BRPI0807491A2

BRPI0807491A2 - Conjunto de válvula

Info

Publication number: BRPI0807491A2
Application number: BRPI0807491-7A2A
Authority: BR
Inventors: Albert Wauters; Iain Mcderment
Original assignee: Inbev Sa
Priority date: 2007-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2014-05-27
Also published as: ES2572749T3; EP2129616A2; RU2009134120A; DK2129616T3; RU2470854C2; US8261765B2; WO2008098936A3; EP2129616B1; US20100116356A1; WO2008098936A2; BRPI0807491B1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONJUNTO DE VÁLVULA".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um diafragma para uso em um conjunto de válvula, em particular em conjuntos de válvula adaptados de modo a passar simultaneamente correntes segregadas de válvula (isto é, durante uma operação de dispensa).

Antecedentes da Invenção

Nos dias de hoje, os conjuntos de válvula utilizados para barris de cerveja podem ser categorizados em dois tipos importantes.

Um primeiro tipo, o assim chamado tipo A(lumasc), é descrito na Publicação WO 0020326 e compreende um alojamento cilíndrico e uma ba- se em forma de copo, cilíndrica, encaixada no fundo aberto do alojamento.

O topo do alojamento tem um aro anular direcionado para den- tro, definindo um assento de válvula periférico externo do orifício de válvula, enquanto, na parede lateral cilíndrica do alojamento, é provida uma série de orifícios.

A base em forma de copo é provida com uma torneira central que se estende tanto no sentido ascendente como no sentido descendente 20 da base. Uma haste de válvula é encaixada na parte superior da torneira. Esta haste de válvula é um elemento tubular provido com uma tampa em uma extremidade e com uma série de orifícios na parede lateral tubular ad- jacente à tampa. A haste de válvula parcialmente se estende para fora da torneira de tal modo que a dita série de orifícios fique livre.

A tampa da haste de válvula tem um aro anular direcionado para

fora, definindo um assento de válvula periférico coplanar ao assento de vál- vula periférico externo.

Um elemento de válvula anular de gatilho feito de um material resiliente é provido no sentido coaxial em torno da haste de válvula e atuado contra os assentos de válvula por meio de uma mola provida no alojamento de válvula.

O assento anular de gatilho, deste modo, permite a vedação do orifício de válvula em uma posição fechada. Para abrir o orifício de válvula, um tubo dispensador é utilizado no sentido de pressionar o assento anular de gatilho contra a mola que passa pela série de orifícios da haste de válvu- la. Nesta posição aberta, o tubo dispensador, o elemento de válvula e a tor- neira segregam um canal de fluido interno e externo.

Um segundo tipo de conjunto de válvula é de modo geral cha- mado de tipo S(ankey) e é descrito, por exemplo, na Patente GB 1549733. Os conjuntos de válvula do tipo S compreendem um alojamento cilíndrico e uma base em forma de copo encaixada de maneira móvel no mesmo.

O topo do alojamento tem um aro direcionado para dentro que

define um assento periférico externo do orifício de válvula, enquanto a base do alojamento tem um flange direcionado para dentro que define um furo no qual a base em forma de copo é montada de modo a deslizar de uma manei- ra vedante.

A base em forma de copo consiste em um elemento tubular com

pelo menos uma alteração de diâmetro criada por uma porção de ressalto em suas paredes laterais. Em seu topo, a base em forma de copo tem um flange que se estende para fora provido com uma vedação. A base em for- ma de copo é atuada por meio de uma mola encaixada entre a base do alo- 20 jamento e o flange no topo da base em forma de copo, desta maneira em- purrando a vedação contra o assento de válvula periférico externo, e fe- chando o canal de fluido externo.

A base em forma de copo é provida com um batoque de válvula que consistem, em modo geral, em um corpo em forma de disco integral com um flange transversal periférico. A borda periférica externa do batoque de válvula define o assento de válvula periférico interno.

Uma segunda mola é aplicada entre o batoque de válvula e a porção de ressalto da base em forma de copo, deste modo pressionando o batoque de válvula contra o assento de válvula interno e fechando o canal de fluido interno da válvula.

Uma falha dos conjuntos de válvula do tipo A é que o desenho geral com torneira e base em forma de copo necessita de uma quantidade substancial de material, e, deste modo, este tipo de conjuntos de válvula se torna pesado e oneroso.

Uma outra falha dos conjuntos de válvula do tipo A é que a ve- dação é deslizável com relação à torneira, embora o contato entre ambas as peças seja essencial para a segregação entre os dois canais de fluido.

Uma falha das válvulas do tipo S conhecidas é o uso de duas molas, o que torna este tipo de válvula muito oneroso, tanto em termos de custo de material como em termos de custo de montagem. Além disso, o fato de a base em forma de copo ser móvel com relação ao alojamento de válvula torna o conjunto de válvula muito complexo.

A Patente EP 0225035 apresenta um desenho alternativo que permite a substituição das molas por materiais elastoméricos. No entanto, o desenho proposto é bastante complexo e a base em forma de copo é ainda montada de maneira deslizável no alojamento de válvula, fazendo com que tal conjunto de válvula continue ainda complexo e de alto custo.

O objeto subjacente à presente invenção é solucionar as falhas acima e apresentar um conjunto de válvula que seja mais fácil de fabricar e confiável em uso.

Sumário da Invenção A presente invenção atende aos objetivos acima por meio da

provisão de um diafragma para uso em um conjunto de válvula, compreen- dendo pelo menos uma porção de vedação e uma porção de fixação, o dia- fragma sendo caracterizado pelo fato de que a porção de fixação e pelo me- nos uma porção de vedação são conectadas por meio de uma porção flexí- vel.

Como será descrito em mais detalhes a seguir, o uso do conjun- to de válvula acima permite a obtenção de uma segregação confiável entre os canais de fluido para ambos os conjuntos de válvula do tipo A e do tipo S, por meio do que o diafragma atua como uma vedação rigidamente fixada à torneira ou à base em forma de copo.

Uma outra vantagem do diafragma é que o seu desenho permite a redução do material necessário para a fabricação do conjunto de válvula, deste modo reduzindo o seu custo.

Ainda, uma outra vantagem é que, para os conjuntos de válvula do tipo S, a base em forma de copo pode ser rigidamente fixada ao aloja- mento e precisa apenas do uso de uma única mola, deste modo reduzindo tanto o custo de fabricação como o custo de montagem, e ainda aumenta a confiabilidade.

A presente invenção diz respeito ainda a um conjunto de válvula compreendendo um diafragma conforme identificado acima, assim como a barris e, em particular, aos barris de cerveja que compreendem um conjunto de válvula com o dito diafragma incorporado ao mesmo.

Breve Descrição dos Desenhos

A fim de melhor mostrar as características da presente invenção, será feita uma descrição detalhada de uma modalidade preferida, tão- somente como um exemplo, sem limitar o âmbito de aplicação da presente invenção, e com referência aos desenhos em apenso, nos quais:

- a figura 1 representa uma vista parcial de um barril tendo uma porção de gargalo com um conjunto de válvula do tipo S encaixado na mes- ma;

- a figura 2 representa as mesmas peças da figura 1, embora em uma vista explodida;

- a figura 3, em uma escala menor, representa uma outra vista explodida da figura 2;

- a figura 4 representa uma seção transversal de acordo com a linha IV-IV da figura 1;

- as figuras 5 e 6 representam seções transversais de conjuntos

de válvula alternetivos de acordo com a presente invenção.

Descrição Detalhada da Presente Invenção

A figura 1 representa um barril 1, por exemplo, um barril de cer- veja, provido com uma porção de gargalo 2 na qual um conjunto de válvula 3 é fixado, de acordo com a presente invenção.

Na modalidade mostrada nas figuras 1 a 4, o conjunto de válvula

3 de acordo com a presente invenção é desenhado como um conjunto do tipo S e compreende um encaixe 4, um alojamento 5 e uma base em forma de copo 6.

Na presente modalidade, o encaixe 4, que neste caso é anular, consiste em dois perfis semicirculares 4a, 4b, cada qual tendo uma chapa 5 semicilíndrica 7 provida com um flange que se estende para dentro e para fora 8 em seu topo e com um flange direcionado para dentro 9 em seu fun- do. Intermediário entre o topo e o fundo é provido um flange que se estende para fora 10.

O alojamento 5, que, neste caso, é cilíndrico compreende uma 10 porção de parede cilíndrica 11 provida com uma série de orifícios 12 e furos de fixação 13. Em seu topo, a porção de parede cilíndrica 11 é provida com um flange que se estende para fora 14 e um aro direcionado para dentro 15 que define o orifício de válvula 16 e o assento de válvula periférico externo 17.

A base em forma de copo 6, que, na modalidade representada, é

cilíndrica compreende uma peça de base anular 18 e uma parede cilíndrica

19 provida sobre a mesma. Na base é provido um furo central 20.

De preferência, um tubo 21 é fixado às bordas do dito furo 20, tubo este que se estende em uma direção afastada da parede cilíndrica 19 da base em forma de copo 6. Na presente modalidade, esta parede cilíndrica

19 é provida com diversas saliências 22 e uma ranhura 23, neste caso, uma ranhura anular 23 provida próxima à extremidade livre da superfície externa da parede 19.

Nota-se que o encaixe 4, o alojamento 5 e a base em forma de copo podem ser feitos de um material termoplástico, como, por exemplo, PET ou PEN. A fabricação de todos estes componentes em um mesmo ma- terial ou material similar facilita a reciclagem do conjunto de válvula.

De acordo com a presente invenção, um diafragma 24 é fixado à base em forma de copo 6, cujo diafragma 24 pelo menos compreende pelo menos uma porção de vedação 24a; uma porção de fixação 24b; e uma por- ção flexível 24c que conecta a porção de vedação 24a à porção de fixação 24b. I

O diafragma 24 é de preferência feito de um material elastoméri- co, como, por exemplo, Hytrel® da Du Pont ou Dryflex® do VTC TPE Group.

O diafragma tem uma forma geral cilíndrica que define uma a- bertura central 25. A porção de vedação 24a de preferência compreende

5 uma estrutura rígida de assento 26 com um diâmetro periférico interno inferi- or ao diâmetro periférico interno do orifício de válvula 16 e com um diâmetro periférico externo superior ao diâmetro do orifício de válvula 16.

A estrutura rígida 26 é pelo menos parcialmente sobremoldada com o material elastomérico do diafragma 24. Neste caso, as peças sobre- moldadas da estrutura rígida 26 se situam tanto no topo 26a como no fundo 26b da mesma.

No perímetro externo da porção de vedação, o diafragma se es- tende para fora, pelo que pode ser definido como uma porção flexível 26c que, neste caso, é feita por meio de folha contínua como um assento anular de material elastomérico.

É essencial para a presente invenção que esta porção do dia- fragma seja flexível. Como o caráter flexível é obtido vem a ser uma questão menos importante, devendo-se notar que a flexibilidade é obtida ao se em- pregar um material corrugado ou qualquer coisa do gênero. No caso de uma 20 válvula de dois canais, a porção flexível precisa ser contínua e faz parte da segregação entre os dois canais da válvula. Com efeito, o diafragma pode ser considerado como parte da base em forma de copo 6, sendo que um primeiro canal de fluido interno é definido dentro da base 6 e sendo que um segundo canal de fluido externo é definido no alojamento 5, porém fora da 25 base 6.

A porção de fixação 24b é provida no perímetro externo da por- ção flexível 24c e de preferência compreende um meio de fixação que, neste caso, é formado por um ressalto 7 a partir do qual o diafragma 24 se estende em uma direção aproximadamente longitudinal com relação ao seu desenho anular.

Na extremidade livre do diafragma 24, é provido um aro direcio- nado para dentro 28 que pode ser encaixado na ranhura acima mencionada 23 da base em forma de copo 6 de modo a ser fixamente fixado à mesma.

Como será apreciado a partir das figuras 4, o diafragma 24 e a base em forma de copo 6 definem um espaço 29, no qual são providos um batoque de válvula 30 e uma mola 31. O batoque de válvula de preferência 5 consiste em um corpo em forma de disco integral 30a com um flange trans- versal periférico 30b. O corpo em forma de disco 30a, deste modo, define um assento de válvula periférico interno e tem um diâmetro de preferência superior ao diâmetro interno da estrutura rígida de assento 26 do diafragma 24.

A mola 31, que, de preferência, é feita de aço inoxidável, fica

polarizada entre a peça de base 18 e o batoque de válvula 30, deste modo pressionando o batoque de válvula 30 ou o assento de válvula interno contra a porção de vedação 24a do diafragma 24.

Em uma condição montada, a base em forma de copo 6 é encai- xada no alojamento 5 por meio das saliências 22 da base em forma de copo

6 que se apertam nos furos 13 do alojamento 5, de tal modo que a base 6 fique rigidamente fixada ao alojamento 5.

Nota-se que as dimensões da base em forma de copo 6 e o alo- jamento 5 são tais que a porção de parede 11 e a parede 19 da base em forma de copo 6 se encaixam de maneira estrita, de tal modo que a porção de fixação 24b do diafragma 24 fique apertada entre ambas as paredes 11 e

19.

O próprio alojamento 5 é fixado entre os flanges 8 e 9 que se estendem para dentro do encaixe anular 4, que, por sua vez, pode ser fixado à porção de gargalo 2 de um barril 1.

Neste caso, o encaixe anular 4 e, em particular, o seu flange 10 é soldado a laser na porção de gargalo, embora a fixação pode também ser feita por meio de um aperto de rosca. Tais métodos de fixação são de modo geral conhecidos no campo da invenção e não serão descritos em mais de- talhes.

A atuação do conjunto de válvula 24 é simples e como se segue.

Em um estado não-atuado, o conjunto de válvula fica em uma I

posição fechada. Com efeito, em uma posição não-atuada, o batoque de válvula 30 é pressionado contra a porção de vedação 24a do diafragma 24, que, por sua vez, é empurrado contra o assento de válvula periférico externo

17, desta maneira fechando o orifício de válvula de uma maneira vedante.

Para abrir o orifício de válvula, um dispositivo dispensador é co-

nectado de uma maneira vedante sobre a porção de gargalo do barril 1, e um tubo dispensador, montado de maneira deslizante no dispositivo dispen- sador, é posicionado com a sua ponta no centro à frente do orifício de válvu- la 16. Os tubos dispensadores presentemente conhecidos para as válvulas 10 do tipo S são providos com um ressalto de vedação a uma distância de sua ponta. Ao movimentar o tubo na direção da válvula, a ponta se encaixa no batoque de válvula 30 e comprime a mola 31, enquanto o ressalto se encai- xa de uma maneira vedante na porção de vedação 24a do diafragma 24.

Desta maneira, um primeiro canal de válvula externo é criado, 15 definido pela superfície externa do tubo dispensador, pela superfície externa do diafragma 24 e pela superfície interna do alojamento 5. Este canal exter- no tem acesso ao barril 1 através da série de orifícios 12 acima menciona- dos no alojamento de válvula 5. Um segundo canal interno de válvula é defi- nido pelo interior do tubo dispensador, pela superfície interna do diafragma 20 24 e pela parede interna da base em forma de copo 6.

Para os barris de cerveja, o canal de válvula interno normalmen- te serve para direcionar a cerveja para fora do barril 1, enquanto o canal de válvula externo é utilizado para direcionar um fluido pressurizado do tipo gás no barril 1, deste modo forçando a cerveja para fora.

Quando o tubo dispensador é removido, a mola 31 força o bato-

que de válvula 30 para uma posição fechada, deste modo forçando a porção de vedação 24a do diafragma 24 a se justapor ao assento de válvula perifé- rico 17, deste modo, fechando o orifício de válvula 16.

A figura 5 representa um conjunto de válvula alternativo de acor- do com a presente invenção. Esta variante é desenhada de acordo com os conjuntos de válvula do tipo A.

A diferença é que o batoque de válvula 30 é substituído por uma haste de válvula 32 que é encaixada na base em forma de copo 6 e provida com uma tampa 33. Esta tampa 33 tem um aro anular direcionado para fora 34 que define um assento de válvula periférico interno coplanar ao assento de válvula periférico externo 17.

O desenho geral do diafragma 24 corresponde ao diafragma de

acordo com a presente invenção concebido para o conjunto de válvula do tipo S.

No entanto, com relação à porção de vedação 24a do diafragma

24, fica evidente que, uma vez que, nos conjuntos de válvula do tipo A, os assentos de válvula periféricos externos são coplanares, o desenho da es- trutura rígida de assento 26 é adaptado de maneira correspondente.

Na modalidade representada na figura 5, a base em forma de copo 6 tem um diâmetro externo significativamente menor que o diâmetro interno do alojamento 5 feito em uma peça só com o encaixe anular. Embora 15 esta seja tão-somente uma opção de desenho, a característica acima apre- senta uma implicação sobre a fixação do diafragma à base em forma de co- po 6. Com efeito, nesta modalidade, a porção de fixação 24b do diafragma não pode ser presa entre as paredes 11, respectivamente 19, do alojamento 5 e da base em forma de copo 6.

Sendo assim, um anel de aperto (não mostrado) pode ser apli-

cado. Fica evidente, no entanto, que tanto para o tipo S como para o tipo A de conjuntos de válvula, a fixação do diafragma 24 pode ser obtida de acor- do com inúmeras alternativas, como, por exemplo, por meio da soldagem ou colagem da porção de fixação 24b à base em forma de copo 6.

Finalmente, a figura 6 representa um conjunto de válvula varian-

te alternativo, de um tipo S, de acordo com a presente invenção. Este tipo de conjunto de válvula, que pode ser categorizado como um conjunto de válvula de um subtipo G, difere do conjunto de válvula representado nas figuras 1 a 4, no sentido de que a peça do alojamento 5 que normalmente se fixa no 30 encaixe anular é desenhada de modo a se encaixar imediatamente na por- ção de pescoço 2 do barril 1. O batoque de válvula 30 é também ligeiramen- te modificado, mas as modificações do projeto de forma alguma afetam a funcionalidade do conjunto de válvula, tampouco interferem na cooperação do batoque de válvula 30 com o diafragma 24.

De forma alguma, a presente invenção se limita às modalidades preferidas de diafragma ou de conjunto de válvula descritas acima no pre- sente documento, mas sim, pode ser construída de diversas maneiras sem se afastar do âmbito de aplicação da presente invenção.

Listagem de Referência

1 - barril

2 - porção de pescoço 3 - conjunto de válvula

4 - encaixe anular

4a - perfil semicircular 4b - perfil semicircular

5 - alojamento

6 - base em forma de copo

7 - chapa semicilíndrica

8 - flange

9 - flange

10 - flange

11 - porção de parede

12 - orifícios

13 - furos

14 - flange

15 - aro

16 - orifício de válvula

17 - assento de válvula externo

18 - peça de base anular

19 - parede

20 - furo

21 - tubo

22 - saliências

23 - ranhura 24 - diafragma 24a - porção de vedação 24b - porção de fixação 24c - porção flexível 25 - abertura

26 - estrutura rígida de assento

27 - ombro

28 - aro

29 - espaço

30 - batoque de válvula 30a - corpo 30b - flange

31 - mola

32 - haste de válvula 33 - tampa

34 - aro / assento de válvula periférico interno

Claims

1. Diafragma para uso em um conjunto de válvula, compreen- dendo pelo menos uma porção de vedação e uma porção de fixação, carac- terizado pelo fato de que a porção de fixação (24b) e a pelo menos uma por- ção de vedação (24a) são conectadas por meio de uma porção flexível (24c).

2. Diafragma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção flexível é contínua.

3. Diafragma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o diafragma é feito de um material elastomérico.

4. Diafragma, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a porção de vedação (24a) compreende uma estrutura de anel rígida pelo menos parcialmente revestida com um ma- terial elastomérico.

5. Diafragma, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteriza- do pelo fato de que a porção de fixação é provida com um aro que se esten- de no sentido interno (28).

6. Conjunto de válvula, compreendendo um diafragma como de- finido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.

7. Conjunto de válvula, de acordo com a reivindicação 6, carac- terizado ainda pelo fato de compreender uma base em forma de copo (6) com uma parede (19) encaixada em um alojamento de válvulas (5), sendo que o conjunto de válvula define dois canais de fluido separados, um canal interno dentro da base (6) e um outro dentro do alojamento, porém fora da base (6), sendo que o diafragma (24) é fixado à base (6), segregando, as- sim, ambos os canais de fluido.

8. Conjunto de válvula, de acordo com a reivindicação 7, carac- terizado pelo fato de que a dita parede (19) da base (6) é provida com uma ranhura (23) na qual o aro (28) da porção de fixação (24b) do diafragma po- de se encaixar.

9. Conjunto de válvula, de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que a base em forma de copo (6) é rigidamente fixada ao alojamento de válvulas (5).

10. Barril, compreendendo um conjunto de válvula como definido enas 7reivindicações 7 a 9.