PT1888951E - Válvula de unidade térmica - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

VÁLVULA DE UNIDADE TÉRMICA A presente invenção refere-se a uma válvula de unidade térmica com uma construção simplificada da peça superior completa e na qual a cadeia dimensional das partes integrais tem um maior grau de liberdade, o que torna a válvula mais eficiente em termos de custo, apesar do facto de a função do produto final ser completamente fiável e cumprir os requisitos do mercado.

As válvulas modernas, que relativamente a certas funções são similares à concepção descrita abaixo, são prejudicadas por diferentes inconvenientes, que agora serão eliminados de acordo com a invenção.

Assim, por ex. a EP 1 306 594 AI descreve uma válvula com um cone de válvula, que é provido com uma camada vedante, especialmente concebida entre o cone e a sede de válvula, mas não existe nenhuma solução, sobre como será realizado o controlo de fluxo.

Outra construção de válvula é descrita no documento DE 10158577 AI. Esta construção é provida com um cone descomprimido, que veda contra a sede através forças, que não são especificamente descritas, sendo provido uma protecção, que pode ser ajustada com vários graus de abertura, mas nesta construção, isto é, um vedante entre a protecção e a estrutura circundante da válvula está em falta, que poderia ter impedido um fluxo involuntário da sede para lá da protecção e do lado de descarga. Outra construção de válvula conhecida é descrita no documento DE 10 305 394 Al.

No mercado existem poucas concepções de válvula, mas são frequentemente baseados no facto, que existe uma mola em 1/12 separado, que tenta abrir um espaço entre a sede e o cone, este sendo fixo por uma mola especial, que se destina unicamente para reter uma protecção ou similar contra a sede nestas construções que utilizam protecções ou outros dispositivos de restrição, e que apenas são rodadas e não têm qualquer função/movimento de montagem.

Em muitas construções, uma mola em separado é usada mas apenas para garantir que a protecção veda contra o alojamento na sua posição inferior.

Os inconvenientes das construções, como o acima descrito, são muitos. 0 mais importante de todos é que são necessários diferentes elementos de construção para garantir a hermeticidade entre o cone e a protecção, respectivamente contra a sede. Em construções existentes, é usada uma mola em separado, concebida para vedar o cone e também uma mola ou similar nestes casos, nos quais algum tipo de dispositivo é usado para uma regulação de fluxo/ uma protecção. 0 resultado disto será custos mais elevados em comparação com a presente invenção.

Outra desvantagem é que as partes de interacção devem ser fabricadas com uma alta precisão dimensional para obter a função necessária, e esta também ocasiona custos mais elevados em comparação com a presente invenção. Os produtos novos são frequentemente desenvolvidos, os quais são baseados num número substancial de componentes novos, com um grande esforço inicial, assim como investimento. Na presente nova invenção, foram úteis vários componentes padrão da produção de produtos em série, e isto significa que o novo desenvolvimento para obter a nova válvula de unidade térmica foi concentrado na inserção da válvula nova com os seus restantes componentes. 0 objecto da presente invenção é contrariar, e tanto quanto possível, eliminar os inconvenientes descritos anteriormente. 2/12

Também, o objectivo da invenção é desenvolver a tecnologia nesta área, assim como em outras áreas de aplicação, para outras aplicações de válvulas, que não são particularmente mencionadas neste pedido de patente.

Estes objectos são conseguidos ao construir a válvula de unidade térmica de acordo com a presente invenção, na forma definida na cláusula de caracterização da reivindicação 1. Outras caracteristicas caracterizantes e vantagens da invenção são apresentadas na seguinte descrição, sendo feita referência aos desenhos incluídos, que mostram apenas algumas formas de realização exemplificativas:

Os desenhos mostram com detalhe: - a figura 1 é uma vista em corte da válvula completa; - a figura 2 é uma vista em corte da parte superior da inserção da válvula; - a figura 3 é uma vista em corte da parte inferior da inserção da válvula, e - a figura 4 é esquematicamente a produção do desenho geométrico da função de restrição. A Figura 1 mostra apenas um exemplo de como uma válvula de acordo com a presente invenção pode ser projectada. São claramente possíveis formas de realização, as quais diferem desta, mas nestas formas de realização, a função é a mesma que a função descrita no presente texto.

Assim, a figura 1 mostra a válvula de unidade térmica completa numa vista em corte, na qual uma sede de válvula 1 é mostrada, o lado de entrada da qual sendo provido com uma ligação 2 3/12 preferencialmente roscada e o lado de retorno da qual sendo provido com uma ligação 3 roscada correspondente. Existe também na sede de válvula 1 um suporte de ligação 5 para a peça superior completa 6. A peça superior 6 é colocada no suporte de ligação 5 e fixa por uma contraporca 9. São providas ligações correspondentes para medir, por ex., a pressão ou temperatura, com bicos de medição montados, para o nivel de alta pressão no lado de admissão - bico de medição 7 e para o nivel de baixa pressão no lado de retorno lateral - bico de medição 8, respectivamente. Os bicos de medição 7 e 8 são componentes padrão do fabricante e a sua função e design são descritos em documentos de patente anteriores, por ex., SE 465 636 .

Numa instalação, a válvula 1 está ligada a um sistema de tubo através de ligações 2 e 3 e, além disso, a peça superior 6 é completada com algum tipo de dispositivo de ajuste - não mostrado na figura 1 - que controla o movimento axial da peça superior, e consequentemente, também a posição do cone 11 em relação à passagem de ventilação 10 na válvula, e consequentemente, descobre a passagem do lado de alimentação para o lado de retorno.

Para poder controlar o fluxo de alimentação, a construção é provida com uma protecção 21. Uma protecção, um termo genérico, que é frequentemente usado, por ex., na tecnologia de aquecimento, considerando a restrição ou controlo de fluxos, é um tipo de parede de filtro, que de acordo com a presente invenção é projectada de forma especial, de acordo com a descrição seguinte. A protecção compreende duas partes principais, uma parte inferior 41, que é cilíndrica, e considerando as suas dimensões, é ajustada ao diâmetro interno 37 do suporte de ligação 5, e uma 4/12 parte superior 42, que também é cilíndrica e interage com a parte de ajuste 12, de acordo com a descrição seguinte. A Figura 2 mostra partes adicionais relativamente à construção da peça superior 6. Assim, é usada uma parte de ajuste 12 que pode girar em redor do seu eixo longitudinal, usando uma chave ou similar, e este movimento é transmitido à parte, que na sua parte inferior compreende a protecção 21. 0 movimento giratório da parte de ajuste 12 da protecção completa 21 pode ocorrer mediante ranhuras e barras, que são feitas nas duas partes que interagem 12 e 21. Existem várias formas de realização alternativas, relativamente a como esta transmissão de energia pode ser realizada, mas elas não são descritas com mais detalhe. Por ex., barras dispostas axialmente podem ser usadas no lado interno da parte de ajuste 12 nessa parte, que é localizada de forma oposta a esta parte da parte cilíndrica da protecção 21, e em que estas duas partes estão dispostas paralelas entre si ou podem ser usadas barras na parte correspondente da protecção 21 ou outras construções alternativas podem ser usadas para obter uma interacção entre as duas partes. Os componentes 12 e 21 são feitos de metal, preferencialmente latão, mas um material plástico adequado pode ser usado alternativamente.

Para vedar a construção contra uma fuga involuntária para o ambiente, é usado um O-ring 16, que é montado numa ranhura de 0-ring na parte de ajuste 12, a ranhura de O-ring interage com o lado oposto, a superfície interna de suporte de ligação 5. Usando esta montagem de O-ring 16, o meio interno é impedido de chegar à contraporca 9, acima e ainda mais para o ambiente. 0 eixo de válvula 19 é instalado dentro da parte de ajuste 12, e em relação com a montagem final da peça superior 6, a mola 15 e anilha de pressão 22 estão localizadas na cavidade no interior da protecção 21. Então, o cone 11 é instalado através de um parafuso de montagem 23 no eixo 19, e a sua superfície inferior 45. 0 cone 11 é, neste caso, um cone, construído de forma 5/12 completamente normal, isto é, é uma parte metálica cilíndrica -com uma espessura de cerca 2-5 mm - preferencialmente feita de latão, na qual um material vedante 43, de borracha ou de um material similar, é anexo na superfície inferior do cone. As dimensões do cone são ajustadas, o seu diâmetro externo com uma margem, preferencialmente com 3-8 mm, excedendo o diâmetro da passagem de ventilação 10 da estrutura de válvula 1, ao mesmo tempo que o seu diâmetro externo é menor do que a parte inferior 41 da protecção, e o seu diâmetro interno 44. Na montagem final da peça superior 6, no suporte de ligação 5, a parte de ajuste 12 é bloqueada na sua posição axial pela porca de bloqueio 9, e nesta protecção de posição 21 terá uma certa pré-tensão, que resulta uma força de selado contra assento de válvula 4. A força oposta para esta força existirá entre a parte cilíndrica 14 do eixo e o plano interno correspondente 24 da parte de ajuste. A dimensão da força depende da mola 15 e do seu grau de pré-tensão. Numa última fase durante a montagem do O-ring 17 da peça superior completa 6 e a porca da caixa de empanque 13 são montadas. Isto pode, por ex., ser feito através de uma ferramenta de montagem 25, que é montada sobre o topo do eixo 19 e a qual encaixa nas ranhuras 18 na porca da caixa de empanque. A construção da peça superior 6 depende de diferentes requisitos. Assim, as cadeias dimensionais das partes integrais - particularmente 12 e 21 - em combinação com os parâmetros de mola escolhidos, por ex., resultam numa construção, que demonstra sempre uma função satisfatória. As cadeias dimensionais garantem que a dimensão "a" na figura 1 é sempre obtida, o que por sua vez significa, que as forças, que foram obtidas através da mola 15, serão recebidas pela parte correcta, a superfície correcta.

Devido à construção estar baseada no facto de que as partes têm a geometria, o que permite uma certa folga = dimensão "a", as várias partes podem ser fabricadas com grandes tolerâncias 6/12 relativamente a certas dimensões, sendo obtidos custos mais baixos.

Uma vez que as forças de mola são sempre recebidas pelas partes seleccionadas da construção, é agora possível levar a cabo uma substituição do O-ring 17 durante a operação, uma vez que a parte cilíndrica 14 do eixo é pressionada contra o plano 24 e consequentemente provê um vedante aceitável durante o tempo necessário para a substituição de um O-ring. A Figura 3 mostra a parte inferior da peça superior 6 e partes de sede da válvula 1. A parte esquerda da figura mostra a protecção seccionada, enquanto a parte direita mostra uma vista do exterior da protecção. Esta figura também mostra, que a parte inferior da protecção é projectada numa forma especial. Existe um espaço gradualmente aumentado entre a margem inferior 29 da protecção e sede da válvula 4 da estrutura da válvula 1. Este aumento escalonado 30 é concebido para dar à válvula uma função desejada, relativamente ao fluxo como uma função do grau de abertura da protecção da válvula. De modo a guiar de forma correcta o fluxo descarregado, a protecção foi também provida com um número de lábios vedantes ou zonas vedantes, que vedam entre a superfície circunferencial da protecção e o suporte de ligação 5 e seu diâmetro interno 37. Este diâmetro interno 37 é algo mais pequeno que o resto do diâmetro do suporte de ligação 5 e escolhido de tal forma que interagirá com, preferencialmente, um bordo vedante ou lábio vedante 27, que se estende em redor da protecção, ao longo da periferia da protecção, e consequentemente veda de forma eficaz contra um fluxo involuntário para cima e em redor da protecção para fora, para o lado de descarga 3. Também na outra direcção, nomeadamente em paralelo ao eixo longitudinal do eixo 19 - e protecção 21 - existe um número, preferencialmente 3-6, de lábios vedantes ou saliências vedantes 28, que também têm uma função de guia de fluxo, uma vez que eles obstruem um fluxo 7/12 involuntário na abertura, que existe entre a periferia da protecção e o diâmetro interno 37 do suporte de ligação 5.

Graças a este design construtivo da superfície periférica da protecção é agora possível guiar o fluxo de uma forma eficaz e desejável. 0 design do aumento escalonado da abertura entre a protecção e a sede da válvula é mostrado esquematicamente na figura 4, em que a abertura 31 de descarga para a ligação 3 da válvula foi representada. Usando o design escolhido da superfície final da protecção 21, o direccionado para a sede de válvula 4, e seu aumento escalonado da distância para a sede de válvula 4 é possível para obter um imagem do fluxo guiado e calculado.

Nas Figuras 1 e 3, são também mostrados as cavidades 32 e 33 respectivamente na estrutura de válvula 1 e no lado de descarga da válvula. Na figura 3 é mostrado, que a cavidade 32 alcança a cavidade 34 do suporte de ligação, o diâmetro de qual é algo maior que o diâmetro 30 . Através da abertura do espaço de abertura 46, aí formado, uma comunicação foi estabelecida na transição da cavidade 32 para a cavidade 34, entre o lado de descarga e bico de medição 8, o qual irá registar o nível de baixa pressão do meio de passagem, uma vez que o nível de pressão do meio pode propagar através do espaço de abertura 46 para o bico de medição 8 e, de seguida, principalmente acima da protecção 21. A perfuração do diâmetro 33 é feita para obter um orifício, uma abertura de descarga 31, a qual é testada, em cooperação com a mudança escalonada da protecção, para prover a característica adequada da válvula completa. A posição axial da cavidade 33 em relação ao suporte de ligação 5 e seu diâmetro 37 interno e externo é também importante para a função final da válvula. No lado de alta pressão, no lado da alimentação da válvula, é 8/12 obtida uma comunicação correspondente do meio para o bico de medição 7 através de um orifício 35. A Figura 4 mostra esquematicamente algumas posições para a protecção 21, a qual foi rodada em redor do seu eixo central em relação à abertura de descarga 31. As várias posições, que são exemplificadas, podem ser preferencialmente ligadas a uma indicação de ajuste legível, que pode ser situada na parte de ajuste 12 e na sua superfície final 36. Ao rodar esta indicação de ajuste numa posição nova, é obtida uma mudança correspondente da abertura de descarga 31.

Na figura 4a, a posição de abertura para a primeira fase é mostrada, para posição de ajuste 1 da indicação de ajuste legível. Nesta posição, apenas uma parte do grau de abertura mais pequeno da protecção foi introduzida numa "posição de encaixe" em relação à cavidade 33.

Na figura 4b, a fase seguinte é mostrada, isto é, a posição de ajuste 2 da indicação de ajuste, e de forma correspondente, a figura 4c mostra a fase seguinte de ajustes possíveis. A escolha de algumas fases de ajuste e a sua mudança de dimensão mútua podem naturalmente ser variadas dentro do âmbito da ideia inventiva. Existem vários requisitos relativamente aos parâmetros do fluxo e ao usar um design de acordo com a invenção é possível, em princípio, cumprir os vários requisitos de forma técnica e economicamente satisfatória.

Usando a presente invenção com uma protecção 21, provida com uma distância escalonada cada vez maior da sede de válvula 4, é agora possível obter uma imagem do fluxo guiado e calculado para a válvula de unidade térmica. 9/12

LISTA DE ELEMENTOS 1 = estrutura da válvula 2 = ligação de alimentação 3 = ligação de retorno 4 = sede de válvula 5 = suporte de ligação 6 = peça superior completa 7 = bico de medição - alta pressão 8 = bico de medição - baixa pressão 9 = contraporca 10 = passagem de ventilação 11 = cone 12 = parte de ajuste 13 = porca da caixa de empanque 14 = porção cilíndrica de um eixo 15 = mola 16 = O-ring 17 = O-ring 18 = ranhura 19 = eixo 20 = ferramenta de montagem 21 = protecção 22 = anilha de pressão 23 = parafuso 24 = plano 25 = ferramenta de montagem 26 = O-ring 27 = lábio vedante 28 = lábio vedante 29 = bordo inferior da protecção 30 = mudança escalonada 31 = abertura de descarga 32 = cavidade 33 = cavidade 10/12 34 = cavidade 35 = cavidade 36 = face final, parte 12 37 = diâmetro interno 38 = parede interna superior 39 = válvula de unidade térmica 40 = plano superior 41 = a parte inferior da protecção 42 = a parte superior da protecção 43 = material vedante 44 = o diâmetro interno da protecção 45 = o plano final do eixo 46 = espaço de abertura

Lisboa, 3 de Julho de 2012 11/12

REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de referências citadas pelo Titular tem como único objectivo ajudar o leitor e não forma parte do documento de patente europeia. Ainda que na sua elaboração se tenha tido o máximo cuidado, não se podem excluir erros ou omissões e o EPO não assume qualquer responsabilidade a este respeito.

Documentos de Pedidos de Patente citadas na descrição • EP 1306594 AI • DE 10305394 AI • DE 10158577 AI • SE 465636 12/12

Claims (8)

1. Reivindicações 1. Um dispositivo para regulação de fluxo e medição de um meio num sistema de aquecimento ou arrefecimento, que compreende uma válvula de unidade térmica (39), que é feito de uma estrutura de válvula (1), uma ligação auxiliar para uma ligação de alimentação (2), uma ligação de retorno (3), um suporte de ligação (5) para uma peça superior completa (6), e além disso com dois bicos de medição para medir a pressão ou temperatura, um bico de medição (7) no lado de alimentação e um bico de medição (8) para o lado de retorno respectivamente, a peça superior (6), montada no suporte de ligação (5), o dispositivo sendo projectado com uma protecção (21), montada conjuntamente com uma parte de ajuste (12) e bloqueada na direcção axial por uma contraporca (9), a protecção (21) sendo pressionada contra uma sede de válvula (4) através de uma mola (15), a protecção (21) sendo concebida para proporcionar um espaço cada vez maior entre o bordo inferior (29) da protecção (21) e a sede (4) da estrutura da válvula, um cone de válvula (11) montada num eixo de válvula (19) e a sua extremidade inferior plana (45) nunca sendo mecanicamente limitada no seu movimento para cima por uma parede interna superior (38) da protecção (21), a protecção (21) sendo capaz de ser rodada em várias posições de ajuste para rodar a parte de ajuste (12), a mesma então movendo a protecção (21) em posições novas adequadas, o fluxo através da válvula (1) sendo guiado pela protecção (21), que, uma vez que pode ser rodada através da parte de ajuste (12), provê uma abertura variável de uma abertura de descarga (31) e, consequentemente, um fluxo mudado de acordo com requisitos ou necessidades, este fluxo sendo mensurável através de um registo dos níveis de pressão nos bicos de medição (7) e (8), caracterizado pelo facto de que uma parte cilíndrica 1/3 (14) do eixo (19) é pressionada contra um plano interno (24) da parte de ajuste (12) por uma força oposta à força de mola que pressiona a protecção (21) para baixo, este contacto entre os planos (14, 24) providenciando um vedante, que torna possível a substituição de um O-ring (17) montado para vedar entre o eixo (19) e a parte de ajuste (12) durante o funcionamento, e em que um número de lábios vedantes (27 e 28) são providos na periferia da protecção (21), evitando um fluxo involuntário da sede de válvula (4) para fora para a ligação de retorno (3).
2. 2. Um dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de que o O-ring (17) é permutável durante o funcionamento.
3. 3. Um dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de que a protecção (21) é projectada de tal forma que é obtido um espaço cada vez maior entre o bordo inferior (29) da protecção (21), o seu plano final, e em relação com a sede de válvula (4), e em que este aumento é obtido através de uma alteração escalonada (30) do perfil da protecção (21).
4. 4. Um dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de que o lábio vedante (27), que veda contra o diâmetro interno (37) do suporte de ligação (5) , é dirigido em ângulos rectos ao eixo longitudinal da protecção (21) e o eixo (19), e consequentemente impede um fluxo não desejado no lado externo da protecção da sede da válvula aberto (4), para fora na direcção da ligação de retorno (3) da válvula.
5. 5. Um dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de que existem 3-6 lábios vedantes 2/3 ou barras vedantes (28), que estão dispostos de forma paralela ao eixo longitudinal da protecção e o eixo respectivamente, e que vedam contra o suporte de ligação (5) e o seu diâmetro interno (37), e que consequentemente impedem um fluxo não desejado da sede de válvula aberto (4), para fora na direcção da ligação de retorno (3) da válvula.
6. 6. Um dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de que uma cavidade (33) na ligação de retorno (3) tem uma posição axial testada em relação ao suporte de ligação (5) e o seu diâmetro interno (37), providenciando a abertura de descarga (31), que conjuntamente com a protecção (21), numa forma escalonada, aumenta a abertura (30), providenciando os parâmetros desejados da válvula completa térmica (39).
7. 7. Um dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de que o número de fases (30) na protecção (21) pode variar relativamente ao número e dimensão e, consequentemente, permite que a construção da válvula resolva várias situações de requisito.
8. 8. Um dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de que um plano superior (40) do cone (11) providencie sempre uma folga "a" até à parede interna superior (38) da protecção, que garanta que exista sempre a função vedante entre a parte cilíndrica (14) do eixo e o plano (24) da parte de ajuste (12). Lisboa, 3 de Julho de 2012 3/3