BRPI0807491B1

BRPI0807491B1 - Diafragma para uso em um conjunto de válvula, conjunto de válvula e barril

Info

Publication number: BRPI0807491B1
Application number: BRPI0807491-7A
Authority: BR
Inventors: Albert Wauters; Iain McDerment
Original assignee: Inbev S.A.
Priority date: 2007-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2019-05-14
Also published as: US8261765B2; RU2009134120A; EP2129616A2; US20100116356A1; ES2572749T3; WO2008098936A2; BRPI0807491A2; DK2129616T3; WO2008098936A3; RU2470854C2; EP2129616B1

Abstract

diafragma para uso em um conjunto de válvula, conjunto de válvula e barril a presente invenção refere-se a um diafragma para uso em um conjunto de válvula, compreendendo pelo menos uma porção de vedação e uma porção de fixação, caracterizado pelo fato de que a porção de fixação e a pelo menos uma porção de vedação são conectadas por meio de uma porção flexível.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DIAFRAGMA PARA USO EM UM CONJUNTO DE VÁLVULA, CONJUNTO DE VÁLVULA E BARRIL.

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a um diafragma para uso em um conjunto de válvula, em particular em conjuntos de válvula adaptados de modo a passar simultaneamente correntes segregadas de válvula (isto é, durante uma operação de dispensa).

Antecedentes da Invenção [002] Nos dias de hoje, os conjuntos de válvula utilizados para barris de cerveja podem ser categorizados em dois tipos importantes.

[003] Um primeiro tipo, o assim chamado tipo A(lumasc), é descrito na Publicação WO 0020326 e compreende um alojamento cilíndrico e uma base em forma de copo, cilíndrica, encaixada no fundo aberto do alojamento. O topo do alojamento tem um aro anular direcionado para dentro, definindo um assento de válvula periférico externo do orifício de válvula, enquanto, na parede lateral cilíndrica do alojamento, é provida uma série de orifícios.

[004] A base em forma de copo é provida com uma torneira central que se estende tanto no sentido ascendente como no sentido descendente da base. Uma haste de válvula é encaixada na parte superior da torneira. Esta haste de válvula é um elemento tubular provido com uma tampa em uma extremidade e com uma série de orifícios na parede lateral tubular adjacente à tampa. A haste de válvula parcialmente se estende para fora da torneira de tal modo que a dita série de orifícios fique livre.

[005] A tampa da haste de válvula tem um aro anular direcionado para fora, definindo um assento de válvula periférico coplanar ao assento de válvula periférico externo.

[006] Um elemento de válvula anular de gatilho feito de um

Petição 870180158099, de 03/12/2018, pág. 8/26

2/12 material resiliente é provido no sentido coaxial em torno da haste de válvula e atuado contra os assentos de válvula por meio de uma mola provida no alojamento de válvula.

[007] O assento anular de gatilho, deste modo, permite a vedação do orifício de válvula em uma posição fechada. Para abrir o orifício de válvula, um tubo dispensador é utilizado no sentido de pressionar o assento anular de gatilho contra a mola que passa pela série de orifícios da haste de válvula. Nesta posição aberta, o tubo dispensador, o elemento de válvula e a torneira segregam um canal de fluido interno e externo.

[008] Um segundo tipo de conjunto de válvula é de modo geral chamado de tipo S(ankey) e é descrito, por exemplo, na Patente GB 1549733. Os conjuntos de válvula do tipo S compreendem um alojamento cilíndrico e uma base em forma de copo encaixada de maneira móvel no mesmo.

[009] O topo do alojamento tem um aro direcionado para dentro que define um assento periférico externo do orifício de válvula, enquanto a base do alojamento tem um flange direcionado para dentro que define um furo no qual a base em forma de copo é montada de modo a deslizar de uma maneira vedante.

[0010] A base em forma de copo consiste em um elemento tubular com pelo menos uma alteração de diâmetro criada por uma porção de ressalto em suas paredes laterais. Em seu topo, a base em forma de copo tem um flange que se estende para fora provido com uma vedação. A base em forma de copo é atuada por meio de uma mola encaixada entre a base do alojamento e o flange no topo da base em forma de copo, desta maneira empurrando a vedação contra o assento de válvula periférico externo, e fechando o canal de fluido externo.

[0011] A base em forma de copo é provida com um batoque de válvula que consistem, em modo geral, em um corpo em forma de disco

Petição 870180158099, de 03/12/2018, pág. 9/26

3/12 integral com um flange transversal periférico. A borda periférica externa do batoque de válvula define o assento de válvula periférico interno. [0012] Uma segunda mola é aplicada entre o batoque de válvula e a porção de ressalto da base em forma de copo, deste modo pressionando o batoque de válvula contra o assento de válvula interno e fechando o canal de fluido interno da válvula.

[0013] Uma falha dos conjuntos de válvula do tipo A é que o desenho geral com torneira e base em forma de copo necessita de uma quantidade substancial de material, e, deste modo, este tipo de conjuntos de válvula se torna pesado e oneroso.

[0014] Uma outra falha dos conjuntos de válvula do tipo A é que a vedação é deslizável com relação à torneira, embora o contato entre ambas as peças seja essencial para a segregação entre os dois canais de fluido.

[0015] Uma falha das válvulas do tipo S conhecidas é o uso de duas molas, o que torna este tipo de válvula muito oneroso, tanto em termos de custo de material como em termos de custo de montagem. Além disso, o fato de a base em forma de copo ser móvel com relação ao alojamento de válvula torna o conjunto de válvula muito complexo.

[0016] A Patente EP 0225035 apresenta um desenho alternativo que permite a substituição das molas por materiais elastoméricos. No entanto, o desenho proposto é bastante complexo e a base em forma de copo é ainda montada de maneira deslizável no alojamento de válvula, fazendo com que tal conjunto de válvula continue ainda complexo e de alto custo.

[0017] O objeto subjacente à presente invenção é solucionar as falhas acima e apresentar um conjunto de válvula que seja mais fácil de fabricar e confiável em uso.

Sumário da Invenção [0018] A presente invenção atende aos objetivos acima por meio da

Petição 870180158099, de 03/12/2018, pág. 10/26

4/12 provisão de um diafragma para uso em um conjunto de válvula do tipo compreendendo um alojamento com um assento de válvula em torno do orifício de válvula e uma base engatada em ajuste próximo no alojamento, o dito diafragma compreendendo pelo: menos uma porção de vedação adequada para encaixar de forma estanque o assento de válvula; a dita porção de vedação compreendendo uma abertura central faceando o orifício de válvula e, uma porção de fixação adequada para fixar o dito diafragma à base do dito assento de válvula, e uma porção flexível conectando a porção de fixação e a pelo menos uma porção de vedação em que a porção de vedação compreende uma estrutura rígida de anel.

[0019] Como será descrito em mais detalhes a seguir, o uso do conjunto de válvula acima permite a obtenção de uma segregação confiável entre os canais de fluido para ambos os conjuntos de válvula do tipo A e do tipo S, por meio do que o diafragma atua como uma vedação rigidamente fixada à torneira ou à base em forma de copo.

[0020] Uma outra vantagem do diafragma é que o seu desenho permite a redução do material necessário para a fabricação do conjunto de válvula, deste modo reduzindo o seu custo.

[0021] Ainda, uma outra vantagem é que, para os conjuntos de válvula do tipo S, a base em forma de copo pode ser rigidamente fixada ao alojamento e precisa apenas do uso de uma única mola, deste modo reduzindo tanto o custo de fabricação como o custo de montagem, e ainda aumenta a confiabilidade.

[0022] A presente invenção diz respeito ainda a um conjunto de válvula compreendendo um diafragma conforme identificado acima, assim como a barris e, em particular, aos barris de cerveja que compreendem um conjunto de válvula com o dito diafragma incorporado ao mesmo.

Breve Descrição dos Desenhos

Petição 870180158099, de 03/12/2018, pág. 11/26

5/12 [0023] A fim de melhor mostrar as características da presente invenção, será feita uma descrição detalhada de uma modalidade preferida, tão somente como um exemplo, sem limitar o âmbito de aplicação da presente invenção, e com referência aos desenhos em apenso, nos quais:

- a figura 1 representa uma vista parcial de um barril tendo uma porção de gargalo com um conjunto de válvula do tipo S encaixado na mesma;

a figura 2 representa as mesmas peças da figura 1, embora em uma vista explodida;

a figura 3, em uma escala menor, representa uma outra vista explodida da figura 2;

a figura 4 representa uma seção transversal de acordo com a linha IV-IV da figura 1;

as figuras 5 e 6 representam seções transversais de conjuntos de válvula alternativos de acordo com a presente invenção. Descrição Detalhada da Presente Invenção [0024] A figura 1 representa um barril 1, por exemplo, um barril de cerveja, provido com uma porção de gargalo 2 na qual um conjunto de válvula 3 é fixado, de acordo com a presente invenção.

[0025] Na modalidade mostrada nas figuras 1 a 4, o conjunto de válvula 3 de acordo com a presente invenção é desenhado como um conjunto do tipo S e compreende um encaixe 4, um alojamento 5 e uma base em forma de copo 6.

[0026] Na presente modalidade, o encaixe 4, que neste caso é anular, consiste em dois perfis semicirculares 4a, 4b, cada qual tendo uma chapa semicilíndrica 7 provida com um flange que se estende para dentro e para fora 8 em seu topo e com um flange direcionado para dentro 9 em seu fundo. Intermediário entre o topo e o fundo é provido um flange que se estende para fora 10.

Petição 870180158099, de 03/12/2018, pág. 12/26

6/12 [0027] O alojamento 5, que, neste caso, é cilíndrico compreende uma porção de parede cilíndrica 11 provida com uma série de orifícios 12 e furos de fixação 13. Em seu topo, a porção de parede cilíndrica 11 é provida com um flange que se estende para fora 14 e um aro direcionado para dentro 15 que define o orifício de válvula 16 e o assento de válvula periférico externo 17.

[0028] A base em forma de copo 6, que, na modalidade representada, é cilíndrica compreende uma peça de base anular 18 e uma parede cilíndrica 19 provida sobre a mesma. Na base é provido um furo central 20.

[0029] De preferência, um tubo 21 é fixado às bordas do dito furo 20, tubo este que se estende em uma direção afastada da parede cilíndrica 19 da base em forma de copo 6. Na presente modalidade, esta parede cilíndrica 19 é provida com diversas saliências 22 e uma ranhura 23, neste caso, uma ranhura anular 23 provida próxima à extremidade livre da superfície externa da parede 19.

[0030] Nota-se que o encaixe 4, o alojamento 5 e a base em forma de copo podem ser feitos de um material termoplástico, como, por exemplo, PET ou PEN. A fabricação de todos estes componentes em um mesmo material ou material similar facilita a reciclagem do conjunto de válvula.

[0031] De acordo com a presente invenção, um diafragma 24 é fixado à base em forma de copo 6, cujo diafragma 24 pelo menos compreende pelo menos uma porção de vedação 24a; uma porção de fixação 24b; e uma porção flexível 24c que conecta a porção de vedação 24a à porção de fixação 24b.

[0032] O diafragma 24 é de preferência feito de um material elastomérico, como, por exemplo, Hytrel^® da Du Pont ou Dryflex® do VTC TPE Group.

[0033] O diafragma tem uma forma geral cilíndrica que define uma

Petição 870180158099, de 03/12/2018, pág. 13/26

7/12 abertura central 25. A porção de vedação 24a de preferência compreende uma estrutura rígida de anel 26 com um diâmetro periférico interno inferior ao diâmetro periférico interno do orifício de válvula 16 e com um diâmetro periférico externo superior ao diâmetro do orifício de válvula 16.

[0034] A estrutura rígida 26 é pelo menos parcialmente sobremoldada com o material elastomérico do diafragma 24. Neste caso, as peças sobremoldadas da estrutura rígida 26 se situam tanto no topo 26a como no fundo 26b da mesma.

[0035] No perímetro externo da porção de vedação, o diafragma se estende para fora, pelo que pode ser definido como uma porção flexível 26c que, neste caso, é feita por meio de folha contínua como um assento anular de material elastomérico.

[0036] É essencial para a presente invenção que esta porção do diafragma seja flexível. Como o caráter flexível é obtido vem a ser uma questão menos importante, devendo-se notar que a flexibilidade é obtida ao se empregar um material corrugado ou qualquer coisa do gênero. No caso de uma válvula de dois canais, a porção flexível precisa ser contínua e faz parte da segregação entre os dois canais da válvula. Com efeito, o diafragma pode ser considerado como parte da base em forma de copo 6, sendo que um primeiro canal de fluido interno é definido dentro da base 6 e sendo que um segundo canal de fluido externo é definido no alojamento 5, porém fora da base 6.

[0037] A porção de fixação 24b é provida no perímetro externo da porção flexível 24c e de preferência compreende um meio de fixação que, neste caso, é formado por um ressalto 7 a partir do qual o diafragma 24 se estende em uma direção aproximadamente longitudinal com relação ao seu desenho anular.

[0038] Na extremidade livre do diafragma 24, é provido um aro direcionado para dentro 28 que pode ser encaixado na ranhura acima

Petição 870180158099, de 03/12/2018, pág. 14/26

8/12 mencionada 23 da base em forma de copo 6 de modo a ser fixamente fixado à mesma. Como será apreciado a partir das figuras 4, o diafragma 24 e a base em forma de copo 6 definem um espaço 29, no qual são providos um batoque de válvula 30 e uma mola 31. O batoque de válvula de preferência consiste em um corpo em forma de disco integral 30a com um flange transversal periférico 30b. O corpo em forma de disco 30a, deste modo, define um assento de válvula periférico interno e tem um diâmetro de preferência superior ao diâmetro interno da estrutura rígida de anel 26 do diafragma 24.

[0039] A mola 31, que, de preferência, é feita de aço inoxidável, fica polarizada entre a peça de base 18 e o batoque de válvula 30, deste modo pressionando o batoque de válvula 30 ou o assento de válvula interno contra a porção de vedação 24a do diafragma 24.

[0040] Em uma condição montada, a base em forma de copo 6 é encaixada no alojamento 5 por meio das saliências 22 da base em forma de copo 6 que se apertam nos furos 13 do alojamento 5, de tal modo que a base 6 fique rigidamente fixada ao alojamento 5.

[0041] Nota-se que as dimensões da base em forma de copo 6 e o alojamento 5 são tais que a porção de parede 11 e a parede 19 da base em forma de copo 6 se encaixam de maneira estrita, de tal modo que a porção de fixação 24b do diafragma 24 fique apertada entre ambas as paredes 11 e 19.

[0042] O próprio alojamento 5 é fixado entre os flanges 8 e 9 que se estendem para dentro do encaixe anular 4, que, por sua vez, pode ser fixado à porção de gargalo 2 de um barril 1.

[0043] Neste caso, o encaixe anular 4 e, em particular, o seu flange 10 é soldado a laser na porção de gargalo, embora a fixação pode também ser feita por meio de um aperto de rosca. Tais métodos de fixação são de modo geral conhecidos no campo da invenção e não serão descritos em mais detalhes.

Petição 870180158099, de 03/12/2018, pág. 15/26

9/12 [0044] A atuação do conjunto de válvula 24 é simples e como se segue. Em um estado não-atuado, o conjunto de válvula fica em uma posição fechada. Com efeito, em uma posição não-atuada, o batoque de válvula 30 é pressionado contra a porção de vedação 24a do diafragma 24, que, por sua vez, é empurrado contra o assento de válvula periférico externo 17, desta maneira fechando o orifício de válvula de uma maneira vedante. Para abrir o orifício de válvula, um dispositivo dispensador é conectado de uma maneira vedante sobre a porção de gargalo do barril 1, e um tubo dispensador, montado de maneira deslizante no dispositivo dispensador, é posicionado com a sua ponta no centro à frente do orifício de válvula 16. Os tubos dispensadores presentemente conhecidos para as válvulas do tipo S são providos com um ressalto de vedação a uma distância de sua ponta. Ao movimentar o tubo na direção da válvula, a ponta se encaixa no batoque de válvula 30 e comprime a mola 31, enquanto o ressalto se encaixa de uma maneira vedante na porção de vedação 24a do diafragma 24.

[0045] Desta maneira, um primeiro canal de válvula externo é criado, definido pela superfície externa do tubo dispensador, pela superfície externa do diafragma 24 e pela superfície interna do alojamento 5. Este canal externo tem acesso ao barril 1 através da série de orifícios 12 acima mencionados no alojamento de válvula 5. Um segundo canal interno de válvula é definido pelo interior do tubo dispensador, pela superfície interna do diafragma 24 e pela parede interna da base em forma de copo 6.

[0046] Para os barris de cerveja, o canal de válvula interno normalmente serve para direcionar a cerveja para fora do barril 1, enquanto o canal de válvula externo é utilizado para direcionar um fluido pressurizado do tipo gás no barril 1, deste modo forçando a cerveja para fora.

Petição 870180158099, de 03/12/2018, pág. 16/26

10/12 [0047] Quando o tubo dispensador é removido, a mola 31 força o batoque de válvula 30 para uma posição fechada, deste modo forçando a porção de vedação 24a do diafragma 24 a se justapor ao assento de válvula periférico 17, deste modo, fechando o orifício de válvula 16.

[0048] A figura 5 representa um conjunto de válvula alternativo de acordo com a presente invenção. Esta variante é desenhada de acordo com os conjuntos de válvula do tipo A.

[0049] A diferença é que o batoque de válvula 30 é substituído por uma haste de válvula 32 que é encaixada na base em forma de copo 6 e provida com uma tampa 33. Esta tampa 33 tem um aro anular direcionado para fora 34 que define um assento de válvula periférico interno coplanar ao assento de válvula periférico externo 17.

[0050] O desenho geral do diafragma 24 corresponde ao diafragma de acordo com a presente invenção concebido para o conjunto de válvula do tipo S. No entanto, com relação à porção de vedação 24a do diafragma 24, fica evidente que, uma vez que, nos conjuntos de válvula do tipo A, os assentos de válvula periféricos externos são coplanares, o desenho da estrutura rígida de anel 26 é adaptado de maneira correspondente.

[0051] Na modalidade representada na figura 5, a base em forma de copo 6 tem um diâmetro externo significativamente menor que o diâmetro interno do alojamento 5 feito em uma peça só com o encaixe anular. Embora esta seja tão-somente uma opção de desenho, a característica acima apresenta uma implicação sobre a fixação do diafragma à base em forma de copo 6. Com efeito, nesta modalidade, a porção de fixação 24b do diafragma não pode ser presa entre as paredes 11, respectivamente 19, do alojamento 5 e da base em forma de copo 6.

[0052] Sendo assim, um anel de aperto (não mostrado) pode ser aplicado. Fica evidente, no entanto, que tanto para o tipo S como para

Petição 870180158099, de 03/12/2018, pág. 17/26

11/12 o tipo A de conjuntos de válvula, a fixação do diafragma 24 pode ser obtida de acordo com inúmeras alternativas, como, por exemplo, por meio da soldagem ou colagem da porção de fixação 24b à base em forma de copo 6.

[0053] De forma alguma, a presente invenção se limita às modalidades preferidas de diafragma ou de conjunto de válvula descritas acima no presente documento, mas sim, pode ser construída de diversas maneiras sem se afastar do âmbito de aplicação da presente invenção.

Listagem de Referência

- barril

- porção de pescoço

- conjunto de válvula

- encaixe anular

4a - perfil semicircular

4b - perfil semicircular

- alojamento

- base em forma de copo

- chapa semicilíndrica

- flange

- porção de parede

- orifícios

- furos

- flange

- aro

- orifício de válvula

- assento de válvula externo

- peça de base anular

Petição 870180158099, de 03/12/2018, pág. 18/26

12/12

- parede

- furo

21- tubo

- saliências

- ranhura

- diafragma

24a - porção de vedação

24b - porção de fixação

24c - porção flexível

- abertura

- estrutura rígida de anel

- ombro

- aro

- espaço

- batoque de válvula

30a - corpo

30b - flange

- mola

- haste de válvula

- tampa

- aro / assento de válvula periférico interno

Petição 870180158099, de 03/12/2018, pág. 19/26

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Diafragma para uso em um conjunto de válvula do tipo compreendendo um alojamento (5) com um assento de válvula (17) em torno do orifício de válvula e uma base (6) engatada em ajuste próximo no alojamento (5), o dito diafragma compreendendo:

pelo menos uma porção de vedação (24a) adequada para encaixar de forma estanque o assento de válvula (17); a dita porção de vedação (24a) compreendendo uma abertura central (25) faceando o orifício de válvula (16) e, uma porção de fixação (24b) adequada para fixar o dito diafragma à base (6) do dito assento de válvula, e uma porção flexível (24c) conectando a porção de fixação (24b) e a pelo menos uma porção de vedação (24a) caracterizado pelo fato de que a porção de vedação (24a) compreende uma estrutura rígida de anel (26).
2. Diafragma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção flexível é contínua.
3. Diafragma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o diafragma é feito de um material elastomérico.
4. Diafragma, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a estrutura de anel rígida (26) é pelo menos parcialmente revestida com um material elastomérico.
5. Diafragma, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a porção de fixação é provida com um aro que se estende no sentido interno (28).
6. Conjunto de válvula caracterizado pelo fato de que compreendendo um alojamento (5) com um assento de válvula (17) em torno de um orifício de válvula (16) e uma base (6) engatada em ajuste

Petição 870180158099, de 03/12/2018, pág. 20/26

2/2 próximo no alojamento (5), o dito conjunto de válvula compreendendo ainda um diafragma como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5 fixado à base (6).
7. Conjunto de válvula, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma base em forma de copo (6) com uma parede (19) encaixada em um alojamento de válvulas (5), sendo que o conjunto de válvula define dois canais de fluido separados, um canal interno dentro da base (6) e um outro dentro do alojamento, porém fora da base (6), sendo que o diafragma (24) é fixado à base (6), segregando, assim, ambos os canais de fluido.
8. Conjunto de válvula, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o diafragma é fixado à base (6) por engate de um aro que se estende para dentro (28) fornecido na porção de fixação (24b) do mesmo em uma ranhura (23) fornecida na base (6).
9. Conjunto de válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que a base em forma de copo (6) é rigidamente fixada ao alojamento de válvulas (5).
10. Barril caracterizado pelo fato de que é fornecido com uma porção de pescoço e compreende um conjunto de válvula como definido nas reivindicações 7 a 9 fixado à dita porção de pescoço.