BRPI0902950A2 - bomba de espuma de diafragma - Google Patents
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Abstract
Uma bomba de espuma de diafragma incluindo um diafragma feito de um material flexível definindo uma câmara de mistura e tendo uma abertura de entrada e uma abertura de saída. Uma passagem de entrada está em comunicação fluida com um reservatório contendo um liquido espumável e a abertura de entrada, com a passagem de entrada tendo uma válvula unidirecional na mesma. A bomba inclui também uma passagem de saída em comunicação fluida com a abertura de saida e tendo uma válvula unidirecional na mesma, e um entrada de ar na passagem de entrada tendo uma válvula unidirecional. A bomba de espuma de diafragma ainda inclui um motor elétrico e um elemento acionado por motor associado com o dito motor elétrico. A atuação do motor elétrico aciona o elemento acionado por motor para repetidamente retrair e expandir o diafragma, e onde a expansão do diafragma cria um vácuo fazendo com que liquido espumável e ar escoem para a câmara de mistura, e a retração do diafragma faz com que a mistura de líquido e ar seja forçada para fora através da passagem de saida como espuma.
Description
"BOMBA DE ESPUMA DE DIAFRAGMA"
CAMPO DA INVENÇÃO
A invenção refere-se na técnica de bombas de espuma, em queum líquido espumável e ar são misturados para gerar um produto de espuma.Mais particularmente, a invenção refere-se a bombas de espuma de diafragmaem que um diafragma é forçado a retrair e expandir repetidamente por umelemento acionado por motor, assim alternadamente retirando líquidoespumável e ar para uma câmara de mistura dentro do diafragma e forçando amistura para fora como um produto de espuma.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Há muitos anos, conhece-se dispensar líquidos, tais comosabões, sanitizantes, limpadores, desinfetantes e semelhantes de umalojamento de dispensador que mantém uma unidade de refil que retém olíquido e proporciona os mecanismos de bomba para dispensar o líquido. Omecanismo de bomba empregado com tais dispensadores é tipicamente umabomba de líquido, simplesmente dispensando uma quantidade predeterminadado líquido mediante movimento de um atuador. Recentemente, parafinalidades de eficácia e economia, tornou-se desejável dispensar os líquidosna forma de espuma, gerada pela interposição de ar no líquido.
Conseqüentemente, a bomba de líquido padrão deu lugar a uma bombageradora de espuma que exige necessariamente meios para combinar o ar e olíquido de tal maneira a gerar a espuma desejada.
Tipicamente, dispensadores de espuma geram espumabombeando uma corrente de líquido espumável e uma corrente de ar para umaárea de mistura e forçando a mistura por uma tela para melhor dispersar o arcomo bolhas dentro do líquido espumável e criar um produto de espuma maisuniforme. Quanto mais diminutas e numerosas as bolhas de ar mais grossa emais suave a espuma, embora ar demais ou ar de menos possa fazer com quea espuma seja de má qualidade. A chave para um produto de espumadesejável é violenta mistura do líquido espumável e ar para dispersar asbolhas de ar dentro do líquido. Muitos projetos existentes de bomba deespuma empregam um mecanismo do tipo pistão o qual resulta em umvolume fixo de espuma gerado por cada ativação da bomba de espuma semqualquer capacidade de ajuste. Assim, existe uma necessidade de uma bombade espuma provendo a capacidade de ajustar o volume de espuma fornecidopor cada ativação da bomba de espuma.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Uma bomba de espuma de diafragma incluindo um diafragmafeito de um material flexível definindo uma câmara de mistura e tendo umaabertura de entrada e uma abertura de saída. Uma passagem de entrada estáem comunicação fluida com um reservatório contendo um líquido espumávele a abertura de entrada, com a passagem de entrada tendo uma válvulaunidirecional na mesma. A bomba inclui também uma passagem de saída emcomunicação fluida com a abertura de saída e tendo uma válvulaunidirecional na mesma e uma entrada de ar na passagem de entrada tendouma válvula unidirecional. A bomba de espuma de diafragma ainda inclui ummotor elétrico e um elemento acionado por motor associado com o dito motorelétrico. A atuação do motor elétrico aciona o elemento acionado por motorpara retrair e expandir repetidamente o diafragma, onde a expansão dodiafragma cria um vácuo forçando o líquido espumável e o ar a escoarem paraa câmara de mistura, e a retração do diafragma faz com que a mistura delíquido e ar seja forçada para fora pela passagem de saída como espuma.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Figura 1 é um esquemático de um dispensador emconformidade com os conceitos da invenção presente.
Figura 2 é uma vista de topo do carne em conformidade com
Figura 1.
Figura 3 é uma vista de topo de um carne alternante emconformidade com outra incorporação da invenção presente; e
Figura 4 é um esquemático de um dispensador alternante emconformidade com os conceitos da invenção presente.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE INCORPORAÇÕES ILUSTRATIVAS
Um dispensador em conformidade com os conceitos dainvenção presente está mostrado na Figura 1 e está indicado geralmente pelonumerai 10. O dispensador 10 inclui uma bomba de espuma 11 tendo umdiafragma 12 que é geralmente em forma de domo. O diafragma 12 é feito deum material flexível e resiliente que retrai mediante a introdução de uma forçaexterna e, então, retorna à sua forma original quando a força é retirada.Materiais adequados incluem, por exemplo, silicone, elastômerostermoplásticos e similares. O diafragma 12 define uma câmara de misturainterna 14 no mesmo, como será discutido em mais detalhes abaixo. Odiafragma 12 pode ser montado em um alojamento de dispensador (nãomostrado) que prove um mecanismo de montagem, como também um meiopara fixar outros componentes do dispensador 10.
O dispensador 10 também inclui um motor elétrico 16 tendoum eixo rotativo de motor 18. O motor elétrico 16 pode ser qualquer motorelétrico conhecido tendo um eixo rotativo incluindo, por exemplo, um motorde corrente contínua equipado com uma fonte de alimentação a bateria 19. Omotor 16 pode incluir circuito de acionamento de motor 17 para controlar aativação do mesmo (por exemplo, duração, velocidade, etc). O circuito deacionamento 17 do motor 16 pode ser acionado por um sensor de ativaçãoisento de mãos, como é conhecido na técnica. Um carne 20 é fixado ao eixorotativo 18 de modo que a rotação do eixo 18 causa a rotação do carne 20.Nas Figs. 1 e 2, o carne 20 é mostrado montado fora de centro no eixo 18 demodo que a rotação do eixo 18 é capaz de gerar força linear para agir nodiafragma 12 o qual, assim, funciona como um seguidor de carne. Contudo,como visto na Fig. 3, o carne pode também ser uma simples roda montada nocentro com uma projeção apropriada, como no carne 20'.
Como visto na Fig. 1, o motor 16 é posicionado de modo que oeixo 18 se estende adjacente ao diafragma 12, separado do mesmo por umadistância escolhida tal que em pelo menos um ponto durante a rotaçãocompleta do eixo 18 (e assim o carne 20), o diafragma 12 pode assumir suaforma completamente estendida. À medida que o eixo 18 do motor 16 gira, ocarne 20 aplica repetidamente uma força no diafragma 12, dessa formafazendo com que o diafragma 12 retraia quando ele gira sobre ele e odiafragma 20, então, expande de voltar para sua posição original à medida queo carne 20 continua sua rotação.
O diafragma 12 inclui uma abertura de entrada 22 numa base23 do mesmo, a abertura de entrada em comunicação fluida com umapassagem de entrada 24 que está em comunicação fluida com um recipiente26 que retém um líquido espumável S. Como mostrado, a passagem deentrada 24 é um tubo que é submerso em uma extremidade em líquidoespumável S. Uma válvula unidirecional 28 é prevista na passagem de entrada24 para permitir que fluido escoe para a câmara de mistura 14 enquantoimpede fluxo de fluido na direção contrária em direção ao reservatório 26. Aválvula unidirecional 28 pode ser qualquer válvula conhecida na técnica epode incluir, por exemplo, uma válvula de esfera, uma válvula bico de pato,uma válvula gaveta e similares. A passagem de entrada 24 também inclui umaentrada de ar 30 na mesma que permite que ar seja puxado para dentro emisturado com líquido espumável S na passagem de entrada 24, como seráapreciado das revelações abaixo. A entrada de ar 30 inclui uma válvulaunidirecional 32, parecida com a válvula 28, para prevenir ar ou líquido deescaparem da passagem de entrada 24.
Embora mostrado esquematicamente para divulgaramplamente os conceitos desta invenção, deve ser apreciado que o diafragma12 é uma estrutura de bomba conhecida e, como conhecida, pode ser fixada aum recipiente para proporcionar o que é geralmente conhecido como umaunidade de refil para um alojamento de dispensador. Nas técnicas dedispensar sabão e sanitizante em particular, é comum providenciar umalojamento de dispensador que é adaptado para receber uma unidade de refilcompreendida de um recipiente de sabão ou sanitizante com uma bomba dediafragma fixada a ela. Tal unidade de refil poderia ser empregada com odiafragma sendo atuado como revelado neste para dispensar produto.
A passagem de saída 36 está em comunicação fluida com umaabertura de saída 38 na base 23. A passagem de saída 36 está na forma de umtubo e termina na abertura 40. Uma válvula unidirecional 42 é prevista napassagem de saída 36 para permitir fluxo de fluido do diafragma 12, mas paraprevenir fluxo de fluido na direção contrária. Como a válvula unidirecional28, a válvula 42 pode ser qualquer válvula conhecida na técnica e podeincluir, por exemplo, uma válvula de esfera, uma válvula de bico de pato, umaválvula gaveta e similares.
Mediante ativação do motor 16, o eixo 18 e o carne 20 sãogirados por um período fixo de tempo, como controlado pelo circuito elétricode controle. A rotação do carne 20 provoca a retração e a expansão repetidas erápidas do diafragma 12 à medida que o carne 20 gira em direção ao e paralonge do diafragma 12. Cada vez que o diafragma 12 é retraído, o volumeinterno diminuído da câmara de mistura 14 gera uma alta pressão que força oconteúdo da câmara de mistura 14 para fora através da válvula unidirecional42 e para a passagem de saída 36. Quando o diafragma 12 se expande devoltar a sua posição original, o volume interno da câmara de mistura 14aumenta, criando um vácuo. O vácuo puxa para dentro tanto ar como líquidoespumável ao longo da passagem de entrada 24 e para a câmara de mistura 14através da válvula unidirecional 28. Ar é puxado para dentro para a passagemde entrada 24 através de uma válvula unidirecional 32 na abertura 30. Emuma incorporação, o ar é puxado para dentro para a passagem 24simplesmente devido ao movimento de líquido próximo da abertura 30, i.e.,em virtude de um efeito Venturi. Como conhecido por pessoas qualificadas natécnica, o efeito Venturi pode ser aumentado restringindo o fluxo dentro dapassagem 24 adjacente à entrada de ar 30 para aumentar a velocidade do fluxoe, portanto, diminuir a pressão no ponto de fluxo restringido.
Alternativamente, uma bomba de ar 34 pode ser empregada para proporcionarar pressurizado na entrada de ar 30. A bomba de ar 34 pode ser controladapelo circuito de controle 17 do motor elétrico 16, de modo que a ativação domotor 16 causa simultaneamente a ativação da bomba de ar 34.
Ar puxado para dentro para a passagem de entrada 24grosseiramente mistura com o líquido espumável S. Devido à rotação a altavelocidade do carne 20, e assim a freqüência rápida de expandir e retrair dodiafragma 12, o ar e o líquido espumável são violentamente agitados e maiscompletamente misturados quando eles ciclizam através da câmara de mistura14. Esta mistura é avançada para a abertura 40 e dispensada como espuma. Operíodo de tempo de atuação do motor pode ser ajustado alterando circuito decontrole 17 para controlar a quantidade de espuma que é dispensada mediantecada ativação da bomba de espuma 10. A velocidade de rotação pode tambémser alterada para uma dada mistura líquido/ar, porque se pode concluir quemisturas diferentes viram espuma sob agitação menor ou maior.
A passagem de saída 36 pode opcionalmente incluir pelomenos uma tela de malha 44 adjacente a abertura 40 para extrusão da misturaar e líquido espumável antes de dispensar. Deve ser apreciado, contudo, queem algumas incorporações e com algumas misturas de líquido e ar, a tela demalha não será necessária devido à completa mistura e agitação do líquido ear na câmara de mistura 14. Pelo menos uma tela de malha 44 pode serprevista na forma de um cartucho de mistura 46 que consiste em tubo oco 48limitado em ambas as extremidades por telas de malha 44. O cartucho demistura 46, se provido, pode homogeneizar ainda mais a mistura resultantepara melhorar a qualidade do produto de espuma que é dispensado na abertura 40.
Uma incorporação alternativa para expandir e retrairrapidamente o diafragma 12 está mostrada na Figura. 4, em que o motor 16aciona um pistão alternativo 50 para apertar o diafragma 12 e permitir a elevoltar ao seu estado expandido, muito similar a rotação do carne 20. Omovimento alternante está representado pela seta de duas pontas na Figura 4.Assim, amplamente, o motor 16 aciona um elemento acionado por motor pararapidamente retrair e expandir o diafragma 12 para puxar ar e líquido para acâmara de mistura, violentamente misturar os mesmos dentro da câmara demistura, e expelir os mesmos como espuma para a saída.
A luz do antecedente, deve estar claro que esta invençãoapresenta melhorias na técnica de bombas de espuma. Embora umaincorporação específica tenha sido revelada neste com a finalidade de ensinaros conceitos inventivos, deve-se apreciar que a invenção não é limitada a oupor qualquer estrutura específica mostrada e descrita. Ao invés disso, asreivindicações servirão para definir a invenção.
Claims (6)
1. Bomba de espuma de diafragma, caracterizada pelo fato decompreender:(a) um diafragma feito de um material flexível definindo umacâmara de mistura e tendo uma abertura de entrada e uma abertura de saída;(b) uma passagem de entrada em comunicação fluida com umreservatório contendo um líquido espumável e a dita abertura de entrada, adita passagem de entrada tendo uma válvula unidirecional nas mesmas;(c) uma passagem de saída em comunicação fluida com a ditaabertura de saída, e tendo uma válvula unidirecional na mesma;(d) um entrada de ar na dita passagem de entrada tendo umaválvula unidirecional;(e) um motor elétrico;(f) um elemento acionado por motor associado com o ditomotor elétrico;em que a atuação do dito motor elétrico aciona o elementoacionado por motor para repetidamente retrair e expandir o dito diafragma, eem que a expansão do dito diafragma cria um vácuo fazendo com que líquidoespumável e ar escoem para a dita câmara de mistura, e a retração do ditodiafragma faz com que a mistura de líquido e ar seja forçada para fora atravésda passagem de saída como espuma.
2. Bomba de espuma de diafragma de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito motor elétrico inclui umeixo rotativo; e o elemento acionado por motor é um came fixado ao eixo domotor, a atuação do dito motor servindo para girar o dito eixo do motor,fazendo com que o dito came repetidamente retraia e expanda o ditodiafragma.
3. Bomba de espuma de diafragma de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito elemento acionado pormotor é uma haste alternante, a atuação do dito motor servindo para alternar adita haste, fazendo com que a dita haste repetidamente retraia e expanda odito diafragma.
4. Bomba de espuma de diafragma de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita passagem de saída incluipelo menos uma tela de malha.
5. Bomba de espuma de diafragma de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita passagem de entradainclui uma válvula de Venturi na mesma em dita entrada de ar.
6. Bomba de espuma de diafragma de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender ainda uma bomba dear fornecendo ar pressurizado para a dita entrada de ar.
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