PT2407849E - Válvula termostática de mistura - Google Patents

Description

ΡΕ2407849 1 DESCRIÇÃO "VÁLVULA TERMOSTÁTICA DE MISTURA" A presente invenção refere-se a uma válvula termostática de mistura para fluidos, como água fria e água quente, normalmente utilizada para o ajuste da temperatura da água sanitária fornecida a um ou mais utilizadores, mantendo a temperatura da água misturada a um valor constante predeterminado.

Nos sistemas de fornecimento de água quente e fria para uso sanitário, por exemplo em hospitais, casas de repouso e escolas, existe a necessidade de garantir e manter a temperatura da água misturada, fornecida a diferentes utilizadores, a um valor substancialmente constante, a fim para evitar o risco de queimaduras aos sujeitos mais vulneráveis.

Normalmente, são usadas válvulas misturadoras termostáticas que têm de ser capazes de ajustar com precisão, a um valor substancialmente constante, a temperatura de água misturada fornecida a diferentes utilizadores, na mudança de temperatura e de pressão, tanto da água fria como da quente do lado da admissão e/ou na alteração do caudal da água misturada fornecida aos diferentes utilizadores. Válvulas misturadoras 2 ΡΕ2407849 termostáticas do tipo mencionado acima, também devem realizar uma função de segurança anti-queimadura, através da rápida interrupção do fluxo de água quente, quando o fluxo de água fria acidentalmente falhar. Válvulas de mistura termostática deste tipo são conhecidas, por exemplo, de FR-A-2834543 do mesmo requerente, de US-A-20080257969 e FR-A-2888911. Em particular, a FR-A-2834543 descreve uma válvula de mistura termostática, do tipo que compreende uma carcaça oca com um regulador de caudal móvel para controlar a mistura de água fria e quente, em que o regulador de caudal é constituído por um elemento êmbolo ligado operativamente a um actuador termostático que opera para mover o elemento êmbolo entre sedes axialmente espaçadas umas das outras numa primeira entrada do fluido para a água fria e numa segunda entrada do fluido para a água quente, respectivamente, e um percurso de fluxo para a água misturada, que se estende coaxialmente ao actuador termostático para uma saída de água misturada. 0 elemento êmbolo para controlar o caudal de fluido compreende uma parede periférica cilíndrica, uma parede divisória intermédia, e uma pluralidade de aletas radiais e um conjunto de orifícios de passagem para a divisão do caudal de entrada de água fria, em que as correntes individuais de água fria são pré-misturadas com o caudal de entrada de água quente, e em que a água misturada, a jusante do elemento êmbolo, é forçada a fluir 3 ΡΕ2407849 ao longo de um transportador tubular envolvendo a sonda sensível ao calor do actuador termostático, uma mola de tensão opera para se opor ao movimento do elemento êmbolo causado pelo actuador termostático, para ajustar a posição de trabalho do elemento êmbolo para controlar o fluxo de água fria e quente.

De acordo com a FR-A-2834543, o transportador de fluxo compreende uma porção traseira alargada conformada para despejar a condição de turbilhão na água pré-misturada, permitindo que a água misturada despejada circule ao longo de um percurso anelar de menor área de secção transversal, entre a sonda termicamente sensível do actuador termostático e a porção dianteira tubular do mesmo transportador de caudal.

No entanto, a montante do transportador diferentes condições de mistura podem ocorrer entre a água quente na segunda entrada, e as correntes de água fria que saem do conjunto de furos na parede divisória do elemento êmbolo; por conseguinte, condições de temperatura não homogéneas da água misturada que flui ao longo e em contacto com a sonda do actuador termostático podem provocar condições não controladas da água misturada na saida da válvula de mistura.

Fica-se também a conhecer, a partir da FR-A-2888911, uma válvula termostática de mistura do tipo anteriormente referido, em que aletas radiais se prolongam 4 ΡΕ2407849 longitudinalmente por todo o comprimento da porção tubular do transportador de fluxo, para definir vias de fluxo restritas causando um aumento da velocidade do fluxo para manter as condições de turbulência no escoamento da água misturada. A partir de testes obtidos com misturadoras termostáticas deste tipo, foi ainda observado que à medida que as condições de temperatura e pressão da água fria e/ou quente mudam, assim como o caudal de água solicitado pelos utilizadores ligados a uma mesma rede de distribuição muda, a temperatura da água misturada tem tendência a mudar dentro de certos limites considerados como demasiado elevados, sendo, em qualquer caso, uma causa de falha da válvula de mistura.

Na verdade, uma vez que o elemento êmbolo para controlar o caudal de água, para além da acção do actuador termostático, é também sujeito a força de molas com diferentes propriedades elásticas, o referido êmbolo pode ser submetido a reciprocações continuas que podem entrar em ressonância, com consequentes variações de temperatura do caudal de água misturada. Por conseguinte, as válvulas misturadoras convencionais nem sempre são capazes de assegurar uma operação sua óptima e uma estabilidade da temperatura da água misturada, de modo a que a operação e a estabilidade possam ser substancialmente independentes das variações de pressão e/ou temperatura da água quente e água fria nas suas entradas; assim, a eficiência e a 5 ΡΕ2407849 estabilidade de trabalho da válvula termostática de mistura no seu todo, pode ficar comprometida.

OBJECTOS DA INVENÇÃO

Um objecto principal da presente invenção é o de proporcionar uma válvula termostática de mistura para sistemas sanitários e aplicações semelhantes, adequada para permitir um elevado controlo do grau de mistura, reduzindo, se não eliminando substancialmente, variações perigosas de temperatura da água misturada, à medida que as condições de pressão e de temperatura da água fria e quente nas entradas mudam.

Um objecto adicional da invenção é o de proporcionar uma válvula termostática de mistura, tal como definido acima, em que o fenómeno das oscilações de temperatura e os efeitos de ressonância do êmbolo de comando são substancialmente removidos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Estes e outros objectos e vantagens da invenção são obtidos através de uma válvula termostática de mistura de acordo com a reivindicação 1.

Mais precisamente, de acordo com a invenção, foi proporcionada uma válvula termostática de mistura que compreende: uma carcaça de válvula que tem uma primeira entrada de fluido, uma segunda entrada de fluido axialmente 6 ΡΕ2407849 afastada da primeira entrada de fluido, e uma via de escoamento tendo uma saida de fluido misturado; um regulador de caudal disposto na carcaça da válvula para um movimento entre sedes na primeira e segunda entradas de fluido em resposta a expansões e contracções de um actuador termostático operativamente ligado ao regulador de caudal, o referido actuador termostático estendendo-se axialmente a um transportador de fluxo ao longo da via de fluxo, entre uma câmara de pré-mistura a jusante do regulador de caudal e a saida do fluido misturado; o transportador de fluxo que compreende uma parede anelar alargada na extremidade traseira, uma parte tubular frontal que se estende axialmente ao longo do referido actuador termostático; caracterizado pelo facto do transportador de fluxo compreender: uma pluralidade de asas internas em forma de arco angularmente espaçadas para proporcionar um primeiro conjunto de vias de fluxo paralelamente dispostas com aberturas em forma de lóbulos e estendendo-se desde a parede traseira periférica para um primeiro comprimento da porção tubular dianteira do referido primeiro conjunto de vias de fluxo do transportador como um todo, tendo uma primeira área de secção transversal constante, e uma segunda via de escoamento estendendo-se do restante comprimento da porção tubular do transportador de fluxo, a jusante das asas internas, sendo a referida segunda via de fluxo conformada com uma área de secção transversal maior do que a área da secção transversal do 7 ΡΕ2407849 primeiro conjunto de vias de fluxo, para proporcionar um escoamento laminar, uma redução da velocidade e um tempo de contacto prolongado do liquido misturado com o actuador termostático na direcção da saida de fluido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Estas e outras caracteristicas e vantagens da válvula termostática de mistura de acordo com a invenção, bem como algumas concretizações preferidas, resultarão melhor a partir da descrição seguinte e dos desenhos anexos, em que: A Figura 1 é uma vista em corte longitudinal de uma válvula termostática de mistura de acordo com a invenção; A Figura 2 é uma vista de topo do elemento êmbolo do regulador de fluxo; A Figura 3 é uma vista em corte segundo a linha 3-3 da figura 2; A Figura 4 é uma vista de cima de uma primeira concretização do transportador de fluxo; A Figura 5 é uma vista em corte segundo a linha 5-5 da figura 4; A Figura 6 é uma vista de topo do elemento êmbolo, com uma porção retirada, e o transportador de fluxo subj acente; A Figura 7 é um detalhe ampliado da figura 1; A Figura 8 é um diagrama da temperatura da água misturada, em diferentes condições de operação de uma válvula de mistura convencional; ΡΕ2407849 A Figura 9 é um diagrama da temperatura da água misturada, em diferentes condições de operação da válvula de mistura de acordo com a invenção; A Figura 10 é uma vista de cima de uma segunda concretização do transportador de acordo com a invenção. A Figura 11 é uma vista de cima de uma terceira concretização do transportador de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A válvula termostática de mistura de acordo com a invenção compreende uma carcaça oca 10 tendo uma primeira entrada de fluido 11 para a água fria, e uma segunda entrada de fluido 12 para a água quente, entradas essas 11, 12, que abrem ambas em posições opostas e axialmente espaçadas, de uma câmara 13 para um regulador de caudal constituído por um êmbolo oco 14 para controlar o fluxo de água em ambas as entradas 11 e 12; a câmara de êmbolo 13, no lado da segunda entrada 12 para o fluxo de água quente, comunica, por sua vez, com uma câmara de pré-mistura e uma sarda 15 para a água misturada. O êmbolo 14 para controlar o caudal de água é axialmente móvel na câmara de êmbolo 13 e é guiado por uma sede anelar 16, provida de uma junta de vedação 17, numa posição intermédia entre uma sede de vedação superior 18' para a água fria e uma sede de vedação inferior 19 para a água quente, conforme mostrado. A válvula de mistura compreende ainda um actuador 9 ΡΕ2407849 termostático 20, axialmente extensível, tal como é conhecido por si, por exemplo do tipo cera, a haste deslizante do referido actuador termostático 20 operativamente ligado a um cubo central 14A do êmbolo 14/ o actuador termostático 20 apresenta uma sonda termossensível 20A, que se estende no interior de um transportador 21 para o fluxo de água misturada, coaxialmente disposto na saída 15. O transportador 21, no lado voltado para a câmara de êmbolo 13, é provido de uma pluralidade de aletas internas em forma de arco 22 para apoiar o actuador termostático 20 empurrado contra o cubo 14A por uma mola de tensão 23 disposta no espaço anelar entre a saída 15 e o transportador 21. O actuador termostático 20 compreende um gargalo 20B que se estende para dentro do êmbolo 14, gargalo 20B a partir do qual o extremo de uma haste deslizante 24 do actuador 20 se projecta para se apoiar contra um elemento batente ajustável 25. A posição do elemento batente 25 pode ser ajustada axialmente para definir um valor desejado da temperatura da água misturada, por conseguinte, o referido elemento batente 25 é guiado axialmente no interior da haste 26 de uma maçaneta de controlo 27, e está sujeito à força de uma segunda mola 28 que tem uma carga elástica maior do que a primeira mola 23. Assim, actuando na maçaneta de controlo 27, a posição relativa do elemento batente 25 e, em consequência, a posição do êmbolo 14 para 10 ΡΕ2407849 a fixação da temperatura T da água misturada pode ser alterada. 0 êmbolo 14 para controlar o caudal de água é de preferência feito de material plástico sintético resistente a temperaturas e é disposto na carcaça da válvula 10 para um movimento entre as sedes nas primeira e segunda entradas de fluido 11, 12, para ajustar a relação de mistura entre a água fria e água quente fornecida à misturadora, de modo a manter a um valor prefixado constante da temperatura da água misturada na saida 15, tanto com as mudanças de temperaturas nas entradas de água fria e/ou quente, bem como com a mudança das pressões e/ou os caudais.

De acordo com a presente invenção, o controlo adequado de mistura e da temperatura da água misturada são obtidas através da combinação e disposição do êmbolo 14 para controlar o caudal de água, e a conformação do transportador 21 para a água misturada.

Uma concretização preferida do êmbolo 14 para controlar o caudal de água fria e quente é mostrado nas figuras 2 e 3. O êmbolo 14 compreende uma parede periférica 14B, no lado traseiro, provida de um bordo superior 28 para fechar hermeticamente contra uma sede de vedação 18' de um obturador 18 na primeira entrada 11 e um bordo inferior 29, para fechar hermeticamente contra um rebaixo anelar ou sede de vedação inferior 19 da carcaça 10 na segunda entrada de fluido 12 da válvula de mistura. 11 ΡΕ2407849 0 êmbolo 14 compreende ainda uma parede de fundo 14C, ou, mais em geral, uma parede divisória provida com um conjunto de furos de passagem 30 para a passagem da água fria fornecida à primeira entrada 11.

Em particular, a partir das figuras 2 e 3, será visto que o êmbolo 14 é dividido em oito sectores por uma pluralidade de aletas triangulares internas 31 que se estendem radialmente desde a parede periférica 14B conicamente em direcção ao cubo central 14A. As aletas 31 estendem-se axialmente dentro do êmbolo 14 de uma posição subjacente ao bordo superior 28 à parede de fundo 14C, de modo que, no estado montado da figura 1, o fluxo de entrada de água fria é dividido pelas aletas 31, numa pluralidade de fluxos parciais que saem dos furos individuais 30 e que se pré-misturam com a água quente de entrada numa primeira câmara de mistura 32 mostrada na fig. 7.

Resultados úteis foram obtidos quando certas proporções dimensionais são mantidas entre as posições radiais dos furos 30, relativamente à posição radial da parede periférica 14B do êmbolo 14, assim como entre a superfície de cada um dos orifícios individuais 30 e a área de um respectivo sector para dividir o fluxo de entrada de água fria, sectores esses que são delimitados pelas aletas radiais 31.

Se o raio da superfície cilíndrica interna da parede periférica 14B do êmbolo 14 for indicado por Rl, e o 12 ΡΕ2407849 raio de um circulo onde ficam os centros dos furos 30 for indicada por R2, assim como se a área, num plano transversal, de cada um dos sectores em que as aletas 31 de divisão do êmbolo oco 14, for indicada por AS, e a área dos furos 30 for indicada por AF, resultados convenientes têm sido obtidos para válvulas de mistura com H", H" e 1" de tamanho, dividindo o êmbolo 14 em oito sectores, mantendo uma relação adequada de R1/R2 que varia entre 1,30 e 1,60, e uma razão de AS/AF que varia entre 3 e 3,5.

As figuras 4 e 5 mostram uma primeira concretização do transportador de fluxo 21 conformado para proporcionar um redemoinho e uma mistura adicional no lado de trás, e um escoamento laminar, uma redução da velocidade e um tempo de contacto prolongado com o actuador termostático da água misturada que flui para a sarda no lado da frente. A turbulência ou turbilhonamento da água pré-misturada é obtida por asas em forma de arco 22, que definem um primeiro conjunto de vias de fluxo dispostas paralelamente possuindo aberturas em forma de lóbulos, e uma área de secção transversal constante para a passagem dos fluxos de água mistos, em que o conjunto de vias de fluxo e conformação lobulada resultam do contorno arredondado das superfícies internas, em combinação com a conformação em forma de arco, o número e a disposição das asas internas 22, em relação ao diferente número e disposição das aletas de partição 31 e furos 30 do êmbolo de controlo de fluxo 14. 13 ΡΕ2407849

De acordo com o exemplo das figuras 4 e 5, o transportador 21 está conformado para gerar, no lado de trás do mesmo transportador 21, uma acção de turbilhão forte e turbulência do escoamento de água proveniente da câmara de pré-mistura 32 (figura 1) proporcionada entre a parede inferior 14C do êmbolo 14 e da parte de trás do transportador 21.

Em particular, o transportador 21 compreende uma porção superior 21A de maior diâmetro, que corresponde substancialmente ao diâmetro do êmbolo de controlo 14, ligada a uma porção dianteira tubular 21C por intermédio de uma porção 21B que tem uma superfície interna com forma que, em conjunto com as asas em forma de arco 22 para deflectir os fluxos de água, coopera na formação de uma pluralidade de vias que têm aberturas em forma de lóbulos 22C dispostas paralelamente para a passagem da água misturada, em que as asas em forma de arco 22 e aberturas em forma de lóbulos 22C são adequadas para gerar um estado de turbulência e um efeito adicional de mistura.

Para a presente descrição, "abertura em froma de lóbulo" significa uma abertura delimitada por superfícies arredondadas de modo a definir um perfil deformado, convergente tanto na direcção do eixo central como na direcção longitudinal do transportador.

De acordo com o exemplo em consideração da figura 4, o transportador 21 é conformado com três pares de asas 14 ΡΕ2407849 em forma de arco 22A e 22B, que servem para gerar um estado de turbulência e um desvio da água pré-misturada, devido à conformação em arco das referidas asas 22A e 22B, que convergem a partir da parede periférica do transportador, no sentido do eixo central; as asas 22 ainda se estendem axialmente a partir de uma parede traseira periférica 21A ao longo da porção intermédia 21B, e para dentro de um primeiro comprimento da porção tubular 21C, sendo o restante comprimento do transportador 21 providenciado por uma parede cilindrica.

No caso mostrado, o transportador 21 compreende três pares de asas face-a-face, curvadas em direcções mutuamente opostas, em que as aletas 22A e 22B de todos os pares de aletas estão mutuamente espaçadas angularmente na parede periférica do transportador por cerca de 60°, enquanto os eixos de simetria S de pares de asas adjacentes estão angularmente espaçados entre si de 120°. A Figura 6 apresenta uma caracteristica adicional da válvula termostática de mistura de acordo com a presente invenção; como foi referido anteriormente, o êmbolo oco 14 para controlar os fluxos de água é dividido em oito sectores pelas aletas internas 22, cada um dos referidos sectores apresenta um furo 30 para a passagem da água; por outro lado, o transportador 21 é dividido pelas asas 22 num número menor de sectores, seis sectores no caso apresentado. Assim, na condição sobreposta da figura 1, os sectores e os orifícios 30 do êmbolo 14 ficam sempre 15 ΡΕ2407849 angularmente desalinhados em relação aos sectores do transportador 21, como mostrado na figura 6.

Tal como anteriormente divulgado, esta conformação particular e disposição do êmbolo 14 e do transportador 21 permite um primeiro efeito de turbilhão de mistura da água já pré-misturada, em que o efeito de mistura é consequente a uma turbulência causada pelas asas em forma de arco e as aberturas em forma de lóbulos do primeiro grupo de vias de fluxo, e uma melhor homogeneidade da temperatura da água misturada flui na região de contacto com a sonda 20A do actuador termostático 20, ao longo do transportador 21; por isso, o accionador é activado para reagir rapidamente a variações possíveis de temperaturas, pressões e/ou caudais de água fria e de água quente no lado de entrada da válvula de mistura, tudo isto de modo a manter um valor constante, definido pelo mesmo utilizador, da temperatura da água misturada no lado de saida da válvula.

Tudo o que foi exposto anteriormente pode ser melhor compreendido com referência à figura 7, que mostra um detalhe ampliado da figura 1; consequentemente, na figura 7 foram usados os mesmos números de referência da figura 1 para indicar peças semelhantes ou equivalentes. A partir de figuras 1 e 7, pode ser, portanto, notado, que o fluxo de água fria F na entrada de fluido 11 da válvula de mistura é primeiramente distribuído 16 ΡΕ2407849 circunferencialmente pela estreita fenda existente entre o rebordo superior 28 do êmbolo 14 e da sede de vedação 18', e flui para o êmbolo oco 14 a alta velocidade. A referida alta velocidade é então notavelmente reduzida no interior da câmara do êmbolo 14, onde o fluxo de água fria é dividido, fluindo para fora através dos furos 30 na parede de fundo 14C, para a câmara de pré-mistura 32 que está por baixo localizada entre o êmbolo 14 e o transportador 21.

No interior da câmara de pré-mistura 32, os fluxos de água fria que saem dos orifícios individuais 30, colidem com um fluxo de água quente fornecidos à entrada 12 da válvula de mistura, e fluem para dentro da câmara de pré-mistura 32 numa direcção substancialmente radial, a alta velocidade, que é maior do que a velocidade dos fluxos de água fria que fluem para fora dos orifícios 30, misturando-se com os referidos fluxos de água fria, com elevada energia cinética e a produzindo uma condição de pré-mistura no interior da referida câmara 32.

Da mesma maneira, como consequência da conformação em forma de arco e disposição das asas internas 22, a superfície com forma 21B e as aberturas em forma de lóbulos 22C do transportador 21, assim como uma consequência da diferente disposição angular entre os sectores e furos do êmbolo 14 e do transportador 21, o caudal de água pré-misturada é submetido a uma acção de turbulência e um efeito de mistura em cada uma das vias de fluxo entre as asas 22 do transportador 21. Assim, um fluxo 17 ΡΕ2407849 de água misturada com um escoamento laminar, devido à área de secção transversal aumentada da porção tubular 21C do transportador 21, flui a uma velocidade reduzida e durante um tempo de contacto prolongado ao longo do actuador termostático e em direcção à saída 15, a referida temperatura constante sendo de valor igual ao valor definido pelo utilizador através da maçaneta de controlo 27 .

Testes comparativos foram obtidos entre um misturador termostático convencional, por exemplo do tipo descrito em FR-A-2834543, e um misturador termostático de acordo com a presente invenção. Os resultados foram reportados nos diagramas das figuras 8 e 9, que mostram as variações da temperatura T em °C da água misturada na saída do misturador, como uma função dos tempos de resposta do actuador termostático, expressos em milésimos de segundo, para cinco condições de trabalho diferentes. 0 diagrama da figura 8, ilustra a temperatura T da água misturada na saída de uma válvula termostática de mistura convencional subdividida em cinco zonas, cada uma das cinco zonas correspondem a uma condição de trabalho diferente da válvula de mistura.

Na zona 1, até ao tempo tl, a temperatura T da água misturada foi mantida a um valor substancialmente constante de 50°C, igual ao valor definido inicialmente para a válvula de mistura; a extracção da água misturada 18 ΡΕ2407849 realizou-se a partir de um ponto único de um sistema de água, a jusante da válvula de mistura. A extracção ou derrame de água misturada sendo mantida constante durante um período de tempo; no tempo tl uma extracção de água fria num ponto a montante da válvula de mistura foi simulada, para reduzir a pressão da referida água fria na entrada 11; durante a duração total da zona 2, entre os tempos de tl e t2, foram detectadas variações anómalas da temperatura da água misturada, potencialmente prejudicial para o utilizador, devido a flutuações periódicas e frequentes de temperatura.

Na zona 3, entre os tempos t2 e t3, as condições iniciais da zona 1 foram restauradas, parando a retirada de água fria a montante da válvula de mistura, depois de um pico negativo rápido, a temperatura T da água misturada voltou a valores aceitáveis, próximos dos 50°C, inicialmente definidos.

Na zona seguinte 4, entre os tempos t3 e t4, a extracção ou derrame da água quente num ponto a montante da válvula de mistura foi de novo simulada, a extracção de água misturada a jusante da válvula de mistura sendo mantida constante, sendo a referida condição de modo a fazer com que a pressão da água quente na entrada 12 alterasse. Nestas condições, depois de um pico negativo profundo, foram de novo observadas grandes flutuações da temperatura T da água misturada na saída da válvula de 19 PE2407849 mistura.

Após o tempo t4, durante a zona 5, as condições iniciais foram novamente restauradas, observando-se que a temperatura da água misturada retornou a valores aceitáveis em torno de 50°C.

Por conseguinte, o funcionamento da válvula de mistura resultou adequado nas zonas 1, 3 e 5, ao passo que resultou inadequado nas zonas 2 e 4. O diagrama da Figura 9 foi novamente subdividido em cinco zonas, cada zona respeitante a uma condição de trabalho diferente, ou seja, de modo a propor novamente as anteriores condições de trabalho.

Na zona 1, até o tempo tl, a temperatura da água misturada manteve-se a um valor substancialmente constante de 50 °C, como mostrado, à medida que a extracção de água misturada ocorreu num único ponto de um sistema hidráulico, a jusante da válvula de mistura.

Na zona 2, entre os tempos tl e t2, a extracção de água fria a montante da válvula de mistura foi de novo simulada, de modo a alterar a pressão da água fria na entrada 11. Nesta etapa, depois de um pico inicial rápido, durante alguns centésimos de segundo, não foram observadas, em toda a zona 2, anomalias ou grandes variações de temperatura da água misturada, cuja temperatura média 20 ΡΕ2407849 permaneceu apenas ligeiramente superior aos 50C° inicialmente definidos.

Na zona 3, entre os tempos t2 e t3, as condições iniciais foram restauradas, interrompendo a extracção de água fria a montante da válvula de mistura. Depois de um curto pico negativo, a temperatura da água misturada rapidamente voltou aos valores aceitáveis, permanecendo perto e ligeiramente inferior aos 50°C.

Na zona 4, entre os momentos t3 e t4, tendo a extracção de água a jusante da válvula de mistura sido ainda mantida constante, foi simulada a extracção a montante de água quente, ou seja, uma condição que alterou a pressão na entrada 12 da válvula de mistura.

Neste passo, excepto para uma pequena variação da temperatura inicial, não foram observadas grandes oscilações repetidas nem variações anormais da temperatura da água misturada, o valor médio estabilizou, de novo, num valor próximo de 50°C durante a extracção ou derrame de água quente a montante da válvula de mistura.

Na zona próxima 5, após o tempo t4, as condições iniciais foram de novo restauradas, pelo que a temperatura da água misturada na saida 15 da válvula de mistura voltou a valores aceitáveis.

Assim, na base dos testes obtidos, pode ser 21 ΡΕ2407849 concluído que a nova válvula termostática de mistura, como uma consequência da combinação do êmbolo 14 para controlo do caudal, e da conformação do transportador 21, permite um aumento do efeito de turbulência dos fluxos de água e de uma consequente dupla acção de mistura, através da manutenção de um bom estado operacional da válvula de mistura à medida que alteram as condições de trabalho, as referidas condições operativas adequadas da válvula misturadora são capazes de manter a temperatura da água misturada num valor substancialmente constante, e um tempo de contacto prolongado, sem flutuações perigosas.

As figuras 10 e 11 referem-se a uma vista de topo de uma segunda e, respectivamente, uma terceira concretizações do transportador de acordo com a invenção, ambas compreendendo aberturas em lóbulo de diferentes formas e uma pluralidade de asas em forma de arco 22, mutualmente curvadas na mesma direcção, convergindo da parede periférica 21A para o eixo central do transportador 21.

Lisboa, 26 de Março de 2013

Claims (7)

1. ΡΕ2407849 1 REIVINDICAÇÕES 1. Uma válvula termostática de mistura que compreende: uma carcaça da válvula (10) tendo uma primeira entrada de fluido (11), uma segunda entrada de fluido (12) axialmente afastada da primeira entrada do fluido (11), e uma via de escoamento que tem uma saida de fluido misturado (15) ; um regulador de caudal (14), disposto na carcaça da válvula (10) para um movimento entre sedes na primeira e segunda entradas de fluido (11, 12) em resposta a expansões e contracções de um actuador termostático (20) operativamente ligado ao regulador de caudal (14) , o referido actuador termostático (20) que se estende axialmente para um transportador de fluxo (21) ao longo da via de escoamento, entre uma pré-câmara de mistura (13) a jusante do regulador de fluxo (14) e a saida do fluido misturado (15); o transportador de fluxo (21) compreende uma parede anelar alargada (21A) na extremidade traseira, uma porção dianteira tubular (21 C) que se estende axialmente ao longo do referido actuador termostático (20); caracterizado pelo facto do transportador de fluxo (21) compreender: uma pluralidade de asas interiores angularmente espaçadas e em forma de arco (22) para proporcionar um primeiro conjunto de vias de fluxo dispostas paralelamente 2 ΡΕ2407849 tendo aberturas em forma de lóbulos e estendendo-se de uma parede de fundo periférica (21A) até um primeiro comprimento da porção dianteira tubular (21C) do transportador (21), o referido primeiro conjunto de vias de fluxo, como um todo, tendo uma primeira área de secção transversal constante, e uma segunda via de fluxo que se estende no restante comprimento da porção tubular (21C) do transportador de fluxo (21) , a jusante das asas interiores (22) , a referida segunda via de escoamento a ser conformada com uma área de secção transversal maior do que a área da secção transversal do primeiro conjunto de vias de fluxo.
2. 2. A válvula termostática de mistura de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto do regulador de fluxo (14) compreender um êmbolo de controlo oco (14) tendo uma pluralidade de sectores de fluxo, cada um é provido de um furo de passagem (3a) para a passagem de um caudal de água, o número de vias de fluxo no transportador (21) sendo diferente do número de sectores de fluxo do êmbolo de controlo (14).
3. 3. A válvula termostática de mistura de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo facto dos furos de passagem (30) no êmbolo de controlo (14) serem dispostos na proximidade de um cubo central (14A).
4. 4. A válvula termostática de mistura de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, 3 ΡΕ2407849 caracterizada pelo facto do êmbolo de controlo (14) compreender uma superfície interna cilíndrica que tem um primeiro raio de curvatura Rl, e em que os centros dos furos de passagem (30) para a passagem da água se encontram num círculo com um raio R2, a relação de R1/R2 variando entre 1,30 e 1,60.
5. 5. A válvula termostática de mistura de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto do êmbolo de controlo (14) ser dividido num certo número de sectores de fluxo através de aletas de divisão internas (31), cada sector de fluxo do êmbolo (14) compreende uma parede de fundo com uma área de superfície AS; ao passo que o furo de passagem (30) para a passagem dos fluxos de água compreende uma área de superfície AF, a proporção AS/AF variando entre 3 e 3,5.
6. 6. A válvula termostática de mistura de acordo com uma ou mais das reivindicações precedentes, caracterizada pelo facto da referida pluralidade de asas internas em forma de arco (22) compreender pares de asas mutualmente opostas espaçadas entre si (22A, 22B) convergindo da parede periférica (21A) para o eixo central do transportador (21).
7. 7. A válvula termostática de mistura de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de todas as asas (22) da referida pluralidade de asas internas em forma de arco (22) serem mutualmente 4 ΡΕ2407849 curvadas na mesma direcção e convergirem da parede periférica (21A) para o eixo central do transportador (21). Lisboa, 26 de Março de 2013