BR112019020400B1

BR112019020400B1 - Conjunto de válvula para um recipiente pressurizado ou passível de pressurização de um dispositivo de pulverização de aerossol

Info

Publication number: BR112019020400B1
Application number: BR112019020400-8A
Authority: BR
Inventors: Ghasem Nasr; Thomas Guy Goldberg; Greig Tulloch; Amir Nourian
Original assignee: The Salford Valve Company Ltd
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2023-10-31
Also published as: GB2560993B; BR112019020400A2; AU2018244803A1; EP3601099A1; US11225371B2; EP3601099B1; WO2018178685A1; AU2018244803B2; CN110494371B; GB2560993A; GB201705246D0; CN110494371A; US20210107728A1

Abstract

a presente invenção se refere a um conjunto de válvula (100, 500) para um recipiente pressurizado ou passível de ser pressurizado de um dispositivo de spray de aerossol, em que uma haste de válvula (120) do conjunto de válvula (i00, 500) é móvel entre: uma posição fechada na qual um primeiro dispositivo de vedação (144) é polarizado contra um segundo dispositivo de vedação (148, 548) por um dispositivo de polarização (146), de modo que uma entrada de alojamento (12) não esteja em comunicação fluida com pelo menos uma entrada de haste de válvula (178, 184); e uma posição aberta na qual o primeiro dispositivo de vedação (144) é deslocado do segundo dispositivo de vedação (148, 548) por uma extremidade proximal (174) da haste de válvula (120), de modo que a entrada do alojamento (112) esteja em comunicação fluida com a pelo menos uma entrada da haste de válvula (178, 184), em que, na posição aberta, é criado um caminho de fluxo a partir da entrada de alojamento (112), em torno do exterior do primeiro dispositivo de vedação (144) e até pelo menos uma entrada da haste de válvula (178, 184).

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se a uma válvula para um aparelho de distribuição de fluido. Especificamente, a presente invenção refere-se a uma válvula para um dispositivo de pulverização de aerossol adequado para a dispensação de um produto altamente viscoso.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] De um modo geral, os dispositivos de pulverização de aerossol compreendem um recipiente contendo um líquido a ser descarregado e um bico de saída associado a um conjunto de válvula que é seletivamente operável para permitir a descarga do líquido como um spray do bico por meio de gás propulsor também fornecido dentro do recipiente.

[003] São conhecidos "aerossóis propulsores de gás comprimido" e "aerossóis propulsores de gás liquefeito". Os primeiros incorporam um propulsor que é um gás a 25°C e uma pressão de pelo menos 50 bar (por exemplo, nitrogênio, dióxido de carbono ou ar). Na abertura do conjunto da válvula, o gás comprimido "empurra" o líquido contido no recipiente do dispositivo de pulverização através do bocal mencionado acima que fornece atomização.

[004] De fato, existem dois tipos de "aerossóis propulsores de gás comprimido". Em um tipo, apenas o líquido do recipiente ("empurrado" pelo gás comprimido) é fornecido ao bico de saída. No outro tipo principal, uma porção do gás propulsor do recipiente é sangrada no líquido que é fornecido ao bico que pulveriza o fluxo bifásico resultante, carregado de bolhas ("borbulhante") para produzir a pulverização.

[005] Em contraste, os "aerossóis propulsores de gás liquefeito" usam um propulsor presente tanto na fase gasosa quanto na fase liquefeita que é misturável dentro do líquido no recipiente. O propulsor pode, por exemplo, ser butano, propano ou uma mistura destes. Na descarga, o propulsor da fase gasosa "impulsiona" o líquido no recipiente (incluindo propulsor da fase líquida dissolvido através do bico).

[006] Os dispositivos de aerossol conhecidos para uso com fluidos de alta viscosidade, a saber, fluidos com uma viscosidade maior do que a da água (por exemplo, acima de 2cP (2mPa.s) a 20°C), como óleo vegetal, azeite, géis, alguns antitranspirantes, creme para remoção de pelos, fluido de extinção de incêndio e graxa usam Gás de Petróleo Liquefeito (GLP) como propulsor, pois a vaporização instantânea do GLP facilita a pulverização de materiais viscosos. Considera-se que os GPLs tenham um efeito prejudicial no ambiente, pois podem conter Compostos Orgânicos Voláteis (COVs) e gases de efeito estufa. No entanto, esses dispositivos de pulverização em aerossol ainda não são adequados para uso com produtos com uma viscosidade acima de 2cP (2mPa.s) a 20°C, independentemente de o GLP ser usado ou não como propulsor.

[007] Além disso, muitas válvulas de aerossol convencionais não são adequadas para uso com produtos domésticos ou produtos industriais de alta viscosidade (por exemplo, produtos com uma viscosidade acima de 2cP (2mPa.s) a 20°C até 100 cP (100mPa.s) a 20°C), pois os projetos das válvulas convencionais incluem furos no alojamento e na haste da válvula, como uma Torneira de Fase de Vapor na forma de um furo no alojamento de uma válvula que permite misturar o produto e o propulsor dentro do alojamento para proporcionar melhor pulverização e atomização, que pode ser facilmente bloqueada devido à viscosidade do líquido em curso. Como tal, não é possível obter uma atomização adequada do produto a partir do dispositivo de pulverização de aerossol, resultando no surgimento de um jato do dispositivo em vez de uma pulverização.

[008] À luz das questões descritas acima com o uso de válvulas de aerossol convencionais com fluidos de alta viscosidade, a tecnologia do tipo Bag-on-Valve (BoV) tem sido amplamente adotada onde os fluidos de alta viscosidade, como os listados acima, devem ser dispensados de um dispositivo de pulverização em aerossol. Os dispositivos de pulverização de aerossol BoV compreendem convencionalmente um saco soldado a um conjunto de válvula. O produto a ser distribuído (produto) é colocado dentro do saco enquanto o espaço entre a bolsa e o recipiente é preenchido com o propulsor. Durante a operação, o propulsor comprime o saco quando o conjunto da válvula é aberto, fazendo com que o produto seja dispensado do dispositivo de pulverização em aerossol. O produto também é misturado com outros produtos químicos no saco, como o isopentano, para melhorar a pulverização.

[009] Os dispositivos de pulverização de aerossol do tipo BoV podem ser usados com produtos com uma viscosidade de até 50cP (50mPa.s) a 20°C, mas o produto deve ser misturado com outro produto químico ou químicos dentro do saco, para afinar o produto, reduzindo assim o viscosidade. Além disso, há dificuldades em combinar uma unidade de ruptura mecânica (MBU) adequada com o produto a ser dispensado, pois a probabilidade é de que a tampa do acionador entupa e surja um jato em vez de um spray. É extremamente desafiador dispensar produtos puros com uma viscosidade de até 100cP (100mPa.s) a 20°C, mesmo usando dispositivos de pulverização de aerossol do tipo BoV.

[010] É bem reconhecido que a utilização de dispositivos de pulverização de aerossol do tipo BoV acarreta custos significativos de fabricação e montagem, embora os fabricantes e consumidores não tenham tido outra opção devido à falta de uma alternativa viável.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[011] Em uma modalidade da invenção, é fornecido um conjunto de válvula para um recipiente pressurizado ou passível de ser pressurizado de um dispositivo de pulverização de aerossol, o conjunto de válvula compreendendo: um alojamento com paredes internas definindo uma câmara de válvula, o alojamento tendo uma entrada de alojamento para comunicação fluida com fluido no recipiente; uma haste de válvula tendo uma extremidade proximal e uma extremidade distal, a extremidade proximal recebida na câmara de válvula e a extremidade distal projetando-se através de uma abertura vedada na câmara da válvula, a haste da válvula incluindo um conduto de fluxo de saída com uma abertura de saída na extremidade distal e, mais proximalmente, pelo menos uma entrada da haste da válvula; um primeiro dispositivo de vedação disposto dentro da câmara da válvula; um meio de propensão disposto dentro da câmara de válvula; e um segundo dispositivo de vedação disposto dentro da câmara da válvula, em que a haste da válvula é móvel entre: uma posição fechada na qual o primeiro dispositivo de vedação é propenso contra o segundo dispositivo de vedação pelo meio de propensão, de modo que a entrada do alojamento não esteja em comunicação fluida com a pelo menos uma entrada da haste da válvula; e uma posição aberta na qual o primeiro dispositivo de vedação é deslocado do segundo dispositivo de vedação pela extremidade proximal da haste da válvula, de modo que a entrada do alojamento esteja em comunicação fluida com a pelo menos uma entrada da haste da válvula, em que, na posição aberta, um caminho de fluxo é criado a partir da entrada do alojamento, em torno da parte externa do primeiro dispositivo de vedação e até pelo menos uma entrada da haste da válvula.

[012] Este novo conjunto de válvulas opera com gases inertes e tem vantagens sobre as válvulas convencionais, incluindo válvulas do tipo BoV, pois as válvulas do tipo BoV requerem que o produto seja misturado com um produto químico para melhorar a atomização, use propulsor de butano ao dispensar um produto de alta viscosidade (até 100cP (100mPa.s) a 20°C). Além disso, quando o conjunto de válvulas da presente invenção está totalmente aberto, há perdas de energia desprezíveis quando o fluido passa através da válvula de dentro do recipiente para o bico na tampa do acionador. O uso do presente conjunto de válvulas permite, assim, controlar todas as quedas de pressão na válvula e minimizá-las, resultando em um controle aprimorado da eficiência de atomização e da taxa de fluxo, enquanto nas válvulas convencionais ocorre uma queda de pressão significativa através da válvula que tem um efeito complexo no spray correspondente.

[013] Esse conjunto de válvula tem um coeficiente de perda de 10 quando o conjunto da válvula está totalmente aberto, conforme descrito em detalhes a seguir, e tem a vantagem de que as perdas de energia são desprezíveis quando o fluido passa através do conjunto da válvula de dentro do recipiente para o bico (por esse motivo e por conveniência, esses conjuntos de válvulas são também aqui referidos como "válvulas de baixa perda"). Consequentemente, a pressão na entrada do bocal está muito mais próxima da pressão dentro do recipiente do que no caso de válvulas normalmente empregadas em aerossóis para os quais ocorre uma queda de pressão significativa através da válvula. Essa queda de pressão, causada pelas válvulas convencionais, tem um efeito complexo na taxa de fluxo (através do bico) e no tamanho da gota do spray.

[014] O uso de uma válvula de baixa perda permite que todas as quedas de pressão sejam controladas apenas pelo projeto de inserção e da tampa do acionador. Isso oferece a oportunidade de um controle muito melhorado da eficiência e taxa de fluxo de atomização. A invenção é aplicável particularmente, mas não exclusivamente, a "aerossóis propulsores de gás comprimido", isto é, dispositivos de pulverização de aerossóis nos quais o propulsor é um gás comprimido que tem a propriedade de ser um gás a 25°C e uma pressão de pelo menos 50 bar.

[015] A invenção é aplicável a "aerossóis propulsores de gás comprimido", nos quais apenas o líquido no recipiente ("empurrado" pelo gás propulsor) é passado ao longo do caminho do fluxo de fluido para o bocal (isto é, sem vazamento de gás propulsor no fluxo de líquido) com a vantagem de que a pressão na entrada do bocal está mais próxima da pressão no recipiente do que nas construções do estado da técnica.

[016] No caso de "aerossóis propulsores de gás comprimido", o propulsor pode, por exemplo, ser nitrogênio, dióxido de carbono ou ar.

[017] Outras vantagens da válvula da presente invenção incluem o fato de que ela é capaz de pulverizar produtos viscosos de até 100Cp (100mPa.s) a 20°C ou mais, sem o uso de butano ou outro gás hidrocarboneto liquefeito como propulsor, pois pode ser substituído com ar comprimido, nitrogênio ou outro propulsor de gás 'seguro'. Além disso, a qualidade e consistência da pulverização durante a vida útil de um dispositivo de pulverização em aerossol utilizando o conjunto da válvula são garantidas, podem ser usados os recipientes e a tecnologia de enchimento convencionais, há redução de custos de fabricação e montagem, e a válvula pode ser usada com uma unidade de ruptura mecânica (MBU).

[018] De preferência, a pelo menos uma entrada da haste de válvula compreende pelo menos uma abertura em uma parede lateral da extremidade proximal da haste de válvula.

[019] De preferência, a pelo menos uma abertura compreende uma ou mais fendas ou furos, de preferência a pelo menos uma abertura compreende duas fendas diametralmente opostas e / ou dois furos diametralmente opostos.

[020] De preferência, a pelo menos uma entrada da haste da válvula é configurada de modo que um caminho de fluxo para a haste de válvula através da pelo menos uma entrada da haste da válvula esteja em uma direção perpendicular a um caminho de fluxo da pelo menos uma entrada da haste da válvula através da haste de válvula para a abertura de saída.

[021] Embora o meio de propensão possa ser qualquer elemento de propensão adequado para propender o primeiro dispositivo de vedação contra o segundo dispositivo de vedação, de preferência, o meio de propensão é uma mola.

[022] De preferência, o meio de propensão é alinhado coaxialmente com a haste da válvula.

[023] De preferência, o alojamento é configurado de modo que o primeiro dispositivo de vedação permaneça em comunicação fluida com a entrada do alojamento ao longo de toda a faixa de movimento da haste da válvula.

[024] De preferência, o alojamento é configurado de modo que o primeiro dispositivo de vedação permaneça alinhado com um eixo geométrico longitudinal da haste da válvula em toda a faixa de movimento da haste de válvula.

[025] De preferência, o meio de propensão está em contato constante com o primeiro dispositivo de vedação em toda a faixa de movimento da válvula.

[026] Embora o primeiro dispositivo de vedação possa ser qualquer elemento de vedação adequado para criar uma vedação com o segundo dispositivo de vedação, de preferência, o primeiro dispositivo de vedação compreende uma esfera.

[027] De preferência, a largura de uma parte da câmara da válvula dentro da qual a esfera está localizada não é maior do que 1,2 vezes o diâmetro da esfera.

[028] De preferência, a largura da parte da câmara da válvula dentro da qual a esfera está localizada é de 1,1 a 1,2 vezes o diâmetro da esfera.

[029] De preferência, a largura da parte da câmara da válvula dentro da qual a esfera está localizada é de 1,12 a 1,18 vezes o diâmetro da esfera.

[030] Embora o segundo dispositivo de vedação possa ser qualquer elemento de vedação adequado para criar uma vedação com o primeiro dispositivo de vedação, de preferência, o segundo dispositivo de vedação compreende uma vedação.

[031] Alternativamente, o segundo dispositivo de vedação pode compreender uma superfície de vedação.

[032] De preferência, a superfície de vedação é chanfrada.

[033] De preferência, o meio de propensão é configurado para reter o primeiro dispositivo de vedação em alinhamento com o eixo geométrico longitudinal da haste da válvula.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[034] As modalidades da presente invenção serão agora descritas, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[035] As Figuras 1a e 1b representam uma seção transversal de um conjunto de válvulas em uma posição fechada e uma aberta, respectivamente;

[036] A Figura 2 representa uma seção transversal de uma parte de alojamento superior do conjunto de válvula representado nas Figuras 1a e 1b;

[037] A Figura 3 representa uma seção transversal de uma parte de alojamento inferior do conjunto de válvula representado nas Figuras 1a e 1b;

[038] A Figura 4 representa uma seção transversal da haste de válvula do conjunto da válvula representado nas Figuras 1a e 1b;

[039] As Figuras 5a e 5b representam uma seção transversal de um conjunto de válvula alternativo em uma posição fechada e uma aberta, respectivamente;

[040] A Figura 6 representa uma seção transversal da modalidade alternativa de um conjunto de válvula representado nas Figuras 5a e 5b, novamente na posição fechada;

[041] A Figura 7 representa um conjunto de válvula de aerossol convencional; e

[042] As Figuras 8 e 9 representam um aparelho para medir o coeficiente de perda de uma válvula.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[043] Um conjunto de válvula 100 de acordo com a invenção está ilustrado nas Figuras 1a e 1b em anexo, que representa uma seção transversal do conjunto de válvula 100 em uma posição fechada e uma aberta, respectivamente. Tal conjunto de válvula é para incorporação em um dispositivo de pulverização de aerossol (não representado) do tipo geralmente descrito na parte introdutória e compreendendo um recipiente (não representado), dentro do qual o produto e o propulsor estão contidos.

[044] A taça de montagem 20 está representada, a qual está configurada para acoplar o conjunto de válvula 100 ao recipiente do dispositivo de pulverização de aerossol e uma tampa do acionador 30 com um bocal 40, como representado na Figura 1b.

[045] O bocal 40 (referido como uma 'inserção' no campo técnico) pode, por exemplo, ser um "atomizador de rotação pequeno'' e pode ser do tipo conhecido como bocal de "ruptura mecânica"(MBU). Alternativamente, o bocal 40 pode ser um orifício simples. O bocal 40 pode ser um projeto especial que incorpora recursos para maximizar a qualidade de atomização para o fluxo de fluido. Em todos os casos, o bocal 40 pode ser fornecido (como convencional na tecnologia de aerossol) como uma inserção em uma tampa de acionador 30 do dispositivo de pulverização de aerossol.

[046] O conjunto de válvula 100 compreende um alojamento 102 com paredes internas que definem uma câmara de válvula 104 e uma haste de válvula 120. O alojamento 102 é formado por duas partes: uma parte de alojamento superior 108; e uma parte de alojamento inferior 106. As seções transversais da parte de alojamento superior 108 e da parte de alojamento inferior 106 podem ser vistas mais claramente nas Figuras 2 e 3, respectivamente. Uma seção transversal da haste de válvula 120 pode ser vista mais claramente na Figura 4. O conjunto da válvula 100 seria frisado no lugar no topo de um recipiente através da taça de montagem 20, com uma parte distal da haste de válvula 120 projetada a partir da parte superior do recipiente para conectar à tampa do acionador 30.

[047] A parte de alojamento inferior 106 tem uma parede inferior 110 com uma abertura de entrada 112 através da mesma. Uma torneira tubular 114 pende da parede inferior 110. Um tubo de imersão 30 é conectado à torneira tubular 114 por meio de uma extremidade inferior aumentada da torneira tubular 114. O tubo de imersão 30 se estende até a base do recipiente (não representado) ao qual o conjunto de válvula 100 está montado. Deve ser apreciado que a região inferior de um recipiente no qual o conjunto de válvula 100 está encaixado está em comunicação com a câmara de válvula 104 através do tubo de imersão, da torneira 114 e da abertura de entrada 112 (que fornece uma entrada de líquido para a câmara de válvula).

[048] A parte de alojamento inferior 106 compreende uma parede interna geralmente cilíndrica 124 que define a câmara de válvula 104. Uma esfera 144 é disposta dentro da válvula de câmara 104. Uma mola inferior 146 propende a esfera 144 em direção a uma gaxeta de vedação anular inferior 148, localizada entre a parte de alojamento superior 108 e a parte de alojamento inferior 106. A esfera 144 pode ser feita de um metal, como aço inoxidável. A gaxeta de vedação anular inferior 148 pode ser um anel-O de borracha.

[049] Numa modalidade alternativa, a esfera 144 pode ser substituída por qualquer outro dispositivo de vedação de formato adequado.

[050] A mola inferior 146 também pode ser substituída por qualquer outro meio de propensão adequado.

[051] A gaxeta de vedação anular inferior 148 também pode ser substituída por qualquer outro dispositivo de vedação adequado.

[052] O diâmetro da parede interna cilíndrica 124 que define a câmara de válvula 104 é preferivelmente de até 1,2 vezes o diâmetro da esfera 114. Mais preferivelmente, o diâmetro da parede interna cilíndrica 124 é 1,1 a 1,2 vezes o diâmetro da esfera 144 e, ainda mais preferível, o diâmetro da parede interna cilíndrica 124 é de 1,12 a 1,18 vezes o diâmetro da esfera 144.

[053] Como pode ser visto nas Figuras 1a e 1b, a mola inferior 146 é alinhada coaxialmente com a haste de válvula 120. Isso permite a fabricação e montagem simples do conjunto da válvula 100.

[054] A extremidade superior da parte de alojamento inferior 106 compreende um canal 116 configurado para receber a parte de alojamento superior 108. O canal 116 também compreende reentrâncias anulares 134.

[055] A parte de alojamento superior 108 tem um diâmetro externo mais estreito na extremidade inferior 128, de modo a encaixar com um ajuste de interferência dentro do canal 116 da parte de alojamento inferior 106. A extremidade inferior 128 da parte de alojamento superior 108 compreende saliências anulares 126 que correspondem às reentrâncias anulares 134 do canal 116 da parte de alojamento inferior 106. A disposição das saliências anulares 126 e das reentrâncias anulares 134 é tal que, uma vez que a extremidade inferior 128 da parte de alojamento superior 108 seja inserida no canal 116, a parte de alojamento superior 108 é travada na parte de alojamento inferior 106.

[056] Na extremidade superior 138 da parte de alojamento superior 108, uma borda anular 130, juntamente com uma superfície superior 132, define uma prateleira dentro da qual se aloja uma gaxeta de vedação anular superior 160.

[057] Uma parede 136 se estende radialmente para dentro a partir de uma região central entre a extremidade superior 138 e a extremidade inferior 128 da parte de alojamento superior 108. Uma torneira tubular 140 se estende para cima a partir da parede 136. A torneira 140 suporta uma mola superior 142, com a extremidade inferior da mola superior 142 sendo localizada em torno da torneira 140 e atua como um guia para a haste de válvula 120.

[058] A mola superior 142 engata com a parede 136 da parte de alojamento superior 108 e propende a haste de válvula 120 em uma direção ascendente em direção à gaxeta superior 160.

[059] A haste de válvula 120 é geralmente cilíndrica, tendo uma extremidade proximal 174 com uma superfície externa 172 com um diâmetro igual ao diâmetro interno da torneira tubular 140 da parte de alojamento superior 108, de modo que a torneira tubular 140 forme uma vedação em torno do perímetro da extremidade proximal 174 da haste de válvula 120. Uma extremidade distal 176 da haste de válvula 120 se projeta através do centro da gaxeta de vedação anular superior 160, que é dimensionada para vedar contra a superfície externa 178 da haste de válvula 120.

[060] A haste de válvula 120 inclui um canal de fluxo de saída 180 com uma abertura de saída 182 na extremidade distal 176 e uma entrada na extremidade proximal 174. A entrada compreende duas fendas diametralmente opostas 178 (uma das quais pode ser vista claramente na Figura 4) e dois furos diametralmente opostos 184 na parede lateral da extremidade proximal 174 da haste de válvula 120, que permite a passagem de fluido para dentro do canal de fluxo de saída 180. De preferência, cada fenda 178 tem uma área de 4mm2 ou menos. De preferência, cada furo 184 tem um diâmetro de 1mm ou menos. Essas dimensões garantem que as misturas de fluido viscoso sofram uma queda de pressão mínima à medida que entram no canal de fluxo de saída 180 da haste de válvula 120. A espessura da extremidade distal 176 da haste de válvula 120 é preferivelmente 0,5mm ou maior, de modo que seja fornecida força suficiente para reduzir a chance de ruptura durante a operação da haste de válvula.

[061] Deve ser compreendido que são previstos arranjos alternativos, onde são fornecidas várias combinações de furos 184 e / ou fendas 178 e onde suas localizações são variadas.

[062] A haste de válvula 120 compreende ainda uma parte de ombro 186 que se projeta radialmente para fora de uma região central da haste de válvula 120. A parede 186 é configurada para encostar na gaxeta de vedação superior 160 em uma posição fechada, de modo a limitar o movimento para cima da haste de válvula, como pode ser visto na Figura 1a. Uma saliência radial 188 se estende da parede 186 em direção à extremidade proximal 174 da haste de válvula 120. Como pode ser visto na Figura 1b, a saliência radial 188 é configurada para encostar na torneira tubular 140, de modo a limitar o movimento descendente da haste de válvula em uma posição aberta.

[063] O canal de fluxo 180 da haste de válvula 120 é dividido em duas partes. A parte na extremidade distal 176 tem um comprimento A e um diâmetro C e a parte na extremidade proximal 174 tem um comprimento B e um diâmetro D. O comprimento A é de preferência 14mm e, preferivelmente, 13,8mm. O comprimento B é de preferência 10mm e preferivelmente 9,9mm. O diâmetro C é preferencialmente de 1mm e preferivelmente 1,1 mm. O diâmetro D é de preferência 2 mm e mais preferencialmente 1,8 mm.

[064] Numa disposição alternativa, o comprimento A é preferivelmente de 9 mm e mais preferivelmente 8,7mm. O comprimento B é de preferência 15mm. O diâmetro C é preferivelmente de 1mm e mais preferivelmente 1,1mm. O diâmetro D é preferivelmente de 2mm e mais preferivelmente 1,6 mm e mais preferivelmente 1,62 mm.

[065] O comprimento total da haste de válvula 120 é de preferência 25 mm ou menos. Caso contrário, a capacidade de fabricação do componente será significativamente complicada e dispendiosa.

[066] Vantajosamente, o caminho de fluxo através de todo o conjunto de válvula 100 é projetado de modo que as quedas de pressão sejam controladas e minimizadas, resultando em um controle aprimorado da eficiência de atomização e da taxa de fluxo. O canal de fluxo 180 é também projetado e dimensionado para reduzir a turbulência. Como tal, o fluxo que sai da abertura de saída 182, particularmente quando são utilizados produtos viscosos, é muito menos turbulento do que seria o caso se fosse usado um conjunto de válvula convencional.

[067] Voltando agora à operação do conjunto de válvula 100, na posição de válvula fechada, como mostrado na Figura 1a, a parte de ombro 186, o ombro 290 encosta na gaxeta de vedação superior 160 sob a força da mola superior 142. A esfera 144 é propendida contra a gaxeta de vedação anular inferior 148 sob a força da mola inferior 146 que cria uma vedação entre a câmara 104 e o canal de fluxo de saída 180 da haste de válvula 120. Como tal, não existe caminho de fluxo entre a abertura de entrada 112 da parte do alojamento inferior 106 e a abertura de saída 182 da haste de válvula 120. Em outras palavras, o conjunto de válvula 100 está em uma posição fechada, pois nenhum fluido é capaz de fluir através do conjunto de válvula 100.

[068] Quando a haste de válvula 120 é movida para a posição de válvula aberta, como mostrado na Figura 1b, a haste de válvula 120 é movida para baixo, convencionalmente por meio da tampa do acionador 30, de modo que a saliência radial 188 da haste de válvula 120 encoste contra a torneira tubular 140. Como pode ser visto na Figura 1b, na posição aberta a extremidade proximal 174 da haste de válvula 120 se estendeu para dentro da câmara 104 e empurrou a esfera 144 para longe da gaxeta de vedação anular inferior 148 contra a propensão da mola inferior 146. Como tal, foi criado um caminho de fluxo entre a abertura de entrada 112 da parte de alojamento inferior 106 e a abertura de saída 182 da haste de válvula 120. O caminho de fluxo passa da abertura de entrada 112, ao redor da parte externa da esfera 144, para a abertura de saída 182 através da entrada da haste de válvula 120 (isto é, as fendas 178 e furos 184) e o canal de fluxo de saída 180. Os conteúdos do recipiente ao qual o conjunto de válvula 100 está acoplado pode agora fluir para fora do recipiente através do conjunto de válvula 100.

[069] Será apreciado que a esfera 144 permanece em comunicação fluida com a abertura de entrada 112 em toda a amplitude de movimento da haste de válvula 120. Além disso, a esfera 144 permanece em alinhamento com um eixo geométrico longitudinal da haste de válvula 120 em toda a amplitude de movimento da haste de válvula 120. A mola inferior 146 é configurada para reter a esfera 144 em alinhamento com o eixo geométrico longitudinal da haste de válvula 120. A mola inferior 146 permanece em contato constante com a esfera 144 em toda a faixa de movimento da haste de válvula 120.

[070] O projeto do conjunto de válvula 100 é tal que o fluxo que sai da abertura de saída 182, particularmente quando são usados produtos viscosos, é muito menos turbulento do que seria o caso se fosse usado um conjunto de válvula convencional. Como tal, o conjunto de válvula 100 pode ser usado em conjunto com uma Unidade de Ruptura Mecânica (MBU) ao distribuir produtos viscosos. Qualquer Unidade de Ruptura Mecânica adequada pode ser usada em conjunto com o conjunto de válvula 100 para melhorar ainda mais a consistência do desempenho. As MBUs não podem ser usadas com válvulas convencionais quando produtos altamente viscosos estão sendo dispensados, pois ocorrerão obstruções e bloqueios devido ao projeto geométrico da MBU.

[071] As Figuras 5a e 5b representam uma seção transversal de uma modalidade alternativa de um conjunto de válvula 500 em uma posição fechada e uma aberta, respectivamente. O projeto do conjunto de válvula 500 é substancialmente o mesmo do conjunto de válvula 100 (representado nas Figuras 1a e 1b) e números de referência semelhantes são usados nas Figuras ao longo deste pedido para denotar características que são substancialmente os mesmos.

[072] As principais diferenças entre o conjunto de válvula 500 e o conjunto de válvula 100 são que a torneira tubular 140 foi removida e substituída por uma seção de parede alongada 540 que atua como um guia para a haste de válvula 120 de maneira semelhante à torneira 140.

[073] Além disso, a gaxeta de vedação anular inferior 148 foi removida e substituída por uma superfície de vedação anular 548 que é chanfrada. De preferência, o ângulo E da superfície de vedação 548 (representada na Figura 6) é de 70° ou menos. Em outras palavras, o ângulo da superfície de vedação anular 548 em relação ao eixo geométrico longitudinal do conjunto de válvula 500 é de 35° ou menos. Isso assegura que a esfera 144, quando propendida contra a superfície de vedação anular 548 sob a força da mola inferior 146, cria uma vedação entre a câmara 104 e o canal de fluxo de saída 180 da haste de válvula 120.

[074] O engate entre a parte de alojamento superior 508 e a parte de alojamento inferior 506 do conjunto de válvula 500 também é ligeiramente diferente do conjunto de válvula 100. Em vez de um canal 116, a parte superior 516 da parte de alojamento inferior 506 tem diâmetro mais largo do que a extremidade inferior 528 da parte de alojamento superior 508, de modo encaixar com um ajuste de interferência fora da extremidade inferior 528 da parte de alojamento superior 508.

[075] A extremidade inferior 528 da parte de alojamento superior 508 compreende saliências anulares que correspondem às reentrâncias anulares da parte superior 516 da parte de alojamento inferior 506, muito parecidos com os do conjunto de válvula 100. A disposição das saliências anulares e das reentrâncias anulares é de modo que, uma vez que a extremidade inferior 528 da parte de alojamento superior 108 é inserida na parte superior 516 da parte de alojamento inferior 506, a parte de alojamento superior 508 é travada na parte de alojamento inferior 506.

[076] Como no conjunto de válvula 100, as paredes internas do alojamento 502 do conjunto de válvula 500 definem uma câmara de válvula 104.

[077] A operação do conjunto de válvula 500 é praticamente a mesma do conjunto de válvula 100, como é claro nas Figuras 5a e 5b, que descrevem o mecanismo operacional semelhante da válvula 500.

Medição do coeficiente de perda de uma válvula

[078] O protocolo usado para medir o coeficiente de perda de pressão adimensional para uma válvula 1003 usando um medidor de fluxo 1001 e um instrumento de medição de pressão 1002 (ver Figuras 8 e 9) é como se segue.

[079] Com referência à Figura 8, a válvula (1003) a ser testada é montada verticalmente com sua saída 1004 (na parte superior). A entrada 1006 (na parte inferior) é conectada à tubulação flexível interna de 4mm 1010 usando ajustes de adaptador, se necessário. O comprimento do tubo que liga a válvula à posição de medição de pressão 1008 é de 0,5m.

[080] É essencial que a queda de pressão medida seja representativa da própria válvula e que a queda de pressão não seja influenciada por componentes adicionais que criem perdas que possam fazer parte de uma saída do dispositivo de distribuição de aerossol ou pelo canal de alimentação para a válvula. Se esses componentes, que não fazem parte da válvula, não puderem ser removidos, sua contribuição para a queda de pressão será levada em consideração pelo procedimento descrito abaixo.

[081] A saída e a entrada da válvula devem ser representativas daquelas para o uso normal da válvula, mas devem ser modificadas, se necessário, para que não contenham restrições ou orifícios. Assim, qualquer entrada de perda de gás deve ser bloqueada sem interferir no fluxo de líquido no canal.

[082] Além disso, quaisquer restrições ao fluxo ao longo do canal de fluxo de saída 180 da haste de válvula 120 devem ser removidas eliminando a restrição (por exemplo, perfurando) para deixar uma passagem da mesma seção transversal que o diâmetro do canal de fluxo de saída 180. Se a saída da válvula, por exemplo, a câmara interna da haste superior de uma válvula convencional, contiver uma restrição, a haste deverá ser perfurada ou removida para fornecer um diâmetro constante para o fluxo de saída, com um valor igual ao da seção da câmara sem a restrição.

[083] Se for necessário remover as entradas e saídas da válvula, elas devem ser substituídas por componentes de reposição com seções transversais e comprimentos idênticos aos originais. Assim, as seções transversais internas (por exemplo, diâmetros) de qualquer saída e entrada de reposição devem ser representativas dos valores das seções transversais internas (por exemplo, diâmetros) daqueles da haste de válvula e do canal de alimentação da válvula, a partir do tubo de imersão, para o uso normal da válvula.

[084] A válvula é suprida de água destilada, através do medidor de fluxo (1001), a partir de uma fonte de alimentação constante a 20°C. O medidor de fluxo deve ser capaz de fornecer medições da taxa de fluxo do volume de água com precisão de 0,02 mililitros / seg., ou melhor, e deve cobrir pelo menos a faixa de 0,2 mililitros / seg. a 2 mililitros / seg. Um medidor de fluxo adequado é um medidor de fluxo de tubo de Vidro de Área Variável da PLATON com uma combinação calibrada de tubo e flutuação A1SS-CA 07100, obtida de “Roxpur Measurement e Control Ltd.” de Sheffield.

[085] No ponto 1008, há uma junção na qual um instrumento de medição de pressão (1002) está conectado. Isto é, de preferência, um dispositivo do tipo transdutor eletrônico, projetado para uso com água, e deve ter uma precisão de 1,0 milibar (100 pascais), ou melhor, com um intervalo de zero a pelo menos 5 bar (5kPa). Um instrumento adequado é um Indicador de Pressão Digital DRUCK DPl- 705, obtido da DRUCK Ltd. de Leicester. A saída da água no ponto 1004 deve ser na mesma altura do ponto 1008.

[086] Para comparar válvulas diferentes, é usada uma taxa de fluxo de volume de líquido comum 0=1,0 mililitros / seg., sendo esta representativa da encontrada na haste em muitos dispositivos de aerossol de consumo. Para calcular uma velocidade de fluxo característica V para uma válvula na qual a válvula deva ser testada, devem ser medidos os diâmetros internos da entrada 1006 e da saída 1004. Se estes não forem iguais, deve ser registrado o valor menor.

[087] Agora, a área de seção transversal representativa A é fornecida pela expressão: A=πD2/4 onde D é o diâmetro interno da entrada 1006 e saída 1004 se o mesmo ou o menor dos dois se diferente.

[088] Além disso, a velocidade característica do teste V é representada pela equação: Q=VxA

[089] Pode-se mostrar que quando D possui as unidades mm e V possui unidades m/s, um valor de Qin mililitros/seg. pode ser obtido a partir da expressão: Q=πD2V/4 mililitros/seg.

[090] Considerando que o valor de Q empregado é de 1,0 mililitros/seg., o valor de V (velocidade de fluxo) a ser usado no teste pode ser calculado a partir da expressão: V=4/(πD2)

[091] Como exemplo para um diâmetro representativo 0=1,0mm, a velocidade de fluxo característica para o teste seria 1,27 m/s.

[092] Para realizar um teste, a válvula está totalmente aberta e a taxa de fluxo do teste é estabelecida. Quando as condições estáveis foram estabelecidas, a pressão P1 é registrada. É importante garantir que não haja bolhas ou câmaras de ar no caminho do fluxo ou na válvula. O teste deve ser repetido pelo menos 5 vezes e deve ser usado um valor médio de P1.

[093] Para remover os efeitos das quedas de pressão causadas por outras características do fluxo entre os pontos 1008 e 1004, que não fazem parte da válvula, deve ser realizado um segundo teste. Como mostrado esquematicamente na Figura 9, a válvula é removida, no entanto, o canal de abastecimento da válvula é retido.

[094] Para uma válvula de aerossol convencional, como mostrado na Figura 7, o alojamento de válvula 702 é mantido no lugar e conectado ao abastecimento de água, no entanto, são removidas a haste de válvula 720, a mola 742, a gaxeta de vedação 760 e tampa de aerossol de metal 720 (na qual o alojamento da válvula é normalmente cravado).

[095] O procedimento adotado no caso da modalidade da invenção mostrada nas Figuras 1a e 1b dos desenhos anexos compreende a fixação da parte de alojamento inferior 106 ilustrada na Figura 3 à tubulação 1010.

[096] Um segundo teste é realizado na mesma taxa de fluxo do primeiro teste e é registrada uma pressão P2.

[097] A queda de pressão representativa da válvula é encontrada em: ΔP=P1 - P2.

[098] O coeficiente de perda adimensional C da válvula é encontrado dividindo-se essa queda de pressão . ΔP pela cabeça dinâmica do fluxo na válvula, a cabeça dinâmica sendo % p2 em que p é a densidade da água, então: C= 0,6.P/(% pV2) onde ΔP possui unidades Pascal, p possui unidades kg/m3 e V possui unidades m/s.

Exemplo 1

[099] Um conjunto de válvula 100 do tipo mostrado nas Figuras 1a e 1b e um conjunto de válvula 500 do tipo mostrado nas Figuras 5a e 5b, ambos com canal de fluxo 180 da extremidade distal 176 ou haste de válvula 120 e uma abertura de saída 182 de 1mm de diâmetro foi testado de acordo com o procedimento acima para determinar o coeficiente de perda adimensional (C).

[0100] Verificou-se que os dois conjuntos de válvulas tinham um coeficiente de perda (C) inferior a 10.

Exemplo comparativo 2

[0101] Este exemplo comparativo refere-se ao teste, usando o procedimento acima, de um conjunto de válvula de aerossol convencional 700 ilustrado na Figura 7, que é do tipo usado com aerossóis de spray de cabelo com propulsor liquefeito.

[0102] A válvula tem uma entrada única 710 para a haste 720 com diâmetro de 0,5 mm. O diâmetro característico foi o diâmetro interno da haste que tinha D=1,8mm.

[0103] Usando o procedimento acima, verificou-se que a válvula apresentava um coeficiente de perda (C) de 1750.

Exemplo comparativo 3

[0104] Uma válvula convencional, do tipo mostrado na Figura 7 e descrita no exemplo comparativo 2, foi modificada através da perfuração de 6 furos de 0,5mm de diâmetro como entradas de haste 710 e também alargando os canais através dos quais o líquido deva passar dentro da válvula.

[0105] Utilizando o procedimento descrito acima, verificou-se que esta válvula convencional modificada apresentava um coeficiente de perda (C) de 35,1.

Claims

1. Conjunto de válvula para um recipiente pressurizado ou passível de pressurização de um dispositivo de pulverização de aerossol, o conjunto de válvula compreendendo: um alojamento com paredes internas definindo uma câmara de válvula, o alojamento tendo uma entrada de alojamento (112) para comunicação fluida com fluido no recipiente; uma haste de válvula (120) tendo uma extremidade proximal e uma extremidade distal, a extremidade proximal recebida na câmara de válvula e a extremidade distal projetando-se através de uma abertura vedada na câmara da válvula, a haste de válvula (120) incluindo um canal de fluxo de saída (180) com uma abertura de saída (182) na extremidade distal e, mais proximalmente, pelo menos uma entrada da haste de válvula (178, 184); um primeiro dispositivo de vedação (144) disposto dentro da câmara de válvula, em que o primeiro dispositivo de vedação (144) compreende uma esfera; um meio de propensão (146) disposto dentro da câmara da válvula; e um segundo dispositivo de vedação (148, 548) disposto dentro da câmara de válvula, em que a haste de válvula (120) é móvel entre: uma posição fechada na qual o primeiro dispositivo de vedação (144) é propendido contra o segundo dispositivo de vedação (148, 548) pelo meio de propensão (146), de modo que a entrada do alojamento não esteja em comunicação fluida com a pelo menos uma entrada da haste de válvula (178, 184); e uma posição aberta na qual o primeiro dispositivo de vedação (144) é deslocado do segundo dispositivo de vedação (148, 548) pela extremidade proximal da haste de válvula, de modo que a entrada do alojamento esteja em comunicação fluida com a pelo menos uma entrada da haste de válvula (178, 184), em que, na posição aberta, é criado um caminho de fluxo a partir da entrada do alojamento (112), em torno do exterior do primeiro dispositivo de vedação (144) e até a pelo menos uma entrada da haste de válvula (178, 184), e o conjunto de válvula para um recipiente pressurizado ou passível de pressurização de um dispositivo de pulverização de aerossol CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma entrada da haste de válvula (178, 184) compreende uma ou mais fenda em uma parede lateral da extremidade proximal da haste de válvula.

2. Conjunto de válvula, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma entrada da haste de válvula (178, 184) compreende adicionalmente um ou mais furos em uma parede lateral da extremidade proximal da haste de válvula.

3. Conjunto de válvula, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma entrada da haste de válvula (178, 184) compreende duas fendas diametralmente opostas e/ou dois furos diametralmente opostos.

4. Conjunto de válvula, de acordo com a reivindicação 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma entrada da haste de válvula (178, 184) é configurada de modo que um caminho de fluxo para a haste de válvula (120) através da pelo menos uma entrada da haste de válvula (178, 184) seja em uma direção perpendicular a um caminho de fluxo da pelo menos uma entrada da haste de válvula (178, 184) através da haste de válvula (120) até a abertura de saída (182).

5. Conjunto de válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de propensão (146) é uma mola.

6. Conjunto de válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de propensão (146) está alinhado coaxialmente com a haste de válvula (120).

7. Conjunto de válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o alojamento é configurado de modo que o primeiro dispositivo de vedação (144) permaneça em comunicação fluida com a entrada do alojamento (122) em toda a faixa de movimento da haste de válvula (120).

8. Conjunto de válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o alojamento é configurado de modo que o primeiro dispositivo de vedação (144) permaneça em alinhamento com um eixo geométrico longitudinal da haste de válvula (120) por toda a faixa de movimento da haste de válvula (120).

9. Conjunto de válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de propensão (146) está em contato constante com o primeiro dispositivo de vedação (144) por toda a faixa de movimento da válvula.

10. Conjunto de válvula, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a largura de uma parte (124) da câmara da válvula dentro da qual a esfera está localizada não é mais do que 1,2 vezes o diâmetro da esfera.

11. Conjunto de válvula, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a largura da parte (124) da câmara da válvula dentro da qual a esfera está localizada é 1,1 a 1,2 vezes o diâmetro da esfera.

12. Conjunto de válvula, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a largura da parte (124) da câmara da válvula dentro da qual a esfera está localizada é 1,12 a 1,18 vezes o diâmetro da esfera.

13. Conjunto de válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo dispositivo de vedação (148, 548) compreende uma gaxeta.

14. Conjunto de válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo dispositivo de vedação (148, 548) compreende uma superfície de vedação.

15. Conjunto de válvula, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície de vedação é chanfrada.

16. Conjunto de válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de propensão (146) está configurado para reter o primeiro dispositivo de vedação (144) em alinhamento com o eixo geométrico longitudinal da haste de válvula (120).