumático para controlar a operação do freio deestacionamento. A porta de entrada 14 é conectada a umafonte de ar comprimido, que é controlada por um condutor doveículo. As portas de saída 18 são conectadas a portas deentrada nos ativadores de freio para controlar a operaçãodo pistão de freio de estacionamento. Em operação normal, ofreio de estacionamento é desengatado por fornecimento dear comprimido aos ativadores através da válvula deliberação rápida 10. 0 ar comprimido entra na câmarainterna 16 da válvula de liberação rápida 10 através daporta de entrada 14, fazendo com que o diafragma 24 se movae suas bordas se deformem, criando uma vedação de ajuste dear sobre e em torno da porta de exaustão 22. Estadeformação do diafragma 24 em torno da porta de exaustão 22deixa as portas de saída 18 livres, permitindo que o arescape para dentro dos ativadores de freio, fazendo destemodo com que o freio de estacionamento torne-sedesengatado.

Quando o freio de estacionamento é exigido, ofornecimento de ar comprimido para a válvula de liberaçãorápida 10 é interrompido. Isto faz com que o diafragma 24se mova para uma posição sobre a porta de entrada 14,permitindo que o ar passe das portas de saída 18 e escapeatravés da porta de exaustão 22. À medida que o ar escapada válvula de liberação rápida 10, a pressão do ar dentrodos ativadores de freio cai, fazendo com que o freio deestacionamento seja ativado. Será observado que osuprimento de ar comprimido pode ser detido tantodeliberadamente por um condutor do veículo, quanto no casode uma emergência, por exemplo, se o sistema pneumáticotiver falhado, conduzindo a uma perda em pressão do ar.

Neste caso, a válvula de liberação rápida 10 operaria,fazendo com que o veículo parasse.

Embora este sistema seja normalmente eficaz, osrequerentes verificaram que pode haver um atraso de atéquinze segundos entre o fornecimento de ar comprimido sendointerrompido e o freio de estacionamento sendo ativado.Isto ocorre porque quando o fornecimento de ar comprimidoque entra na válvula de liberação rápida 10 na porta deentrada 14 é interrompido, o ar que escapa das portas desaída 18 é direcionado sobre ambas as faces inferior 26 esuperior 2 8 do diafragma 24. À medida que o diafragma 24 édeformado, a face inferior 26 possui uma área de superfíciemaior do que a face superior. A pressão do ar que passasobre a face inferior 26 do diafragma 24 impele o diafragmana direção da porta de exaustão 22, impedindo deste modo oescape de ar através da porta de exaustão 22. É apenasquando a pressão do ar que passa sobre a face superior 28do diafragma 24 for maior do que sobre a face inferior 26,que pode levar um período de tempo inaceitavelmente longopara ocorrer, que o diafragma 24 pode mover-se para dentrode uma posição em que a porta de entrada 14 é obstruída e aporta de exaustão 22 fica livre, permitindo que o ar escapeatravés da porta de exaustão. Portanto, a ativação do freiode estacionamento pode ser atrasada.

Voltando em seguida para a Fig. 2, uma válvula deliberação rápida é mostrada genericamente em 40. A válvula40 é de uma construção genericamente similar à válvula daFig. 1, possuindo um corpo 42 com uma porta de entrada 44que conduz a uma câmara interna 4 6 e portas de saída 4 8situadas em torno da periferia do corpo 42 em comunicaçãofluida com a câmara interna 46. É propiciada uma parte deexaustão separada 60, a qual é recebida em engate estanqueem uma parte aberta do corpo 4 2 e uma porta de exaustão 62com diversas aberturas de exaustão 63 situadas normalmenteopostas (neste caso acima) ã porta de entrada 44 emcomunicação fluida com a câmara interna 46. Disposta emtorno da porta de exaustão 62 estão projeções 64 (melhorilustradas na fig. 3), na forma de uma série de nervuras 66que se estendem radialmente a partir da porta de exaustão62, algumas das quais possuem seções em arco periféricas 68em suas extremidades distais, que seguem a curvatura daporta de exaustão. Um diafragma móvel 50, que pode serelasticamente deformável ou pode compreender uma porçãocentral normalmente rígida com uma borda elasticamentedeformável, é disposto dentro da câmara interna 4 6 entre aporta de entrada 42 e a porta de exaustão 62.

Em uso, a válvula 4 0 é conectada conforme descritoacima, com a porta de entrada 42 estando conectada a umafonte controlada por condutor de ar comprimido, e as portasde saída 4 8 estando conectadas a ativadores de freio. Ofreio de estacionamento é desengatado por fornecimento dear comprimido para os ativadores através válvula deliberação rápida 40. 0 ar comprimido entra na câmarainterna 46 da válvula 40 através da porta de entrada 44. Apressão do ar faz com que o diafragma 50 se mova para umaposição na qual o mesmo cobre e veda a porta de exaustão62, onde o mesmo é sustentado pelas projeções 64 sobre aparte de exaustão 60. O movimento do diafragma 50 permiteque fluido escape através das portas de saída 4 8 paradentro dos ativadores de freio, para desengatar desse modoo freio de estacionamento.

Quando o freio de estacionamento é necessário, ofornecimento de ar comprimido para a válvula de liberaçãorápida 40 é interrompido. A pressão dentro da câmarainterna 46 portanto cai, permitindo que o ar entre nacâmara interna 4 6 através das portas de saída 48. 0 arpassa sobre ambas as superfícies inferior 52 e superior 54do diafragma 50. A pressão do ar que passa sobre a faceinferior 52 do diafragma 50 impele o diafragma 50 nadireção da porta de exaustão 62. Contudo, o ar que passasobre a superfície superior 54 do diafragma 50 impele odiafragma na direção da porta de entrada 44. Quando o arentra em contato com as projeções na porta de exaustão 60,ocorre turbulência, que conduz a pressão aumentada na facesuperior 54 do diafragma 50. Quando a pressão na facesuperior 54 excede a pressão que impele o diafragma 50 nadireção da porta de exaustão 62, o diafragma 50 se movepara uma posição na qual o mesmo cobre e veda a portainterior 44, permitindo que o ar das portas de saída 48escape través da porta de exaustão 62, reduzindo deste modoa pressão do ar nos ativadores de freio, o que conduz aativação do freio de estacionamento. A pressão aumentadasobre a face superior 54 do diafragma 50, provocada pelaturbulência produzida pelas projeções 64, conduz a umaredução no tempo levado pelo diafragma 50 para mover-se daposição na qual o mesmo veda a porta de exaustão 62 para aposição na qual veda a porta de entrada 44, reduzindo destemodo o atraso entre o fornecimento de ar comprimido sendointerrompido e a ativação do freio de estacionamento ou deemergência.

Quando utilizados nesta especificação ereivindicações, os termos "compreende" e "que compreende" evariações dos mesmos significam que as características,etapas ou inteiros especificados são incluídos. Os termosnão devem ser interpretados para excluir a presença deoutras características, etapas ou componentes.As características descritas na descrição anterior,ou reivindicações que se seguem, ou os desenhos em anexo,expressos em suas formas específicas ou em termos de umsignificado para realizar a função descrita, ou um métodoou processo para conseguir o resultado descrito, conformeapropriado, podem, de forma separada, ou em qualquercombinação de tais características, ser utilizadas pararealizar a invenção em diversas formas da mesma.

Claims

1.Válvula caracterizada por compreender uma porta deentrada, uma porta de saída, uma porta de exaustão e umdiafragma situado entre as portas de entrada e saída que émóvel, em resposta à pressão do ar dentro da válvula, entreuma primeira posição na qual o mesmo veda a porta deexaustão e uma segunda posição na qual a porta de exaustãoestá aberta, existindo uma ou mais projeções associadas coma porta de exaustão na qual o diafragma é capaz de repousarem sua primeira posição.

2. Válvula, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato das projeções compreenderemnervuras que se estendem axialmente a partir da porta deexaustão.

3. Válvula, de acordo com a reivindicação 2,caracterizada pelo fato das projeções compreenderem aindaseções em arco dispostas em extremidades distais dasnervuras.

4. Válvula, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2 ou 3, caracterizada pelo fato da portade exaustão estar normalmente localizada oposta à porta deentrada.

5. Válvula, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizada pelo fato daporta de exaustão estar situada acima da porta de entrada.

6. Válvula, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizada pelo fato dodiafragma ser elasticamente deformável.

7. Válvula, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizada pelo fato dodiafragma compreender uma porção central normalmente rígidacom uma borda elasticamente deformável.

8. Válvula, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizada pelofato do diafragma ser normalmente circular.

9. Válvula, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, caracterizada pelofato da válvula compreender duas partes, com a porta deentrada sendo propiciada sobre uma parte e a porta deexaustão sendo propiciada sobre a outra parte.

10. Válvula caracterizada por ser substancialmente deacordo com o descrito acima mediante referência a econforme mostrado em os desenhos em anexo.

11. Sistema de frenagem para um veículo,caracterizado pelo fato de incorporar uma válvula dequalquer das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou10.

12. Qualquer característica nova ou nova combinaçãode características caracterizadas por serem descritas aquie/ou nos desenhos em anexo.