BR102015013148B1 - bocal de pulverização - Google Patents
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Abstract
BOCAL DE PULVERIZAÇÃO COM CONE PLENO. A presente invenção refere-se a um bocal de pulverização (1) que compreende uma câmara de agitação (3) que possui uma parede periférica (32) sensivelmente cilíndrica, com uma parede a montante (42) e uma parede a jusante (31), a parede a jusante possuindo uma orifício de ejeção (30) adjacente ao orifício de saída do bocal, a parede a montante sendo atravessada por pelo menos um canal de entrada (41) de fluido que desemboca segundo uma direção sensivelmente axial na câmara de agitação, e a parede periférica sendo atravessada por pelo menos um outro canal de entrada (33) de fluido, que desemboca nessa câmara de agitação, segundo uma direção essencialmente tangencial, esse bocal de pulverização sendo caracterizado pelo fato de a parede a montante compreender pelo menos uma cavidade (43) limite aberta à distância desse canal de entrada axial e aberta sobre uma face orientada para o interior da câmara
Description
[001] A presente invenção refere-se a um bocal de pulverização.
[002] Um bocal de pulverização se apresenta externamente como estojo que apresenta um orifício de entrada e um orifício de saída. No interior, o corpo de bocal é ajustado para permitir a dispersão de um líquido sob a forma de gotículas, e para formar na saída um jato de gotículas, ou spray, que possui uma distribuição determinada no espaço. Esses bocais são, por exemplo, utilizados no domínio agrícola para pulverizar produtos fitossanitários sobre culturas.
[003] Distinguem-se diferentes tipos de bocais, de acordo com a forma particular de seu jato: bocais ditos com jato reto, com jato plano, com jato em cone, que pode ser um cone oco, ou ainda um cone pleno.
[004] A presente invenção se interessa pelos bocais de pulverização do tipo com jato de cone, em particular em cone pleno.
[005] O bocal compreende um corpo que forma um estojo e que comporta um ou vários elementos e/ou elementos concebidos para perturbar o jato, isto é, agir sobre o fluxo de líquido e para modificar as características antes de sua ejeção pelo orifício de saída, em função da pulverização desejada e da forma do jato de saída desejado.
[006] O corpo de bocal compreende uma câmara de agitação de forma geral cilíndrica, apresentando um orifício de saída central em comunicação direta com o orifício de saída do bocal. A fim de poder produzir um jato cônico, convém imprimir ao fluxo de líquido um movimento de rotação a montante do orifício de saída, de maneira a gerar um turbilhão. A rotação do fluxo de líquido é obtida, introduzindo o fluido no interior da câmara de agitação segundo uma direção que possui uma componente essencialmente tangencial em rela- ção a uma parede periférica dessa câmara de agitação.
[007] Existem vários tipos de bocais de pulverização com cone pleno. Podem-se, por exemplo, citar os bocais com turbilhão axial (whirl nozzle ou swirl nozzle) e os bocais com turbilhão tangencial (tangencial whirl).
[008] Os documentos US 3 275 248 e US 4 570 860 descrevem exemplos de bocais de pulverização com cone pleno de tipo com turbilhão axial. Nesses bocais, o movimento de rotação do fluido é obtido, graças a um enxerto de agitação, vindo fechar a câmara de agitação a montante do orifício de saída e compreendendo um conjunto de canais sensivelmente helicoidais, permitindo orientar o fluxo de líquido e desviá-lo para injetá-lo na câmara, segundo a direção desejada.
[009] O fato de o jato ser em cone pleno, ou em cone oco depende principalmente do perfil de pressão no interior da câmara de agitação.
[0010] Ao lado disto, um exemplo de bocal com turbilhão tangencialé descrito no doc FR 2 522 537.
[0011] Nos bocais com turbilhão tangencial, o fluido é introduzido no interior da câmara através de um ou vários canais laterais oblíquos orientados segundo uma direção sensivelmente tangencial à periferia dessa câmara de agitação e sensivelmente perpendicular à direção de saída do jato.
[0012] Nesse caso, o fluido circula essencialmente na periferia da câmara, o que dá um jato em cone oco.
[0013] Para aceder ao jato em cone pleno, introduz-se também o fluido, segundo uma direção sensivelmente axial para o centro da câmara, por exemplo, por meio de um canal longitudinal que entra na câmara, atravessando uma peça de fechamento situada do lado a montante dessa câmara.
[0014] Há, portanto, uma primeira parte do fluido que circula na periferia, e uma segunda parte do fluido que passa no centro. Essas duas partes de fluido não são submetidas às mesmas forças de atomização. Um pro- blema dessa realização é que a dispersão do fluido no centro do cone não é homogênea com a dispersão do fluido na periferia do cone. Mais geralmente, seguem-se importantes variações na distribuição do fluido em uma seção reta do jato.
[0015] A invenção vem melhorar os desempenhos de pulverização desses bocais.
[0016] O bocal de pulverização proposto compreende um corpo que possui um orifício de entrada e um orifício de saída, e que apresenta, do lado do orifício de entrada, uma zona de entrada de fluido. A zona de entrada de fluido alimenta uma câmara de agitação que possui uma parede periférica sensivelmente cilíndrica com uma parede a montante e uma parede a jusante, a parede a jusante possuindo um orifício de ejeção adjacente ao orifício de saída do bocal, a parede a montante sendo atravessada por pelo menos um canal de entrada de fluido que desemboca segundo uma direção sensivelmente axial na câmara de agitação, e a parede periférica sendo atravessada por um outro canal de entrada de fluido, que desemboca nessa câmara de agitação, segundo uma direção essencialmente tangencial.
[0017] O bocal de pulverização proposto é caracterizado pelo fato de a parede a montante compreender pelo menos uma cavidade limite aberta à distância desse canal de entrada axial e aberto sobre uma face orientada para o interior da câmara.
[0018] Essa presença de cavidades no interior da câmara de agitação provoca perturbações adicionais no fluido, que permitem obter uma ato- mização melhorada do fluido no nível do núcleo do jato cônico. Obtém-se uma distribuição mais homogênea do fluido no interior do jato.
[0019] Esse efeito particularmente notável no caso de uma fileira de bocais, formando, por exemplo, uma rampa de pulverização.
[0020] Sem querer se limitar à teoria, pensa-se que o fato de dispor a(s) cavidade(s) à distância do canal de entrada axial permite assegurar que o fluido que circula através desse canal penetre inicialmente no interior da câmara de agitação. O fluido que penetra nas cavidades é, por conseguinte, o fluido que circula na câmara, e não o fluido que alimenta a câmara, mas não tendo ainda penetrado nessa câmara.
[0021] Além disso, o bocal proposto conserva uma constituição extremamente compacta.
[0022] A cavidade pode compreender uma calha.
[0023] A calha pode ser pelo menos parcialmente periférica.
[0024] A calha pode ser anular.
[0025] Enfim, a calha pode ter um perfil sensivelmente em V em seção reta.
[0026] De acordo com uma realização, a parede a montante da câmara de agitação é definida, pelo menos parcialmente, por uma peça de fechamento dessa câmara. Essa realização apresenta numerosas vantagens para a fabricação do bocal. A câmara de agitação (que se pode chamar também câmara de turbulência) pode assim ser fabricada (notadamente por usina- gem) sob a forma de uma câmara que a aberta do lado superior. O canal axial, assim como a(s) cavidade(s), pode ser aberto nessa peça de fechamento. Para a ligação final do bocal, basta montar a peça de fechamento sobre a câmara de agitação.
[0027] A peça de fechamento pode integrar outras paredes, se for o caso, notadamente a parede periférica e os canais laterais.
[0028] Outras características e vantagens da invenção aparecerão com o exame da descrição detalhada a seguir, e dos desenhos anexados, nos quais: - a figura 1 representa uma vista esquemática em perspectiva dianteira de um bocal de pulverização com cone pleno, tal como proposta; - a figura 2 representa uma vista esquemática em perspectiva traseira do bocal da figura 1; - a figura 3 é uma representação esquemática em corte longitudinal axial do bocal das figuras 1 e 2; - a figura 4 é uma representação esquemática em corte longitudinal axial do bocal das figuras 1 e 2, considerada em 90o em relação à vista da figura 3; - a figura 5 é uma representação esquemática explodida do bocal das figuras 1 e 2 em perspectiva traseira; - a figura 6 é uma representação esquemática explodida do bocal das figuras 1 e 2, em perspectiva dianteira.
[0029] Os desenhos e a descrição a seguir contêm, no essencial, elementos de caráter determinado. Os desenhos fazem parte integrante da descrição e poderão, portanto, não somente servir melhor para fazer compreender a presente invenção, mas também contribuir para sua definição, se for o caso.
[0030] As figuras 1 a 5 mostram um bocal de pulverização com cone pleno.
[0031] O bocal 1 compreende um corpo 2 que forma um estojo abrigando uma câmara de agitação 3, com sua peça de fechamento 4, um enxerto 5 e uma junta 6 periférica, visando a assegurar uma estanqueidade entre o enxerto 5 e o corpo 2.
[0032] O corpo 2 é de forma sensivelmente cilíndrica e compreende uma parede periférica 20 que delimita um espaço interno destinado a alojar os componentes do bocal 1. O corpo 2 poderá ser fabricado, por exemplo, em matéria plástica.
[0033] O corpo 2 apresenta um orifício de entrada 21 destinado a ser ligado a uma alimentação com fluido a pulverizar, e um orifício de saída 22 destinado à evacuação do fluido a pulverizar, e um orifício de saída 22 destinadoà evacuação do fluido sob a forma de jato ou spray em cone pleno.
[0034] O corpo 2 apresenta, do lado do orifício de entrada 21, um rebordo periférico 23 destinado a servir de apoio ao enxerto 5.
[0035] Do lado do orifício de saída 22, esse orifício de saída 22 possui uma seção sensivelmente troncônica. O orifício de saída 12 possui, além disso, um diâmetro inferior ao diâmetro interno do corpo, de maneira a formar um batente radial interno 24.
[0036] Conforme indicado anteriormente, o corpo 2 recebe uma câmara de agitação 3.
[0037] A câmara de agitação 3 é uma peça oca de forma sensi-velmentecilíndrica e compreende uma parede a jusante 31 que apresenta um orifício de ejeção 30, de seção transversal sensivelmente circular, e uma paredeperiférica 32 sensivelmente circular. De acordo com a realização representada, a câmara de agitação 3 não integra a parede a montante. O fechamento da câmara de agitação 3 lado a montante é realizado por uma peça de fechamento 4, que será descrita infra.
[0038] A parede periférica 32 da câmara de agitação 3 define um espaço interno sensivelmente cilíndrico. Esse espaço interno da câmara de agitação se comunica com o orifício de ejeção 30 por intermédio de uma parte anterior de seção troncônica 35. A parte anterior de seção troncônica 35 permite obter a aceleração da velocidade de ejeção, concentrando o fluido em direção ao orifício 30.
[0039] Além disso, o orifício de ejeção 30 apresenta uma seção essencialmente cilíndrica e uma parte alargada do lado do orifício de saída 22 do bocal 1.
[0040] Por outro lado, a câmara de agitação 3 compreende uma parte anterior orientada em direção ao orifício de saída 22 do bocal 1, apresentando um diâmetro externo sensivelmente igual ao diâmetro interno do corpo 2. A câmara de agitação 3 compreende também uma parte traseira que apresenta um diâmetro externo inferior ao diâmetro interno do corpo 2, a fim de abrir um espaço de circulação entre esse corpo 2 e essa câmara de agitação 3. A largura do espaço de circulação é adaptada ao fluido a pulverizar e ao fluxo desse fluido através do bocal 1.
[0041] Nessa parte traseira da câmara de agitação 3, a parede periférica compreende duas aberturas laterais 33 atravessadoras, na espécie das fendas sensivelmente longitudinais. As aberturas laterais 33 são diametralmente opostas e realizadas de maneira a desembocar na câmara de agitação 3, segundo uma direção essencialmente tangencial à parede periférica 32 ou ligeiramente inclinada em relação a essa parede periférica 32, lado interno.
[0042] A câmara de agitação 3 é disposta no interior do corpo 2, sua parte anterior vindo contra o batente radial interno 24 desse corpo 2. O orifício de ejeção 30 da câmara de agitação 3 é adjacente e em comunicação direta com o orifício de saída 22 do corpo 2.
[0043] Uma peça de fechamento 4 é, em seguida, inserida no interior do corpo 2 na sequência da câmara de agitação 3, da qual essa peça de fechamento 4 vem fechar o espaço interno.
[0044] A peça de fechamento 4 apresenta uma forma sensivel-mentecilíndrico e vem constituir uma parede a montante da câmara de agitação 3.
[0045] A peça de fechamento 4 é concebida, de maneira a apresentar um canal 41 central axial atravessador que desemboca no interior da câmara de agitação 3 em uma face 42 orientada em direção ao interior dessa câmara de agitação 3.
[0046] Além do canal 41 aí desembocando, a face 42 apresenta uma cavidade 43 aberta à distância desse canal de entrada axial 41.
[0047] Por à distância, entende-se que existe um espaço pleno, não em comunicação fluida, entre o canal 41 e a cavidade 43. Esse canal 41 e essa cavidade 43 não estão em comunicação fluida diretamente um com o outro no meio da peça de fechamento 4, e, para atingir a cavidade 43, o fluido deve previamente circular na câmara de agitação 3.
[0048] De acordo com a realização representada, a cavidade 43 é uma calha anular periférica envolvendo o canal 41. A cavidade 43 apresenta uma seção reta em V.
[0049] A peça de fechamento 4 possui uma parte anterior orientada em direção à câmara de agitação 3, possuindo um diâmetro sensivelmente igual àquele da parte traseira dessa câmara de agitação 3.
[0050] Assim, a peça de fechamento 4 é disposta à distância da parede 20 do corpo 2 e, como a parte traseira da câmara de agitação 3, tem um espaço de circulação periférica para o fluido a pulverizar.
[0051] A peça de fechamento 4 possui também uma parte traseira, orientada em direção ao orifício de entrada 21 do corpo 2 e possuindo um diâmetro reduzido, inferior àquele de sua parte anterior. Essa parte traseira é destinada a vir presa com o enxerto 5 descrito infra que lhe assegura a manutenção.
[0052] Vem em seguida ao interior do corpo 2, o enxerto 5 destinado a assegurar a manutenção da câmara de agitação 3 e da peça de fechamento 4 em posição e a fechar o estojo formado pelo corpo 2.
[0053] O enxerto 5 é colocado e mantido por parafusação e possui para fazer isto uma parte filetada situada nas proximidades da virola 51 e concebida para cooperar com uma regulagem correspondente (não visível) do corpo 2.
[0054] O enxerto 5 constitui também uma zona de entrada de fluido que alimenta a câmara de agitação 3.
[0055] O enxerto 5 é uma peça oca apresentando-se sob uma forma geral cilíndrica que apresenta uma virola 51 destinada a se apoiar contra o rebordo periférico 23 do corpo 2.
[0056] Uma junta periférica 6 disposta na periferia externa do enxerto 3 vem assegurar a estanqueidade entre o enxerto 5 e o corpo 2 nas proximidades do orifício de entrada 21 desse corpo 2.
[0057] O enxerto 5 se estende ao interior do corpo 2 por um pro-longamentocilíndrico 53 aberto em suas duas extremidades.
[0058] O prolongamento cilíndrico 53 é destinado a se prender com a parte traseira 42 da peça de fechamento 4 por encaixe.
[0059] Conforme anteriormente, o diâmetro externo do prolon-gamentocilíndrico 53 é inferior ao diâmetro interno do corpo 2, de maneira a dispor um espaço de circulação periférica do fluido. Aberturas 55 laterais periféricassão abertas no prolongamento cilíndrico 53 nas proximidades da extremidade destinada a se prender com a peça de fechamento 4.
[0060] Essas aberturas laterais 55 são destinadas a permitir a uma parte do fluido a pulverizar juntar o espaço de circulação periférica.
[0061] A circulação do fluido através do bocal 1 é a seguinte.
[0062] Uma alimentação com fluido a pulverizar é ligada ao bocal 1. O fluido penetra no bocal 1 pelo orifício 21 do corpo 2. Mais particularmente, o fluido penetra no bocal pelo enxerto 5.
[0063] O fluido atravessa o enxerto 5 até atingir, por um lado, as aberturas laterais 55 e, por outro lado, o canal 41 da peça de fechamento 4.
[0064] Uma primeira parte do fluido a pulverizar atravessa as aberturas 55 e atinge o espaço de circulação periférica que se estende até a câmara de agitação 3, após ter ladeado a peça de fechamento 4.
[0065] Quando a primeira parte do fluido atinge a câmara de agitação 3, essa parte de fluido atravessa as aberturas 33 tangenciais e penetra no interior dessa câmara de agitação 3, conforme o ângulo desejado.
[0066] A primeira parte do fluido é assim dotada de um movimento turbilhonante.
[0067] Uma segunda parte do fluido a pulverizar atravessa axialmente o enxerto para unir a peça de fechamento 4 e seu canal 41.
[0068] A segunda parte do fluido atravessa esse canal 41 para atingir a peça de agitação 3 no interior da qual desemboca esse canal 41.
[0069] A segunda parte do fluido une assim a primeira parte desse fluido sensivelmente no centro do turbilhão.
[0070] Além do movimento de turbilhão, cujo fluido é dotado de outro no interior da câmara, esse fluido entra também em contato com a face 42 e sua cavidade 43. A circulação do fluido na cavidade 43 vem criar perturbações adicionais no escoamento desse fluido, o que favorece sua atomização.
[0071] A primeira parte do fluido é, em seguida, ejetada através do orifício 30 da câmara de agitação 3, depois atravessa o orifício de saída 22 do corpo 2 para sair do bocal 1, conforme uma realização em cone pleno.
[0072] Embora a invenção tenha sido descrita com exemplos particulares de realização, ela não está de modo nenhum limitada a isso e compreende todos os equivalentes técnicos dos meios descritos, assim como suas combinações.
[0073] Em particular, várias formas e perfis de cavidades podem ser considerados. Assim, por exemplo, a cavidade pode apresentar uma seção em arco de círculo.
[0074] Conforme já descrito, a cavidade pode ser uma calha ou uma ranhura anular periférica. Alternativamente, a calha pode ser apenas par- cialmente periférica.
[0075] Alternativamente, a cavidade pode ser uma punção.
[0076] Além disso, a parede a montante da câmara de agitação pode apresentar várias cavidades. As cavidades podem ser repartidas, de ma-neiraperiférica ou parcialmente periférica.
[0077] As cavidades podem também ser ajustadas de maneira concêntrica.
Claims (5)
1. BOCAL DE PULVERIZAÇÃO (1), compreendendo um corpo (2) que possui um orifício de entrada (21) e um orifício de saída (22) e que apresenta, do lado do orifício de entrada, uma zona de entrada desse fluido, a qual alimenta uma câmara de agitação (3) que possui uma parede periférica (32) sensivelmente cilíndrica, com uma parede a montante (42) e uma parede a jusante (31), a parede a jusante possuindo um orifício de ejeção (30) adjacente ao orifício de saída do bocal e em comunicação direta fluídica com o orifício de saída do bocal, o orifício de saída possuindo uma seção sensivelmente troncô- nica e o orifício de ejeção tendo uma seção essencialmente cilíndrica e uma parte alargada do lado do orifício de saída (22), , a parede a montante atravessada por pelo menos um canal de entrada (41) de fluido que desemboca, segundo uma direção sensivelmente axial na câmara de agitação, e a parede periférica sendo atravessada por pelo menos um outro canal de entrada (33) de fluido, que desemboca nessa câmara de agitação segundo uma direção essencialmente tangencial, esse bocal de pulverização sendo caracterizado pela parede a montante compreender pelo menos uma cavidade (43) limite aberta à distância desse canal de entrada axial e aberta sobre uma face orientada par o interior da câmara, e em que a cavidade (43) é calha anular periférica e apresenta uma seção reta em V..
2. BOCAL DE PULVERIZAÇÃO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela calha ser periférica.
3. BOCAL DE PULVERIZAÇÃO (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela calha ser anular.
4. BOCAL DE PULVERIZAÇÃO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 3, caracterizado pela calha ter um perfil sensivelmente em V em seção reta.
5. BOCAL DE PULVERIZAÇÃO (1), de acordo com qualquer uma 24906312v1 das reivindicações 1 a 4, caracterizado por na parede a montante (42) da câmara de agitação (3) ser definida, pelo menos parcialmente, por uma peça de fechamento (4) dessa câmara.
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