BRPI0614689A2 - conjunto de válvula seletora de quatro vias/dois edutores - Google Patents

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James H Lohr
Paul J Larson
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Abstract

CONJUNTO DE VáLVULA SELETORA DE QUATRO VIAS/DOIS EDUTORES. Um conjunto de válvula seletora para uso em conjunto com um sistema de dispensa de edutor que reduz a incidência de transporte do produto quando a válvula é movida de uma posição para outra. O conjunto de válvula seletora também reduz a incidência de dispensa imprópria. Em uma maneira preferida, o conjunto de válvula seletora tem um elemento de válvula único e acomoda quatro linhas de entrada de produto para seletivamente passar o concentrado químico para dois edutores. O conjunto de válvula seletora é composto de um mínimo de orifícios, dessa maneira reduzindo a manutenção e custo.

Description

"CONJUNTO DE VÁLVULA SELETORA DE QUATRO VIAS/DOISEDUTORES"
REFERÊNCIAS CRUZADAS COM PEDIDOS RELACIONADOS, SEALGUM:
Nenhuma.
DECLARAÇÃO QUANTO A PESQUISA OU DESENVOLVIMENTO DERESPONSABILIDADE FEDERALNenhuma.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
CAMPO TÉCNICO
Essa invenção refere-se a um conjunto de válvulaseletora. Mais particularmente, ela se refere a um conjuntode válvula seletora que pode regular o fluxo de pelo menosquatro materiais de fluido diferentes em conjunto com um e-dutor dispensador.
TÉCNICA ANTECEDENTE
O uso de válvulas seletoras em conjunto com eduto-res para misturar concentrados químicos em uma corrente delíquido para prover uma solução diluída é bem conhecido. Porexemplo, ver Patentes U.S. 5.377.718 e 5.653.261.
Embora essas válvulas seletoras possam controlar eselecionar quatro concentrados químicos diferentes para se-rem introduzidos em um edutor, existe um problema com otransporte residual quando selecionando de um concentradoquímico para outro. Isso é causado pelo uso dos discos cana-lizados 11 nas patentes λ718 e Λ261.
Todos os sistemas atuais de válvula seletora queutilizam dois edutores separados para prover uma taxa defluxo alta e baixa usam duas válvulas seletoras separadaspara cada edutor. Não somente isso adiciona custo e comple-xidade ao sistema, mas isso torna mais fácil a má manipula-ção do sistema pelo usuário final. Eles podem ter a válvulaseletora apontada para um produto de um edutor e acidental-mente encher um produto diferente do segundo edutor. Essestipos de sistemas também exigem a etiquetagem do dispensadorpara identificação do produto que pode também causar uso er-rado.
Existe uma necessidade por uma válvula seletoraque possa ser usada em conjunto com um sistema de mistura deedutor que pode reduzir a incidência de transporte de produ-to quando uma válvula seletora é movida de uma posição paraoutra. Existe também uma necessidade por uma válvula seleto-ra que possa reduzir custos e erros de manipulação.
Os objetivos da invenção são, portanto:
a) Prover uma válvula seletora aperfeiçoada.
b) Prover uma válvula seletora aperfeiçoada parauso com um aparelho de mistura e dispensa de liquido.
c) Prover uma válvula seletora do tipo precedentepara uso com um edutor.
d) Prover uma válvula seletora única do tipo pre-cedente que possa acomodar dois edutores diferentes.
e) Prover uma válvula seletora do tipo precedenteque reduz a incidência de transporte de produto.
f) Prover uma válvula seletora do tipo precedenteque utiliza um número minimo de partes e reduz a incidênciada dispensa imprópria.
g) Prover um conjunto de válvula seletora e de e-dutor combinados.
Esses e ainda outros objetivos e vantagens da in-venção serão evidentes a partir da descrição que segue. Nadescrição detalhada abaixo, uma modalidade preferida da in-venção será descrita com referência ao escopo completo dainvenção. De preferência, a invenção pode ser utilizada emoutras modalidades.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Os objetivos precedentes são realizados e os in-convenientes da técnica anterior são superados pelo conjuntode válvula seletora dessa invenção que pode controlar o flu-xo de pelo menos duas trajetórias de fluxo do fluido. 0 con-junto da válvula seletora tem um elemento de corpo tendo umcompartimento com uma parede final. Existe uma passagem desaida na parede final do compartimento e pelo menos duaspassagens se comunicam com o compartimento. Um elemento gi-ratório é posicionado com vedação no compartimento, o ele-mento giratório tendo uma parede lateral e uma parede final.Uma primeira galeria se estende por uma distância para o e-lemento giratório a partir da sua parede final. Uma segundagaleria se estende através da sua parede lateral e se comu-nica com a primeira galeria. A rotação do elemento giratórioseletivamente orientará a segunda galeria com cada uma dapelo menos duas passagens de modo a fazer com que o liquidona pelo menos duas passagens passe para a primeira e a se-gunda galerias e subseqüentemente para a passagem de saida.
Em uma modalidade preferida, o conjunto de válvulaseletora inclui quatro orifícios de passagem conectados aoelemento de corpo e se comunicando com a segunda galeria noelemento giratório.
Em um aspecto, o conjunto de válvula seletora in-clui orifícios articulados conectados no elemento de corpo ese comunicando com as quatro passagens no elemento de corpo.
Em uma outra modalidade preferida, um elemento dedivisão é conectado no elemento giratório.
Em um outro aspecto, o conjunto de válvula seleto-ra inclui um elemento de mola em contato de orientação com oelemento de divisão e um elemento de retenção de mola conec-tado no elemento de corpo e no elemento de mola.
Em ainda um outro aspecto, o conjunto de válvulaseletora inclui dispositivo indicador de cor operativamenteassociado com cada um dos elementos de orifício articulado.
Em ainda uma outra modalidade preferida, existemdois edutores conectados na passagem de saída do elemento decorpo.
Em ainda uma outra modalidade preferida, dois edu-tores são conectados na passagem de saída do elemento decorpo por válvulas de retenção.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A figura 1 é uma vista em perspectiva mostrando oconjunto da válvula seletora conectado em dois edutores,
A figura 2 é uma vista explodida mostrando as par-tes de componente da válvula para interligação dos edutores,
A figura 3 é uma outra vista explodida mostrandoas partes de componente para colocação dentro do corpo deválvula,A figura 4 é ainda uma outra vista explodida mos-trando o mecanismo de divisão do seletor de válvula e
A figura 5 é uma vista em corte ilustrando uma po-sição da válvula.
DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS
Com referência à figura 1, o conjunto de válvulaseletora geralmente 10 é mostrado em conjunto com dois edu-tores 12 e 13. Os edutores preferidos são descritos no pedi-do de patente comumente possuído 11/195.052 depositado em 2de agosto de 2005 cujos ensinamentos são incorporados aqui.O conjunto de válvula seletora 10 inclui um elemento de vál-vula 11 com uma haste de válvula 14 alojada em um elementode corpo tubular 15 no qual são conectados em uma maneirahermética ao fluido quatro orifícios de admissão de fluido17, cada um tendo bocais 19.
Como mostrado na figura 2, o conjunto de válvulaseletora 10 inclui dois mecanismos de válvula de retençãogeralmente 20 dispostos entre o elemento de válvula 11 e osedutores 12 e 13. As válvulas de retenção 20 incluem bilhasde retenção 22 e 23. Uma arruela de assento de bilha 26 eguia de bilha de retenção 24 são também providos, bem comouma mola 28. Anéis de vedação são também mostrados em 30 e32.
Com referência às figuras 3 e 5, o elemento deválvula 11 é composto do retentor da haste de válvula 35 quese ajusta através das fendas 37 e 38 no elemento de corpo 15e sobre a ranhura 40 na haste de válvula 14 para reter demaneira removível a haste de válvula 14 no elemento de corpo15. Uma função de divisão é provida para a haste de válvula14 por meio da placa de divisão 42 e receptor de divisão 44.A mola 46 orienta a placa 42 contra o receptor 44. 0 recep-tor de divisão 44 é retido na haste de válvula 14 em uma ma-neira não giratória pelas projeções 45 no elemento de corpo15 que engatam os recortes 47 no receptor de divisão 44. Is-so é melhor observado na figura 4 onde são também mostradasas projeções 43 na placa de divisão 42 para passar sobre oreceptor de divisão 44 e engatar os entalhes 41. A placa dedivisão 42 gira com a haste de válvula 14 por meio das pare-des planas, uma das quais é mostrada em 49 e o lado plano 51da haste de válvula 14.
Como melhor observado na figura 5, o elemento docorpo de válvula 15 tem um compartimento 58 no qual a hastede válvula 14 é assentada. Um anel de vedação é provido em52. Ele também tem uma parede final 60. Uma parede lateral62 é provida na haste de válvula 14 bem como uma parede fi-nal 64. Uma galeria 66 se estende internamente para dentroda haste de válvula 14 a partir da sua parede final e se unena galeria 68 que se estende internamente para dentro dahaste de válvula 14 a partir da parede lateral 62.
Como também observado na figura 5, passagens 18são providas nos orifícios de admissão 17 e passagens 57 sãoprovidas nos alojamentos do orifício 56 para prover a comu-nicação de fluido com o compartimento 58 bem como galeria 68na haste de válvula 14. Anéis de vedação são mostrados em54. Também será observado na figura 5 que o elemento de cor-po 15 tem orifícios do edutor 71 que se conectam com orifí-cios do edutor 70 dos edutores 12 e 13. Orifícios do edutor70 acomodam molas 28 nos compartimentos 79, bem como guiasde bilha de retenção 24. As passagens 77 são dispostas nosorifícios do edutor 70 e se comunicam com o compartimento79. O compartimento 79 também acomoda bilhas de retenção 22e 23 quando elas são assentadas contra as bases de válvula75 e 76 no elemento de corpo 15. Uma passagem 78 fica loca-lizada no elemento de corpo e se comunica com a galeria 66na haste de válvula 14, bem como bases de válvula 75 e 76.
Operação
Um melhor entendimento do conjunto de válvula se-letora 10 será obtido por uma descrição da sua operação. Comreferência às figuras 1 e 5, fontes adequadas de concentradoquímico são conectadas nos orifícios de admissão 17 e bocais19 tal como com tubulação flexível (não mostrada). Deve serentendido que o edutor 12 tem uma taxa de fluxo mais rápidado que o edutor 13. 0 edutor 12 e a mangueira 72 são utili-zados para encher um balde, enquanto o edutor 13 e a man-gueira 74 são utilizados para encher uma garrafa. Quando édesejado encher uma garrafa, água pressurizada é introduzidana entrada 80 do edutor 13. Isso causa um efeito de sifão nabilha de retenção 22 por meio da passagem 77 para movê-lapara longe da base de válvula 76 para proporcionar a comuni-cação de fluido com a passagem 78 e, por sua vez, galerias66 e 68. Isso provê um efeito de sifão no orifício de admis-são 17 para puxar o concentrado químico para dentro da pas-sagem 18, galerias 68,66, passagem 78, compartimento 79, a-lém da porção de admissão 82 e para dentro da passagem 77,nessa ordem. Ele é finalmente introduzido na corrente de á-gua no edutor 13 em uma maneira bem conhecida.
Quando é desejado encher um balde, água pressuri-zada é introduzida na entrada 81 do edutor 12. Isso causauma redução na pressão na bilha de retenção 23 por meio dapassagem 77 para movê-la para longe da base de válvula 75para produzir um efeito de sifão nas passagens 78 e galerias66 e 68 como previamente explicado em conjunto com o edutor13. Isso puxa o concentrado químico para dentro do edutor 12e mangueira 72 como também previamente explicado. Deve serobservado que quando um efeito de sifão é produzido em umadas bilhas de retenção 22 ou 23, a outra é assentada contrasua vedação de válvula respectiva por meio da mola 28 e apressão reduzida que abre a outra bilha de retenção.
Quando é desejado introduzir um concentrado quími-co diferente nos edutores 12 e 13, a haste da válvula 14 égirada de modo que a galeria 68 é orientada com um orifíciode admissão diferente 17. A rotação é facilitada pela placade divisão 42 que é carregada com mola contra o receptor dedivisão 44 por meio da mola 46 mantida cativa no retentor demola 48 pelo grampo 50 preso na haste de válvula 14. A divi-são entre a placa de divisão 42 e o receptor de divisão 44 érealizada em uma maneira bem conhecida. Esse aspecto propor-ciona uma localização positiva da haste de válvula 14 bemcomo um indicador audível.
De modo a garantir que os concentrados químicosapropriados sejam conectados nos orifícios de admissão pró-prios 17, faixas coloridas de cores diferentes podem ser co-nectadas nos orifícios de admissão tal como mostrado em 84na figura 1.
Um aspecto importante do conjunto da válvula sele-tora 10 são as galerias 66 e 68 na haste de válvula 14. Es-sas proporcionam menos transporte de um concentrado químicopara o outro quando a galeria 68 é movida de um orifício deadmissão 17 para outro. A razão para isso é a configuraçãocilíndrica da haste de válvula 14 que age como um trajetoquímico contínuo direto para o edutor 12 ou 13. As galerias66 e 68 são preferivelmente de 2,64 mm (0,104 polegadas) dediâmetro, o que proporciona fluxo de quantidade máxima deconcentrado com mínima quantidade de transporte de produto.O volume combinado das passagens 66,68 e compartimentos 79 epassagens de edutor 77 é 0,635 ml. Também, o canal comum 78entre as bilhas de retenção 22,23 e as bases de válvula76,75, respectivamente, é separado por menos do que 2,54 mm(0,100") . Isso combinado com o tamanho dos compartimentos 79para as válvulas de retenção 20 e o tamanho das passagens doedutor 77 minimiza a retenção do concentrado químico.
Um outro aspecto importante é a capacidade de ma-nutenção. De modo a fazer a manutenção da haste de válvulagiratória 14 ou cilindro de válvula, tudo o que é necessárioé remover os grampos 50 e 35. A haste 14 pode ser puxada re-ta para fora sem remover o conjunto da válvula seletora 10dos edutores 12 e 13 ou remover os edutores 80 e 81 e o con-junto de válvula 10 das válvulas de água de um tubo de dis-tribuição. A luva de retenção da mola 48 conectada na hastede válvula 14 ou cabo impede que o grampo 35 saia da posiçãodurante o uso.
O conjunto de válvula 10 permite um elemento deválvula único para uso com dois edutores. Isso é uma econo-mia de custo. Ele também provê a não etiquetagem da unidade,onde o produto é sua própria etiqueta e a válvula seletoraaponta para o produto planejado. Isso também permite um cir-cuito único se um circuito eletrônico é adicionado para mo-nitoramento remoto do uso químico ou indicadores eletrônicos(luzes pisca-pisca, LED's, etc.) para reforçar mais a sele-ção apropriada do produto.
O material preferido para a fabricação da haste daválvula seletora 14 é Teflon®. O elemento de corpo 15 é pre-ferivelmente fabricado de polipropileno. Entretanto, outrosmateriais plásticos moldáveis poderiam ser utilizados talcomo um copolímero de polipropileno.
O detentor na placa de divisão 42 proporciona umbatente e indicador audível para a posição do conjunto deválvula seletora 10. Se desejado, ele poderia ser eliminadocomo poderiam as faixas de cor 84. Embora o conjunto da vál-vula seletora 10 tenha sido ilustrado com quatro orifíciosde admissão 17 para concentrados químicos, a válvula seleto-ra pode operar com menos orifícios de admissão tal como doisou um número maior tal como oito. Todas tais modificaçõesdentro do espírito da invenção são planejadas para permane-cer dentro do escopo como definido pelas reivindicações anexas.

Claims (18)

1. Conjunto de válvula seletora e de retenção (10)que pode controlar o fluxo de pelo menos quatro trajetóriasde fluxo do fluido, CARACTERIZADO pelo fato de que compreen-de:um elemento de corpo (15) tendo um compartimento(58) com uma parede final (60),uma passagem de saida (78) na parede final do com-partimento,pelo menos quatro passagens (18) se comunicandocom o compartimento,um elemento giratório (14) posicionado de maneiravedável no compartimento, o elemento giratório tendo uma pa-rede lateral (62) e uma parede final (64),uma primeira galeria (66) se estendendo por umadistância para dentro do elemento giratório a partir da suaparede final euma segunda galeria (68) se estendendo através dasua parede lateral e se comunicando com a primeira galeria,dois orifícios (77) conectados no elemento de cor-po (15) e se comunicando com a passagem de saída (78) na pa-rede final (60) do compartimento (15),dois elementos de válvula de retenção (22, 23, 75,76) operativamente associados com os dois orifícios (71), oselementos da válvula de retenção construídos e dispostos pa-ra prover uma abertura de uma das válvulas e um fechamentoda outra válvula de retenção quando existe um efeito de si-fão em um dos dois orifícios,por meio do que a rotação do elemento giratórioseletivamente orientará a segunda galeria com (68) cada umada pelo menos quatro passagens (18) de modo a fazer com queo liquido nas pelo menos quatro passagens (18) passe para aprimeira e segunda galerias e subseqüentemente para a passa-gem de saida (78).
2. Conjunto de válvula seletora, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os elementosda válvula de retenção (22, 23, 75, 76) estão contidos em umcompartimento (79) construído e disposto para reter umaquantidade mínima de concentrado químico.
3. Conjunto de válvula seletora, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que existem qua-tro passagens (18) se comunicando com o compartimento (58).
4. Conjunto de válvula seletora, de acordo com areivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que também in-clui pelo menos um orifício articulado (17) conectado no e-lemento de corpo (15) e se comunicando com as quatro passa-gens (18).
5. Conjunto de válvula seletora, de acordo com areivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que também in-clui elementos de orifício articulado (17) conectados em ca-da uma das quatro passagens (18).
6. Conjunto de válvula seletora, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que também in-clui um elemento de divisão (42, 44) conectando no elementogiratório.
7. Conjunto de válvula seletora, de acordo com areivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que também in-clui um elemento de mola (46) em contato de orientação com oelemento de divisão (42, 44) e um elemento de retenção demola (48) conectado no elemento de corpo (15) e no elementode mola.
8. Conjunto de válvula seletora, de acordo com areivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que também in-clui dispositivo indicador de cor (84) operativamente asso-ciado com cada um dos elementos de orifício articulado (17).
9. Conjunto de válvula seletora, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira ea segunda passagens (66, 68) são construídas e dispostas pa-ra prover quantidade máxima de fluxo de concentrado comquantidade mínima de transporte de produto.
10. Conjunto combinado de válvula seletora e deretenção (10) que pode controlar o fluxo de pelo menos qua-tro trajetórias de fluxo de fluido em combinação com pelomenos um edutor (12), CARACTERIZADO pelo fato de que compre-ende :um elemento de corpo (15) tendo um compartimento(58) com uma parede final (60),uma passagem de saída (78) na parede final do com-partimento,pelo menos quatro passagens (18) se comunicandocom o compartimento,um elemento giratório (14) posicionado de maneiravedável no compartimento, o elemento giratório tendo uma pa-rede lateral (62) e uma parede final (64),uma primeira galeria (66) se estendendo por umadistância para o elemento giratório a partir da sua paredefinal,uma segunda galeria (68) se estendendo através dasua parede lateral e se comunicando com a primeira galeria eum edutor (12) conectado na passagem de saida,dois orifícios (77) conectados no elemento de cor-po (15) e se comunicando com a passagem de saída (78) na pa-rede final (60) do compartimento (15),dois elementos de válvula de retenção (22, 23, 75,- 76) operativamente associados com os dois orifícios (77), oselementos da válvula de retenção construídos e dispostos pa-ra prover uma abertura de uma das válvulas e um fechamentoda outra válvula de retenção quando existe um efeito de si-fão em um dos dois orifícios,por meio do que a rotação do elemento giratórioseletivamente orientará a segunda galeria com cada uma dasquatro passagens de modo a fazer com que o líquido nas qua-tro passagens passe para a primeira galeria e subseqüente-mente para a passagem de saída e o edutor.
11. Conjunto de válvula seletora e edutor combina-dos, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelofato de que também inclui um edutor adicional (13) conectadona passagem de saída.
12. Conjunto de válvula e edutor combinados, deacordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato deque um edutor tem uma taxa de fluxo e o outro tem uma taxade fluxo mais rápida.
13. Válvula seletora e edutor combinados, de acor-do com a reivindicação 11, CARACTERIZADOS pelo fato de queos edutores são conectados no conjunto de válvula seletorapor válvulas de retenção (20) .
14. Válvula seletora e edutor combinados, de acor-do com a reivindicação 11, CARACTERIZADOS pelo fato de queas válvulas de retenção (20) são válvulas de retenção de bi-lha (22, 23, 75, 76).
15. Conjunto de válvula seletora e de retenção,CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:um corpo de válvula (15) formado com uma passagemde saida (78),pelo menos duas passagens (18) se comunicando como corpo de válvula,um rotor de válvula (14) formado com uma passagem(66,68), a passagem do rotor de válvula construída e dispos-ta para prover a comunicação entre a passagem do corpo deválvula e a passagem de saída,dois orifícios (77) conectados no corpo de válvula(15) e se comunicando com a passagem de saída,dois elementos da válvula de retenção (22,23) ope-rativamente associados com os dois orifícios, o elemento daválvula de retenção construído e disposto para prover umaabertura de uma das válvulas e um fechamento da outra válvu-la de retenção quando existe um efeito de sifão em um dosdois orifícios.
16. Conjunto de válvula seletora e de retençãocombinadas, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADOpelo fato de que também inclui um edutor (12) conectado emcada um dos orifícios (77).
17. Conjunto de válvula seletora e de retençãocombinadas, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADOpelo fato de que a passagem do rotor da válvula é definidapor duas passagens (66,68).
18. Conjunto de válvula seletora e de retençãocombinadas, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADOpelo fato de que as pelo menos duas passagens (18) são defi-nidas por quatro passagens.
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