BRPI0717061A2 - Vasos sanitários e válvula de sifão - Google Patents
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Description
"Vasos Sanitários e Válvula de Sifão" Relatório Descritivo Antecedentes da Invenção
A presente invenção relaciona-se com vasos sanitários e, mais particularmente, com válvulas que controlam o fluxo dos rejeitos para fora a partir de um vaso sanitário para um sifão de vaso sanitário.
Embora os vasos sanitários do tipo de descarga ajudem na disposição sanitária de excrementos humanos, o seu nível de uso da água causa preocupação. Um vaso sanitário típico inclui uma válvula a montante do vaso sanitário, tal como na parte inferior de um tanque de armazenamento de água. Quando o vaso sanitário é esvaziado, a válvula nesse tanque de água abre e a água do tanque pode esvaziar para dentro do vaso sanitário.
Contudo, com estes vasos sanitários convencionais, existe tipicamente uma demora entre o início do ciclo de esvaziamento e o momento em que a maior parte do desperdício cru foi removida do vaso. Deste modo, pode haver uma quantidade indesejavelmente grande de água de descarga exigida apenas para deslocar o principal rejeito do vaso e uma quantidade adicional é necessária para proporcionar a lavagem final.
Uma abordagem para reduzir este nível de uso de água é proporcionar uma válvula de saída imediatamente a jusante da saída do vaso sanitário que é configurada de tal modo que, quando for aberta, a maior parte do rejeito no vaso pode cair do vaso não importando qualquer novo fluxo de água que entre no vaso. Um exemplo desta abordagem é representado na Patente US 279.048.
Todavia, essas válvulas às vezes resultam em entupimento, problemas de manutenção ou de desgaste. Também, eles podem ser de produção ou instalação dispendiosa ou podem ser não confiáveis ao longo do uso prolongado, particularmente quando o fechamento é diretamente na face do fluxo de saída de descarga do vaso.
A Patente US 5.345.618 ensina uma válvula de sifão conec-
tada a uma saída de descarga de vaso sanitário em que um pórtico de segmento de esfera é feito girar num eixo que também é o centro do raio da esfera. Isto proporciona um fechamento corrediço da saída de descarga. Um problema com este projeto é que, como o pórtico esférico gira através do elemento ou gaxeta de vedação, o pórtico está continu- amente atritando na gaxeta, o que desgasta a gaxeta e pode levar a uma perda de vedação fluídica no pórtico da válvula. Além disso, a saída do vaso que é fechada pelo pórtico, fica posicionada num plano horizontal, o que ocasiona que a borda anterior do pórtico comece fechando o orifício a partir de uma posição aproximada das 9 de horas até além de uma posição das 3 horas. Isto envolve algum movimento durante o fechamento contra a força de gravidade do rejeito do vaso.
Outros exemplos de válvulas de sifão e válvulas com pórti- cos de segmento de esfera são descritos nas Patentes US 289.495; 3.214.772; 3.599.248; 3.885.771; 3.926.407; 4.164.343; 6.212.700; 5.345.618; 6.332.229; assim como também o Pedido de Patente US 2005/0211942. Contudo, apesar destas revelações, ainda existe a necessidade de montagens de válvula de sifão de vaso sanitário aperfei- çoadas, particularmente aquelas que proporcionam a descarga com quantidades reduzidas de água.
Sumário da Invenção
Num aspecto, a presente invenção proporciona um vaso sa- nitário que tem um vaso com uma saída de descarga mais baixa, um sifão em comunicação fluida com a saída de descarga e uma válvula de sifão posicionada de forma a controlar o fluxo de saída a partir da saída de descarga até ao sifão. A válvula de sifão tem um alojamento de válvula com uma entrada, uma saída e uma cavidade que conecta a entrada e a saída.
Existe uma válvula de pórtico posicionada na cavidade e pi-
votável usando uma ligação que se estende a partir de fora do alojamen- to para a válvula de pórtico. Existe também uma gaxeta de vedação (posicionada, de preferência, adjacente à entrada), de forma que a válvula de pórtico seja pivotável a partir de uma primeira posição que bloqueia a entrada e fechando essencialmente o fluxo de saída a partir da saída de descarga, para uma segunda posição que permite o fluxo a partir da saída de descarga até ao sifão e de forma que a válvula de pórtico possa começar fechando a entrada, quando uma extremidade principal da válvula de pórtico estiver dentro de 25° da vertical.
Em formas preferidas, o alojamento de válvula é na forma de um cartucho tendo duas partes em concha que definem a cavidade. A válvula de pórtico pode ser na forma de um segmento esférico tendo um raio de curvatura que se estende a partir de um centro de curvatu- ra, de tal maneira que a válvula de pórtico é pivotável em torno de um centro de compensação de rotação a partir do dito centro de curvatura.
A rotação da válvula de pórtico pode ser iniciada como parte de um ciclo de esvaziamento r do vaso sanitário e o sifão pode ter um nível normal de água de sifão para restringir o fluxo de volta de gases de cloaca para o vaso, em que a válvula de pórtico é posicionada de maneira a ficar acima daquele nível de água.
Noutro aspecto, a invenção proporciona essa válvula de si- fão, embora particularmente onde esteja na forma de um cartucho apropriado para ser conectado numa extremidade a uma saída de descarga do vaso sanitário e na outra extremidade a um sifão de vaso
15
20 sanitário.
Noutro aspecto, a invenção proporciona um vaso sanitário que inclui um vaso tendo uma saída de descarga inferior, um sifão em comunicação fluida com a saída de descarga e uma válvula de sifão posicionada de forma a controlar o fluxo de saída a partir da descarga até ao sifão. A válvula de sifão tem um alojamento de válvula com uma entrada, uma saída e uma cavidade que conecta a entrada e a saída. Uma válvula de pórtico fica posicionada na cavidade e é pivotável usando uma ligação que se estende a partir do exterior do alojamento de válvula até a cavidade.
Uma gaxeta de vedação é posicionada adjacente à entrada de alojamento da válvula, em que a válvula de pórtico é pivotável a partir de uma primeira posição que essencialmente fecha o fluxo para fora a partir da saída de descarga até uma segunda posição que permite o fluxo a partir da saída de descarga até ao sifão. A válvula de pórtico é conectada à ligação via uma disposição de esfera e soquete.
Nalgumas modalidades, a presente invenção minimiza van- tajosamente a propensão da válvula de pórtico a atritar a gaxeta de vedação e ajuda a evitar vazamento colocando a válvula de pórtico acima do nível normal da água de sifão. Além disso, naquelas modali- dades, o fechamento exige pequena energia, visto que o pórtico está fechando, de início, largamente transversal ao fluxo para fora a partir do vaso, em lugar de diretamente para cima.
Noutras modalidades, é proporcionada uma articulação de esfera e soquete entre a válvula de pórtico e a sua ligação de forma que, à medida que a válvula de pórtico fecha, pode corrigir tolerâncias de fabrico ou descartes menores ao longo da vedação.
Além disso, se surgir qualquer tema de manutenção com respeito à válvula de sifão que exija reposição do cartucho da válvula ou um de seus componentes, o cartucho de válvula ou um de seus compo- nentes pode ser reposto sem ter que descartar o vaso ou sifão.
Estas e ainda outras vantagens da presente invenção fica- rão evidentes a partir da descrição detalhada que segue e os desenhos anexos. Em conseqüência, as Reivindicações seguintes devem ser analisadas ao julgar a invenção.
Breve Descrição dos Desenhos
A Figura 1 é uma vista em seção reta vertical através de uma parte de um vaso sanitário e uma montagem de sifão inferior construídas de acordo com a presente invenção;
a Figura 2 é uma vista em perspectiva explodida de um car- tucho de válvula de sifão representado na Figura 1;
a Figura 3 é uma vista em perspectiva de uma válvula de pórtico da válvula de sifão da Figura 2, sendo a válvula de pórtico visualizada a partir de uma perspectiva diferente em relação àquela mostrada naFigura 2;
a Figura 4 é uma vista em seção reta aumentada, fragmen- tária, de uma parte da Figura 1;
a Figura 5 é uma vista em seção reta mais aumentada frag- mentária de uma parte de Figura 1, embora, agora, mostrando a válvula de pórtico no processo de fechamento;
a Figura 6 é uma vista semelhante à Figura 5, mas com a válvula de pórtico agora completamente fechada;
a Figura 7 é uma vista semelhante à Figura 1, mas de uma segunda modalidade em que o cartucho está ligado ao vaso num ângulo ligeiramente diferente; e a Figura 8 é uma vista em seção reta em perspectiva de ou- tra modalidade de uma válvula de acordo com a presente invenção.
Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas
Com referência, primeiro, à Figura 1, é nela mostrada a
parte inferior de um vaso sanitário geralmente 10, onde existe o vaso sanitário habitual 12 com a saída de descarga 14. O vaso sanitário 10 pode, de outra forma, ser de uma construção convencional.
Por exemplo, o vaso sanitário acima da saída de descarga poderia ter uma estrutura análoga àquela da Patente US 5.345.618, cuja descrição é incorporada por referência como se completamente aqui descrita. Deste modo, pode haver controles de fluxo elétricos ou mecânicos, incluindo ligações a partir daqueles controles para a válvula de sifão 18. Alternativamente, poder-se-ia deslocar a válvula de sifão manualmente.
Em todo caso, na modalidade presente, existe também um sifão 16 em comunicação fluida com a saída de descarga 14 e uma válvula de sifão 18 localizada a jusante do vaso 12 e a montante do sifão 16. O vaso sanitário 10 inclui, de preferência, um flange 20 próximo à parte inferior da saída de descarga do vaso 14 e outros elementos de conexão tais como prendedores para conectar a válvula de sifão na forma de cartucho 18 ao flange 22.
O sifão 16 tem um nível normal de água do sifão 24 para impedir o retorno do gás de cloaca e pode ser conectado à válvula do sifão 18 no colar 26 com uma peça flexível de borracha e/ou outros elementos conectores tais como braçadeiras (não mostradas). A válvula de sifão 18 permite a passagem de rejeitos e fluido a partir do vaso 12 até o sifão 16, quando na posição aberta da Figura 1. Com referência às Figuras 1-3, a válvula de sifão 18 inclui uma primeira parte de alojamento de carenagem 28 e uma segunda parte de alojamento de carenagem de imagem refletida 30 conectável à primeira parte de alojamento de carenagem 28. Existe também uma válvula de pórtico pivotável 32 montada dentro de uma cavidade definida pela primeira e pela segunda partes de alojamento de carena- gem 28/30.
Esta cavidade tem um orifício de entrada / entrada 34 (ver a Figura 1) que inclui pelo menos uma gaxeta 36, 38, 40 que circunda o orifício de entrada 34. A válvula de pórtico pivotável 32 fica posicionada na cavidade de modo a poder deslocar-se entre um primeiro orifício de entrada de bloqueio de posição fechada 34 entre as descargas (Figura 6) e uma posição essencialmente aberta (Figura 1) e então uma posição de retorno que começa a fechar o fluxo para fora (como mostrado na Figura 5).
A válvula de pórtico pivotável 32 inclui, de preferência, um segmento de contato essencialmente esférico 42 que tem um raio de curvatura 44 (Figura 5) que se estende a partir de um centro de curva- tura 46. A válvula de pórtico pivotável 32 gira em torno de um centro de rotação 48 deslocado do centro de curvatura 46, que resulta numa rotação ligeiramente excêntrica da válvula de pórtico 32 em relação à sua posição de fechamento. Isto permite que o segmento de contato esférico 42 contate completamente a superfície de gaxeta de vedação 36 apenas quando válvula de pórtico 32 estiver aproximadamente na posição da Figura 6.
Isto significa que a válvula de pórtico não atritará continu- amente através da gaxeta 36 ao longo do balanço completo do fecha- mento da válvula de pórtico. Em vez disso, fecha sobre a superfície de vedação da gaxeta de uma maneira excêntrica, reduzindo, assim, problemas de desgaste e de manutenção. Além disso, a borda anterior do pórtico 50 corta através da água que sai do vaso transversalmente, em lugar de empurrar perpen- dicularmente ao fluxo. Isto facilita o fechamento ajudando a minimizar a força necessária para contrariar os efeitos da gravidade.
Com maior preferência, o pórtico pivotável 32 tem uma bor-
da anterior 50 aproximadamente entre +40° e -40° (com maior preferên- cia entre +25° e -25°) a partir da vertical, quando a válvula de pórtico 32 estiver na posição da Figura 4. Deste modo, a borda anterior 50 fica aproximadamente vertical, quando o pórtico 32 começar a reduzir a abertura durante o fechamento.
Como mostrado nas Figuras 1-6, a válvula de pórtico 32 pode compreender um segmento aproximadamente de quarto esférico 42. Além disso, a rotação da válvula de pórtico 32 pode ser causada pelo movimento de uma haste 52 que se estende para fora das partes de alojamento 28, 30 e para dentro da cavidade.
A válvula de pórtico pivotável 32 pode ser posicionada de forma a ficar sempre acima do nível normal da água do sifão 24. Isto ajuda a evitar ter os componentes da válvula de sifão embebidos na água suja entre as descargas, reduzindo, assim, as preocupações de manutenção e de vazamento. Também os rejeitos não tendem a acumular-se entre a válvula de pórtico 32 e a sua bolsa de cavidade de cartucho. Isto reduz a resistência à abertura que ocorreria de outra forma.
A haste 52 é conectada a soquetes 54 de forma que, duran- te um ciclo de esvaziamento, desloca-se um iniciador de descarga conectado à haste 52, que em última instância roda a válvula de pórtico 32 para fora da posição fechada. Isto permite que os rejeitos evacuem rapidamente através da entrada 34 do cartucho de válvula. É preferível que o começo da água de descarga seja ligeiramente atrasado para permitir a maior parte da evacuação ocorra antes que a água limpa de descarga água comece a enxaguar o vaso.
Depois de um período definido, a válvula de sifão 18 pode ter a sua válvula de pórtico 32 ocasionando o retorno à posição fechada da Figura 6, de preferência, ficando bloqueada naquela posição, de forma que alguma água permaneça no vaso acima da válvula de pórtico 32 entre as descargas. A água de entrada será, então, cortada, conclu- indo o ciclo de descarga.
Na modalidade mostrada na Figura 7, o vaso sanitário 60 representa o cartucho de válvula do sifão 18A estando num ângulo de instalação ligeiramente diferente, quando comparado com a Figura 1. Outros elementos são substancialmente os mesmos que na Figura 1 e, conseqüentemente, são numerados de modo semelhante.
Na modalidade mostrada na Figura 8, uma válvula de sifão 80 é posicionada de maneira a controlar o fluxo de saída da descarga de um vaso sanitário para o sifão do vaso sanitário. A válvula de sifão 80 inclui um alojamento 81 tendo uma entrada, uma saída e uma cavidade que conecta a entrada e a saída. Uma gaxeta de vedação 82 é posicio- nada adjacente à entrada de alojamento da válvula. Uma válvula de pórtico 83 fica posicionada na cavidade e é pivotável usando uma ligação 85 que se estende a partir de fora do alojamento 81 para a cavidade. A válvula de pórtico 83 é pivotável a partir de uma primeira posição que essencialmente fecha o fluxo para fora a partir da saída de descarga até uma segunda posição que permite o fluxo a partir da saída de descarga até ao sifão. Existe um braço 84 conectado à ligação 85, sendo o braço conectado de modo rotativo à válvula de pórtico 83.
Na modalidade mostrada na Figura 8, a conexão entre o braço 84 e a válvula de pórtico 83 é uma disposição de esfera 86 e soquete 88. Isto permite que a posição da válvula de pórtico 83 se ajuste, à medida que é pressionada contra a gaxeta de vedação 82 na posição fechada e, portanto, aumenta as probabilidades de que a válvula de pórtico 83 vede (tornando-a menos suscetível às tolerâncias de montagem e detritos menores na vedação).
Independentemente da modalidade, a presente invenção fa-
cilita o uso de uma válvula de sifão para controlar a evacuação do vaso sanitário. As preocupações de manutenção relativas a desgaste sobre uma gaxeta de vedação são reduzidas pelo fechamento excêntrico. O posicionamento da válvula de pórtico próximo da vertical, à medida que o pórtico de fechamento começa, em algumas modalidades, facilita o fechamento em face ao peso do material do vaso. O posicionamento da válvula de pórtico acima do nível da água de sifão reduz mais os problemas de manutenção e contribui para a confiabilidade.
A válvula de cartucho pode ser feita de metal ou componen- tes de plástico.
Embora tenham sido descritas modalidades preferidas da presente invenção, deve ser observado que serão ainda evidentes outras modificações e variações para as modalidades preferidas para aquelas pessoas qualificadas na técnica e pretende-se que fiquem dentro do espírito e do escopo da invenção. Por exemplo, embora a válvula de cartucho seja usada, de preferência, com um vaso e sifão de cerâmica, pode também ser usada com componentes de vaso sanitário feitos de outros materiais (por exemplo, metálicos; plásticos). Além disso, os ângulos de instalação das válvulas de sifão 18/18A e do pórtico 32 podem variar um pouco.
Portanto, a presente invenção não deve ser limitada apenas às modalidades descritas de maior preferência. Para confirmar o escopo completo da invenção, são referenciadas as Reivindicações que se seguem. Aplicabilidade Industrial
A invenção proporciona vasos sanitários que têm válvulas de descarga de sifão aperfeiçoadas.
Claims (10)
1. Vaso Sanitário, caracterizado por que compreende: um vaso tendo uma saída de descarga mais baixa; um sifão em comunicação fluida com a saída de descarga; e uma válvula de sifão posicionada de forma a controlar o fluxo de saída a partir da saída de descarga até o sifão, compreendendo a válvula de sifão: um alojamento de válvula tendo uma entrada, uma saída e uma cavidade que conecta a entrada e a saída; uma válvula de pórtico posicionado na cavidade e pivotável usando uma ligação que se estende a partir do exterior do alojamento de válvula até à válvula de pórtico; uma gaxeta de vedação; em que a válvula de pórtico é pivotável a partir de uma primeira posição que essencialmente fecha o fluxo de saída a partir da saída de descarga para uma segunda posição que permite o fluxo a partir da saída de descarga até ao sifão, em que a válvula de pórtico fica posicionada em relação à gaxeta de vedação de maneira a começar o fechamento da entrada, quando uma extremidade dianteira da válvula de pórtico fica dentro de40° da vertical.
2. Vaso Sanitário, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a gaxeta de vedação fica posicionada adjacente à entrada de alojamento da válvula.
3 . Vaso Sanitário, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a válvula de pórtico fica posicionada em relação à gaxeta de forma a começar a fechar a entrada, quando uma extremidade dianteira da válvula de pórtico estiver dentro de 25° da vertical.
4. Vaso Sanitário, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o alojamento de válvula está numa forma de um cartucho tendo duas partes em concha que definem a cavidade.
5. Vaso Sanitário, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a válvula de pórtico está numa forma de um segmento esférico tendo um raio de curvatura que se estende a partir de um centro de curvatura .
6.Vaso Sanitário, de acordo com a Reivindicação 5, caracterizado por que a válvula de pórtico é pivotável em torno de um centro de rotação desviado a partir do referido centro de curvatura .
7 .Vaso Sanitário, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a rotação da válvula de pórtico pode ser iniciada como parte de um ciclo de descarga do vaso sanitário.
8. Vaso Sanitário, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o referido sifão tem um nível normal de água de sifão para restringir o fluxo de volta de gases de esgoto para o vaso e a válvula de pórtico fica posicionada de modo a estar acima desse nível de água .
9. Válvula de Sifão, construída de acordo com a válvula de sifão da Reivindicação 1, caracterizada por que a válvula de sifão está também na forma de um cartucho adequado para ser conectado numa extremi- dade a uma saída de descarga de vaso sanitário e, na outra extremida- de, a um sifão de vaso sanitário.
10. Vaso Sanitário, caracterizado por que compreende: um vaso tendo uma saída de descarga mais baixa; um sifão em comunicação fluida com a saída de descarga; e uma válvula de sifão posicionada de forma a controlar o fluxo para fora a partir da saída de descarga até o sifão, compreendendo a válvula de sifão: um alojamento de válvula tendo uma entrada, uma saída e uma cavidade que conecta a entrada e a saída; uma válvula de pórtico posicionada na cavidade e pivotável usando uma ligação que se estende a partir do exterior alojamento de válvula para a cavidade, uma gaxeta de vedação posicionada adjacente à entrada do alojamento de válvula, em que a válvula de pórtico está ligada à ligação via uma disposição de esfera e soquete .
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