BRPI0810819B1 - Montagens de válvula flexíveis principamente para limpadores de piscina automáticos - Google Patents

Description

(54) Título: MONTAGENS DE VÁLVULA FLEXÍVEIS PRINCIPAMENTE PARA LIMPADORES DE PISCINA AUTOMÁTICOS (51) Int.CI.: E04H 4/16 (30) Prioridade Unionista: 10/04/2007 US 60/922,602 (73) Titular(es): ZODIAC POOL SYSTEMS, INC.

(72) Inventor(es): HENDRIKUS JOHANNES VAN DER MEIJDEN; MICHAEL EDWARD MOORE

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MONTAGENS DE VÁLVULA FLEXÍVEIS PRINCIPALMENTE PARA LIMPADORES DE PISCINA AUTOMÁTICOS.

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO [001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório U.S. No. 60/922.602, depositado em 10 de abril de 2007, os conteúdos do qual são incorporados aqui por referência.

CAMPO DA INVENÇÃO [002] A presente invenção refere-se principalmente a componentes de dispositivos para limpar recipientes contendo fluido de limpeza e mais particularmente, embora de modo não necessariamente exclusivo, a montagens de válvula para limpadores automáticos do tipo interrupção de água para piscinas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [003] A Patente U.S. N° 4.642.833, de mesma propriedade, para Stoltz e outros (a Patente de Stoltz), cujos conteúdos são incorporados aqui em sua totalidade por esta referência, descreve várias montagens de válvula úteis para limpadores de piscina automáticos. Estas montagens tipicamente incluem diafragmas em geral tubulares circundados por câmaras, com os diafragmas interpostos nas trajetórias de fluxo de fluido principais através dos limpadores. Em resposta à variação em pressão interna e externamente, os diafragmas contraem e se expandem transversalmente ao longo de pelo menos parte de seus comprimentos, desse modo controlando o fluxo de fluido através dos mesmos.

[004] É mencionado na Patente de Stoltz que versões dos diafragmas podem ter seção transversal substancialmente em formato oval ou formato de diamante... quando uma interrupção de fluxo de fluido total deve ser obtida. Vide Patente de Stoltz, col.3, II.36-38. Também é detalhado na Patente de Stoltz o uso de estrias longitudiPetição 870180026052, de 02/04/2018, pág. 4/20

2/9 nais ao longo desta parte [de um diafragma] que contrai na maior parte. Vide a mesma, col.5, II.32-33. De acordo com a Patente de Stoltz, tais estrias permitem que um diafragma se contraia para um padrão em formato de X na figura 7 da patente. Vide a mesma, II.33-35.

[005] A Patente U.S. No. 4.742.593 de mesma propriedade para Kallenbach (a Patente de Kallenbach), os conteúdos da qual são também incorporados aqui em sua totalidade por esta referência, descreve montagens de válvula adicionais para uso com limpadores de piscina automáticos. Estas montagens também são em geral tubulares em formato e feitas de material flexível. Como notado na Patente de Kallenbach:

[006] o corpo (da válvula tubular) tem uma seção intermediária entre as extremidades, que assume uma condição substancialmente desmontada sobre um segmento da mesma na ausência de um diferencial de pressão entre o interior e o exterior. A seção de preferência é desmontada transversalmente sobre um segmento.

[007] ao longo do segmento desmontado, o corpo tem paredes interiores divergentes na direção do fluxo de água através do mesmo. As paredes divergem de um diâmetro substancialmente constante que se estende para uma parte da seção adjacente à primeira extremidade para um diâmetro substancialmente constante, mas maior, que se estende por uma parte da seção adjacente à segunda extremidade. Adicionalmente, a divergência é uma função substancialmente linear da distância ao longo do segmento. Vide Patente de Kallenbach, col.1, II.28-42.

[008] A Patente U.S. No. 6.098.228 para Chang (a patente de Chang), intitulada Pool Cleaner Diaphragm Valve trata igualmente de válvula do tipo diafragma e montagens auxiliares para limpadores de piscina automáticos. Aparentemente, no entanto, estas válvulas são do tipo especificado na Patente de Kallenbach. De fato, de acordo com

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3/9 a Patente de Chang, este tipo de válvula é ideal para os propósitos descritos aqui. Vide Patente de Chang, col.6, II.60-65.

[009] A Publicação de Patente U.S. No. 2006/0054229 de mesma propriedade, de van der Meijden e outros (a Publicação de van der Meijden), cujos conteúdos são incorporados aqui em sua totalidade por esta referência, trata adicionalmente de montagens de válvula em geral tubular. As modalidades preferidas das montagens incluem bocas divididas em três partes. Como estabelecido na Publicação de van der Meijden, esta divisão admite um furo direto maior dentro das válvulas, por sua vez permitindo que detritos maiores passem. Vide publicação de van der Meijden, p.1, 0008.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0010] A presente invenção fornece alternativas para as válvulas das Patentes de Sholtz e Kallenbach e para a Publicação de van der Meijden. Incluída nas presentes válvulas está uma região de fechamento substancialmente maior que aquelas em válvulas flexíveis existentes. Esta região é vantajosamente formatada substancialmente na forma de uma parábola ou V, fazendo-a assim se parecer com o bico de pato. Pelo menos em parte devido a seu formato em geral parabólico, a região de fechamento não apresenta seção transversal transversa linear para a água fluir por ela.

[0011] Adicionalmente, pelo menos uma parte da região de fechamento está mais perto da entrada da válvula que em válvulas convencionais. Esta parte, incluindo a parte de ponta (vértice) do bico (parábola), pode se estender significantemente abaixo da linha central lateral da válvula flexível. Por contraste, por exemplo, a seção 98 da válvula 14 da Publicação de Patente U.S. No. 2006/0032539 de mesma propriedade de van der Meijden e outros, aparece em ou perto da linha central lateral da válvula 14 desta publicação.

[0012] Reformatando a região de fechamento, as válvulas do tipo

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4/9 diafragma flexível da presente invenção mudam sua ação de articulação também. Em particular, a área de superfície substancial está agora incluída como a articulação, reduzindo a carga de flexão na saída daquela experimentada nas válvulas existentes. Espera-se que as válvulas da presente invenção tenham assim articulações mais duráveis que as válvulas flexíveis convencionais e desse modo reduzem o desgaste em suas saídas.

[0013] As válvulas presentes também podem incluir dentes em ou perto das articulações da região de fechamento. Tais dentes, junto com os recessos correspondentes, funcionam para reduzir a probabilidade de movimento lateral de uma parte da válvula com relação à outra. Este movimento lateral diminuído ainda reduz o desgaste na vizinhança da área de articulação. O material de reforço, além do mais, pode ser fornecido tanto interno quanto externo às paredes da válvula. [0014] Assim, é um objetivo não-exclusivo, opcional da presente invenção fornecer válvulas novas para dispositivos tais como limpadores de piscina automáticos.

[0015] É um objetivo não-exclusivo, opcional adicional da presente invenção, fornecer válvulas flexíveis tendo regiões de fechamento de formato substancialmente parabólico ou V.

[0016] É também um objetivo não-exclusivo opcional da presente invenção, fornecer válvulas flexíveis, na forma de diafragmas, tendo regiões de fechamento se estendendo mais perto das entradas de fluido das válvulas.

[0017] É outro objetivo não-exclusivo opcional da presente invenção, fornecer válvulas com áreas de articulação para durabilidade aumentada.

[0018] É ainda um objetivo não-exclusivo, opcional da presente invenção, fornecer válvulas que incluem dentes e recessos correspondentes para limitar o movimento lateral de uma parte das válvulas com

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5/9 relação a outra.

[0019] É, além disso, um objetivo não-exclusivo opcional da presente invenção fornecer válvulas que não apresentam seção transversal transversa linear para a água fluir na direção delas.

[0020] É ainda outro objetivo da presente invenção fornecer material de reforço para as paredes de válvula.

[0021] Outros objetivos, aspectos e vantagens da presente invenção serão evidentes para aqueles versados no campo apropriado com referência ao texto restante e aos desenhos deste pedido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0022] A figura 1 é uma vista em elevação de um lado de uma válvula da presente invenção.

[0023] A figura 2 é uma vista em elevação da figura 1 com a válvula tendo sido rodada aproximadamente noventa graus.

[0024] A figura 3 é uma vista em seção transversal longitudinal da válvula da figura 1.

[0025] A figura 4 é uma vista em seção transversal longitudinal da válvula como rodada na figura 2.

[0026] A figura 5 é uma vista em seção transversal lateral da válvula da figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0027] É ilustrada nas figuras 1-5 uma válvula exemplar 10 da presente invenção. A válvula 10 compreende o corpo 14 junto com a entrada 18 e a saída 22. O corpo 14 tem superfície exterior 26 e a superfície interior 30 e de preferência, embora não necessariamente, é em geral tubular em formato. O corpo 14 é tipicamente formado de um material elástico, flexível e moldado como uma parte única; aqueles versados na técnica apropriada, no entanto, reconhecerão que outros tipos de corpo 14 podem ser adequados.

[0028] São representados também nas figuras 1-5 os colares 34 e

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38, o recesso 42 e um ou mais anéis de vedação flexíveis 46 do corpo 14 úteis para, dentre outras coisas, conectar a válvula 10 nem outros componentes de um limpador de piscina automático. O colar 34 e o recesso 42, que formam parte da superfície exterior 26 em ou adjacente à saída 22, tipicamente travam direta ou indiretamente (ou são comoldados com) tubos de extensão do limpador de modo a fixar a posição da saída 22 com relação aos tubos (que por sua vez conectam tipicamente de modo direto ou indireto em uma mangueira flexível). As válvulas convencionais estão sujeitas ao desgaste na região onde ocorre o travamento.

[0029] Os colares 38 e os anéis 46 igualmente formam parte da superfície exterior 26. Perto da entrada 18, o colar 38 e os anéis 46 conectam o corpo 14 da válvula 10 em componentes dentro de uma cabeça do limpador adjacente á boca do mesmo. Nenhum dos colares 34 ou 38, recesso 42, ou anéis 46 precisam necessariamente estar presente no corpo 14, no entanto, como outros mecanismos de conexão podem ser usados.

[0030] De preferência, a válvula 10 é posicionada na trajetória de fluxo de fluido principal dentro do limpador. Se assim posicionado, o fluido na forma de água que entra na boca do limpador deve passar através do corpo 14 da válvula 10 antes de sair por meio dos tubos de extensão. Arrastados na corrente de água tipicamente estarão detritos (por exemplo, caules, folhas, etc.), alguns ou todos os quais também devem passar através da válvula 10 e podem tender a entupir a passagem definida pela superfície interior 30 do corpo 14.

[0031] Intermediária à entrada 18 e saída 22 intermediárias da válvula 10 é a seção 68. Como ilustrado em cada uma das figuras 1-5, a seção 66 é vantajosamente desmontada transversalmente de modo a formar a boca 70 do corpo 14. A figura 3, especialmente, detalha uma boca preferida 70 tendo um pouco de um formato parabólico, ou de V

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7/9 (mostrado em linhas tracejadas) se estendendo em geral de uma parte (nominalmente) superior 74 da válvula 10 para a entrada 18. O vértice 78 da boca 70, adicionalmente, é posicionado bem abaixo da linha central lateral LCL do corpo 14, substancialmente mais perto da entrada 18 que as bocas das válvulas convencionais.

[0032] Portanto, em vez de apresentar uma seção transversal transversa essencialmente linear para o fluxo fluir através do corpo 14, a boca 70 apresenta uma seção transversal não-linear curvada efetivamente diminuindo para a saída 22. Este formato e o posicionamento da boca 70 são vantajosos em muitas situações, na medida em que permitem a obtenção de forças de fechamento diferentes e sincronismo que em válvulas existentes. Dependendo das características das bombas que influenciarão a operação da válvula 10 e os ambientes aquáticos em que limpadores contendo a válvula 10 serão usados, podem resultar em operações benéficas dos limpadores.

[0033] A terminação da boca 70 afastada do vértice 78 ocorre em uma parte superior 74 da válvula 10. As regiões de terminação 82 e 86 são formadas (pelo menos em alguns aspectos) como articulações para boca 70, flexionando quando a boca 70 ciclicamente abre e fecha em uso. Também presente como parte do corpo 14 são áreas de articulação semicircunferenciais 88A-B. Ilustradas nas figuras 2 e 4 como regiões recortadas, as áreas de articulação 88A-B se curvam quando a boca 70 abre e fecha. Porque as áreas de articulação 88A-B são grandes com relação a seções correspondentes de outras válvulas, elas distribuem a força de curvatura sobre uma área maior que é convencional, diminuindo a tensão de flexão na qual a parte superior 74 é submetida. A carga de flexão de deslocamento para estas áreas de articulação 88A-B diminui igualmente a flexão da válvula 10 em ou adjacente à saída 22, resultando em menos desgaste do corpo 14 na saída 22 (isto é, onde a conexão em tubos de conexão ocorre).

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8/9 [0034] São mostrados especialmente nas figuras 3-5 os dentes 90 e os recessos 94. Os dentes 90 de preferência são formados na superfície interior 30 dentro da primeira parte longitudinal 98 do corpo 14, enquanto os recessos 94 são criados dentro da superfície interior 30 em segunda parte longitudinal 102 do corpo 14. As colocações de dentes 90 e de recessos 94 se correspondem de modo que os dentes 90 se encaixam dentro dos recessos 94 quando a boca 70 se fecha. Este encaixe ajuda a reduzir qualquer tendência da primeira parte longitudinal 98 se mover lateralmente com relação à segunda parte longitudinal 102 na medida em que a articulação flexiona, ajudando a impedir o desgaste friccional que resultaria se tal movimento lateral ocorresse. Embora seis dentes 90 e seis recessos 94 (três de cada um em cada uma das regiões de terminação 82 e 86) são representados nas figuras, mais ou menos (ou nenhum) de tais dentes 90 e recessos 94 podem ser empregados.

[0035] É formado (de preferência) na superfície exterior 26 do corpo 14 o material de reforço 106 para a parede de válvula. O material 106 pode ser mais duro que o material do qual o corpo 14 é feito, fornecendo assim rigidez estrutural maior para partes do corpo 14. Embora tipicamente moldado no corpo 14, o material de reforço 106, se presente, pode ser fixado ou conectado em ou dentro do corpo 14 em qualquer maneira adequada.

[0036] Em algumas modalidades da válvula 10, o material 106 tem um formato externo complexo compreendendo uma seção em geral parabólica 110 e uma seção em geral circunferencial 114. O vértice 118 da seção 110 é colocado perto do vértice 78 da boca 70; por contraste, a seção circunferencial 114 é posicionada perto das articulações formadas nas regiões de terminação 82 e 86. Como ilustrado nas figuras 2 e 4, o material 106 de preferência é incorporado em cada uma das primeira e segunda partes longitudinais 98 e 102. Para ajudar

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9/9 a moldar, a superfície exterior 26 pode incluir flanges 122 com as quais o material 106 interage.

[0037] Similar às estrias da válvula da patente de Kallenbach, o material de reforço 106 funciona, dentre outras coisas, para reforçar a válvula 10 na direção axial ou longitudinal. A rigidez facilita a válvula 10 a resistir à força que atua nela durante o fechamento da boca 70, reduzindo a probabilidade da seção 66 desmontar (indesejavelmente) na vizinhança da saída 22. Embora, como notado acima, o material de reforço 106 possa ser mais duro que o corpo 14, não precisa ser necessariamente sempre assim.

[0038] Em uso, a válvula 10 tipicamente é desdobrada dentro de um limpador de piscina em comunicação fluida com o lado de entrada de uma bomba. Quando a bomba opera, em geral tende a evacuar a região interior da válvula 10, fazendo a água carregada de detritos de uma piscina passar através da mesma. Mais especificamente, a operação da bomba produz abertura e fechamento cíclico da boca 70, criando o efeito de martelo hidráulico quando a boca 70 se fecha para suprir força motiva para o limpador. Aqueles versados na técnica entenderão que a boca 70 não precisa necessariamente fechar completamente na medida em que gira; em vez disto, o fechamento substancial pode produzir resultados satisfatórios.

[0039] O precedente é fornecido para propósitos de ilustrar, explicar e descrever modalidades da presente invenção. As modificações e adaptações destas modalidades serão evidentes para aqueles versados na técnica e podem ser feitas sem se afastar do escopo ou espírito da invenção.

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Claims (12)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Válvula (10) tendo uma entrada (18) e uma saída (22) e compreendendo um corpo (14) que define uma passagem de fluido através do mesmo, o corpo (14) compreendendo (a) uma parede flexível e (b) uma boca (70) intermediária à entrada (18) e à saída (22), a boca (70) sendo formatada em geral na forma de um V ou parábola, caracterizada pelo fato de que o corpo (14):

   tem uma superfície interior (30):

   compreende dentes (90) e recessos (94), os dentes (90) sendo formados na superfície interior (30), e os recessos (94) sendo criados dentro da superfície interior (30).
2. 2. Válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a boca (70) define um vértice (78) posicionado mais perto da entrada (18) do que da saída (22).
3. 3. Válvula, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a boca (70) ainda define as regiões de terminações (82,86) mais perto da saída (22) do que da entrada (22).
4. 4. Válvula, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que as regiões de terminação (82,86) flexionam quando a boca (70) se abre e fecha ciclicamente em uso.
5. 5. Válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o corpo (14) ainda compreende áreas de articulação (88A-B) configuradas para curvar quando a boca (70) se abre e fecha em uso.
6. 6. Válvula, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que as áreas de articulação (88A-B) são (a) pelo menos semicircunferenciais e (b) mais perto da saída (22) do que da entrada (18).
7. 7. Válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada dente encaixa dentro de um recesso quando a

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   2/3 boca (70) se fecha em uso.
8. 8. Válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o corpo (14) tem uma superfície exterior (26), ainda compreendendo material de reforço (106) na superfície exterior (26), pelo menos uma parte do material de reforço (106) tendo um formato em geral de V ou parabólica.
9. 9. Válvula, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o material de reforço (106) é mais duro que o corpo (14).
10. 10. Válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreende meios para conectar em um ou mais componentes de um limpador de piscina automático.
11. 11. Válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a válvula é uma válvula do tipo diafragma flexível para um limpador de piscina automático.
12. 12. Válvula (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que:

    a. o corpo (14) tem uma superfície exterior (26) e compreende;

    i. uma boca (70):

    (A) definindo um vértice (78) posicionado mais perto da entrada (18) do que da saída (22); e (B) definindo regiões de terminação (82,86) mais perto da saída (22) do que da entrada (18), as regiões de terminação (82,86) flexionando quando a boca (70) se abre e fecha ciclicamente em uso;

    ii. áreas de articulação (88A-B) configuradas para curvar quando a boca (70) se abre e fecha em uso, as áreas de articulação (88A-B) sendo (A) pelo menos semicircunferenciais, e (B) mais perto da saída (22) do que da entrada (18);

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    b. cada recesso recebe um dente quando a boca (70) se fecha em uso;

    c. a válvula compreende material de reforço (106) na superfície exterior (26), pelo menos uma parte do material de reforço (106) tendo um formato em geral de V ou parabólico e sendo mais duro que o corpo (14); e

    d. a válvula compreende meios para conectar em um ou mais componentes de um limpador de piscina automático.

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