BR112012033175B1

BR112012033175B1 - misturador de pulverização estático

Info

Publication number: BR112012033175B1
Application number: BR112012033175-2A
Authority: BR
Inventors: Andreas Hiemer; Carsten Stemich
Original assignee: Sulzer Mixpac Ag
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2020-12-22
Also published as: EP2595758A1; RU2567638C2; KR101852041B1; BR112012033175A2; US20130119158A1; CN103118798B; CN103118798A; ES2533587T3; CA2805970A1; US10625282B2; JP5993371B2; TWI566839B; WO2012010338A1; JP2013530832A; RU2013107373A; CA2805970C; DK2595758T3; TW201221228A; EP2595758B1; BR112012033175B8

Abstract

MISTURADOR DE PULVERIZAÇÃO ESTÁTICO. A presente invenção refere-se a um misturador de pulverização para a misturação e pulverização de pelo menos dois componentes fluidificáveis, com uma caixa de misturador tubular (2), a qual se estende na direção de um eixo longitudinal (A) até uma extremidade distal (21), a qual apresenta uma abertura de saída (22) para os componentes, com pelo menos um elemento de misturação (3) disposto na caixa de misturador (2) para a misturação conjunta dos componentes, bem como uma manga de atomização (4) que apresenta uma superfície interna, a qual envolve a caixa de misturador (2) em sua região terminal, sendo que a manga de atomização (4) apresenta um canal de entrada (41) para um meio de atomização que se encontra sob pressão, sendo que na superfície externa da caixa de misturador (2) ou na superfície interna da manga de atomização (4) são previstas várias ranhuras (5) que se estendem respectivamente para a extremidade distal (21), as quais formam canais de fluxo (51) separados entre a manga de atomização (4) e a caixa de misturador (2), através dos quais o meio de atomização pode fluir o canal de entrada (41) da manga de atomização (4) para a extremidade distal (21) da caixa de misturador (2). Cada canal de fluxo apresenta respectivamente, na direção do fluxo, uma inclinação (...).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um misturador de pulveri- zação estático para a misturação e pulverização de pelo menos dois componentes fluidificáveis, conforme o preâmbulo da reivindicação independente.

[0002] Misturadores estáticos para a misturação de pelo menos dois componentes fluidificáveis encontram-se descritos, por exemplo, no EP-A-0 749 776 e no EP-A-0 815 929. Esses misturadores bastante compactos fornecem bons resultados de misturação, apesar de uma construção simples econômica em material de sua estrutura de mistu- rador, especialmente também no caso de misturação de substâncias altamente viscosas, como, por exemplo, massas de vedação, espu- mas de dois componentes ou colas de dois componentes. Usualmen- te, esses misturadores estáticos são projetados para um único uso e frequentemente são empregados para produtos que endurecem, no caso dos quais os misturadores praticamente não podem mais serem limpos.

[0003] No caso de algumas aplicações, nas quais esses mistura- dores estáticos são usados, é desejável que os dois componentes, após a sua misturação conjunta no misturador estático, sejam pulveri- zados sobre um substrato. Para isso, os componentes misturados são atomizados na saída do misturador através do impacto com um outro meio, tal como o ar, por exemplo, e podem, então, serem aplicados, na forma de um jato de pulverização ou névoa de pulverização, sobre o substrato desejado. Com essa tecnologia podem ser processados es- pecialmente também os meios de revestimento altamente viscosos, tais como poliuretano, resina de epóxi ou similar, por exemplo.

[0004] Um dispositivo para essas aplicações acha-se revelado, por exemplo, na US-B-6.951.310. No caso desse dispositivo, é prevista uma caixa de misturador tubular, a qual aloja o elemento de mistura- ção para misturação estática e a qual, em uma extremidade, apresenta uma rosca externa, sobre a qual é enroscado um corpo de bocal ane- lar. O corpo de bocal também apresenta uma rosca externa. Sobre a extremidade do elemento de misturação, que olha para fora da caixa de misturador, é assentado um elemento de atomização em forma de cone, o qual apresenta várias ranhuras correndo em direção longitudi- nal sobre a sua superfície de cone. Sobre esse elemento de atomiza- ção é virada uma capa, cuja superfície interna também tem forma de cônica, de tal modo que ela encoste na superfície de cone do elemen- to de atomização. Em consequência disso, as ranhuras formam canais de fluxo entre o elemento de atomização e a capa. A capa é fixada ao corpo de bocal juntamente com o elemento de atomização por meio de uma porca de capa que é aparafusada sobre a rosca externa do corpo de bocal. O corpo de bocal apresenta uma conexão para perda de pressão. Em operação, o ar comprimido flui do corpo de bocal, através dos canais de fluxo, entre o elemento de atomização e a capa e atomi- za o material que sai do elemento de misturação.

[0005] Mesmo que esse dispositivo tenha demonstrado que é fun- cional, a sua estrutura é bastante complexa e a sua montagem é dis- pendiosa, de tal modo que o dispositivo não é muito econômico, espe- cialmente no que se refere a ser usado uma única vez.

[0006] Um misturador de pulverização estático, nitidamente mais simples quanto à sua construção, é revelado no pedido de patente eu- ropeu n° 09168285 da firma Sulzer Mixpac AG. No caso desse mistu- rador de pulverização, a caixa de misturador e o bocal de atomização estão projetados respectivamente em uma só peça, sendo que as ra- nhuras que formam os canais de fluxo são previstas na superfície in- terna da manga de atomização ou na superfície externa da caixa de misturador.

[0007] A partir desse estado da técnica, constitui um objetivo da invenção propor um outro misturador de pulverização estático para a misturação e pulverização de pelo menos dois componentes fluidificá- veis, o qual seja econômico quanto à sua fabricação e possibilite uma misturação conjunta e uma pulverização eficientes dos componentes.

[0008] O objeto da invenção que alcança esse objetivo se acha caracterizado pelas características da reivindicação independente.

[0009] De acordo com a invenção, propõe-se, portanto, um mistu- rador de pulverização para a misturação e pulverização de pelo menos dois componentes fluidificáveis, com uma caixa de misturador tubular, a qual se estende na direção de um eixo longitudinal até uma extremi- dade distal, a qual apresenta uma abertura de saída para os compo- nentes, com pelo menos um elemento de misturação disposto na caixa de misturador para a misturação conjunta dos componentes, bem co- mo com uma manga de atomização que apresenta uma superfície in- terna, a qual envolve a caixa de misturador em sua região terminal, sendo que a manga de atomização apresenta um canal de entrada para um meio de atomização que se encontra sob pressão, sendo que na superfície externa da caixa de misturador ou na superfície interna da manga de atomização são previstas várias ranhuras que se esten- dem respectivamente para a extremidade distal, as quais formam ca- nais de fluxo separados entre a manga de atomização e a caixa de misturador, através dos quais o meio de atomização pode fluir do ca- nal de entrada da manga de atomização para a extremidade distal da caixa de misturador. Cada canal de fluxo apresenta respectivamente, na direção do fluxo, uma inclinação variável em relação ao eixo longi- tudinal.

[00010] Devido a essa providência de não manter constante a incli- nação dos canais de fluxo ao longo de suas trajetórias, observando-se na direção axial, mas sim fazendo-a variar, é possível otimizar as con- dições de fluxo do meio de atomização, para assim se obter uma ação particularmente uniforme e estável do meio de atomização sobre os componentes a serem misturados, de onde também resulta especial- mente uma maior reprodutibilidade do processo.

[00011] Já que, além disso, os canais de fluxo são previstos na cai- xa de misturador ou na manga de atomização, então resulta uma es- trutura particularmente simples do misturador de pulverização, sem que para isso sejam necessárias concessões quanto á qualidade da misturação ou da pulverização. O aproveitamento ideal de cada um dos componentes possibilita uma produção barata e econômica do misturador de pulverização, que, além disso, pode ser executada - ao menos amplamente - de modo automatizado. A princípio, o misturador de pulverização estático de acordo com a invenção requer apenas três componentes, a saber, a caixa de misturador inteiriça, a manga de atomização e o elemento de misturação, o qual também pode ser pro- jetado inteiriço. Disso resulta uma complexidade pequena e produção simples, respectivamente uma montagem simples.

[00012] Em um primeiro exemplo de execução preferido, a inclina- ção variável dos canais de fluxo é concretizada devido ao fato de que cada ranhura, observada na direção do fluxo, apresenta três seções dispostas sucessivamente, sendo que a seção do meio apresenta uma inclinação em relação ao eixo longitudinal que é maior do que a incli- nação das duas seções adjacentes. Nesse caso, é particularmente preferível que a seção do meio apresente uma inclinação em relação ao eixo longitudinal que seja maior do que 45° e, especialmente, que comporte menos do que 50°.

[00013] Em um segundo exemplo de execução preferido, a inclina- ção variável é concretizada devido ao fato de que cada ranhura, ob- servada na direção do fluxo, apresenta uma seção na qual a inclinação se modifica continuamente em relação ao eixo longitudinal. Nessa se- ção, portanto, a base da respectiva ranhura está projetada em curva, o que pode ser obtido especialmente na medida em que a superfície in- terna da manga de atomização ou a superfície externa da caixa de misturador esteja projetada em curva, olhando-se na direção do eixo longitudinal.

[00014] Uma providência vantajosa consiste em que a caixa de mis- turador apresenta uma região terminal distal, que se estreita na dire- ção da extremidade distal e na qual a superfície interna da manga de atomização está projetada para cooperar com a região terminal distal. Devido a esse estreitamento, melhora-se o efeito de atomização.

[00015] Vantajosamente, a superfície externa da caixa de mistura- dor na região terminal distal encontra-se projetada, ao menos parcial- mente, como superfície de tronco de cone ou como superfície curvada na direção axial, para concretizar uma cooperação particularmente boa com a manga de atomização.

[00016] Do ponto de vista de uma atomização uniforme, compro- vou-se que é vantajoso quando a extremidade distal da caixa de mistu- rador se projete para fora da manga de atomização.

[00017] Para viabilizar um efeito de energia o maior possível do meio de atomização sobre os componentes a serem atomizados, os canais de fluxo estão projetados, de preferência, segundo o princípio de um bocal Laval, com uma seção transversal que, vista na direção do fluxo, primeiramente se estreita e, em seguida, se amplia. Devido a essa providência, resulta uma aceleração adicional do meio de atomi- zação, como, por exemplo, para uma velocidade de ultrassom, de on- de resulta a maior entrada de energia.

[00018] Uma providência vantajosa para a concretização do princí- pio de um bocal Laval consiste em que as ranhuras, vistas na direção de fluxo, se estreitam em relação à direção circunferencial. Nesse ca- so, por direção circunferencial se entende a direção na qual a superfí- cie interna da manga de atomização, respectivamente a superfície ex- terna da caixa de misturador, se estende na direção perpendicular ao eixo longitudinal.

[00019] Um estreitamento desse tipo também pode ser obtido van- tajosamente pelo fato de que cada ranhura se acha limitada por duas paredes, das quais pelo menos uma se acha projetada curvada, olhando-se na direção do fluxo.

[00020] Além disso, é preferível que a extensão das ranhuras tam- bém tenha um componente na direção circunferencial. Devido a essa providência, o meio de atomização, ao percorrer os canais de fluxo, pode ser colocado em um movimento de rotação em torno do eixo lon- gitudinal. Comprovou-se que essa torção tem um efeito estabilizador sobre o fluxo do meio de atomização que sai na extremidade distal da caixa de misturador, o que atua vantajosamente sobre uma pulveriza- ção uniforme e reprodutível.

[00021] Uma forma de execução possível consiste em que as ra- nhuras possuem uma trajetória basicamente em forma espiral em rela- ção ao eixo longitudinal A.

[00022] Para especialmente facilitar ainda mais a produção, é van- tajoso que a manga de atomização esteja ligada sem rosca com a cai- xa de misturador, como, por exemplo, que a manga de atomização es- teja fixada à caixa de misturador por meio de uma ligação de engate instantâneo de vedação.

[00023] No que se refere à concretização de uma torção estabiliza- dora do meio de atomização, é bastante especialmente vantajoso que o canal de entrada esteja disposto assimetricamente em relação ao eixo longitudinal. Devido a essa providência, já ao ocorrer a entrada do meio de atomização na manga de atomização é gerado um movimento de rotação do qual resulta uma torção do meio de atomização.

[00024] De preferência, para isso o canal de entrada desemboca perpendicularmente ao eixo longitudinal na superfície interna da man- ga de atomização.

[00025] Outras providências e configurações vantajosas da inven- ção resultam das reivindicações dependentes.

[00026] A seguir, a invenção será explicada detalhadamente com base em exemplos de execução e com base no desenho. No desenho esquemático mostra-se parcialmente em corte: figura 1: um corte longitudinal de um primeiro exemplo de execução de um misturador de pulverização estático de acordo com a invenção; figura 2: uma exposição em corte em perspectiva da região terminal distal do primeiro exemplo de execução; figura 3: uma exposição em perspectiva da manga de ato- mização do primeiro exemplo de execução; figura 4: um corte longitudinal através da manga de atomi- zação do primeiro exemplo de execução. figura 5: uma exposição em perspectiva da região terminal distal da caixa de misturador do primeiro exemplo de execução; figura 6: um corte transversal através do primeiro exemplo de execução, ao longo da linha de corte VI-VI na figura 1; figura 7: um corte transversal através do primeiro exemplo de execução, ao longo da linha de corte VII-VII na figura 1; figura 8: um corte transversal através do primeiro exemplo de execução, ao longo da linha de corte VIII-VIII na figura 1; figura 9: um corte longitudinal de um segundo exemplo de execução de um misturador de pulverização estático de acordo com a invenção, análogo à figura 1; figura 10: uma exposição em corte em perspectiva da regi- ão terminal distal do segundo exemplo de execução; figura 11: uma exposição em perspectiva da manga de atomização do segundo exemplo de execução; figura 12: uma exposição em perspectiva da região terminal distal da caixa de misturador do segundo exemplo de execução; figura 13: um corte transversal através do segundo exemplo de execução, ao longo da linha de corte XIII-XIII na figura 9; figura 14: um corte transversal através do segundo exemplo de execução, ao longo da linha de corte XIV-XIV na figura 9; figura 15: um corte transversal através do segundo exemplo de execução, ao longo da linha de corte XV-XV na figura 9.

[00027] A figura 1 mostra um corte longitudinal de um primeiro exemplo de execução de um misturador de pulverização estático de acordo com a invenção, o qual está assinalado em geral pelo número de referência 1. O misturador de pulverização serve para a misturação e para a pulverização de pelo menos dois componentes fluidificáveis. A figura 2 mostra uma exposição em perspectiva da região terminal distal do primeiro exemplo de execução.

[00028] A seguir, será tomado como referência o caso especialmen- te relevante para a prática, em que precisamente dois componentes são misturados e pulverizados. No entanto, subentende-se que a in- venção também pode ser empregada para a mistura conjunta e pulve- rização de mais do que dois componentes.

[00029] O misturador de pulverização 1 abrange uma caixa de mis- turador inteiriça e tubular 2, a qual se estende na direção de um eixo longitudinal A até uma extremidade distal 21. Nesse caso, pela extre- midade distal 21 entende-se aquela extremidade na qual, no estado em operação, os componentes misturados saem da caixa de mistura- dor 2. Para isso, a extremidade distal 21 está provida de uma abertura de saída 22. Na extremidade proximal, ou seja, a extremidade na qual os componentes a serem misturados são introduzidos na caixa de mis- turador 2, a caixa de misturador 2 apresenta uma peça de conexão 23, por meio da qual a caixa de misturador 2 pode ser conectada com um reservatório para os componentes. Esse reservatório pode ser, por exemplo, um cartucho de dois componentes, em si conhecido, poden- do ser projetado como cartucho coaxial ou lado a lado, ou então dois tanques nos quais os componentes são armazenados separadamente um do outro. Em função da configuração do reservatório, respectiva- mente se sua saída é então configurada a peça de conexão, por exemplo, como conexão de engate instantâneo, conexão tipo baione- ta, conexão roscada ou combinações destas.

[00030] De modo em si conhecido, na caixa de misturador 2 está disposto pelo menos um elemento de misturação estático 3, o qual en- costa na parede interna da caixa de misturador 2, de tal modo que os dois componentes possam chegar à abertura de saída desde a extre- midade proximal somente através do elemento de misturação 3. Po- dem ser previstos vários elementos de misturação 3 dispostos suces- sivamente ou, como no presente exemplo de execução, um elemento de misturação inteiriço 3 que, de preferência, seja moldado por injeção e consista de um termoplástico. Tais misturadores estáticos, respecti- vamente elementos de misturação 3, em si, já são conhecidos há mui- to tempo pelos especialistas e, por isso, não requerem maiores expli- cações.

[00031] São particularmente apropriados aqueles misturadores, respectivamente elementos de misturação 3, que são comercializados sob a marca QUADRO®, da firma Sulzer Chemtech AG (Suíça). Esses elementos de misturação encontram-se descritos, por exemplo, nos documentos já citados EP-A-0 749 776 e EP-A-0 815 929. Um elemen- to de misturação 3 desse tipo QUADRO® possui uma seção transver- sal retangular, especialmente quadrática, perpendicularmente à dire- ção longitudinal A. De modo correspondente a isso, a caixa de mistu- rador inteiriça 2 também possui, ao menos na região em que ela en- volve o elemento de misturação 3, uma superfície de seção transversal basicamente retangular, especialmente quadrática, perpendicularmen- te ao eixo longitudinal A.

[00032] O elemento de misturação 3 se estende não completamen- te até a extremidade distal 21 da caixa de misturador 2, senão que termina em um batente 25 (ver figura 2), o qual, neste caso, está con- cretizado pela transição da caixa de misturador 2 de uma seção trans- versal quadrática para uma seção transversal redonda. Observando-se na direção de fluxo, o espaço interno da caixa de misturador 2 até es- se batente 25 possui, portanto, uma seção transversal basicamente quadrática para a admissão do elemento de misturação 3. Nesse ba- tente 25, o espaço interno da caixa de misturador 2 transita para uma forma de cone circular, que concretiza um estreitamento na caixa de misturador 2. Neste caso, o espaço interno apresenta, portanto, uma seção transversal em forma circular e forma uma região de saída 26, a qual se estreita na direção da extremidade distal 21 e lá desemboca na abertura de saída 22.

[00033] O misturador de pulverização estático 1 apresenta, ainda, uma manga de atomização 4, que possui uma superfície interna que envolve a caixa de misturador 2 em sua região terminal. A manga de atomização 4 está projetada em uma só peça e, de preferência, mol- dada por injeção, especialmente de um termoplástico. Ela apresenta um canal de entrada 41 para um meio de atomização que está sob pressão, o qual, especialmente, se encontra em forma gasosa. De pre- ferência, o meio de atomização é ar comprimido. O canal de entrada 41 pode ser projetado para todas as conexões conhecidas, especial- mente também para um Luer-Lock.

[00034] Para viabilizar uma montagem, respectivamente uma pro- dução, particularmente simples, a manga de atomização 4 se encontra conectada, de preferência sem rosca, com a caixa de misturador; no presente exemplo de execução por meio de uma conexão de engate instantâneo. Para isso, na caixa de misturador 2 é prevista uma eleva- ção 24 em forma de flange (ver figura 2), a qual se estende por toda a circunferência da caixa de misturador 2. Na superfície interna da man- ga de atomização 4 é prevista uma ranhura circunferencial 43, a qual está projetada para cooperar com a elevação 24. Quando a manga de atomização 4 for empurrada por cima da caixa de misturador 2, então a elevação 24 engatará instantaneamente na ranhura circunferencial 43 e garantirá uma conexão estável da manga de atomização 4 com a caixa de misturador 2. De preferência, essa conexão de engate instan- tâneo é projetada para ser vedante, de tal modo que o meio de atomi- zação - neste caso o ar comprimido - não possa escapar através des- sa conexão constituída pela ranhura circunferencial 43 e pela elevação 24. Além disso, a manga de atomização 4, com sua superfície interna, em uma região entre a desembocadura do canal de entrada 41 e a elevação 24, repousa estreitamente sobre a superfície externa da cai- xa de misturador 2, de tal modo que também desse modo se obtenha um efeito de vedação, que impeça um vazamento, respectivamente um retorno, do meio de atomização.

[00035] Naturalmente, também é possível dispor meios de vedação adicionais, por exemplo O-Rings, entre a caixa de misturador 2 e a manga de atomização 4.

[00036] Alternativamente a essa forma de execução apresentada, também é possível prever uma ranhura circunferencial na caixa de misturador 2 e prever na manga de atomização 4 uma elevação que engate na ranhura circunferencial.

[00037] De preferência, a conexão entre a manga de atomização 4 e a caixa de misturador 2 é projetada de tal forma que a manga de atomização 4 conectada com a caixa de misturador 2 seja giratória em torno do eixo longitudinal A. Isso é garantido, por exemplo, no caso de uma conexão de engate instantâneo com a ranhura circunferencial 43 totalmente circundante e a elevação 24. A capacidade de girar da manga de atomização 4 tem a vantagem de que o canal de entrada 41 sempre pode ser alinhado de um modo tal que ele possa ser conecta- do do modo mais simples possível com uma fonte para o meio de atomização.

[00038] Na superfície externa da caixa de misturador 2 ou na super- fície interna da manga de atomização 4 estão previstas várias ranhu- ras 5 que se estendem respectivamente para a extremidade distal 21, as quais formam canais de fluxo 51 separados entre a manga de ato- mização 4 e a caixa de misturador 2, através dos quais o meio de atomização pode fluir do canal de entrada 41 da manga de atomização 4 para a extremidade distal 21 da caixa de misturador 2. No exemplo de execução aqui descrito, as ranhuras 5 são previstas na superfície interna da manga de atomização 4, embora, naturalmente, elas tam- bém possam ser previstas alternativamente ou complementarmente na superfície externa da caixa de misturador 2, do mesmo modo quanto ao sentido.

[00039] As ranhuras 5 podem ser projetadas curvadas, como, por exemplo, em forma arqueada ou também em linha reta ou também através de combinações de seções curvadas e seções em linha reta.

[00040] Para uma melhor compreensão da trajetória das ranhuras 5, a figura 3 mostra ainda uma exposição em perspectiva da manga de atomização 4 do primeiro exemplo de execução, sendo que o olhar para a manga de atomização 4 ocorre na direção do fluxo. Na figura 4 é mostrado um corte longitudinal através da manga de atomização 4.

[00041] De acordo com a invenção, cada canal de fluxo 51, respec- tivamente as correspondentes ranhuras 5, está projetado de forma tal que, visto na direção do fluxo, ele apresente respectivamente uma in- clinação variável em relação ao eixo longitudinal A. No primeiro exem- plo de execução, isso é concretizado de tal modo que cada ranhura, vista na direção do fluxo, abranja três seções 52, 53, 54 dispostas su- cessivamente (ver também as figuras 3 e 4), sendo que a seção do meio 53 apresenta uma inclinação α2 em relação ao eixo longitudinal A que é maior do que a inclinação α1, α3 das duas seções adjacentes 52 e 54. Nas seções 52, 53 e 54, a inclinação das ranhuras 5 em relação ao eixo longitudinal A é respectivamente constante. Na primeira seção 42, vista na direção do fluxo, que se encontra adjacente à desembo- cadura do canal de entrada 41, a inclinação α1 também pode ser igual a zero (ver figura 4), isto é, essa seção 52, vista na direção do eixo longitudinal A, pode se estender paralelamente ao eixo longitudinal A. Com isso, nas seções 53, 54 e opcionalmente também na primeira se- ção 52, a base de cada ranhura 5 é respectivamente parte de uma su- perfície cônica, respectivamente de tronco de cone, sendo que o ângu- lo de conicidade α2 na seção do meio 53 é maior do que os ângulos de conicidade α1, α3 nas seções adjacentes 52 e 54. Na primeira seção 52, como já mencionado, a inclinação em relação ao eixo longitudinal A também pode ser igual a zero; neste caso, as ranhuras 5 nessa pri- meira seção 52 são respectivamente parte de uma superfície cilíndrica e o ângulo αi tem o valor de 0°. Na seção do meio 53, que apresenta a maior inclinação em relação ao eixo longitudinal A, a inclinação α2 é, de preferência, maior do que 45° e menor do que 50°. No exemplo de execução aqui descrito, a inclinação α2 é de 46° em relação ao eixo longitudinal A na seção do meio. Na primeira seção 52, neste caso, a inclinação α1 é 0°. Na terceira seção 54, que se localiza na extremida- de distal 21, a inclinação α3 em relação ao eixo longitudinal A é, de preferência, menor do que 20°, sendo que no presente exemplo ela é aproximadamente de 10° a 11°.

[00042] Cada uma das ranhuras 5 é delimitada lateralmente respec- tivamente por duas paredes, que são formadas por nervuras 55, as quais estão respectivamente dispostas entre duas ranhuras adjacentes 5. Tal como é evidente especialmente pelas figuras 3 e 4, olhando-se na direção do fluxo, essas nervuras alteram as suas alturas H, enten- dendo-se por isso que a extensão delas na direção radial perpendicu- lar ao eixo longitudinal A. As nervuras começam na região da desem- bocadura do canal de entrada 41, respectivamente na primeira seção 52, com uma altura de zero e aumentam então continuamente até que tenham alcançado sua altura máxima na seção do meio 53.

[00043] A figura 5 mostra uma exposição em perspectiva da região terminal distal 27 da caixa de misturador 2 com a extremidade distal 21. A região terminal distal 27 da caixa de misturador 2 se estreita na direção da extremidade distal 21. No primeiro exemplo de execução, a região terminal distal 27 está projetada em forma cônica e, vista na direção do eixo longitudinal A, abrange duas regiões dispostas suces- sivamente, a saber, uma região plana 271 disposta corrente acima e uma região inclinada 272 que se segue à outra. Ambas as regiões 271 e 272 estão projetadas respectivamente em forma cônica, isto é, nas regiões 271 e 272, a superfície externa da caixa de misturador 2 está respectivamente projetada em forma de tronco de cone, sendo que o ângulo de conicidade da região plana 271 medido em relação ao eixo longitudinal é menor do que o ângulo de conicidade da região inclinada 272 medido em relação ao eixo longitudinal A. A função dessa provi- dência construtiva será ainda explicada mais adiante.

[00044] Alternativamente, também é possível que a região plana 271 seja projetada com um ângulo de conicidade de 0°, isto é, a região plana 271 fica então projetada em forma cilíndrica. A superfície exter- na da caixa de misturador 2 é, então, na região plana 271, a superfície de cobertura de um cilindro, cujo eixo de cilindro coincide com o eixo longitudinal A.

[00045] Como também mostra a figura 1, a extremidade distal 21 da caixa de misturador 2, mostrada na figura 5, se projeta para fora da manga de atomização 4.

[00046] Para se tornar ainda mais nítida à trajetória das ranhuras 5 do primeiro exemplo de execução, adicionalmente às figuras 3 e 4 mostra-se, também, respectivamente nas figuras 6-8 uma seção trans- versal perpendicular ao eixo longitudinal A, mais precisamente na figu- ra 6 ao longo da linha de corte VI-VI da figura 1, na figura 7 ao longo da linha de corte VII-VII e na figura 8 ao longo da linha de corte VIII- VIII da figura 1.

[00047] A superfície interna da manga de atomização 4 está proje- tada para cooperar com a região terminal distal 27 na da caixa de mis- turador 2. As nervuras 55 da manga de atomização, previstas entre as ranhuras 5, e a superfície externa na da caixa de misturador 2 encos- tam uma na outra estreitamente e de modo vedante, de tal modo que as ranhuras 5 formem respectivamente um canal de fluxo separado 51 entre a superfície interna da manga de atomização 4 e a superfície ex- terna na da caixa de misturador 2 (ver figura 6).

[00048] Mais corrente acima, na região da desembocadura do canal de entrada 41 (ver também a figura 4), a altura H das nervuras 55 é tão pequena que entre a superfície externa na da caixa de misturador 2 e a superfície interna da manga de atomização 4 existe um espaço anelar 6. O espaço anelar 6 encontra-se em conexão de fluxo com o canal de entrada 41 da manga de atomização 4. Através do espaço anelar 6, o meio de atomização pode chegar aos canais de fluxo sepa- rados 51 a partir do canal de entrada 41. Nesse caso, a altura H das nervuras 55 dentro do espaço anelar 6 não é necessariamente zero generalizadamente. Como se pode reconhecer particularmente pelas figuras 4 e 8, todas ou algumas das nervuras 55 no espaço anelar 6 podem ter ainda uma altura H diferente de zero, de tal modo que elas se projetem para dentro do espaço anelar em relação à direção radial perpendicular ao eixo longitudinal A, sem, no entanto, nessa região, tocar a superfície externa na da caixa de misturador 2.

[00049] As ranhuras 5, que neste exemplo de execução são oito ranhuras, estão distribuídas uniformemente pela superfície interna da manga de atomização 4. No que se refere a uma atomização a mais completa e homogênea possível dos componentes misturados conjun- tamente que saem da abertura de saída, comprovou-se que é vantajo- so quando os fluxos de ar comprimido gerados pelas ranhuras 5 apre- sentarem uma torção, ou seja, uma rotação sobre uma linha helicoidal em torno do eixo longitudinal A. Essa torção produz uma nítida estabi- lização da corrente de ar comprimido. O meio de atomização circulan- te, que neste caso é o ar comprimido, gera um jato que é estabilizado por meio da torção e, desse modo, atua uniformemente sobre os com- ponentes misturados conjuntamente que saem da abertura de saída 22. Disso resulta uma imagem de pulverização bastante uniforme e especialmente reprodutível. Neste caso, é particularmente propício um jato de ar comprimido o máximo possível em forma de cone, que será estabilizado por meio da torção. Devido a essa corrente de ar extre- mamente uniforme e reprodutível, resulta uma perda de pulverização (Overspray) significativamente menor durante o uso.

[00050] Os jatos de ar comprimido individuais (respectivamente os jatos do meio de atomização) que saem dos respectivos canais de flu- xo separados 51 na extremidade distal 21 encontram-se configurados inicialmente como jatos individuais discretos na saída dos mesmos, jatos estes que, então, devido à sua aderência à torção, se purificam para formar um jato total estável e uniforme, o qual atomiza os compo- nentes misturados conjuntamente que saem na da caixa de mistura- dor. Esse jato total possui, de preferência, uma trajetória em forma de cone.

[00051] Para gerar a torção no fluxo do meio de atomização, são previstas várias providências. As ranhuras 5, que formam os canais de fluxo 51, se estendem não exatamente na direção axial definida pelo eixo longitudinal A, respectivamente não apenas inclinados para o eixo longitudinal, senão que a extensão das ranhuras 5 possui também um componente na direção circunferencial da manga de atomização 4. Isso é evidente especialmente a partir da exposição das figuras 3 e 6. Adicionalmente, à inclinação em relação ao eixo longitudinal A, a traje- tória das ranhuras 5 se dá em torno do eixo longitudinal A ao menos aproximadamente em forma espiral ou em forma de linha helicoidal. Uma outra providência que ajuda a configuração da torção acha-se concretizada através da configuração das nervuras 55, as quais for- mam as paredes das ranhuras 5. Tal como é melhor visualizado a par- tir das figuras 3 e 7, as nervuras 55 estão projetadas de tal forma que, pelo menos na seção do meio 53, uma das duas paredes que delimi- tam lateralmente cada uma das ranhuras 5, vista na direção do fluxo, esteja projetada em forma curvada ou aproximadamente curvada atra- vés de um traço poligonal. A outra respectiva parede está projetada em forma linear, mas se estende obliquamente em relação ao eixo longitudinal A de um modo tal que ela apresente respectivamente um componente na direção circunferencial. Devido à curvatura de uma das paredes, é possível influenciar positivamente a geração da torção.

[00052] Uma outra providência para a geração da torção, que tam- bém pode ser concretizada totalmente independentemente da configu- ração do misturador de pulverização estático, consiste em dispor o ca- nal de entrada 41, através do qual o meio de atomização chega aos canais de fluxo 51, assimetricamente em relação ao eixo longitudinal A. Essa providência pode ser melhor reconhecida na figura 8. O canal de entrada 41 apresenta um eixo central Z. O canal de entrada 41 está disposto de um modo tal que o seu eixo central Z não corte o eixo lon- gitudinal A, senão que apresente uma distância vertical e em relação ao eixo longitudinal A. Essa disposição assimétrica ou mesmo excên- trica do canal de entrada 41 em relação ao eixo longitudinal A resulta em que o meio de atomização, que neste caso é o ar comprimido, ao entrar no espaço anelar 6, é colocado em um movimento de rotação ou de torção em torno do eixo longitudinal A. De preferência, o canal de entrada 41 - como mostra a figura 8 - encontra-se disposto de um modo tal que ele desemboque perpendicularmente ao eixo longitudinal A na superfície interna da manga de atomização 4. Naturalmente, também são possíveis aquelas configurações em que o canal de en- trada 41 desemboque sob um ângulo diferente de 90°, ou seja, inclina- do em relação ao eixo longitudinal A.

[00053] Para aumentar a entrada de energia do meio de atomiza- ção para os componentes que saem da abertura de saída 22, uma providência particularmente vantajosa consiste em configurar os ca- nais de fluxo 51 segundo o princípio de um bocal Laval, com uma se- ção transversal de fluxo que inicialmente se estreita e que em seguida se amplia, observando-se na direção do fluxo. Para concretizar esse estreitamento da seção de fluxo encontram-se duas dimensões à dis- posição, a saber, as duas direções dos planos perpendiculares em re- lação ao eixo longitudinal A. Uma das direções é designada como di- reção radial, isto é, a direção que se encontra perpendicularmente ao eixo longitudinal A, direção esta que está dirigida radialmente para fora a partir do eixo longitudinal A. A outra direção é designada como dire- ção circunferencial, ou seja, a direção situada sobre a direção definida pelo eixo longitudinal A e também aquela situada perpendicularmente à direção radial. A extensão dos canais de fluxo 51 em direção radial é designada como sendo a profundidade dos mesmos.

[00054] No que se refere à direção radial, o princípio do bocal Laval pode ser concretizado na medida em que na seção inclinada do meio 53 diminui acentuadamente a profundidade dos canais de fluxo 51 na direção do fluxo. A profundidade se torna mínima lá onde na caixa de misturador 2 ocorre a transição da região plana 271 para a região mais íngreme 272. Corrente abaixo dessa transição, a profundidade dos ca- nais de fluxo 51 aumenta novamente, principalmente em função do fato de que, neste caso, a superfície externa da caixa de misturador 2 é parte de um tronco de cone mais íngreme e a inclinação da superfí- cie interna da manga de atomização 4 na terceira seção 54 permanece basicamente constante. Devido a essa providência, torna-se possível concretizar o efeito de um bocal Laval no que se refere à direção radi- al.

[00055] Adicionalmente ou mesmo alternativamente, os canais de fluxo 51 podem ser projetados segundo o princípio de um bocal Laval também em relação à direção circunferencial. Isso pode ser melhor reconhecido pela exposição na figura 3. As ranhuras 5 estão configu- radas na seção do meio 53 de uma forma tal que, vistas na direção do fluxo, elas se estreitam em relação à direção circunferencial. Isso é concretizado na medida em que as paredes das ranhuras 5, formadas pelas nervuras 55, não evoluem paralelamente para cada ranhura 5, senão que uma parede se estende para a outra de um modo tal que ocorra uma redução da extensão da ranhura 5 na direção circunferen- cial. Como já foi mencionado anteriormente, no exemplo de execução aqui descrito, em cada ranhura 5 uma das paredes está projetada em forma linear, enquanto que a outra parede, vista na direção do fluxo, está configurada em forma curvada de tal modo que o canal de fluxo 51 se estreite em relação à direção circunferencial.

[00056] Devido à configuração das ranhuras 5, respectivamente dos canais de fluxo 51, segundo o princípio de um bocal Laval, torna-se possível que o ar empregado como meio de atomização seja impacta- do adicionalmente com energia cinética mesmo corrente abaixo do ponto mais estreito e seja assim acelerado. Isso ocorre como no caso de um bocal Laval, através da seção transversal de fluxo que expande novamente na direção do fluxo. Disso resulta uma maior entrada de energia nos componentes a serem atomizados. Adicionalmente, o jato é estabilizado devido a essa concretização do princípio de Laval. A abertura divergente, isto é, que se expande novamente, do respectivo canal de fluxo 51 tem, além disso, o efeito positivo de evitar ou pelo menos reduzir nitidamente as flutuações no jato.

[00057] Em operação, este exemplo de execução funciona do modo que se segue. O misturador de pulverização estático é conectado com um reservatório por meio de sua peça de conexão 23, reservatório es- te que contém os dois componentes separadamente um do outro, tal como, por exemplo, com um cartucho de dois componentes. O canal de entrada 41 da manga de atomização 4 é conectado com uma fonte para o meio de atomização, como, por exemplo, uma fonte de ar com- primido. Então, os dois componentes são descarregados, chegam ao misturador de pulverização estático 1 e lá são misturados intimamente um com o outro por meio do elemento de misturação 3. Sob a forma de material homogêneo misturado conjuntamente, os dois componen- tes, após passarem pelo elemento de misturação 3, chegam à abertu- ra de saída 22 através da região de saída 26 da caixa de misturador 2. O ar comprimido corre através do canal de entrada 41 da manga de atomização 4 para dentro do espaço anelar 6 entre a superfície interna da manga de atomização 4 e a superfície externa da caixa de mistura- dor 2; nesse processo ele recebe uma torção devido à disposição as- simétrica e de lá, através das ranhuras 5 que formam os canais de flu- xo 51, ele chega à extremidade distal 21 e, com isso, à abertura de saída 22 da caixa de misturador 3. Aí, a corrente de ar comprimido es- tabilizada devido à torção atinge o material misturado conjuntamente que sai através da abertura de saída 22; atomiza este uniformemente e o transporta como jato de pulverização para o substrato a ser tratado ou a ser revestido. Já que em alguns casos de aplicação, a descarga dos componentes a partir do reservatório ocorre com ar comprimido, respectivamente com ajuda de ar comprimido, então o ar comprimido também pode ser empregado para a atomização.

[00058] Uma vantagem do misturador de pulverização estático 1 de acordo com a invenção pode ser vista em sua construção e produção particularmente simples. Em princípio, no exemplo de execução aqui descrito, ela requer apenas três peças, a saber, uma caixa de mistura- dor 2 inteiriça, um elemento de misturação inteiriço 3 e uma manga de atomização inteiriça 4, sendo que cada uma dessas peças pode ser produzida de modo simples e econômico por meio de moldagem por injeção. Essa construção particularmente simples possibilita, também, uma combinação - ao menos amplamente - automatizada das peças do misturador de pulverização estático 1. Particularmente, não é ne- cessário nenhum aparafusamento dessas três peças.

[00059] No que se refere a uma produção particularmente simples e barata, é vantajoso que a caixa de misturador e/ou a manga de atomi- zação sejam moldadas por injeção, de preferência de um termoplásti- co.

[00060] Pelo mesmo motivo é vantajoso que o elemento de mistu- ração seja projetado inteiriço e seja moldado por injeção, de preferên- cia de um termoplástico.

[00061] A seguir, com base nas figuras 9-15 será explicado ainda um segundo exemplo de execução do misturador de pulverização es- tático de acordo com a invenção. Nesse caso, serão abordadas ape- nas as diferenças essenciais em comparação com o primeiro exemplo de execução. No segundo exemplo de execução, as peças iguais ou de mesmo valor quanto à função recebem os mesmos números de re- ferência que no primeiro exemplo de execução. As explicações dadas em relação ao primeiro exemplo de execução, bem como as providên- cias e variantes explicadas com base no primeiro exemplo de execu- ção também são válidas, do mesmo modo quanto ao sentido, para o segundo exemplo de execução.

[00062] A figura 9 mostra um corte longitudinal do segundo exemplo de execução, análogo ao da figura 1. A figura 10 mostra uma exposi- ção em corte e em perspectiva da região terminal distal do segundo exemplo de execução. De modo análogo à figura 3, na figura 11 é apresentada uma exposição em perspectiva da manga de atomização 4, sendo que o olhar ocorre na direção do fluxo para dentro da manga de atomização. Em uma exposição análoga à da figura 5, a figura 12 mostra a região terminal distal 27 da caixa de misturador. Para tornar ainda mais nítida a trajetória exata das ranhuras 5 do segundo exem- plo de execução, adicionalmente à figura 11 mostra-se nas figuras 13- 15 respectivamente um corte transversal perpendicular ao eixo longi- tudinal A, mais precisamente na figura 13 ao longo da linha de corte XIII-XIII da figura 9; na figura 14 ao longo da linha de corte XIV-XIV; e na figura 15 ao longo da linha de corte XV-XV da figura 9.

[00063] No segundo exemplo de execução, a inclinação variável dos canais de fluxo 51 em relação ao eixo longitudinal A é concretiza- da através de uma modificação contínua. Para isso, a manga de ato- mização 4 apresenta uma seção 56 (ver figura 11), na qual a inclina- ção das ranhuras 5 se modifica continuamente, olhando-se na direção do fluxo. Para isso, a superfície interna da manga de atomização 4, ao menos na seção 56, está projetada em forma curvada na direção do fluxo, de tal modo que, neste caso, a inclinação das ranhuras 5 se mo- difique continuamente.

[00064] Para a geração, respectivamente para o reforço, do movimen- to de torção, os canais de fluxo 51 evoluem em forma espiral em torno do eixo longitudinal A, sendo que a extensão dos mesmos na direção circun- ferencial diminui na seção 56, olhando-se na direção do fluxo.

[00065] A figura 12 mostra uma exposição em perspectiva da região terminal distal 27 da caixa de misturador 2 com a extremidade distal 21. A região terminal distal 27 da caixa de misturador 2 se estreita na direção da extremidade distal 21. No segundo exemplo de execução, a região terminal distal 27 está projetada como parte de uma elipsoide de rotação, isto é, adicionalmente à curvatura na direção circunferen- cial também é prevista uma curvatura na direção axial definida pelo eixo longitudinal A. As duas regiões dispostas sucessivamente, vistas na direção do eixo longitudinal A, a saber, a região plana 271 disposta corrente acima e a região 272 mais íngreme que se segue a ela tam- bém estão respectivamente curvadas na direção axial, isto é, nas regi- ões 271 e 272 a superfície externa da caixa de misturador 2 está pro- jetada respectivamente como superfície parcial de uma elipsoide de rotação, sendo que a curvatura da região plana 271 é menor do que a curvatura da região 272 mais íngreme. Desse modo, na cooperação da caixa de misturador 2 e da manga de atomização 4, também no se- gundo exemplo de execução, é possível concretizar o princípio de um bocal Laval em relação à direção radial.

Claims

1. Misturador de pulverização (1) para a misturação e pul- verização de pelo menos dois componentes fluidificáveis, com uma caixa de misturador tubular (2), a qual se estende na direção de um eixo longitudinal (A) até uma extremidade distal (21), a qual apresenta uma abertura de saída (22) para os componentes, com pelo menos um elemento de misturação (3) disposto na caixa de misturador (2) para a misturação conjunta dos componentes, bem como com uma manga de atomização (4) que apresenta uma superfície interna, a qual envolve a caixa de misturador (2) em sua região terminal (27), sendo que a man- ga de atomização (4) apresenta um canal de entrada (41) para um meio de atomização que se encontra sob pressão, sendo que na su- perfície externa da caixa de misturador (2) ou na superfície interna da manga de atomização (4) são previstas várias ranhuras (5) que se es- tendem respectivamente para a extremidade distal, as quais formam canais de fluxo (51) separados entre a manga de atomização (4) e a caixa de misturador (2), através dos quais o meio de atomização pode fluir do canal de entrada (41) da manga de atomização (4) para a ex- tremidade distal (21) da caixa de misturador (2), caracterizado pelo fato de que cada canal de fluxo (51) apresenta respectivamente, na direção do fluxo, uma inclinação variável em relação ao eixo longitudi- nal (A).

2. Misturador de pulverização estático de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada ranhura (5), obser- vada na direção do fluxo, apresenta três seções (52, 53, 54) dispostas sucessivamente, sendo que a seção do meio (53) apresenta uma incli- nação em relação ao eixo longitudinal A que é maior do que a inclina- ção das duas seções adjacentes (52, 54).

3. Misturador de pulverização estático de acordo com a rei- vindicação 2, caracterizado pelo fato de que a seção do meio (53) apresenta uma inclinação em relação ao eixo longitudinal (A) que é maior do que 45°.

4. Misturador de pulverização estático de acordo com qual- quer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que cada ranhura (5), observada na direção do fluxo, apresenta uma seção (56) na qual a inclinação se modifica continuamente em relação ao eixo longitudinal (A).

5. Misturador de pulverização estático de acordo com qual- quer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a caixa de misturador (2) apresenta uma região terminal distal (27), que se estreita na direção da extremidade distal (21) e na qual a superfície interna da manga de atomização (4) está projetada para co- operar com a região terminal distal (27).

6. Misturador de pulverização estático de acordo com a rei- vindicação 5, caracterizado pelo fato de que a superfície externa da caixa de misturador (2) na região terminal distal (27) encontra-se proje- tada, ao menos parcialmente, como superfície de tronco de cone ou como superfície curvada na direção axial.

7. Misturador de pulverização estático de acordo com qual- quer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a extremidade distal (21) da caixa de misturador (2) se projeta pa- ra fora da manga de atomização (4).

8. Misturador de pulverização estático de acordo com qual- quer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os canais de fluxo (51) estão projetados segundo o princípio de um bocal Laval, com uma seção transversal que, vista na direção do fluxo, primeiramente se estreita e, em seguida, se amplia.

9. Misturador de pulverização estático de acordo com qual- quer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as ranhuras (5), vistas na direção de fluxo, se estreitam em rela- ção à direção circunferencial.

10. Misturador de pulverização estático de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que cada ranhura (5) se acha limitada por duas paredes, das quais pelo menos uma se acha projetada curvada, olhando-se na direção do fluxo.

11. Misturador de pulverização estático de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a extensão das ranhuras (5) também tem um componente na direção circunferencial.

12. Misturador de pulverização estático de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de as ranhuras (5) possuem uma trajetória basicamente em forma es- piral em relação ao eixo longitudinal (A).

13. Misturador de pulverização estático de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a manga de atomiza- ção (4) está ligada sem rosca com a caixa de misturador (2).

14. Misturador de pulverização estático de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o canal de entrada (41) está disposto assimetricamente em re- lação ao eixo longitudinal (A).

15. Misturador de pulverização estático de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o canal de entrada (41) desemboca perpendicularmente ao ei- xo longitudinal (A) na superfície interna da manga de atomização (4).