BRPI0920729B1

BRPI0920729B1 - Válvulas de enxágue para controlar o fluxo de fluido de enxágue

Info

Publication number: BRPI0920729B1
Application number: BRPI0920729-5A
Authority: BR
Inventors: Christopher Hardwick; Thao Hoang; Mark A.Pondelick
Original assignee: B/E Aerospace, Inc.
Priority date: 2008-10-03
Filing date: 2009-09-23
Publication date: 2019-04-02
Also published as: US20140048160A1; RU2471929C1; RU2011117243A; CA2739117A1; CA2739117C; BRPI0920729A2; WO2010039516A1; US9422706B2; US8578959B2; CN102171399B; JP2012504739A; EP2331758B1; CN102171399A; JP5409795B2; EP2331758A4; US20100084592A1; EP2331758A1

Abstract

válvula de enxágue para sistema de resíduos a vácuo o aparelho e o método da invenção fornecem uma válvula de enxágue para controlar o fluxo do fluido de enxágue para um receptáculo de residuos a vácuo. a válvula de enxágue compreende um caminho primário do fluxo do fluido de enxágue e um conjunto de cabeçote entrecortando o caminho primário do fluxo do fluido de enxágue. a válvula de enxágue também compreende um dispositivo de controle de fluxo orientado por solenóide que possui uma armadura de solenóide móvel entre um estado inativo, em que a armadura engata-se ao conjunto de cabeçote, para bloquear o fluxo do fluido de enxágue, através de um canal do cabeçote, e um estado ativo, no qual a armadura de solenóide é desengatada do conjunto de cabeçote, para permitir o fluxo do fluido de enxágue, através do canal do cabeçote, para aumentar o conjunto de cabeçote, permitindo o fluxo do fluido de enxágue através do caminho primário do fluxo do fluido de enxágue e fora da válvula, sendo que a armadura está localizada, em todos os momentos, fora do caminho primário do fluxo do fluido de enxágue.

Description

Este pedido de patente reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório n° US 61/102.653, depositado em 03 de outubro de 2008.

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção geralmente refere-se a sistemas de resíduos a vácuo e, mais particularmente, a válvulas de enxágue para receptáculos de resíduos a vácuo, tais como sanitários a vácuo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Sistemas de resíduos a vácuo são geralmente conhecidos, na técnica, para a utilização em veículos de transporte, como aviões. Sistemas de resíduos a vácuo geralmente compreendem um receptáculo de resíduos ligado, por uma canalização a vácuo, a um tanque de resíduos. Quando uma válvula de descarga ligada ao receptáculo de resíduos abre, o conteúdo do receptáculo de resíduos é removido, por diferencial de pressão, para o tanque de resíduos. Geralmente, o fluido de enxágue é levado ao receptáculo de resíduos por meio de bocais, para facilitar a remoção de resíduos e para limpar as paredes do receptáculo de resíduos.

Válvulas de enxágue convencionais para controlar o fluxo do fluido de enxágue aquoso para receptáculos de resíduos a vácuo são geralmente conhecidas. Válvulas de enxágue são acionadas quando um comando é iniciado pelo usuário, a partir de um dispositivo de fornecimento de energia a um motor, como um botão de descarga. Tais

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2/23 válvulas de enxágue frequentemente utilizam arranjos de armadura acionados por solenóide para controlar o fluxo do fluido de enxágue para o receptáculo de resíduos.

Em projetos típicos para válvulas de enxágue acionadas por solenóide, a armadura de solenóide é disposta diretamente no principal caminho do fluxo do fluido de enxágue. Tais sistemas anteriores apresentam problemas de segurança porque a substancial molhagem da armadura com o fluido de enxágue, combinada com a drenagem do fluido de enxágue vindo adjacente à armadura durante a manutenção, provoca o acúmulo de depósitos de mineral sobre as superfícies da armadura e seu invólucro. O atrito produzido por esse acúmulo de mineral inicialmente tende a provocar maior corrente de tração para o solenóide, a fim de mover a armadura sobre uma superfície de depósito rugosa. Ao longo do tempo, o acúmulo de mineral pode se tornar tão grande que a armadura pode agarrar na posição aberta ou na posição fechada. Uma válvula de enxágue com uma armadura agarrada na posição fechada não fornecerá fluido de enxágue para um sanitário, enquanto uma válvula de enxágue com uma armadura agarrada na posição aberta provocará a inundação da área do lavatório. Além disso, as tensões de sustentação e de cisalhamento sobre a armadura e superfícies do invólucro, devido ao atrito do acúmulo de mineral, contribuem para esfoladura e descamação da superfície de revestimento chapeada, bem como a contaminação de micro-partículas. Existe, portanto, uma necessidade de uma aperfeiçoada válvula de enxágue e de um aperfeiçoado método para controle do fluxo do fluido de enxágue para receptáculos de resíduos a vácuo, tais como sanitários a vácuo.

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Em certas circunstâncias, uma válvula de enxágue pode ser exposta a temperaturas muito baixas por um período prolongado de tempo. Se a exposição prolongada ao frio e a inatividade ocorrerem, e o fluido de enxágue não for 5 drenado ou não for completamente drenado da válvula de enxágue, não é incomum que o fluido de enxágue congele dentro da válvula de enxágue. Em uma válvula de enxágue convencional, a expansão do fluido de enxágue congelado no interior da válvula pode rachar ou danificar a válvula de 10 outro modo. Existe, portanto, uma necessidade por uma aperfeiçoada válvula de enxágue e por um método aperfeiçoado para fornecer proteção contra danos causados pelo congelamento do fluido de enxágue dentro da válvula de enxágue.

BREVE SUMÁRIO DAS MODALIDADES

A invenção geralmente é direcionada para proporcionar maior eficiência e segurança no controle do fluxo do fluido de enxágue para o funcionamento de receptáculos de resíduos a vácuo. O aparelho e o método da invenção conseguem isso 20 por meio de uma válvula operada por solenóide com a sua armadura disposta fora do caminho primário do fluxo do fluido de enxágue. Esse projeto reduz drasticamente a probabilidade de que a armadura e o seu invólucro venham a desenvolver superfície de depósitos de mineral durante a 25 utilização. Uma vez que as armações deslizam dentro do invólucro entre as posições aberta e fechada, a consequente redução drástica de rugosidade de mineral nas superfícies de deslizamento resulta numa significante menor tensão de desgaste sobre a válvula e menor contaminação da válvula 30 devido à descamação e à esfoladura das superfícies polidas.

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Isso aumenta a segurança e a longevidade da válvula e reduz a probabilidade de uma falha.

O projeto da válvula da presente invenção emprega o diferencial de pressão do fluido no controle do fluxo do fluido de enxágue através da válvula. A utilização do diferencial de pressão do fluido no projeto da válvula reduz o tamanho necessário para o solenóide e proporciona menor consumo de corrente durante o funcionamento da armadura do que seria necessário. A válvula também proporciona a instrução única de auto-ventilação, autodrenagem e recursos de proteção contra congelamento em um único bloco de válvula de enxágue, que possui uma válvula central operada por solenóide.

A válvula de enxágue da presente invenção inclui, assim, um bloco de válvula, que possui uma entrada para receber fluido de enxágue aquoso, caminhos primário e secundário do fluxo do fluido de enxágue, e uma saída para fornecer fluido de enxágue para um receptáculo de resíduos ou sanitário. Um conjunto de entrada de ventilação é disposto dentro do bloco de válvula, uma peça solenóide/cabeçote é fornecida para controlar o fluxo do fluido de enxágue no caminho primário do fluxo e um conjunto disjuntor de saída a vácuo é disposto no bloco de válvula a jusante da peça solenóide/cabeçote.

A presente invenção inclui um conjunto de entrada de ventilação, que possui uma válvula de luva montada entre uma câmara de expansão e uma cavidade de entrada que oferece proteção contra danos causados pelo congelamento do fluido de enxágue dentro da válvula. O movimento ascendente da válvula de luva dentro da câmara de expansão acomoda a

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5/23 expansão do volume gerada por qualquer formação de congelamento do fluido de enxágue na cavidade de entrada. Esse recurso oferece proteção substancial contra os danos causados pelo congelamento de fluido de enxágue dentro da 5 válvula de enxágue.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

As vantagens acima observadas e as outras vantagens da invenção serão evidentes a partir da descrição da invenção aqui fornecida, com referência às figuras em anexo, nas 10 quais:

Figura 1 é uma vista em perspectiva do lado de fora de uma válvula de enxágue de acordo com a presente invenção;

Figura 2 é uma vista em corte transversal da válvula da Figura 1, tomada ao longo das linhas 2-2 da Figura 1;

Figura 3 é uma vista em corte transversal da válvula da Figura 1, tomada ao longo das linhas 2-2, mostrando o conjunto de entrada de ventilação na posição fechada e a armadura da peça solenóide/cabeçote na posição fechada;

Figura 4A é uma vista de uma parte da válvula mostrada 20 na Figura 3;

Figura 4B é uma vista explodida de uma parte da peça solenóide/cabeçote mostrada na Figura 4A;

Figura 5 é uma vista em corte transversal da válvula da Figura 1, tomada ao longo das linhas 2-2, mostrando o 25 caminho do fluxo do fluido de enxágue, quando a armadura da peça solenóide/cabeçote está na posição aberta e o conjunto disjuntor de saída a vácuo está na posição fechada;

Figura 6 é uma vista em corte transversal de uma parte da válvula da Figura 1, tomada ao longo das linhas 2-2, 30 mostrando a armadura na posição aberta e o cabeçote da peça

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6/23 solenóide/cabeçote na posição fechada;

Figura	7 é uma vista em perspectiva	da	luva das
válvulas de	luva utilizadas na	modalidade	da	invenção
ilustrada na	Figura 1;
Figura	8 é uma vista em corte	transversal	de	uma parte
da válvula	de enxágue da Figura	1, tomada	ao	longo das

linhas 8-8, mostrando o conjunto disjuntor de saída a vácuo da válvula de enxágue.

Figura 9 é uma vista em corte transversal da válvula da Figura 1, correspondente à Figura 2, em que o conjunto de entrada de ventilação foi movido para dentro da câmara de expansão e a armadura da peça solenóide/cabeçote está na posição fechada.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A modalidade da invenção descrita abaixo não pretende ser exaustiva ou limitar a invenção à estrutura e ao funcionamento precisamente como divulgado. Pelo contrário, a modalidade descrita abaixo foi escolhida e descrita para esclarecer os princípios da invenção e sua aplicação, funcionamento e utilização, a fim de melhor permitir que outras pessoas hábeis na técnica sigam seus ensinamentos.

Esta invenção é geralmente dirigida a uma válvula e um método de controle do fluxo do fluido de enxágue para receptáculos de resíduos a vácuo, como sanitários a vácuo e pias a vácuo, que fazem parte de um sistema de coleta de resíduos a vácuo em um avião. Voltando às figuras, a válvula de enxágue 10 da presente invenção inclui um conjunto de entrada de ventilação 12, uma peça solenóide/cabeçote 14 e um conjunto disjuntor de saída a vácuo 16, todos montados em um bloco de válvula 17.

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Como mostrado na Figura 2, o conjunto de entrada de ventilação 12 inclui uma cavidade de entrada 18, dentro da qual um ajuste de entrada 20 é engatado por meios adequados. O fluido de enxágue aquoso entrará na válvula de 5 enxágue através de um canal 21 no ajuste de entrada 20, passando por uma tela de filtro opcional 22, localizada no interior da cavidade de entrada. A tela de filtro 22, por vezes referida como uma tela contra insetos, está em conformidade com o Serviço de Saúde Pública dos Estados 10 Unidos. O fluido de enxágue é preferivelmente potável, embora, se desejado, água cinza possa ser utilizada com essa válvula de enxágue. Além disso, se desejado, o fluido de enxágue pode conter produtos químicos de limpeza.

Uma válvula de luva 24 é montada entre uma câmara de expansão 2 7 e uma cavidade da válvula de luva 26, que é oposta à cavidade de entrada 18. A cavidade da válvula de luva 26 está em comunicação fluida com a cavidade de entrada 18, como mostrado, por exemplo, na Figura 2. A válvula de luva 24 compreende uma luva 25 e um membro de 20 sustentação da luva 28, montado acima da cavidade da válvula de luva 26. A luva 25 é sustentada dentro da cavidade da válvula de luva 26 pelo membro de sustentação da luva. Além disso, o membro de sustentação da luva 28 possui uma abertura de ventilação 30 em comunicação com a 25 ambiente exterior da válvula de enxágue.

O membro de sustentação da luva 28 possui uma cavidade cilíndrica para receber deslizavelmente a luva 25. Como mostrado na Figura 7, a luva 25 possui uma parte cilíndrica superior 32, uma parte cilíndrica inferior 34, e uma 30 divisória 36 para bloquear o fluxo do fluido entre os

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8/23 cilindros. As paredes periféricas dos cilindros possuem uma pluralidade de portas 40, 42 estendendo-se pelas paredes.

Além disso, uma saliência anelar 37 circunda a divisória e se estende para fora das partes cilíndricas. Um anel O 38 é posicionado em torno da parte cilíndrica superior 32, na parte superior da saliência 37. Embora a Figura 7 ilustre como quase idênticas a luva do conjunto de entrada de ventilação 12 e a luva do conjunto disjuntor de saída a vácuo 16, deve ser notado que a luva 25 do conjunto de 10 entrada de ventilação 12 possui apenas um anel O 38, enquanto a luva do conjunto disjuntor de saída a vácuo 16 inclui dois anéis O 138, 139.

Quando não há pressão de entrada do fluido de enxágue, a luva 25 é orientada, de modo a ser mantida na posição 15 aberta, ilustrada na Figura 2, por uma mola 46. Nessa posição, a válvula de luva é aberta, de modo que o ar possa fluir da abertura de ventilação 30, passando pelas portas da parede 40, 42 para a cavidade de entrada 18 e conduto

21. Quando o fluido de enxágue que entra na cavidade de 20 entrada 18 excede um valor limiar predeterminado, a luva 25 deslizará para dentro do membro de sustentação da luva 28, fechando a válvula de luva 24, por meio do acoplamento de vedação do anel O 38 contra a borda inferior 44 do membro de sustentação da luva 28, fechando, assim, o acesso à 25 porta 30. Assim, o fluido de enxágue passa, através da cavidade de entrada 18, para dentro da cavidade da válvula de luva 26. Sob condições normais (sem congelamento), a força do fluido de enxágue não é grande o suficiente para mover a luva 25 e o membro de sustentação da luva 28 para 30 cima, contra a força de polarização fornecida pela mola 47

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9/23 no membro de sustentação da luva 28.

A Figura 3 ilustra a válvula de luva 24 em uma posição fechada para cima, permitindo que fluido de enxágue flua para dentro da cavidade da válvula de luva 26. Em seu caminho para essa posição fechada, a válvula de luva permitirá que o ar no sistema escape. Finalmente, deve ser notado que a válvula de luva 24 pode ser substituída por outros tipos de válvulas que funcionem, comparativamente, como uma válvula de bóia.

O fluido de enxágue, movendo-se para além da válvula de luva fechada 24 (Figura 3), entra em um primeiro canal 204 e flui em direção à peça solenóide/cabeçote 14. Como mostrado na Figura 2, essa peça inclui um solenóide 52 e uma armadura 60, que se move dentro de um tubo de pressão 54, para controlar o fluxo do fluido de enxágue, através da válvula de enxágue, em resposta à ativação do solenóide, quando o sanitário é liberado. O solenóide 52 inclui bobinas de solenóide 56 dispostas dentro de um invólucro de bobina 58 e circundando o tubo de pressão. A armadura 60 é posicionada firmemente e deslizavelmente dentro do tubo de pressão por movimento ascendente contra a polaridade de uma mola 62, em resposta à ativação das bobinas de solenóide. Em uma modalidade preferida, a armadura pode incluir uma

superfície,	preferivelmente	do	tipo	borracha	64,	em sua
extremidade	distal, projetada	para	engatar	um	membro
resiliente	do cabeçote 90,	que	será	descrito	a	seguir.

Outras superfícies adequadas também podem ser fornecidas. Como também será explicado a seguir, porque a armadura 60 da peça solenóide/cabeçote está fora do caminho primário do fluxo do fluido de enxágue, um solenóide muito pequeno, com

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10/23 mínima corrente de tração, pode operar o conjunto. Esse pequeno solenóide controla o fluxo substancial do fluido de enxágue, da válvula de enxágue 10 para além do conjunto, com o mínimo contato entre a armadura e o fluido de enxágue.

Em uma modalidade preferida, o tubo de pressão 54 pode ser feito de Delrin® AF que contém politetrafluoretileno (Teflon®) para eliminar a necessidade de lubrificação entre a armadura 60 e o interior do tubo de pressão 54. O uso de Delrin® AF ou outro material lubrificante ou revestimento contribui para o aumento da segurança e da eficiência desta válvula, pois isso elimina substancialmente a contaminação por esfoladura e descamação. Além disso, esse posicionamento da armadura para fora do caminho primário do fluxo, da grande maioria do fluido de enxágue que se move pelo bloco de válvula, aumenta a segurança e a eficiência da válvula porque a armadura não está exposta ao acúmulo prejudicial de depósito, visto em típicos projetos de

válvula	de enxágue, em	que o fluido	de	enxágue entra	em
contato	com uma parte	substancial	da	armadura, como	a
válvula	é operada.
Como mostrado	nas FIGS.		4A-B, a peça

solenóide/cabeçote 14 inclui um conjunto de cabeçote 70 posicionado na superfície oposta 64 da armadura 60 e entrecortando o caminho primário do fluxo 200. O conjunto de cabeçote 70 compreende um membro de cabeçote 90 na parte superior, que repousa dentro de uma cavidade 77 dentro de um diafragma resiliente 72. O diafragma recebe um retentor anelar rígido 100, em um recesso anelar 79, em sua superfície inferior. Um anel de vedação 104 é posicionado

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11/23 em uma anilha 106, que, por sua vez, repousa sobre o membro de guia 82, e delimita a superfície inferior 105 do retentor anelar 100. Finalmente, o membro de guia 82, que sustenta o anel de vedação, é montado por movimento longitudinal em uma cavidade circular 18 no bloco de válvula 17. O diafragma, o retentor anelar, o anel de vedação, a anilha e o guia possuem aberturas correspondentes para receber uma haste 92, que se estende para baixo, a partir do membro de cabeçote 90. A combinação do membro de cabeçote 90, do diafragma 72, do retentor 100, do anel de vedação 104, da anilha 106 e do guia 82, é presa em conjunto pelo acoplamento por roscas (não mostrado), dentro da abertura de guia 86 com roscas (não mostrado) sobre a haste 92.

O membro de cabeçote 90 possui uma plataforma circular 91 e uma abertura centralmente localizada 93. A plataforma também possui uma base interna anelar levantada 94 e uma aba externa levantada 95, circundando uma área central de desobstrução 96 na plataforma. O membro de cabeçote 90 também inclui um furo longitudinal estendendo-se desde a abertura 93, através da haste 92, definindo um canal do cabeçote 98. Em uma modalidade preferida, o membro de cabeçote 90 é feito de um polímero projetado, embora a invenção não seja limitada à utilização desse material.

O diafragma é feito de um material resiliente. Material como NBR/Poly Fabric”, ou qualquer outro material resiliente adequável, pode ser utilizado. O diafragma inclui uma abertura central 74, uma parte aberta anelar levantada 76 e um aro 78. O aro 78 possui um recesso anelar 79 em sua parte inferior. Em uma modalidade preferida, o

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12/23 diafragma inclui, pelo menos, uma abertura de canal piloto 80 (como será explicado posteriormente) e inclui, pelo menos, uma abertura de aro 81 para auxiliar no posicionamento e na retenção do diafragma no bloco.

O retentor 100 possui uma abertura central 102 e uma parede anelar ereta 103. A parede ereta 103 é configurada para se alojar dentro da cavidade anelar 79, na parte inferior do diafragma. O retentor 100 pode ser feito de um material rígido.

O anel de vedação 104 pode ser feito de um material resiliente. Tal material resiliente pode incluir qualquer material do tipo borracha. O anel de vedação possui uma abertura central 107.

Finalmente, o conjunto inclui o guia 82, que possui uma superfície superior 84, e uma superfície inferior 85, que repousa dentro de uma cavidade 18 no bloco de válvula 17. A abertura do guia 86 é formada no guia e se estende pelo comprimento do guia. O guia é configurado para se mover longitudinalmente no interior da cavidade 18 do bloco de válvula. Na modalidade preferida ilustrada, o guia possui quatro braços 88, que se estendem radialmente para fora da abertura do guia 86, ao longo do comprimento do guia. Esses braços 88 definem corredores 83 dentro da cavidade 18, para o fluido de enxágue fluir para fora do guia 82.

Como ilustrado na Figura 2, o conjunto disjuntor de saída a vácuo 16 inclui uma válvula de luva 124 montada em uma cavidade da válvula de luva 126 adjacente a um segundo canal 208, que conduz a partir do conjunto de cabeçote 70. A válvula de luva 124 compreende uma luva 125 e um membro

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13/23 de sustentação da luva 128. A luva 125 é sustentada dentro da cavidade da válvula de luva 12 6 por um membro de sustentação da luva 128 montado acima da cavidade da válvula da luva. O membro de válvula de sustentação de luva 128 possui uma abertura de ventilação 130 em comunicação com a ambiente exterior da válvula de enxágue. A cavidade da válvula de luva 126 está em comunicação fluida com a ventilação 130, como mostrado, por exemplo, na Figura 2.

O membro de sustentação da luva 128 possui uma cavidade cilíndrica para deslizavelmente receber a luva 125. Como pode ser melhor visto na Figura 7, a luva 125 possui uma parte cilíndrica superior 132, uma parte cilíndrica inferior 134 e uma divisória 136 para bloquear o fluxo do fluido entre os cilindros. As paredes periféricas dos cilindros possuem uma pluralidade de portas 140, 142, que se estendem através das paredes. Além disso, uma saliência anelar 137 circunda a divisória e se estende para fora a partir das partes cilíndricas. Um anel O 138 é posicionado em torno da parte cilíndrica superior 132 acima da saliência 137 e um anel O 139 é posicionado acima da parte cilíndrica inferior 134 abaixo da borda 137.

Quando não há entrada de pressão do fluido de enxágue, a luva 125 é orientada pela mola 146, na posição ilustrada na Figura 3. Nessa posição, a válvula de luva é aberta, de modo que o ar possa fluir a partir da abertura de ventilação 130, passando pela porta da parede 142, até a cavidade da válvula de luva 126. Como mostrado na Figura 5, quando a pressão do fluido de enxágue no segundo canal 208 excede um valor limiar predeterminado, a luva 125 irá deslizar-se pelo membro de sustentação da luva 128, contra

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14/23 a polarização da mola 146, fechando a válvula de luva 124, por meio do acoplamento de vedação do anel O 138 contra a borda inferior 144 do membro de sustentação da luva 128, de modo que o fluido de enxágue passe através da cavidade da válvula de luva 126 para o vaso sanitário. Finalmente, deve ser notado que a válvula de luva 124 pode ser substituída por outros tipos de válvula que funcionem comparativamente como uma válvula de bóia.

O bloco da válvula 17 inclui um caminho primário do 10 fluxo do fluido de enxágue 2 00 (Figura 5) e um caminho secundário do fluxo do fluido de enxágue 300 (Figura 3). O caminho primário do fluxo 200 estende-se desde o ajuste de entrada 20 até a saída 212 (Figura 8), levando para o sanitário, e é o caminho de fluxo sobre o qual a maior 15 parte do fluido de enxágue fluirá, através da válvula de enxágue para o sanitário. O caminho primário do fluxo 200 passa através do conduto 21 definido pelo ajuste de entrada 20, um primeiro canal 204, câmara principal 110, corredores de guia 83, um segundo canal 208 e um terceiro canal 210 20 (Figura 8), que flui em direção à saída 212.

Como ilustrado pela Figura 5, o primeiro canal 204 é formado no bloco de válvula 17 e se estende desde o ajuste de entrada 20 até a câmara principal 110. Os corredores de guia 83 são definidos pelos braços de guia 88 e pela 25 cavidade 18, no bloco de válvula 17, e se estendem pelo comprimento do guia 82. O segundo canal 208 é formado no bloco de válvula 17 e se estende desde a extremidade do corredor de guia 83 até o conjunto disjuntor de saída a vácuo 16. O terceiro canal 210 é formado no bloco de 30 válvula 17 e se estende em direção à parte cilíndrica

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15/23 inferior 134 da luva 125 do conjunto disjuntor de saída a vácuo 16, até a saída 212 (Figura 8).

Voltemos agora para a Figura 3, o caminho secundário do fluxo 300 move-se através de um canal piloto 302 para a câmara piloto 108. O canal piloto 302 ramifica-se do primeiro canal 204, fornecendo um caminho de fluxo estreito, a partir do primeiro canal 204, através da abertura do canal piloto 80 dentro do diafragma, até a câmara piloto 108.

Na operação, inicialmente, a válvula de luva 24 do conjunto de entrada de ventilação 12 está na posição ilustrada na Figura 2. O ar do ambiente que entra pelo respiradouro 30 está em comunicação fluida, através da válvula de luva 24, com o conduto 21 do ajuste de entrada de 20. Quando o fluido de enxágue entra pela primeira vez na cavidade de entrada 18, a pressão do fluido de enxágue, em sentido contrário, contra a divisória 36 (Figura 7), faz com que a luva 25 deslize para dentro do membro de sustentação da luva 28, movendo, assim, a válvula de luva

24 para a posição fechada vista na Figura 3. O anel O 38 é empurrado contra a borda inferior 44 do membro de sustentação da luva 28, selando a cavidade da válvula de luva 26 do recebimento de ar do ambiente e permitindo que o fluido de enxágue preencha a cavidade da válvula de luva

26.

Como visto na Figura 3, o fluido de enxágue também flui através do primeiro canal 204, enchendo a câmara principal 110 e fluindo para dentro do caminho secundário de fluxo 300, enchendo a câmara piloto 108. A válvula de 30 enxágue permanece nesse estado inativo, com a câmara

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16/23 principal e a câmara piloto substancialmente cheias e a válvula de luva 24 fechada, até que um usuário acione a descarga do sanitário ou a válvula de enxágue seja drenada durante a manutenção.

Como mostrado na Figura 4, quando a válvula de enxágue está no estado inativo, a armadura 60 acopla a base interna levantada 94 ao membro de cabeçote 90, em uma posição fechada. A mola 62 (Figura 2) empurra a armadura contra a base interna 94. As dimensões e o formato da base interna 10 94 (Figura 4) fornecem uma pequena superfície de vedação para a armadura 60 e, assim, resulta em uma maior pressão de vedação aplicada e em uma vedação mais eficiente do que se a superfície de vedação fosse a superfície inteira do cabeçote 90. Quando a armadura 60 está na posição fechada 15 mostrada na Figura 4, o fluido de enxágue na câmara piloto

108 é bloqueado pela armadura, a partir da drenagem através do canal do cabeçote 98.

O fluido de enxágue na câmara piloto 108 exerce uma pressão para baixo contra o membro de cabeçote 70. A área 20 de desobstrução central 96 é dimensionada para ser uma área de superfície maior do que a superfície inferior do retentor 100, contra a qual o fluido de enxágue, na câmara principal 110, exerce uma pressão para cima. Devido à maior área da área de desobstrução central 96, o fluido de 25 enxágue na câmara piloto 108 exerce uma maior força para baixo sobre a superfície superior do conjunto de cabeçote 70 do que a força para cima exercida na parte traseira do conjunto de cabeçote 70 pelo fluido de enxágue na câmara principal 110. Essa pressão para baixo ajuda a manter o 30 conjunto de cabeçote 70 na posição fechada, de modo que

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17/23 menos força é necessária pela mola da armadura 62 (Figura

2) para segurar o conjunto do cabeçote fechado, com o anel de vedação 104 engatado ao bloco de válvula 17.

Quando um usuário aciona o interruptor de descarga, um sinal é enviado para o solenóide 52 (Figura 6). Em resposta ao sinal, o solenóide é energizado e a armadura é atraída para cima, superando a força da mola 62 e se movendo para cima no tubo de pressão 54, para fora da entrada do canal do cabeçote 98, como mostrado na Figura 6. O fluido de 10 enxágue presente na câmara piloto 108 é drenado, através do canal do cabeçote 98, para o segundo canal 208 (Figura 6), reduzindo, assim, a pressão do fluido exercida sobre o lado superior do conjunto de cabeçote 70. A força exercida pelo fluido de enxágue sobre a parte traseira do conjunto de 15 cabeçote 70 é agora maior do que a força exercida na parte superior do conjunto de cabeçote 70, permitindo, assim, que a força sobre a parte traseira mova o conjunto de cabeçote 70 para cima, para a posição aberta ilustrada na Figura 5. Quando o conjunto de cabeçote 70 move-se para cima, o anel 20 de vedação 104 é decolado verticalmente do bloco de válvula 17 e o guia 82 é movido para cima, de modo que o fluido de enxágue do primeiro canal 204 e da câmara principal 110 flui para dentro do corredor de guia 83, para o segundo canal 208. De lá, o fluido de enxágue flui para o conjunto 25 disjuntor de saída a vácuo 16.

Quando a pressão exercida pela entrada do fluido de enxágue na divisória 136 do conjunto disjuntor de saída a vácuo 16 exceder um valor limiar predeterminado, a luva 125 deslizará para dentro do membro de sustentação da luva 128, 30 fechando a válvula de luva 124, por meio do engate do anel

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O 138 contra o fundo 144 do membro de sustentação da luva 128, e permitindo que o fluido de enxágue passe do segundo canal 208, através da cavidade da válvula de luva 126, e do terceiro canal 210, para a saída 212 (como ilustrado nas 5 Figuras 5 e 8), onde a tubulação apropriada é fornecida para transportar o fluido de enxágue para o sanitário. Desde que a armadura 60 permaneça aberta, o fluxo de enxágue flui pelo caminho primário do fluxo 200.

Como pode ser visto na Figura 5, a armadura 60 é disposta fora do caminho primário do fluxo 200 do fluido de enxágue. Como observado anteriormente, projetos anteriores típicos dispõem as armações diretamente no caminho primário do fluxo do fluido de enxágue; a passagem do fluido de enxágue, combinada com a drenagem da armadura durante a manutenção, cria superfície de acúmulo de depósito de mineral sobre a armadura e sobre as superfícies internas do invólucro que envolve a armadura. Ao longo do tempo, esse acúmulo provoca o mau funcionamento da armadura, em primeiro lugar, tornando o movimento da armadura mais devagar e, finalmente, fazendo com que a armadura agarre em uma posição aberta ou fechada. Uma válvula de enxágue com uma armadura agarrada na posição fechada não fornecerá fluido de enxágue para um receptáculo de resíduos, e uma armadura agarrada em uma posição aberta, provocará a inundação do receptáculo de resíduos. A localização da armadura fora do caminho primário do fluxo reduz drasticamente a probabilidade de que a armadura e o seu invólucro venham a desenvolver prejudicial superfície de depósitos de mineral; esse projeto aumenta a segurança e a longevidade da válvula.

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Um batente da armadura 61, compreendendo uma concha cônica de metal 63, circundando uma superfície plana de elastômero ou uma almofada do tipo borracha 65, é posicionado na parte superior do tubo de pressão 54. A 5 concha cônica de metal 63 cria uma forte força magnética sobre a armadura para dar uma quantidade de corrente que poderia estar presente de outra forma. Quando o solenóide é energizado, quando um sinal de descarga é aplicado, a armadura move-se para a posição aberta, posicionando-se 10 contra a almofada 65. Quando um sinal de descarga já não é recebido pelo solenóide, o solenóide não é acionado e a armadura 60 desliza descendentemente, ajudada pela força da mola 62. O uso da almofada do tipo borracha 65 na batente da armadura 61 proporciona um efeito de ricochete, que 15 garante que a armadura não permanecerá na posição aberta, devido ao magnetismo residual presente na batente da armadura 61.

O movimento descendente da armadura 60 empurra o conjunto de cabeçote 7 0 para baixo, para um ponto onde o 20 fluxo do fluido de enxágue, através dos corredores de guia 83, é reduzido, e o fluido de enxágue começa a fluir novamente para o caminho secundário do fluxo 300. No entanto, porque a armadura 60 está cobrindo a abertura para o canal do cabeçote 98, o fluido de enxágue não pode entrar 25 no canal do cabeçote 98. Esse bloqueio faz com que o fluido de enxágue acumule na câmara piloto 108, resultando na pressão do fluido de enxágue dentro da câmara piloto 108, sendo exercida sobre a superfície superior do conjunto de cabeçote 70. Essa pressão sobre a superfície superior 30 acumula-se, até que exerce maior força descendente sobre o

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20/23 conjunto de cabeçote 70 do que a força exercida para cima, na parte traseira do conjunto de cabeçote 70, pelo fluido de enxágue da câmara principal 110. Esse diferencial de força auxilia no movimento do conjunto de cabeçote mais 5 para baixo, para a posição fechada ilustrada na Figura 3, com o anel de vedação 104 engatado contra o bloco da válvula 17. O fluido de enxágue pára de fluir para o segundo canal 208 e para o conjunto disjuntor de saída a vácuo 16.

Logo que o fluido de enxágue pára de fluir para o conjunto disjuntor de saída a vácuo 16 (Figura 4), a pressão do fluido de enxágue já não segura a válvula de luva 124 fechada, e a luva 125 desliza para baixo até o anel O 139, que se engata e veda o bloco de válvula 17. O fluxo do fluido de enxágue é cortado para a saída 212 e uma comunicação fluida de ar, entre o respiradouro 130 e a saída 212, é restabelecida, através da válvula de luva 124. No caso de uma obstrução suficientemente grave para fazer com que o fluido do receptáculo de resíduos eleve-se até os bocais e flua para trás, para dentro do conjunto disjuntor de saída a vácuo 16, o fluxo para trás do fluido do receptáculo de resíduos pode encher a cavidade da válvula de luva 126, mas não será capaz de entrar na válvula da luva, através do conjunto disjuntor de saída a vácuo 16, porque a pressão descendente exercida pelo fluido contaminado sobre a luva 125 vai manter a luva 125 para baixo e vedada pelo anel O 139, assim, evitando que o fluido contaminado flua através da válvula 10 para dentro do sistema de água potável ou cinza.

Embora o fluido de enxágue não seja drenado da válvula

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10, após cada vez que o acionador é acionado (depois de cada descarga por um usuário), ele pode ser drenado quando é feita a manutenção no aeroplano. Durante a drenagem da válvula, o fluxo do fluido de enxágue para dentro do ajuste 5 de entrada 2 0 é interrompido e o fluido de enxágue escoa para fora da válvula 10. A armadura 60 é fechada durante essa drenagem.

Como o fluido de enxágue escoa para fora da válvula

10, a pressão sobre a divisória 36 do conjunto de entrada de ventilação 12 é reduzida e a luva 25 desliza para baixo, para a posição ilustrada na Figura 2, em que a luva 25 é sustentada pela mola 46. O ar do ambiente vindo do respiradouro 30 está em comunicação fluida com o ajuste de entrada 20, através da válvula de luva 24. Essa ventilação impede a formação de um vácuo na válvula 10, enquanto o fluido de enxágue escoa.

A presente invenção inclui recursos de projeto que oferecem proteção contra os danos causados pelo congelamento do fluido de enxágue dentro da válvula.

0 Conforme ilustrado na Figura 9, a válvula de luva 24 é montada entre a câmara de expansão 27 e a cavidade da válvula de luva 26. Uma mola 47 é posicionada entre o membro de sustentação da luva 2 8 e o aro 2 9 da câmara de expansão 27. No estado inativo, antes da descarga ou da 25 drenagem (Figura 3), a válvula de luva 24 está disposta em uma posição ascendente fechada, com a presença de fluido de enxágue na cavidade da válvula de luva 26, no primeiro canal 204, na câmara principal 110, no caminho secundário do fluxo 300 e na câmara piloto 108. Se o fluido de enxágue 30 aquoso congelar, ele expandirá e exercerá força sobre as

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22/23 cavidades internas da válvula de enxágue.

A Figura 9 ilustra a válvula de enxágue 10, quando a força de expansão do fluido de enxágue tiver empurrado a luva 25 e o membro de sustentação da luva 28 para cima, contra a força da mola 47, para dentro da câmara de expansão 27. Esse movimento ascendente da luva 25 e do membro de sustentação da luva 28 acomoda a área de expansão exigida pelo fluido congelado, pela diminuição do tamanho da câmara de expansão e, assim, aumentando o volume disponível na cavidade da válvula de luva 26. Os recursos do conjunto de entrada de ventilação 12 descritos acima oferecem uma substancial proteção contra danos causados pelo congelamento do fluido de enxágue dentro da válvula de enxágue 10.

Todas as referências, incluindo publicações, solicitações de patentes e patentes, aqui citadas, são incorporadas pela presente, por referência, da mesma maneira que se cada referência fosse individual e especificamente indicada para ser incorporada por referência e fosse estabelecida aqui em sua totalidade.

O uso dos termos um, uma, o, a e referências similares, no contexto da descrição da invenção (especialmente no contexto das reivindicações a seguir), devem ser interpretados para abranger tanto o singular quanto o plural, salvo indicação em contrário aqui ou em caso de clara contradição com o contexto. A citação de uma série de valores aqui é simplesmente destinada a servir como um método de escrita resumida, de se referir individualmente a cada valor distinto abrangido no raio de ação, salvo indicação em contrário aqui, e cada valor

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23/23 distinto é incorporado à especificação, como se fosse individualmente citado aqui. Todos os métodos aqui descritos podem ser realizados em qualquer ordem adequada, exceto quando indicado de outra forma aqui ou em clara 5 contradição com o contexto. O uso de qualquer e todos os exemplos, ou linguagem exemplar (por exemplo, como), fornecido aqui, é destinado apenas para iluminar melhor a invenção e não representa uma limitação no âmbito da invenção, linguagem indicação essencial

salvo reivindicado de outra forma. Nenhuma
na	especificação deve ser	interpretada	como
de	qualquer elemento não	reivindicado	como
para	a prática da invenção.

Modalidades preferidas desta invenção são aqui descritas, inventores entendido incluindo o melhor para a realização que as modalidades modo conhecido pelos da invenção. Deve ser ilustradas são apenas exemplos, não devem ser entendidas como uma limitação do âmbito da invenção.

Claims

1. Válvula de enxágue para controlar o fluxo de fluido de enxágue para um receptáculo de resíduos a vácuo caracterizada pelo fato de que compreende:

um caminho primário do fluxo do fluido de enxágue;

um conjunto de ventilação de entrada incluindo uma primeira válvula de luva acoplada ao caminho primário de fluxo de fluido de enxágue, a primeira válvula de luva inclui uma primeira luva e um primeiro membro de sustentação da luva, o primeiro membro de sustentação da luva recebendo de modo deslizável a primeira luva, o primeiro membro de sustentação da luva tendo uma abertura de ventilação em comunicação com o ambiente exterior da válvula de enxágue, a primeira luva possui uma parte superior, uma parte inferior, e uma divisória para bloquear fluxo de fluido entre a parte superior e a parte inferior da primeira luva, a parte superior e a parte inferior da primeira luva, cada, inclui uma parede periférica tendo aberturas que se estendem através da parede;

um conjunto de cabeçote entrecortando o caminho primário do fluxo do fluido de enxágue, o conjunto incluindo um canal de cabeçote para facilitar a abertura do conjunto de cabeçote, permitindo o fluxo do fluido de enxágue através do caminho primário do fluxo do fluido de enxágue; e um dispositivo de controle do fluido acionado por solenóide que possui uma armadura de solenóide móvel entre um estado inativo, no qual a armadura engata-se ao conjunto de cabeçote para bloquear o fluxo do fluido de enxágue através do canal de cabeçote, e um estado ativo, no qual a

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2/6 armadura de solenóide é desengatada do conjunto de cabeçote para permitir que o fluido de enxágue entre no canal de cabeçote para aumentar o conjunto de cabeçote, permitindo o fluxo do fluido de enxágue através do caminho primário do fluxo do fluido de enxágue e fora da válvula, através de um conjunto disjuntor de saída a vácuo que inclui uma segunda válvula de luva, a armadura sendo localizada, em todos os momentos, fora do caminho primário do fluxo do fluido de enxágue.

2. Válvula de enxágue, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que adicionalmente compreende um caminho secundário do fluxo do fluido de enxágue que se ramifica do caminho primário do fluxo do fluido de enxágue e conduz ao canal do cabeçote.

3. Válvula de enxágue, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o conjunto de cabeçote compreende ainda um membro de cabeçote e um diafragma resiliente, o membro de cabeçote sendo disposto dentro de uma cavidade do diafragma.

4. Válvula de enxágue, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o membro de cabeçote possui uma base interior levantada engatada pela armadura no estado inativo.

5. Válvula de enxágue, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de controle do fluido compreende ainda um tubo de pressão circundando a armadura e tendo uma mola posicionada em uma extremidade superior do tubo, em que quando o dispositivo de controle do fluido move-se para o estado ativo, a armadura desliza dentro do tubo, contra a força da mola.

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6. Válvula de enxágue para controlar o fluxo do fluido de enxágue para um receptáculo de resíduos a vácuo caracterizada pelo fato de que compreende:

um bloco de válvula contendo um conjunto de

5 ventilação, um dispositivo de controle do fluido acionado por solenóide, e um conjunto disjuntor de saída a vácuo; o conjunto de ventilação incluindo uma primeira válvula de luva, a primeira válvula de luva inclui uma primeira luva e um primeiro membro de sustentação da luva, o primeiro 10 membro de sustentação da luva recebendo de forma deslizável a primeira luva, o primeiro membro de sustentação da luva tendo uma abertura de ventilação em comunicação com o ambiente exterior da válvula de enxágue, a primeira luva possui uma parte superior, uma parte inferior e uma 15 divisória para bloquear fluxo de fluido entre a parte superior e a parte inferior da primeira luva, a parte superior e parte inferior da primeira luva, cada, inclui uma parede periférica tendo aberturas que se estendem através da parede, o conjunto disjuntor de saída a vácuo 20 inclui uma segunda válvula de luva; e um canal dentro do bloco para conduzir o fluido de enxágue para o conjunto de ventilação, do conjunto de ventilação para o dispositivo de controle do fluido acionado por solenóide, do dispositivo de controle do 25 fluido acionado por solenóide para um conjunto disjuntor de saída a vácuo, e do conjunto disjuntor de saída a vácuo até o receptáculo de resíduos.

7. Válvula de enxágue, de acordo com a reivindicação

6, caracterizada pelo fato de que compreende ainda uma tela 30 posicionada no canal entre o conjunto de ventilação e o

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4/6 dispositivo de controle de fluido.

8. Válvula de enxágue, de acordo com a reivindicação

6, caracterizada pelo fato de que a primeira válvula de luva é parcialmente aberta depois que a válvula de enxágue

5 é drenada, permitindo que o ar do ambiente flua da ventilação para o canal.

9. Válvula de enxágue, de acordo com a reivindicação

6, caracterizada pelo fato de que a segunda válvula de luva inclui uma segunda luva e um segundo membro de sustentação 10 da luva, em que o segundo membro de sustentação da luva deslizavelmente recebe a segunda luva, o segundo membro de sustentação da luva tem uma abertura de ventilação em comunicação com a ambiente exterior à válvula de enxágue.

10. Válvula de enxágue para controlar o fluxo do 15 fluido de enxágue para um receptáculo de resíduos a vácuo caracterizada pelo fato de que compreende:

uma entrada para recebimento do fluido de enxágue, a entrada conectada a um conjunto de ventilação para ventilar qualquer ar que entre na entrada, o conjunto de ventilação 20 incluindo uma primeira válvula de luva montada entre uma câmara de expansão e uma primeira cavidade, a primeira válvula de luva adaptada para aumentar o volume da primeira cavidade pelo movimento dentro da câmara de expansão quando o fluido de enxágue na primeira cavidade congela e se 25 expande, a primeira válvula de luva inclui uma primeira luva e um primeiro membro de sustentação da luva, o primeiro membro de sustantação da luvatendo uma abertura de ventilação em comunicação com o ambiente exterior da válvula de enxágue, a primeira luva possui uma parte 30 superior, uma parte inferior e uma divisória para bloquear

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5/6 fluxo de fluido entre a parte superior e a parte inferior da primeira luva, a parte superior e a parte inferior da primeira luva, cada, inclui uma parede érférica tendo aberturas que se estendem através da parede;

5 uma saída para o fornecimento de fluido de enxágue desde a válvula até o receptáculo de resíduos através de um conjunto disjuntor de saída a vácuo que inclui uma segunda válvula de luva; e um dispositivo de controle de fluido adaptado para 10 seletivamente estabelecer comunicação fluida entre a entrada e a saída.

11. Válvula de enxágue, de acordo com a reivindicação

10, caracterizada pelo fato de que é permitido que o ar na válvula de enxágue escape, à medida que a primeira válvula 15 de luva move-se para a posição fechada e interrompe a comunicação do fluido de ar entre a primeira cavidade e o ambiente exterior da válvula de enxágue.

12. Válvula de enxágue, de acordo com a reivindicação

10, caracterizada pelo fato de que a primeira válvula de 20 luva na posição fechada permite que o fluido de enxágue se acumule na primeira cavidade, a força do fluido de enxágue acumulado mantém a válvula de luva na posição fechada.

13. Válvula de enxágue, de acordo com a reivindicação

10, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um 25 caminho primário do fluxo do fluido de enxágue, entre a entrada e a saída, e um caminho secundário do fluxo do fluido de enxágue que se ramifica a partir do caminho primário do fluxo do fluido de enxágue e conduzindo para o dispositivo de controle de fluido, em que o dispositivo de 30 controle de fluido inclui uma armadura móvel acionada por

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6/6 solenóide entre um estado inativo e um estado ativo, quando a armadura está no estado inativo, o fluido de enxágue é impedido de fluir através do caminho primário do fluxo do fluido de enxágue e, quando a armadura está no estado ativo, o fluido de enxágue flui através do caminho primário do fluxo do fluido de enxágue, a armadura estando localizada, em todos os momentos, fora do caminho primário do fluxo do fluido de enxágue.

14. Válvula de enxágue, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que adicionalmente compreende um conjunto de cabeçote entrecortando o caminho primário do fluxo do fluido de enxágue, sendo que a armadura, no estado inativo, engata-se no conjunto de cabeçote.

15. Válvula de enxágue, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que adicionalmente compreende uma mola disposta na câmara de expansão, em torno de uma parte da primeira válvula de luva, sendo que, quando o fluido de enxágue dentro da primeira cavidade congela e se expande, a primeira válvula de luva move-se contra a força exercida pela mola.