BRPI0618296A2 - válvula de descarga de recipiente - Google Patents

Abstract

VáLVULA DE DESCARGA DE RECIPIENTE Uma válvula de descarga do tipo recipiente tem bóia oca vertical forma de copo, que opera sob forças de flutuação, sem um volume de ar capturado, que controla a válvula durante um ciclo de descarga. Aberturas de sangria cobertas em uma parede de fundo da bóia podem ser dimensionadas e providas em um número para seletivamente controlar a sincronização de fechamento da válvula. Defletores das aberturas de sangria cobertas redirecionam a sangria da água para dentro da bóia para prevenir que a água se projete para cima e contra o topo do tanque. A geometria de uma ranhura de retenção de vedação é configurada para reduzir vazamento na interface entre bóia/vedação. Por exemplo, a ranhura tem uma parede anular com um perfil composto formando uma área de contato de vedação, não cilíndrica, preferivelmente em serpentina. A vedação é apoiada por meio de um flange fendido posicionado logo acima da ranhura de retenção.

Description

"VALVULA DE DESCARGA DE RECIPIENTE"REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOSNão aplicável.

DECLARAÇÃO DE PESQUISA OU DESENVOLVIMENTOFEDERALMENTE PATROCINADO

Não aplicável.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃOA presente invenção refere-se a válvulas de descarga quecontrolam o fluxo de água a partir de tanques de vaso sanitário a bacias devaso sanitário. Mais particularmente, ela se refere a válvulas de descarga derecipiente .

Muitos sistemas para controlar a descarga de água de tanquede vaso sanitário para uma bacia de vaso sanitário são conhecidos, ver, porexemplo, as patentes US 5.329.647 e 5.896.593. Tais sistemas têm umaválvula de entrada de água para o tanque, que é tipicamente controlada pormeio de uma bóia que detecta o nível de água do tanque. A depressão daalavanca de descarga move uma válvula de descarga na saída do tanque deforma que água pode se esvaziar a partir do tanque através de um percursovítreo e para vai para dentro da bacia. A medida que o água do tanque seesvazia, a válvula de bóia de entrada cai com o nível de água no tanque,disparando assim fluxo de água de entrada. Depois de suficiente água dotanque ser drenada, a válvula de descarga se fecha de forma que o nível deágua no tanque pode ser restabelecido. Quando o tanque se enche novamente,a válvula de bóia de entrada se eleva com a água e eventualmente fecha aválvula de entrada para desligar o abastecimento de água.

Uma variedade de válvulas de descarga foi projetada paracontrolar o fluxo de água a partir do tanque para a bacia. Uma das válvulasmais comuns em uso atualmente é a válvula de descarga do tipo de lingüeta.Válvulas de descarga lingüeta têm um jugo pivotante que suporta um tampãode grande diâmetro que veda a saída do tanque até que a alavanca de descargaseja acionada para iniciar um ciclo de descarga. O grande tampão é cheio comar, que torna lento seu reassentamento até que suficiente água tenha sidodrenada a partir do tanque. Outro tipo de válvula de descarga tem uma bóiadedicada, a qual porta uma vedação principal. Quando a alavanca de descargaé deprimida, a bóia é elevada e a vedação se eleva de sua sede para permitirque água flua do tanque para a bacia. Uma válvula de descarga deste tipo éreferida como uma válvula de descarga "recipiente" porque a válvulafreqüentemente tem uma grande bóia, geralmente cilíndrica, que lembra umalata.

Um problema comum a muitas válvulas de descarga é acriação e manutenção de uma vedação impermeável na saída do tanque depoisde o ciclo de fluxo estar completo. Os tampões bulbosos de válvulas delingüeta são geralmente inicialmente bons em atingir e manter uma vedação,mas ao longo do tempo (por exemplo, anos de operação) podem permitirvazamento. Vedações do tipo de arruela, comuns em válvulas de recipientefreqüentemente têm problemas similares.

Se a vedação vaza, água escorrerá ou será drenada do tanquepara a bacia. Quando o tanque se esvazia, a válvula de bóia de entrada cairá ecausará com que a válvula de entrada se abra para encher novamente otanque. Se o vazamento persistir, a válvula de entrada permanecerá aberta eágua irá permanentemente escorrer ou se drenar continuamente para dentro abacia. Isto causará com que a bacia transborde, ou, se a bacia tiver passagensde ladrão, água passará da bacia para as linhas de encanamento do edifício.Água é desperdiçada em qualquer caso, o que é muito indesejável,particularmente devido à ênfase que as comunidades locais freqüentementecolocam com respeito à necessidade de vasos sanitários com baixo consumode água.

Um exemplo de uma válvula de descarga do tipo recipiente érevelado na Patente US No. 6.715.162 de Han et al. A válvula de descargarevelada tem um corpo de válvula que é montado no tanque de vaso sanitáriona abertura de saída para a bacia, que define uma passagem de fluxo e umasede de válvula superior. O corpo de válvula também tem uma guia verticalao longo da qual a bóia se eleva durante um ciclo de descarga. A bóia é umcorpo oco geralmente cilíndrico com extremidades abertas, a extremidadesuperior estando acima da altura de enchimento de água do tanque. Águapode fluir através do interior da bóia e através de um corpo de válvula no casode uma condição de transbordamento. A extremidade inferior da bóia temuma ranhura em torno de sua circunferência, a qual retém uma vedação dotipo de arruela plana. A vedação se assenta contra uma sede de válvulaquando a bóia está em seu estado normal no qual a água do tanque éinterrompida da saída para a bacia.

Problemas de vedação com as válvulas de descarga derecipiente convencionais surgem por vários fatores. O foco principal ematingir uma boa vedação nos dispositivos anteriores é no fato de como quãobem a vedação se conjuga com a sede de válvula. Embora isto sejaimportante, um percurso de vazamento, que passa despercebido, aparece nainterface entre bóia/vedação. Particularmente ao longo do tempo, com acontração do material ou degradação da vedação, água pode vazar através doespaço entre a vedação e a bóia. Isto pode se tornar um percurso devazamento de baixa resistência para a água no tanque porque a interface étipicamente um curto percurso vertical retilíneo.

Com respeito ao contato da superfície de vedação da vedaçãocom a sede de válvula, novamente ao longo do tempo, é possível que avedação se deforme e assuma uma configuração algo deslocada para fora demodo que a vedação não se conjuga apropriadamente com a sede de válvula.Assim, é importante que a vedação seja montada na bóia com suficientesuporte do lado traseiro (lado de não vedação) para prevenir que a vedação seflexione afastando-se da sede de válvulas, sem obstruir o assentamento dolado de vedação da vedação quando se provê suficiente força descendentesobre a vedação, de modo que uma vedação impermeável é mantida.

Outro problema com válvulas de descarga é o controle doconsumo de água do vaso sanitário. O consumo de água é amplamente umfator de intervalo de tempo no qual a válvula de descarga fica aberta. Paraválvulas de descarga do tipo recipiente, este é dependente da sincronização defechamento da bóia, isto é, o tempo que leva depois de a bóia ser puxada docorpo de válvula para que a bóia se abaixe e o reajuste da vedação.

Muitas válvulas de descarga têm uma bóia em forma de copoinvertido, com um fundo aberto e um topo fechado. Quando a bóia é puxadapara cima por meio da alavanca de descarga, o copo invertido atua como umpára-quedas e retarda sua descida por meio da força de fricção da no tanque.A patente US No. 5.305.474 de Nardi et al. revela uma válvula de descargaque tem uma tal bóia. Outro tipo comum de válvula de descarga tem um vasooco fechado na qualidade de bóia. O ar capturado no vaso oco torna-aflutuante, de forma que ela abaixa lentamente. A patente US No. 5.329.647 deCondon é um exemplo de uma válvula de descarga com uma tal bóia fechada.Em ambos os casos descritos acima, as bóias abaixam inteiramente sob aforça de gravidade. O tempo de fechamento destas válvulas é, assim, fixadopara um dado tamanho e massa da bóia.

O tempo de fechamento de válvula pode ser ajustado porpermitir que água flua para dentro da bóia durante o ciclo de fluxo. Porexemplo, como revelado por meio da Patente US No. 3.172.129 de Fulton etal., um ou mais orifícios de sangria pequenos podem ser feitos na bóia deoutra maneira fechada, tal como na parede de fundo da bóia. Quando a bóia épuxada para cima durante um ciclo de descarga, água no tanque pode fluiratravés dos orifícios de sangria para o interior da bóia, aumentando assim amassa total da bóia e causando com que ela desça a uma taxa elevada demodo a encurtar o tempo de fechamento da válvula. O tamanho e quantidadedas aberturas podem ser selecionados para atingir um fechamento quecorresponde a um desejado consumo de água.

Um problema, todavia, com o uso de orifícios de sangria é queimediatamente depois de a bóia ser movida, a altura de pressão no tanque érelativamente alta, de modo que a água irá se enferrujar no interior dosorifícios de sangria rapidamente. Se, de maneira diferentemente de umaválvula revelada por Fulton et al., a bóia não for fechada no topo, o rápidofluxo da água através dos orifícios de sangria pode se projetar para cimaatravés da bóia e contra o lado inferior da tampa do tanque. Isto édesvantajoso por várias razões, todavia principalmente por causa dapossibilidade da água se projetar para fora do tanque, ou vazar por baixo emtorno da borda do tanque, e sobre o piso do banheiro.

Assim, existe uma necessidade por uma aperfeiçoada válvulade descarga do tipo recipiente, a qual provê melhor controle de fechamento deválvula e efetua uma melhor vedação na saída do tanque.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção é uma aperfeiçoada válvula de descargado tipo recipiente para um vaso sanitário, a qual aborda as deficiências datécnica anterior discutida acima. Geralmente, a válvula de descarga derecipiente tem uma bóia e arranjo de vedação que pode ser elevado por meiode uma alavanca de descarga a partir de um corpo de válvula que conduz paraou que define a saída do tanque para abrir a vedação, que normalmente veda asaída do tanque. A interface entre bóia/vedação é configurada para reduzirvazamento entre a bóia e vedação, e assentamento da vedação é assistido pormeio de aplicação direta de altura de pressão de água no tanque. A bóia étambém configurada para melhorar o controle do tempo de fechamento deválvula.

Em um aspecto, a invenção provê uma válvula de descarga derecipiente tendo um corpo de válvula que define uma sede de válvula e umapassagem de fluxo que conduz a partir de uma sede de válvula em direção auma saída quando instalada em um tanque de vaso sanitário. A válvula dedescarga tem uma bóia suportando uma vedação sobre um corpo oco que seestende longitudinalmente com uma extremidade superior aberta e umaextremidade inferior fechada. Quando instalada no tanque, a extremidadesuperior aberta se estende acima da altura de enchimento de água do tanquepara estar em comunicação com o ar ambiente, e a parede de fundo em umaextremidade inferior está abaixo da linha de enchimento de água. A parede defundo pelo menos atua para restringir fluxo de água para dentro do corpo debóia oco durante um ciclo de descarga de modo que o corpo oco pode estarsuspenso acima de uma sede de válvula pelo menos temporariamente duranteo ciclo de fluxo por meio de uma força de flutuação da água atuando sobreum exterior do corpo oco. Antes e depois de um ciclo de descarga, a bóia éposicionada para assentar a vedação sobre uma sede de válvula e fechar acomunicação da água do tanque fora da bóia com a passagem de fluxo.Durante um ciclo de descarga, a bóia pode ser movida com respeito a umcorpo de válvula para abrir a vedação e permitir que água dentro do tanquepasse para dentro da passagem de fluxo e para fora para a bacia.

Em formas preferidas, a bóia é geralmente em forma de copo eorientada na vertical. A bóia pode definir um tubo de ladrão longitudinaldentro do corpo oco em comunicação com a extremidade aberta do corpo ocoe uma abertura na parede de fundo. Um corpo de válvula pode incluir umaguia de bóia que é recebida no tubo de ladrão, sem completamente obstruirfluxo através dele, ao longo do qual a bóia pode se deslocar durante um ciclode descarga. A bóia é preferivelmente molda de um plástico rígido como umaestrutura monolítica.

Em outro aspecto a invenção provê uma válvula de descargade recipiente com uma bóia tendo um corpo oco estendendo-se ao longo deum eixo geométrico longitudinal e uma parede de extremidade estendendo-seem um ângulo com relação ao eixo geométrico. A parede de extremidade tempelo menos uma abertura de sangria na mesma que define uma passagem paradentro do corpo oco da bóia, que inclui deslocamento ao longo de umpercurso em um ângulo com relação ao eixo geométrico.

As aberturas de sangria podem ser em número de,dimensionadas, e configuradas para permitir que água do tanque passe dentroda bóia e cause com que ela reassente a vedação antes do tanque sercompletamente esvaziado. Isto assiste no assentamento da vedação porassegurar que uma altura mínima de água permanecerá no tanque para proversuficiente altura de pressão para assentar completamente a vedação. Alémdisto, o número de aberturas bem como o tamanho de abertura podem seralterados facilmente durante o processo de moldagem, quando desejado, paravariar a sincronização de fechamento para as exigências de consumo de águade particulares aplicações de vaso sanitário.

As aberturas de sangria podem ter uma configuração abertaespecial que inclui um defletor que é espaçado partir do fundo de bóia econectado com o mesmo por meio de uma ou mais pernas longitudinais entreas quais estão janelas longitudinais que conduzem à correspondente aberturano fundo de bóia. Os defletores obstruem fluxo longitudinalmente de modoque quando a água entra e sai da bóia, ele tem que retornar e virar radialmenteatravés das janelas. Isto permite que a água sangrada passe para dentro dabóia depois de um ciclo de descarga ser iniciado, e então escoe ou sejadrenado da bóia depois de a vedação ser reassentada, todavia previne queágua aflua impetuosamente para dentro da bóia a partir da projeção para cimaatravés da bóia contra a tampa do tanque.

Em ainda um outro aspecto, a invenção provê uma válvula dedescarga de recipiente com uma bóia tendo uma porção de retenção devedação com um perfil composto definido por meio de pelo menos umasuperfície anular não cilíndrica. A vedação tem uma superfície periférica quese conjuga com o perfil composto da porção de retenção de vedação de bóiapara suportar a bóia para se assentar contra uma sede de válvula.

A bóia pode se estender ao longo de um eixo geométricolongitudinal, e a porção de retenção de vedação da bóia mantém a vedação emuma orientação radial, geralmente perpendicular ao eixo geométricolongitudinal. O perfil composto é então definido por meio de uma paredelongitudinal anular na porção de retenção de vedação da bóia.

A vedação pode ser uma vedação anular, e a porção deretenção de vedação da bóia pode ser uma ranhura estendendo-se em torno daperiferia da bóia na direção radial e abrindo-se para fora. A parede anular naextremidade fechada da ranhura define o perfil composto. Uma periferiainterna da vedação é disposta dentro da ranhura e uma periferia externa estáfora da ranhura de forma que a vedação pode se assentar contra uma sede deválvula. Preferivelmente, a superfície periférica interna é definida por meio dodiâmetro interno da vedação.

O perfil composto da porção de retenção de vedação, ouranhura, e a periferia externa conjugada da vedação, definem pelo menos umajunta interdigitada, tal como uma língua e ranhura. Em particular, ou o perfilcomposto ou a vedação ou ambos podem ter pelo menos uma projeção anularou pico que engata com um vale na outra parte. O perfil composto e/ouperiferia interna da vedação pode ser definido por meio de uma superfícieanular contínua, não linear. Em cada caso, a superfície curva contínua podedefinir um ou mais picos convexos e um ou mais vales côncavos. Porexemplo, a parede anular da ranhura de retenção de vedação pode definir umpico anular convexo longitudinalmente entre dois vales côncavos adjacentes,e a periferia conjugada da vedação pode definir uma ranhura côncava anularentre dois picos convexos anulares. A interface resultante provê, assim, umárea de contato contínua convoluta que grandemente resiste à passagem delíquido entre ela.

Deve ser notado que a precisa configuração de interface devedação pode ser de qualquer geometria complexa apropriada, desde que pelomenos uma porção da área de contato de vedação seja não cilíndrica. A configuração de interface também preferivelmente tem pelo menos duasporções curvas e/ou lineares, as quais definem um ângulo incluso entre elasdiferente de 180 graus. Assim, um perfil de porção de retenção de assento debóia e periferia de vedação conjugada podem ser formados por meio de umaúnica superfície convoluta bem como qualquer número de superfícies lineares e/ou curvilíneas, de modo que pelo menos uma porção da superfície única ouuma da pluralidade de superfícies não é paralela ao eixo geométricolongitudinal da bóia. Picos e/ou vales anulares com seções transversaisretilíneas, tais como quadradas ou em forma de V, poderiam ser assim usados.

Além disto, deve ser notado que tanto a vedação quanto a bóia não precisam ser formadas com um perfil composto, todavia, em lugar de umdos componentes, poderia ser feita de um material flexível que pode seconformar ao perfil composto do outro componente. Por exemplo, em umaforma preferida, a vedação é feita de um material de elastômero flexível quetem um simples perfil longitudinal retilíneo em seu diâmetro interno, que, ao ser montado na bóia, se conformará com ao perfil composto da bóia.

Em ainda um outro aspecto, a interface entre bóia/vedação, abóia pode ter um flange de apoio de vedação, anular, que geralmente seestende radialmente, em um lado da vedação e porção de retenção de vedação,oposto a uma sede de válvula de um corpo de válvula, por exemplo, longitudinalmente acima da vedação. O flange atua como um batente devedação por meio da provisão de suporte estrutural à preferia externa davedação, caso ela deva se flexionar longitudinalmente em afastamento à sedede válvula. Ele atua para reduzir arraste sobre a vedação na direçãolongitudinalmente descendente quando a bóia é puxada por meio da alavancade descarga, e ajudando assim a manter uma conexão impermeável nainterface entre bóia/vedação.

O flange pode incluir uma abertura, preferivelmente múltiplasaberturas na forma de fendas de extremidades abertas (por facilidade defabricação), as quais são espaçadas ao longo do flange. Estas fendas expõemmelhor o lado de não-vedação da vedação à água do tanque, de forma que aaltura de pressão de água no tanque pode atuar diretamente sobre a vedaçãopara assistir no assentamento impermeável da vedação. Por meio da provisãode um flange de apoio para suportar a vedação, a vedação pode ser feita deum material flexível macio que se conforma bem a uma sede de válvula. Avedação macia também se assenta de forma silenciosa, e, uma vez que oflange está ali para suportar a vedação, não existe necessidade do contatoentre as duas partes duras da bóia e corpo de válvula, reduzindo assim ruídode fechamento da válvula.

Estas e outras vantagens da invenção serão aparentes dadescrição detalhada e dos desenhos. O que segue são uma ou mais formas deconcretização preferida da presente invenção. Para avaliar todo o escopo dainvenção, as reivindicações devem ser observadas no sentido de que a(s)forma(s) de concretização preferida(s) não são a(s) única(s) forma(s) deconcretização dentro do escopo da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO OFTHE DESENHOSA figura 1 é uma vista frontal seccional parcial de um conjuntode válvula de descarga de recipiente de acordo com a presente invenção,montado em um tanque de vaso sanitário;

a figura 2 é uma vista seccional vertical da válvula de descargade recipiente mostrada na figura 1 em sua posição normalmente fechada;

a figura 3 é uma vista seccional similar àquela da figura 2embora com a válvula de descarga de recipiente mostrada em uma posiçãoaberta para permitir que água no tanque de vaso sanitário entre em uma baciade vaso sanitário durante um ciclo de descarga;

a figura 4 é uma vista seccional parcial ampliada, tomada aolongo do arco 4-4 da figura 2 mostrando a vedação de válvula de descarga derecipiente contra uma sede de válvula na posição fechada da figura 2;

a figura 5 é uma vista seccional parcial similar à figura 4mostrando um perfil composto de uma ranhura de retenção de vedação com aválvula vedação removida;

a figura 6 é uma vista explodida em perspectiva da bóia,vedação, e corpo de válvula, da válvula de descarga de recipiente;

a figura 7 é uma vista plana superior da bóia; e

a figura 8 é uma vista seccional parcial ampliada, tomada aolongo da linha 8-8 da figura 7.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE CONCRETIZAÇÃOPREFERIDAS

Com referência agora aos desenhos, a figura 1 mostra um vasosanitário 10 que inclui um tanque de água 12 e uma seção de bacia (nãomostrada). O tanque 12 tem uma parede de fundo horizontal 16 com umaabertura de saída 18, a qual conduz para um canal em um rebordo superior dabacia. Montado dentro do tanque está o usual tubo de abastecimento de água20 com uma bóia 22 operada pela válvula de abastecimento 24 para controlaro fluxo de abastecimento água para dentro do tanque 12. Um conjunto deválvula de descarga 26 é montado dentro do tanque 12 over a abertura desaída 18 para controlar o fluxo de água a partir do tanque 12 para a baciadurante um ciclo de descarga.

Com referência às figuras 1, 2 e 6, o conjunto de válvula dedescarga 26 é montado verticalmente ereto no tanque 12 e principalmenteinclui um corpo de válvula 28, uma bóia 30 e uma vedação 32. Um corpo deválvula 28 e bóia 30 são preferivelmente de um material não corrosivo, talcomo um plástico apropriado. A vedação pode ser feita de um materialflexível, por exemplo um elastômero apropriado, tal como vinil, borracha deEPDM, ou silicone, que tem particularmente boas propriedades química e deresistência à corrosão. A extremidade inferior de um corpo de válvula 28 seestende através do abertura de saída de tanque 18 pode ter roscas externas queengatam em uma gaxeta 33 e uma porca de retenção rosqueada 34 que serosqueia impermeavelmente contra o lado inferior do tanque parede de fundo16. Um corpo de válvula 28 também tem um flange 36 que aperta umaapropriada gaxeta 38 contra um lado superior da parede de fundo 16 e suportao conjunto de válvula de descarga 26 no tanque 12.

Em uma configuração alternativa, não mostrada, a extremidadeinferior de um corpo de válvula pode ter três dentes que engatam no ladoinferior da parede de fundo 16 para suportar o conjunto de válvula dedescarga no tanque. Esta conexão é similar àquela revelada na Patente US4,433,446, a qual é cedida para a cessionária da presente invenção, e cujaexposição, particularmente das figuras 2 e 4-6 e a pertinente descrição dasmesmas, é aqui incorporada para referência.

Um corpo de válvula 28 define um percurso de fluxogeralmente cilíndrico, o qual conduz da sede circular da sede circular daválvula 40 em sua extremidade superior através da abertura de saída de tanque18. O corpo de válvula 28 e passagem de fluxo são geralmente concêntricos aum eixo geométrico longitudinal 42. A braçadeira 44 se estende da paredeexterna de um corpo de válvula para suportar uma abertura central 46 querecebe uma haste de montagem 48 de uma coluna de guia separada 50estendendo-se para cima a partir do corpo de válvula ao longo do eixogeométrico 42. A abertura 46 é geralmente oblonga para permitir que duaspequenas orelhas (não mostradas) sobre a haste 48 passem através da aberturaquando a coluna 50 é orientada apropriadamente e, com um giro de 1/4, asorelhas restringem a separação da coluna 50 com relação a um corpo deválvula 28. A coluna 50 tem uma seção transversal geralmente em forma de x,afilando-se para cima, com um espaço vazio central 52 e anel 54 em umaextremidade superior. Uma parte inferior do batente 56 se ajusta baixo nointerior do espaço vazio 52, novamente com entalhes e orelhas (nãomostradas) que permitem a inserção e remoção em uma orientação, nas deoutra maneira restringindo a separação do batente 56 a partir da coluna 50.Este batente 56 tem uma seção de flange de grande diâmetro 58, a qual seestende radialmente, perpendicular ao eixo geométrico longitudinal 42, paramais longe que a coluna 50. A seção de flange 58 suporta uma gaxeta 59. Obatente 56 é capturado no topo da coluna por meio de um giro de do arranjode orelha e entalhe (não mostrado). O batente 56 é oco e com extremidadeaberto, de modo que uma linha de re-enchimento de bacia (não mostrada)provindo da válvula de entrada de abastecimento pode ser fixada em umaguarnição 55 do batente 56.

A bóia 30 é um corpo unitário vertical, em forma de copo,integralmente formado com uma parede cilíndrica longitudinal externa 60com uma extremidade superior aberta para o ar ambiente acima da água dotanque, uma parede de fundo radial 62 e um tubo de ladrão longitudinalcentral 64 que se ajusta em torno da coluna 50 para montar a bóia 30 no corpode válvula 28. Caso o tanque deva ser cheio acima de sua altura deenchimento de água, a água de transbordamento irá esguichar sobre aextremidade superior aberta da parede 60 para o interior da bóia. A água detransbordamento pode escoar a partir da bóia e para fora do tanque através dapassagem de fluxo no corpo de válvula 28 através de pequenas aberturas desangria 70 na parede de fundo 62. Se a água de transbordamento entrar nabóia mais rapidamente do que é escoada ou drenada, ela começará a encher abóia até que atinja a extremidade superior aberta do tubo de ladrão 64, depoisdo que ela escoará através do tubo de ladrão 64 (em torno da coluna 60) esairá através de uma abertura 63 na parede de fundo 62 na extremidadeinferior do tubo de ladrão 64. Também, após a descarga, água a partir da linhade re-enchimento da bacia por meio da passagem da linha através do batente56 e do tubo de transbordamento 64 (novamente em torno das colunas 50 epara fora da grande abertura central na parede de fundo 62) e da passagem defluxo do corpo de válvula 28.

O tubo de ladrão 64 é de uma menor dimensão longitudinalque a coluna 50 de forma que a bóia 30 pode se deslocar longitudinalmentepara cima e para baixo da coluna 50 durante um ciclo de descarga. A bóia 30é capturada entre uma sede de válvula 40 e a seção de grande diâmetro 58 dobatente 56. A gaxeta 59 assenta-se contra a borda superior do tubo de ladrão64 e reduz ruído de contato associado. A bóia 30 é ligada com a alavanca dedescarga 66 do vaso sanitário por meio de um braço de alavanca 67 e umacorrente 68 conectada com uma de duas saliências 69 longitudinalmenteespaçadas em cada "lado" da parede 60.

Como mostrado nas figuras 2, 4, 7 e 8, a parede de fundo 62tem cinco aberturas de sangria 70 "cobertas", espaçadas 70. As aberturas desangria cobertas 70 são estruturas integrais que incluem um defletor radial 72espaçado para cima a partir da parede de fundo por meio de três pernaslongitudinais74 . Janelas longitudinais 76 são formadas entre o defletor 72,pernas 74 e parede de fundo 62 para prover acesso para as pequenas aberturas78 na parede de fundo. As aberturas de sangria 70 permitem a drenagem daágua de transbordamento (como mencionado acima), todavia sãoprincipalmente usadas para controlar a sincronização de fechamento da bóia,e assim da quantidade de água consumida em um ciclo de descarga, porpermitirem que uma quantidade controlada de água seja descarregada para ointerior da bóia 30 durante um ciclo de descarga. A água dentro da bóia 30adicionará massa à bóia de forma que tenderá a "imergir" mais rapidamenteque sem ela. Isto funciona para reassentar a vedação 32 mais rapidamente deforma que existe um nível de água mínimo no tanque que provê uma altura depressão suficiente para firmemente reassentar a vedação 32. Os defletores 72das aberturas de sangria 70 obstruem o percurso longitudinal da água desangria que chega, causando com que seja redirecionada para serredirecionada radialmente através da janelas 76 depois de passar através dasaberturas 78 na parede de fundo 62. Isto permite o fluxo desejado para dentro e para fora da bóia 30, todavia previne a água que chega de ser projetada paracima através da bóia e se choque contra o lado inferior da tampa do tanque,evitando assim qualquer ruído indesejado associado e vazamento em torno datampa do tanque.

Como mencionado, as aberturas de sangria são usadas principalmente para controlar a sincronização de fechamento da válvula, istoé, para controlar o tempo em que a bóia está fora de um corpo de válvula e avedação não está assentada na sede de válvula. A quantidade e tamanho dasaberturas de sangria podem ser selecionados para variar o volume de fluxopara dentro da bóia, e , assim, a massa total da bóia, durante o ciclo de fluxo. Na forma de concretização preferida, descrita aqui, existem cinco aberturas desangria na parede de fundo 62 da bóia , espaçadas igualmente ao redor doeixo geométrico 42, incluindo duas aberturas de 1/4", duas aberturas de 3/16"e uma abertura de 1/8". Uma vez que a bóia preferida é de uma estruturaunitária plástica moldada, as aberturas podem ser facilmente formadas fechadas ou abertas, durante o processo de moldagem, para atingir a desejadasincronização de fechamento, a menor abertura provê fina sintonização dotempo de fechamento, com uma tal abertura de 1/8", causando um retardo notempo de fechamento que corresponde à adição de em torno de 0.03 galão àdescarga. As outras aberturas têm um efeito proporcional sobre o tempo de fechamento e consumo de água.

Com referência agora às figuras 2-5, a extremidade inferior dabóia 30 define uma ranhura de retenção 80 para a vedação circunferencialanular abrindo-se para fora em uma direção radial. A vedação 32 se ajusta emtorno da bóia 30 concentricamente ao eixo geométrico 42 e é retida naranhura 80 em uma orientação geralmente radial. Adjacente to a ranhura 80está um flange de apoio de vedação 82, que se estende radialmente,circunferencial, posicionado em um lado longitudinal da ranhura 80 oposto auma sede de válvula 40.

O flange de apoio 82 se estende radialmente fora após aquelede uma sede de válvula 40 em torno da distância da extensão da vedação 32.O flange de apoio 82 atua como um batente para a porção externa da vedação32 que não é retida na ranhura 80. Caso a vedação 32 deva se flexionar emafastamento a uma sede de válvula 40, tal como se a bóia fosse ficardeformada, o flange de apoio rígido 82 irá resistir a ulterior movimento, deforma que a vedação 32 se assentará contra a sede de válvula 40. A presençado flange de apoio 82 permite que um material mais macio, mais flexível, sejausado para a vedação 32, o qual pode se conformar melhor com uma sede deválvula e prover melhor vedação. A vedação mais macia também reduz ruídode válvula quando a válvula se fecha, uma vez que o contato é entre a vedaçãoe uma sede de válvula e nenhum contato é requerido entre as estruturasrígidas (plástico sobre plástico) da bóia e um corpo de válvula para limitar omovimento descendente da bóia. Além disto, o flange 82 blinda a vedação 32para reduzir o arraste sobre a vedação durante o curso ascendente da bóia 30,o que reduz o afrouxamento da junta em uma interface entre bóia/vedação.

Uma outra importante característica do flange de apoio 82 éque ele tem um número de fendas 84, ver as figuras 7 e 8, espaçada em tornodo eixo geométrico. Na forma de concretização preferida, existem seis fendasorientadas em três colunas paralelas na vista mostrada na figura 7. As fendasservem para permitir melhor que a altura de pressão de água no tanque atuediretamente em uma direção descendente longitudinal sobre a vedação 32 deforma que a altura de pressão aplicará uma força de vedação que tende aassentar a vedação 32 sobre uma sede de válvula 40. As fendas tambéminterrompem qualquer sucção entre o lado inferior do flange e o lado superiorda vedação, caso a vedação seja empurrada de volta contra o flange,permitindo assim que a vedação retorne para sua posição normal. Embora asfendas que se abrem na borda externa do flange 82 sejam preferidas por causada facilidade de fabricação, outras orientações através de orifícios e aberturaspoderiam ser usadas.

Com referência novamente às figuras 4 e 5, a extremidadefechada da ranhura de retenção de vedação 80 é definida por meio de umaparede anular 96 tendo um perfil composto. O termo "perfil composto",quando usado aqui, refere-se em geral a qualquer perfil que define umasuperfície anular não cilíndrica quando revolvida em torno de um eixogeométrico, e mais particularmente a um perfil definido por meio de umaúnica curva contínua ou a combinação de múltiplos segmentos lineares e/oulineares que se interceptam. Quando formados de múltiplos segmentoslineares/curvilíneos, os segmentos adjacentes devem formar um ânguloincluso outro que não 180 graus. No caso de uma única curva, pelo menosduas seções adjacentes da curva devem ter diferentes raios de curvatura ou seinterceptarem em um ponto de inflexão de forma as seções adjacentes tenhamdiferentes concavidades. Assim, sob um significado satisfatório do perfilcomposto, o perfil formaria uma curva contínua que define um ou mais picosconvexos e um ou mais vales côncavos. Um outro significado satisfatóriodeste termo é um perfil que define um percurso que define uma curva ouângulo incluso maior que 90 graus, por exemplo um percurso de serpentinaconvoluta. Embora várias configurações específicas caiam dentro dosignificado do termo, um perfil composto resultará em uma interface anularentre bóia/vedação com uma área de contato que resiste à passagem de líquidoentre elas de forma melhor que a área de contato associada com um perfillinear retilíneo.

Uma vez que a vedação 32 é preferivelmente um elastômeroflexível estirável, sua periferia interna ou diâmetro 98 irá se conformar aoperfil composto da parede de ranhura 96. Como tal, ela não precisa serusinada ou formada de outra maneira para ter um permanente perfil compostoconjugado por si próprio. A vedação 32 pode, assim, ter um diâmetro internocom um único perfil linear definido por meio de uma superfície cilíndrica.Todavia, se um material menos conformável é usado, a vedação pode tambémter um perfil composto selecionado para se conjugar com aquele da parede deranhura 96.

Na forma de concretização ilustrada, a parede de ranhuraanular 96 define um perfil composto, quando tomado na direção longitudinal,como mostrado na figura 5, formado de uma única curva, com dois pontos deinflexão, que define um vale côncavo 100, um pico convexo 102 e um outrovale côncavo 104, os picos e vales estendendo-se em uma direção radial e osvales 100 e 104 estando longitudinalmente acima e abaixo do pico 102,respectivamente. Como mostrado na figura 4, o diâmetro interno 98 davedação 32 se conforma ao perfil composto para criar picos e valesconjugados.

O perfil composto cria, assim, uma junta interdigitada, talcomo uma lingüeta e ranhura, seguindo um percurso longitudinal deserpentina, convoluta. Quando revolvidos em torno do eixo geométrico 42, ospicos convexos se tornam nervuras anulares ou superfície de pico e os valescôncavos se tornam ranhuras anulares ou superfícies de vale. A área decontato de vedação, assim, ocorre entre as superfícies anulares convolutas,resultando em uma interface entre bóia/vedação que é altamente resistente àmigração de líquido.

Resistência à migração de líquido através da interface entrebóia/vedação é aumentada em virtude da área de contato entre as superfíciesradiais (nos lados superior e inferior) da vedação 32 e da ranhura 80. Alémdisto, o perfil composto da ranhura parede anular 96 inclui um segmentolinear angulado, oblíquo, ou chanfro, 106, o qual forma uma superfícieoblíqua anular que adiciona mais complexidade à interface entre bóia/vedaçãode modo a resistir de maneira melhor à migração de líquido, bem como aservir como uma rampa que facilita a montagem da vedação 32 no interior daranhura 80. A porção superior da rampa também ajuda a posicionar a vedaçãopara assegurar que as superfícies convexas/côncavas sejam totalmenteconjugadas.

O pico 102 e o chanfro 106 provêm, assim, múltiplos distintospontos de pressão que criam múltiplos locais de contato de vedação em altura,espaçados na direção longitudinal. Assam, na forma de concretizaçãopreferida, ilustrada nos desenhos, para a água do tanque migrar em torno davedação, ela teria que se deslocar entre a vedação e bóia radialmente ao longodo lado superior da vedação, girar por 90° e se deslocar longitudinalmente dovale 100, girar por 90° na direção oposta em torno do pico 102, girar de voltapor 90° através do vale 104, então girar ao longo do chanfro 106 e finalmentese deslocar radialmente para após o lado inferior da vedação.

Com respeito à operação da válvula de descarga, antes daexecução da operação de descarga, a válvula de descarga está na posiçãomostrada nas figuras 1 e 2, com a bóia 30 e vedação 32 assentada sobre umasede de válvula 40 e o nível de água no tanque 12 estando "cheio". A atuaçãoda alavanca de descarga puxa a bóia 30 para cima, de maneira suficiente acausar com que ela abra a vedação 32 a partir da sede de válvula 40 e sejapuxada para cima para a posição mostrada na figura 3. Uma vez que o corpode bóia é aberto na extremidade superior de modo que seu interior está emcomunicação com o ar ambiente acima da água do tanque, a bóia é suspensanão por meio do volume de ar aprisionado, mas, em contraste, inteiramentepor meio da força de flutuação da água atuando sobre as superfícies externasdas paredes 60 e 62. Agua no tanque 12 pode fluir através de um corpo deválvula 28 e para fora através da abertura de saída de tanque 18 para a bacia.Água e resíduos na bacia são evacuados para as linhas de encanamento deesgoto da maneira usual através de um sifao (não mostrado). Agua do tanqueflui para dentro da bóia 30 através das aberturas de sangria 70, e quandosuficientemente pesada e o tanque 12 drena de forma suficientemente baixa, opeso da bóia 30 causa com que ela desça sob gravidade e assente a vedação32 contra a sede de válvula 40. O ciclo de fluxo está completo depois de otanque 12 ser novamente enchido com água suficiente para fazer funcionar aválvula de abastecimento.

Deve ser apreciado que formas de concretização da invençãomeramente preferidas foram descritas acima. Todavia, muitas modificações evariações nas formas de concretização preferidas serão aparentes para aquelesversados na técnica, as quais estarão dentro do espírito e escopo da invenção.Por conseguinte, a invenção não deve ser limitada ás formas de concretizaçãodescritas. Para determinar o escopo total da invenção, as seguintesreivindicações devem ser referenciadas.

Claims (23)

1. Válvula de descarga para controlar o fluxo de água a partirde um tanque de vaso sanitário através de uma saída para uma bacia de vasosanitário, caracterizada pelo fato de que a válvula compreende:um corpo de válvula que define uma sede de válvula de saída;uma bóia móvel com respeito ao corpo de válvula, a bóiatendo uma porção de retenção de vedação com um perfil composto definidopor meio de pelo menos uma superfície anular não cilíndrica; euma vedação tendo uma superfície periférica composta que seconjuga com o perfil composto da porção de retenção de vedação de bóia parasuportar a bóia para assentar contra uma sede de válvula.

2. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o perfil composto define uma projeção anular.

3. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 2,caracterizada pelo fato de que a bóia se estende ao longo de um eixogeométrico longitudinal e em que a projeção se estende in uma direção radialessencialmente perpendicular ao eixo geométrico.

4. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 3,caracterizada pelo fato de que o perfil composto define pelo menos um valeanular adjacente à proteção.

5. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o perfil composto inclui pelo menos um valecôncavo anular e pelo menos uma projeção anular convexa.

6. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que a porção de retenção de vedação inclui umaranhura anular tendo uma parede anular que define o perfil composto.

7. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que a superfície periférica de vedação é umdiâmetro interno.

8. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que a bóia tem um flange próximo à vedação e aum lado da vedação oposto à sede de válvula.

9. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 8,caracterizada pelo fato de que o flange inclui pelo menos uma aberturatranspassante no mesmo.

10. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que a bóia tem a parede de fundo com pelo menosuma abertura de sangria.

11. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 10,caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma abertura de sangria é umaabertura coberta incluindo um defletor que é espaçado acima de uma aberturana parede de fundo.

12. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 11,caracterizada pelo fato de que o defletor é formado como uma parte unitáriada parede de fundo.

13. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 12,caracterizada pelo fato de que a bóia tem uma pluralidade de aberturas desangria cobertas.

14. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que a bóia é na forma de um recipiente geralmentecilíndrico.

15. válvula de descarga para controlar o fluxo de água a partirde um tanque de vaso sanitário através de uma saída para uma bacia de vasosanitário, caracterizada pelo fato de que a válvula compreende:um corpo de válvula que define uma sede de válvula de saída;euma bóia móvel com respeito ao corpo de válvula esuportando uma vedação para vedação contra uma sede de válvula, a bóiatendo um corpo oco estendendo-se ao longo de um eixo geométricolongitudinal e uma parede de extremidade estendendo-se em um ângulo comrelação ao eixo geométrico, a parede de extremidade tendo pelo menos umaabertura de sangria na mesma que define uma passagem para dentro do corpooco da bóia que inclui deslocamento ao longo de um percurso em um ângulocom relação ao eixo geométrico.

16. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 15,caracterizada pelo fato de que a bóia inclui um defletor espaçadolongitudinalmente acima da abertura de sangria na parede de extremidade.

17. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 16,caracterizada pelo fato de que o defletor é unido com a parede de extremidadepor meio de pelo menos uma perna longitudinal e em que pelo menos umajanela longitudinal é definida entre o defletor e a parede de extremidade.

18. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 16,caracterizada pelo fato de que o defletor é uma parte unitária da parede deextremidade.

19. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 15,caracterizada pelo fato de que bóia tem uma ranhura de retenção de vedaçãona qual a vedação é montada, a ranhura tendo uma extremidade fechadaformada por meio de uma parede anular com pelo menos uma superfícieanular não cilíndrica em uma interface entre bóia/vedação.

20. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 19,caracterizada pelo fato de que a parede anular define uma projeção anularestendendo-se em um ângulo com relação ao eixo geométrico.

21. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 15,caracterizada pelo fato de que a bóia é na forma de um recipiente geralmentecilíndrico.

22. Válvula de fluxo de acordo com a reivindicação 15,caracterizada pelo fato de que a bóia é geralmente em forma de copo.

23. Válvula de descarga tendo um corpo de válvula que defineuma sede de válvula e uma passagem de fluxo que conduz em direção a umasaída de um tanque de vaso sanitário quando instalada no tanque de vasosanitário, caracterizada pelo fato de que a válvula compreende:uma bóia móvel com respeito ao corpo de válvula, a bóiatendo uma porção de retenção de vedação e um flange estendendo-se parafora em um lado da porção de retenção de vedação oposto a uma sede deválvula, o flange tendo pelo menos uma abertura no mesmo; euma vedação que se conjuga com a porção de retenção devedação para suportar a bóia para assentar contra uma sede de válvula.