ES2254404T3 - Disposicion de boquilla que comprende medios para el control del tamaño de gotitas de fluido. - Google Patents
Disposicion de boquilla que comprende medios para el control del tamaño de gotitas de fluido.Info
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Abstract
Una disposición de boquilla que es adecuada para ser usada en la generación de una pulverización o aerosol y que está destinada a ser conectada a un suministro de fluido, comprendiendo la disposición de boquilla una entrada (19) de fluido a través de la cual puede entrar fluido en la disposición de boquilla desde el suministro de fluido y una salida (24) de fluido a través de la cual el fluido puede ser expulsado desde la disposición de boquilla, estando conectadas dicha entrada de fluido y dicha salida de fluido por un pasaje (21) de circulación de fluido a través del cual, en uso, circula fluido desde la entrada hacia la salida, caracterizada porque la disposición de boquilla incluye medios de control proporcionados en el pasaje y que, en uso, actúan para controlar el tamaño de la gotita de fluido en la pulverización o aerosol producido por la disposición de boquilla en la salida, incluyendo los medios de control, en orden de entrada a salida, unos primeros medios (38; 43) de estrechamiento, unos primeros medios (44) de expansión asociados con los primeros medios de estrechamiento, unos segundos medios (38; 43) de estrechamiento y unos segundos medios (44) de expansión asociados con los segundos medios de estrechamiento, comprendiendo cada uno de los medios de estrechamiento, una región del pasaje en la que una dimensión del pasaje, tomada en una dirección transversal a la dirección de circulación del fluido, es menor que la dimensión equivalente de una porción del pasaje situada inmediatamente aguas arriba de los respectivos medios de estrechamiento, comprendiendo cada uno de los medios de expansión una región del pasaje en la cual al menos una primera dimensión del pasaje tomada en una dirección transversal a la dirección de circulación del fluido es mayor que la dimensión equivalente de una porción del pasaje inmediatamente aguas arriba de los respectivos medios de expansión y dichos medios de expansión forman una cámara, estando destinados dichos medios de estrechamiento a generar, en uso, una pulverización del fluido dentro de sus medios de expansión asociados.
Description
Disposición de boquilla que comprende medios para
el control del tamaño de gotitas de fluido.
Esta invención se refiere a mejoras en, o
relativas a, una disposición de boquilla.
Las disposiciones de boquilla se usan
convencionalmente para controlar la expulsión de fluidos desde un
recipiente a presión tal como uno denominado "bote de aerosol"
y pueden ser también usadas en aparatos industriales para controlar
la expulsión de fluidos a presión en aplicaciones muy
diferentes.
Las disposiciones de boquilla convencionales
producen generalmente una pulverización o aerosol que comprende una
fina niebla de gotitas de fluido suspendidas cuyas características
de tamaño varían de acuerdo con una distribución normal.
Los problemas surgen con disposiciones de
boquilla convencionales con respecto a los diámetros de las gotitas
en la pulverización o aerosol producido que pueden ser inferiores a
aproximadamente 6,3 \mum y gotitas de ese tamaño pueden ser
inhaladas por cualquier persona en la proximidad de la pulverización
o aerosol. Este es un problema particular cuando se consideran
disposiciones de boquilla sobre botes de aerosol en el caso, por
ejemplo, de un bote de barniz, pintura, adhesivo, desodorante o
pulverización de cabello, en que algunos componentes del contenido
del bote puedan ser tóxicos.
También surgen problemas con disposiciones de
boquilla convencionales en las que la inhalación no es un problema
porque puede ser necesario garantizar que las gotitas producidas
sean de un tamaño preferido para garantizar la eficacia máxima de
la pulverización o aerosol para el propósito a que se destina. Por
tanto, por ejemplo, se ha hallado que los ambientadores de aire que
cuanto menor es la gota son más eficaces en cuanto a fragancia. En
este caso, es conveniente que la máxima cantidad de gotitas tenga un
pequeño tamaño de gota para garantizar la efectividad.
Un problema más que surge con las disposiciones
de boquilla convencionales aparece cuando un gas comprimido se usa
como un propulsante en un bote de aerosol. Puesto que un gas
comprimido "empuja" el contenido fuera del bote en vez de
emerger en forma de gotitas del bote como con otros propulsantes
tales como gas de petróleo líquido (LPG), la disposición de
boquilla tiene más tendencia a bloquearse puesto que el contenido no
está contenido dentro de un propulsante líquido. Un problema más
todavía se debe a que el tamaño de gotita medio producido con una
boquilla convencional que usa gas comprimido como un propulsante es
aproximadamente de 80 \mum mientras que lo que se requiere es un
tamaño de gotita medio de 30 \mum. Además, a medida que el bote
se vacía, la presión en el bote disminuye conduciendo a un aumento
indeseable en el tamaño de gotita medio.
El documento WO 97/31841 se describe un aparato
de pulverización en el que una entrada alimentada desde un depósito
para material fluido se alimenta a una salida de descarga por medio
de un pasaje a través de una pared de la entrada, y la salida se
abre en una campana ensanchada que sirve para dirigir el cono de
fluido pulverizado después de abandonar la salida de pulverización.
La parte superior de la boquilla de pulverización está articulada
de modo que puede ser movida libremente para propósitos de
limpieza.
El documento US 6000583 describe una boquilla de
pulverización, en una realización con un tubo de pulverización
alargado que incluye un estrechamiento o garganta proporcionado
mediante un collar apretado sobre el tubo que es de material
flexible. El tamaño de gota se controla seleccionando el tamaño de
abertura de salida del tubo de boquilla.
Consecuentemente, un objeto de la presente
invención es proporcionar una disposición de boquilla en la que los
problemas mencionados anteriormente se eliminan o sean al menos
minimizados.
Este objeto se consigue mediante una disposición
de boquilla según la reivindicación 1.
Otros aspectos de la invención se hallan en las
reivindicaciones dependientes de la reivindicación 1.
Con esta disposición es posible controlar
eficazmente el tamaño de gota en una pulverización o aerosol
producido por la disposición de boquilla minimizando de ese modo los
problemas de la inhalación no deseada, o indeseable, de gotitas y
permitiendo maximizar la efectividad de la pulverización o aerosol
para su propósito pretendido. Además, adicionalmente, el control
del tamaño de las gotitas en el pasaje en combinación con en la
salida, permite compensar la caída de presión que se produce en la
disposición cuando se usa gas comprimido como un propulsante
Los medios de control adicionales comprenden
preferiblemente uno o más de los siguientes:
(a) unos medios de expansión en los que una
dimensión del pasaje transversalmente a la dirección de circulación
del fluido es incrementada con relación a la misma dimensión del
resto del pasaje;
(b) medios de orificio interior en los que la
dimensión del pasaje transversalmente a la dirección de circulación
del fluido se reduce con relación a la misma dimensión del resto
del pasaje;
(c) múltiples medios de canal en los que al menos
una parte del pasaje se divide en de 2 a 12 canales, cada uno de
los cuales tiene una dimensión que se reduce transversalmente en la
dirección de circulación del fluido con relación a la misma
dimensión del resto del pasaje;
(d) unos medios de redireccionamiento en los que
la circulación a través del pasaje es redirigida en una dirección
sustancialmente transversal a la dirección de circulación en el
pasaje a lo largo de los medios;
(e) unos medios de turbulencia en los que se
induce circulación rotacional en el fluido alrededor de la
dirección de circulación del fluido en el pasaje; y/o
(f) medios de Venturi que comprenden un pasaje
estrecho que se ensancha en un pasaje relativamente ancho con una
entrada de aire estrecha que entra en el pasaje cerca del punto en
el que se ensancha el pasaje.
Se apreciará que uno cualquiera o más de uno de
los medios de control mencionados anteriormente pueden ser usados
como se desee o sea apropiado para adaptarse a la aplicación en la
que se usa la disposición de boquilla y en particular pueden ser
usados múltiples tipos, idénticos o similares de los mismos medios
de control, juntos en la misma disposición de boquilla.
Preferiblemente, los medios de expansión se
disponen adyacentes a dicha salida de fluido, pudiendo formar
además dichos medios de expansión una cámara de forma
sustancialmente circular,
La disposición de boquilla puede preferiblemente
tener más de un pasaje de circulación de fluido y en estas
circunstancias la disposición de boquilla puede tener más de una
entrada y/o salida de fluido. Donde la disposición de boquilla
tiene dos o más pasajes, la disposición incluye preferiblemente,
además, unos medios de selección en la, o en cada, entrada de
fluido que son accionables para seleccionar a través de cual de los
pasajes de circulación de fluido, circulará el fluido. Por ejemplo,
la selección puede hacerse según sea la presión o el régimen de
circulación del fluido. Donde la disposición de boquilla tiene dos o
más pasajes de circulación de fluido, la disposición de boquilla
puede comprender una salida de fluido para cada pasaje de
circulación de fluido o, alternativamente, los respectivos pasajes
de circulación de fluido pueden estar combinados en una salida
única de fluido.
Resultados particularmente ventajosos se obtienen
de la disposición de boquilla que incluye unos medios de control
del tipo a) y/o del tipo b). La mayoría de los resultados ventajosos
se obtiene mediante la inclusión de unos medios de control del
envase tipo a) y unos medios b) de control, siendo los medios de
control de tipo a) los más próximos a la salida de fluido y siendo
los medios de control de tipo b) los más próximos a la entrada del
pasaje de circulación de fluido.
Para una disposición de boquilla destinada a ser
usada con un bote de aerosol o pulverización que contenga un
barniz, pintura, adhesivo, desodorante o pulverizador capilar, los
medios a), b) y/o d) de control han sido hallados particularmente
eficaces. Una disposición de boquilla que incluya tales medios de
control en combinación, preferiblemente en la secuencia d), b) y/o
a) desde la entrada de fluido hacia la salida de fluido, reduce la
proporción de gotitas que pueden ser inhaladas en la pulverización o
aerosol generado en uso por la disposición de boquilla. En efecto,
usando este tipo de disposición de boquilla, la proporción de
gotitas que pueden ser inhaladas en la pulverización o el aerosol
generado cuando el suministro de fluido esté a la presión máxima
puede conseguirse que sea menor del 15%, preferiblemente menor del
10%, y con la máxima preferencia menor del 7% medido mediante el
método que se describe más adelante. Se ha hallado además ventajoso
incluir un dispositivo de estrangulación antes de dichos medios de
control de tipo d) en esta disposición en la que el dispositivo de
estrangulación reduce la presión en la corriente y conduce a una
mejora del control de la circulación de fluido en tipos b) y a) de
medios de control posteriores. Preferiblemente, el dispositivo de
estrangulación comprende un estrechamiento del pasaje de circulación
de fluido.
Para una disposición de boquilla destinada a ser
usada con un bote de aerosol que contenga un ambientador de aire o
para una aplicación farmacéutica, se ha hallado que pueden ser
usados los medios a), c), e) y/o f) de control con resultados
particularmente eficaces. Esto ocurre cuando son usados en una
disposición de boquilla en la que las gotitas de la pulverización
producida por la disposición de boquilla son menores y la curva de
distribución de tamaños de las gotitas es más estrecha. La
disposición de boquilla, en ese caso, tiene también preferiblemente
una salida de fluido más estrecha que en otras realizaciones.
Además, para este uso, puede estar presente más de un pasaje de
circulación de fluido y ningún medio de selección puede ser usado
para seleccionar el pasaje de circulación de fluido a través del
cual circula fluido.
Para una disposición de boquilla destinada a ser
usada con una pulverización o aerosol que puede usar un gas
propulsor comprimido, la provisión de más de un pasaje de
circulación de fluido ha sido hallada ventajosa, y por ejemplo,
pueden ser usados dos o tres pasajes de circulación de fluido, cada
uno con una salida de fluido separada. Los medios de control usados
en los pasajes de circulación variarán según la aplicación del
aerosol o pulverización.
Para una disposición de boquilla destinada a ser
usada con un bote de aerosol que contenga un insecticida, se usa
preferiblemente más de un pasaje de circulación de fluido y se ha
hallado que más de una salida de fluido es ventajosa así como lo
son los medios a) y b) o c) de control.
Para una disposición de boquilla destinada a ser
usada en la industria, se ha hallado que los medios a), b), c), e)
y f) de control pueden ser usados para generar una pulverización o
aerosol con un tamaño de gota medio (medido usando el método
descrito más adelante) de menos de 80 \mum a una presión de menos
de 20 bares y típicamente el tamaño de gota medio obtenido será de
10 a 30 \mum a una presión de 2 a 5 bares. La producción de ese
tipo de fina pulverización a una presión relativamente baja es
ventajoso porque reduce el desgaste en la disposición de
boquilla.
Preferiblemente, la salida de fluido de la
disposición de boquilla está cubierta por una aleta articulada
movible que, cuando está en una posición cerrada, consigue la
protección de la salida de fluido.
La disposición de boquilla está configurada
preferiblemente por al menos dos partes interconectadas y las
partes pueden ser separadas una de otra para permitir la limpieza de
la disposición de boquilla.
Con la máxima preferencia, la disposición de
boquilla está formada por dos partes interconectadas mediante una
articulación para que puedan ser acercadas o separadas una de otra
para permitir que se efectúe la limpieza.
Preferiblemente, una o ambas de dichas partes
interconectadas incluyen una obturación que cuando las parte están
en la posición cerrada impide que el fluido se fugue a través de la
disposición de boquilla.
Una ventaja de la fabricación de la disposición
de boquilla en esa forma de dos piezas radica en que puede ser
fabricada muy económicamente.
El accionador y la tapa que atraviesa la
pulverización según el segundo y el tercero de los aspectos de la
invención son fabricados opcionalmente con la disposición de
boquilla según la invención formando parte enteriza de la
estrangulación o, alternativamente, la disposición de boquilla puede
ser añadida posteriormente como un accesorio a la misma.
En cada uno de los medios de control de
cualquiera de los tipos a-f), puede ser posible
modificar la circulación de fluido en los medios de control
ventajosamente mediante la adaptación adecuada de una superficie
interior de los mismos. Por ejemplo, puede ser proporcionada una
superficie interior texturizada o, alternativamente, salientes, por
ejemplo, pueden proporcionarse puntas que induzcan turbulencia en la
circulación de fluido a través de los respectivos medios de
control.
La invención se describirá a continuación con
referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:
la figura 1 es una vista lateral, parcialmente en
sección transversal, que muestra una tapa que atraviesa la
pulverización, convencional, montada sobre un recipiente presurizado
convencional;
la figura 2 es una vista lateral, parcialmente en
sección transversal, de la tapa que atraviesa la pulverización de
la figura 1 en una configuración "abierta";
la figura 3 es una vista en planta de la tapa que
atraviesa la pulverización de la figura 2;
la figura 4 es una vista en sección transversal a
lo largo de X-X' de la disposición de boquilla
convencional que se muestra en la figura 2;
la figura 5 es una vista en sección transversal,
similar a la de la figura 4, de una forma alternativa de una
disposición de boquilla convencional;
la figura 6 es una vista lateral, en sección
transversal, de una parte de un pasaje de circulación de fluido de
una primera realización de la disposición de boquilla según la
invención;
la figura 7 es una vista lateral, en sección
transversal, de una parte de un pasaje de circulación de fluido de
una segunda realización de la disposición de boquilla según la
invención;
la figura 8 es una vista lateral, en sección
transversal, de una parte de un pasaje de circulación de fluido de
una tercera realización de la disposición de boquilla según la
invención;
la figura 9 es una vista lateral, en sección
transversal, de una parte de un pasaje de circulación de fluido de
una cuarta realización de la disposición de boquilla según la
invención;
la figura 10 es una vista lateral, en sección
transversal, de una parte de un pasaje de circulación de fluido de
una quinta realización de boquilla dispuesta según la invención;
la figura 11 es una vista lateral, en sección
transversal, de una parte de un pasaje de circulación de fluido de
una sexta realización de la disposición de boquilla según la
invención;
la figura 12 es una vista lateral, en sección
transversal, de una parte del pasaje de circulación de fluido de
una séptima realización de la disposición de boquilla según la
invención;
la figura 13 es una vista lateral, en sección
transversal, de una parte de un pasaje de circulación de fluido de
una octava realización de la disposición de boquilla según la
invención;
la figura 14 es una vista lateral, en sección
transversal, de una parte de un pasaje de circulación de fluido de
una novena realización de la disposición de boquilla según la
invención;
la figura 15 es una vista lateral, en sección
transversal, de una parte de un pasaje de circulación de fluido de
una décima realización de la disposición de boquilla según la
invención;
la figura 16 es una vista lateral, en sección
transversal, de una parte de un pasaje de circulación de fluido de
una undécima realización de la disposición de boquilla según la
invención;
la figura 17 es una vista en planta de una
disposición de boquilla industrial convencional; y
la figura 18 muestra un alzado lateral de una
disposición de boquilla industrial convencional.
Haciendo referencia ahora a los dibujos, en las
figuras 1 y 2 se muestra una tapa terminal 10 elástica convencional
montada sobre un bote 11 convencional que contiene fluido a presión.
El bote tiene una salida 12 a través de la cual puede salir fluido
a presión tras el accionamiento. La tapa 10 está montada sobre el
bote 11 por medio de una aplicación elástica con un labio 13 sobre
el bote 12.
La tapa 10 es de dos partes y comprende un cierre
14 que está conectado a un cuerpo principal 16 por medio de una
articulación elástica 17. La tapa 10 incluye también un miembro
tubular 18 que se extiende hacia abajo que, cuando la tapa está
montada sobre el bote 11, se aplica con la salida 12 para permitir
el accionamiento de la misma al oprimir la tapa hacia abajo. El
miembro tubular 18 tiene un ánima 19 en el mismo que forma una
parte de un pasaje 21 de circulación de fluido. Una superficie
inferior del cierre 14 y una superficie superior del cuerpo 16
tienen respectivas ranuras 22, 23 en el mismo que, cuando el cierre
14 está en una posición cerrada, como se muestra en la figura 1,
define una parte del pasaje 21 de circulación de fluido. El ánima
19 del miembro tubular 18 y las dos ranuras 22, 23 respectivamente
en la superficie inferior del cierre 14 y la superficie superior
del cuerpo 14 forman un pasaje de circulación de fluido desde la
salida 12 del bote 11 hasta una salida 24 de circulación de fluido
de la disposición de boquilla.
El cuerpo 16 de la tapa incluye también una aleta
26 articulada que se muestra en una posición cerrada en la figura
1. La aleta 26 incluye una punta 27 que sobresale, que, cuando está
en la posición cerrada, impide el funcionamiento de la tapa. La
aleta 26 cuando está cerrada cubre la salida 24 de fluido y puede
ser abierta pivotando alrededor de una articulación 28 que conecta
la aleta 26 con el cuerpo 16. Cuando se abre la salida 24 de fluido
se expone.
En uso, la aleta articulada 26 se abre para
exponer la salida 24 de fluido y entonces la superficie superior
del cierre 14 se deprime como se ilustra mediante la flecha 29. La
depresión de la superficie superior del cierre 14 origina que el
miembro tubular 18 accione la salida 12 de bote liberando fluido del
bote 11 en el pasaje 21 de circulación de fluido. La naturaleza
elástica de la tapa 10 facilita esta acción. Una vez liberado en el
pasaje 21 de circulación de fluido, el fluido a presión pasa a la
salida 24 de fluido y es expulsado como se indica mediante la
flecha 31. Una vez usado, el cierre 14 puede ser abierto pivotando
alrededor de la articulación 28 para que permita la limpieza de las
ranuras 22, 23.
La figura 3 muestra una vista en planta de la
tapa 10 de las figuras 1 y 2, y los mismos número de referencia
tienen los mismos significados que en las figuras 1 y 2. Las ranuras
22, 23, respectivamente en la superficie inferior del cierre 13 y
la superficie superior del cuerpo 11 que forma una parte del pasaje
21 de circulación de fluido se muestran más claramente en esta
figura. Puede verse que en una tapa convencional, las ranuras 22,
23 en el cierre 14 y la superficie superior del cuerpo 11 incluyen
porciones 32, 33 que son transversales a las restantes de las
ranuras 22, 23 y que cuando el cierre 14 está en una posición
cerrada (figura 1) forman una cámara de turbulencia que induce
movimiento rotacional en el fluido tras la expulsión desde la salida
24 de fluido. Cada ranura 22, 23 está rodeada por una obturación
24, 26 configurada en forma de herradura que impide que el fluido
se fugue de la disposición de boquilla.
La figura 4 muestra una vista en planta de una
parte de una tapa del tipo mostrado en la figura 3 en la que no hay
porciones transversales a la ranuras 22 (de las que se muestra
solamente la ranura 22 en el cuerpo 11 en la figura) y por lo tanto
no está presente la cámara de turbulencia. En uso, una disposición
de boquilla de esta clase produce una pulverización con un cono
lleno pero desigual.
La figura 5 muestra una vista en planta de una
parte de la tapa de la figura 3 que muestra más claramente la
porción transversa 32 de la ranura 22 sobre la superficie superior
del cuerpo 11. En uso, una disposición de boquilla como la
ilustrada en la figura 5 produce una pulverización con un cono
hueco.
La figura 6 muestra una primera realización de la
disposición de boquilla de acuerdo con la presente invención. La
figura representa una sección transversal a través del cierre 14 y
el cuerpo 11 de la tapa 10 del tipo mostrado en la figura 1.
Solamente una parte del miembro tubular 18 se muestra por claridad.
En la primera realización de la invención, el pasaje 21 de
circulación de fluido está modificado para controlar las
características del aerosol producido desde la salida 24 de fluido.
El pasaje comprende una primera cámara 36, un redireccionamiento o
codo 37, un orificio interior 38, una cámara 39 de expansión y una
salida 24 de la disposición de boquilla estrechada, La primera
cámara 36 tiene paredes curvas lisas en la misma para ayudar a
impedir la formación de gotitas de fluido de tamaño inhalable. Las
disposiciones de boquilla convencionales, en las que hay ese tipo
de cámara debido al modo de fabricación tienen una superficie
desigual que incrementa la probabilidad de que se formen gotitas
inhalables más pequeñas. El codo 37 actúa también para reducir la
cantidad de gotitas inhalables y reduce también los efectos de
cualquier variación en la distancia entre la cámara 36 y la salida
24 que pueda producirse con diferentes botes de aerosol. El orificio
interior 38 forma una pulverización en el pasaje 21 y la
pulverización se mezcla con la pulverización de la salida 24 para
originar que las gotitas más pequeñas se unan de modo que el número
de pequeñas gotitas inhalables se reduzca. La pulverización formada
en el orificio 38 es giratoria y gira en la cámara 39 de expansión
que actúa para formar una pulverización uniforme que emerge de la
salida 24. La distancia entre la cámara 39 y la salida 24 puede ser
recorrida para conseguir un ángulo deseado de pulverización desde
la salida 24.
Se ha hallado que en uso, una disposición de
boquilla con la combinación de modificaciones de control ilustradas
en la figura 6 produce una pulverización o aerosol en el que la
proporción media, a lo largo de la vida útil del aerosol, de
gotitas que tengan un diámetro inferior a 6,3 \mum (medido usando
la técnica que se describe más adelante) se reduce del 25% (para
una disposición de boquilla normal tal como la ilustrada en la
figura 5) a menos del 6,5%.
La figura 7 muestra una vista en planta de parte
de una segunda realización de la disposición de boquilla según la
invención. El pasaje 21 de circulación de fluido en esta realización
está modificado por la presencia de un codo 41. El codo 41 favorece
la anulación de cualquier efecto que las dimensiones de la boquilla
tengan en la disposición en la distribución de las gotas en la
pulverización. En uso, una disposición de boquilla como la
ilustrada en la figura 7 es ventajoso porque la cola inferior de la
curva de distribución de gotitas es minimizada de modo que el
número de gotitas que tienen un diámetro menor que 10 \mum y
particularmente 6,3 \mum se reduce.
La figura 8 muestra una vista en planta de una
parte de una tercera realización de la disposición de boquilla
según la invención. En esta realización, el pasaje 21 de circulación
de fluido se modifica mediante la inclusión de un orificio interior
43 adyacente a la salida 24 de fluido. La ventaja del orificio 43
radica en que puede ser usado para controlar el régimen de
circulación a través de la disposición de boquilla. Normalmente, la
salida 24 realiza esta función. Cuando un orificio 43 está presente,
la salida 24 puede ser ensanchada para reducir el número de gotitas
que tienen un diámetro menor que 6,3 \mum sin incrementar el
régimen de circulación. La distancia entre el orificio 43 y la
salida 24 se ha hallado que también afecta a la forma de la curva
de distribución de tamaños de las gotitas. Una ventaja adicional se
debe a que una disposición de boquilla que incluye un orificio 43
es más probable que produzca una pulverización con un cono lleno
uniforme puesto que el orificio 43 actúa para llenar la
pulverización con gotitas que por tanto producen un cono lleno.
La figura 9 muestra una vista en planta de parte
de una cuarta realización de una disposición de boquilla según la
invención. En esta realización, el pasaje 21 de circulación de
fluido se modifica mediante la inclusión de un orificio interior 43
seguido por una cámara 44 de expansión. En esta realización, la
cámara 44 de expansión permite que los efectos del orificio
interior 43 descritos en relación con la figura 8 sean
mejorados.
La figura 10 muestra una vista en planta de parte
de una quinta realización de la disposición de boquilla según la
invención. En esta realización, el pasaje 21 de circulación de
fluido se modifica mediante la inclusión de dos combinaciones de un
orificio (43a y 43b) y una cámara (44a y 44b) de expansión. Esta
disposición tiene las ventajas de la disposición de la figura 9
pero debido a la utilización de dos combinaciones mejora el efecto
logrado.
La figura 11 muestra una vista en planta de parte
de una sexta realización de la disposición de boquilla según la
invención. En esta realización, el pasaje 21 de circulación de
fluido es modifica mediante un limitador 48 con la forma de un
cuerpo perforado que tiene un cierto número de orificios muy finos.
La ventaja del limitador 46 consiste en que el tamaño de gotita
medio en la pulverización o aerosol producido, en uso, desde una
disposición de boquilla ilustrada en la figura 9 se reduce. Como
una alternativa, el limitador 46 podría ser sustituido por una
rendija muy fina para conseguir el mismo efecto.
La figura 12 muestra una vista en planta de una
parte de una séptima realización de la disposición de boquilla
según la invención. En esta realización, el pasaje 21 de circulación
de fluido se modifica mediante la inclusión de un cierto número de
cámaras 32a, 32b y 32c de turbulencia. En el dibujo se muestran tres
de tales cámaras aunque es posible usar de una a cuatro cámaras.
Las ventajas de la disposición de boquilla ilustrada en la figura
12 incluyen que la pulverización producida estará bien mezclada y
tendrá un tamaño de gotita medio inferior. Esto ocurre porque la
acción de la turbulencia origina que el producto contenido en el
bote pueda fragmentarse en un mayor grado.
La figura 13 muestra una vista en planta de una
parte de una octava realización de la disposición de boquilla según
la invención. En esta realización, el pasaje 21 de circulación de
fluido se modifica en tres puntos a lo largo de su longitud, el
pasaje 21 de circulación de fluido conecta a tres cámaras 32a, 32b y
32c de turbulencia, cada una de las cuales reconecta al pasaje 21
de circulación de fluido. Una ventaja de la disposición de boquilla
proporcionada con tales pasajes 21 es que la cola superior de la
curva de distribución de tamaños de gota de las gotitas en la
pulverización o aerosol producido por esa distribución de boquilla
es minimizada. Una ventaja adicional es que la pulverización
producida tendrá un cono lleno debido a la continuidad del pasaje
21.
La figura 14 muestra una vista en planta de una
parte de una novena realización de la disposición de boquilla según
la invención. En esta realización, el pasaje 21 de fluido está
modificado porque tiene tres brazos 21a, 21b y 21c conectados al
ánima del miembro tubular 19. Los tres brazos 21a, 21b y 21c están
dispuestos de modo que a medida que el envase a presión se vacía y
la presión disminuye en el envase, el contenido del bote cuando el
envase se usa desciende a diferentes brazos. Los brazos 21a, 21b y
21c tienen diferentes configuraciones para originar diferentes
efectos en la circulación del contenido. Por tener diferentes
configuraciones se ha de entender que cada brazo 21a, 21b y/o 21c
incluye medios apropiados para modificar las características de
circulación del fluido para garantizar que la distribución de
gotitas donde los brazos se recombinan para formar el pasaje 21 es
la misma a través de la vida del envase. Esto es particularmente
importante cuando el propulsante es un gas comprimido en el que
usualmente la distribución de gotitas variará enormemente durante
la vida útil. Los brazos 21a, 21b y 21c no necesitan combinarse
necesariamente para reformar el pasaje 21. En vez de ello pueden
conducir, ya sea juntos o independientemente, a las salidas de la
disposición de boquillas separadas.
La figura 15 muestra una vista en planta de una
parte de una décima realización de la disposición de boquillas
según la invención. En esta realización, el pasaje 21 de circulación
de fluido está dividido en dos brazos 21a, 21b. Los brazos 21a y
21b conducen desde el conectador tubular 9 a las salidas separadas
24a y 24b, respectivamente.
La disposición de boquillas ilustrada en la
figura 15 es también ventajosa en una aplicación de ambientador de
aire porque las salidas 24a y 24b podrían ser estrechadas para
producir gotitas de menor tamaño. La reducción en el caudal
originada por tener dos brazos 21a y 21b sería compensada por tener
dos salidas.
La disposición de boquillas ilustrada en la
figura 15 es también ventajosa para ser usada con un aerosol de gas
comprimido si este se proporciona con unos medios activados de
presión que determinen por cual de los pasajes 21a y 21b circulará
el fluido. Para impedir el deterioro de las características de
pulverización a medida que la presión en el bote disminuya, la
circulación se conmuta de un pasaje al otro cuando la presión cae
por debajo de un nivel predeterminado. Cada uno de los brazos 21a y
21b puede ser modificado de cualquier modo apropiado que se desee
para modificar las características del aerosol producido por la
disposición de boquilla y la modificación puede ser tal que la
modificación de un brazo sea adecuada para trabajar a mayores
presiones y la modificación en el otro brazo sea adecuada para
trabajar a menores presiones.
Aunque en las realizaciones de las figuras 14 y
15 se proporcionan dos o tres brazos 21a, 21b y 21c, se apreciará
que puede ser usado cualquier número de brazos según se desee o sea
apropiado. Preferiblemente, el número de brazos estará en el margen
de 2 a 4.
La figura 16 muestra una vista en planta de una
parte de una undécima realización de la disposición de boquilla
según la invención. En esta realización, el pasaje 21 de circulación
de fluido se modifica mediante la inclusión de una disposición 47
de Venturi. El pasaje 21 es inicialmente estrecho 21a y se ensancha
21b en un punto en el que un pasaje 48 se une para formar la
disposición de Venturi. El pasaje 48 conduce a un ventiladero en la
disposición (no mostrada) de boquilla y por tanto proporciona la
disposición de Venturi con una entrada de aire. La ventaja de ese
tipo de disposición de boquilla radica en que la circulación de
aire desde el pasaje 48 ayuda a romper el aerosol conduciendo a una
reducción en el tamaño de gota medio. Se ha hallado que esto es
útil con botes de aerosol de gas comprimido.
La figura 19 muestra una duodécima realización de
la disposición de boquilla según la presente invención. Esta
disposición incluye un orificio interior 38, cámara 38 de expansión,
y codo 37 en el pasaje 21 de circulación de fluido enlazado con la
salida 24 de fluido. Entre el codo 37 y el orificio interior 38, el
pasaje 21 de circulación de fluido se divide en dos partes, una
primera parte 21a y una segunda parte 21b, que respectivamente
suministran fluido a la cámara 36 de expansión, circulando el fluido
procedente de la segunda parte 21b en la cámara 36 de expansión de
modo sustancialmente perpendicular a la circulación de fluido de la
primera parte 21a en la cámara 36 de expansión. Si se desea, puede
proporcionarse un orificio interior más en la segunda parte 21b y
ciertamente uno o más orificios interiores 38 pueden proporcionarse
en una cualquiera, o en ambas, primera y segunda, 21a y 21b,
partes, respectivamente. La ventaja de esta construcción radica en
el efecto de las dos corrientes de fluido perpendiculares en la
cámara 36 de expansión que originan que el fluido gire en la cámara
36 de expansión, lo cual reduce el tamaño de las gotitas en el
fluido. El impacto de las dos corrientes de fluido en la cámara de
expansión ayuda también a este respecto. Como una alternativa, la
segunda parte 21b puede estar dispuesta para dividir el fluido para
que pase a la cámara 36 de expansión de modo sustancialmente
tangencial.
Aunque las realizaciones anteriores de la
disposición de boquilla han sido descritas usando botes a presión,
se apreciará que la disposición de boquilla de la invención puede
ser también usada en una disposición de boquilla industrial que sea
usada también para producir pulverizaciones o aerosoles de fluido
que tengan particulares propiedades. Las figuras 17 y 18 muestran
realizaciones de boquillas industriales en las que está presente
una disposición de boquilla de la clase de la presente invención.
Por tanto, como se muestra en la figura 18, una tubería 49 de
suministro de fluido suministra fluido a presión a un pasaje 21 de
circulación de fluido del tipo mencionado en relación con las otras
realizaciones y el pasaje de circulación de fluido puede ser
modificado en cualquiera de los modos mencionados anteriormente en
relación con las otras realizaciones para lograr cualquiera de los
efectos deseados en la pulverización o aerosol producido por la
disposición de boquilla. En una disposición de boquilla industrial,
puede ser añadido aire comprimido al fluido en la entrada de fluido,
salida de fluido o en cualquier parte del pasaje de circulación de
fluido como se desee o sea apropiado.
Se apreciará, como se ha mencionado
anteriormente, que hay muchos modos de modificar el pasaje de
circulación de fluido y cada uno de estos modos puede ser utilizado
separadamente o en combinación con uno o más de los otros modos. En
efecto, las modificaciones necesarias se escogen en función de las
propiedades deseadas de la pulverización o aerosol producido por la
disposición de boquilla.
El tamaño y las curvas de distribución de las
gotitas fueron medidos usando el instrumento ST1600 de Difracción
de Láser de instrumentos Malvern. Las mediciones se hicieron a unos
150 mm de su orificio, con el haz lasérico atravesando la sección
transversal de la pulverización. Una lente de 210 mm de longitud
focal fue usada proporcionando un margen de tamaños de partícula de
0,5 \leq D \leq 188 micrómetros. Cuando se ensaya una
disposición de boquilla. el bote de aerosol fue primero pesado y las
mediciones fueron hechas para el bote completo (descargado el 0%) y
típicamente el 25%, 50%, 75% y 95% descargado. El caudal fue medido
en función del porcentaje descargado, mediante la descarga
cronometrada de una masa medida (obtenida pesando el bote). El
ángulo de pulverización fue obtenido pulverizando sobre una regla de
acero a una distancia de 40 mm aguas abajo, y la inspección visual
de la deposición.
Se ha de entender por supuesto que la invención
no está destinada a ser restrictiva en cuanto a los detalles de las
realizaciones anteriores que se describen solamente a modo de
ejemplo.
Por tanto, por ejemplo, como una alternativa a la
utilización de un gas comprimido o propulsor para activar la
disposición de boquilla de la invención, puede ser utilizado un
mecanismo de bomba de cualquier forma adecuada.
Claims (32)
1. Una disposición de boquilla que es adecuada
para ser usada en la generación de una pulverización o aerosol y
que está destinada a ser conectada a un suministro de fluido,
comprendiendo la disposición de boquilla una entrada (19) de fluido
a través de la cual puede entrar fluido en la disposición de
boquilla desde el suministro de fluido y una salida (24) de fluido
a través de la cual el fluido puede ser expulsado desde la
disposición de boquilla, estando conectadas dicha entrada de fluido
y dicha salida de fluido por un pasaje (21) de circulación de
fluido a través del cual, en uso, circula fluido desde la entrada
hacia la salida, caracterizada porque la disposición de
boquilla incluye medios de control proporcionados en el pasaje y
que, en uso, actúan para controlar el tamaño de la gotita de fluido
en la pulverización o aerosol producido por la disposición de
boquilla en la salida, incluyendo los medios de control, en orden
de entrada a salida, unos primeros medios (38; 43) de
estrechamiento, unos primeros medios (44) de expansión asociados con
los primeros medios de estrechamiento, unos segundos medios (38;
43) de estrechamiento y unos segundos medios (44) de expansión
asociados con los segundos medios de estrechamiento, comprendiendo
cada uno de los medios de estrechamiento, una región del pasaje en
la que una dimensión del pasaje, tomada en una dirección transversal
a la dirección de circulación del fluido, es menor que la dimensión
equivalente de una porción del pasaje situada inmediatamente aguas
arriba de los respectivos medios de estrechamiento, comprendiendo
cada uno de los medios de expansión una región del pasaje en la
cual al menos una primera dimensión del pasaje tomada en una
dirección transversal a la dirección de circulación del fluido es
mayor que la dimensión equivalente de una porción del pasaje
inmediatamente aguas arriba de los respectivos medios de expansión y
dichos medios de expansión forman una cámara, estando destinados
dichos medios de estrechamiento a generar, en uso, una
pulverización del fluido dentro de sus medios de expansión
asociados.
2. Una disposición de boquilla según la
reivindicación 1, en la que cada uno de dichos primeros y segundos
medios (44) de expansión comprende una región del pasaje en la que
una segunda dimensión del pasaje tiene una dirección transversa a
la dirección de circulación de fluido que es mayor que la dimensión
equivalente de una porción del pasaje situada inmediatamente aguas
arriba de los respectivos medios de expansión, siendo dicha segunda
dimensión perpendicular a dicha primera dimensión.
3. Una disposición de boquilla según las
reivindicaciones 1 ó 2, en la que la disposición de boquilla está
configurada para ser usada con fluidos a una presión de menos de 20
bares.
4. Una disposición de boquilla según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que al menos uno de
los medios de estrechamiento comprende unos medios (38; 43) de
orificio interior.
5. Una disposición de boquilla según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en la que se proporcionan más
medios de control adicionales a dichos primeros y segundos medios
(44) de expansión y dichos primeros y segundos medios (38; 43) de
estrechamiento en el pasaje de circulación de fluido.
6. Una disposición de boquilla según la
reivindicación 5, en la que dichos medios de control adicionales
comprenden al menos unos medios (36; 39; 44) de expansión
adicionales.
7. Una disposición de boquilla según las
reivindicaciones 5 ó 6, en la que dichos medios de control
adicionales comprenden al menos unos medios (38; 43; 46) de
estrechamiento adicionales.
8. Una disposición de boquilla según la
reivindicación 7, en la que dichos al menos uno de los medios de
estrechamiento adicionales comprende unos medios (43) de orificio
interior adicionales.
9. Una disposición de boquilla según la
reivindicación 7, en la que dichos al menos uno de los medios de
estrechamiento adicionales comprende unos medios (46) de múltiples
canales, en los que al menos una parte del pasaje está dividido en
de 2 a 12 canales, en cada uno de los cuales una dimensión tomada en
una dirección transversa a la dirección de circulación de fluido
es menor que la dimensión equivalente de una porción del pasaje
inmediatamente aguas arriba de los medios de múltiples canales.
10. Una disposición de boquilla según la
reivindicación 9, en la que los medios de múltiples canales
comprenden un limitador (46) que tiene un cuerpo perforado con un
cierto número de orificios pasantes en el mismo.
11. Una disposición de boquilla según la
reivindicación 7, en la que los al menos uno de los medios de
estrechamiento adicionales tienen la forma de una rendija.
12. Una disposición de boquilla según una
cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11 cuando son dependientes
de la reivindicación 6, en la que al menos uno de los medios (38;
43) de estrechamiento adicionales se dispone en combinación con al
menos uno de los medios (36; 39; 44) de expansión adicionales,
siendo al menos uno de los medios de expansión adicionales el más
próximos a la salida de fluido y al menos uno de los medios de
estrechamiento el más próximos a la entrada de fluido.
13. Una disposición de boquilla según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en la que al menos uno de los
medios (38; 43; 46) de estrechamiento está posicionado adyacente a
uno respectivo de los medios (36; 39; 44) de expansión de modo que,
en uso, dichos medios de estrechamiento generan una pulverización
del fluido que pasa a través del pasaje (21) de circulación de
fluido dentro de dichos medios de expansión.
14. Una disposición de boquilla según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en la que unos medios (36; 39;
44) de expansión se proporcionan adyacentes a dicha salida (24) de
fluido.
15. Una disposición de boquilla según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en la que al menos uno de
dichos medios (36; 39; 44) de expansión forma una cámara de sección
transversal sustancialmente circular.
16. Una disposición de boquilla según la
reivindicación 5, o una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 15
cuando son dependientes de la reivindicación 5, en la que dichos
medios de control adicionales comprenden al menos unos medios (37)
de redireccionamiento, en los que la circulación a través del pasaje
(21) es redirigida en una dirección generalmente transversa a la
dirección de circulación en el pasaje a lo largo de la longitud de
los medios.
17. Una boquilla según la reivindicación 16, en
la que al menos uno de los medios (37) de redireccionamiento
comprende una cámara (37) de expansión en la que la entrada y la
salida están desplazadas una con relación a otra.
18. Una disposición de boquilla según la
reivindicación 5, o una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 17
cuando son dependientes de la reivindicación 5, en la que dichos
medios de control adicionales comprenden al menos unos medios (32a,
32b, 32c) de turbulencia, en los que se induce un circulación
rotacional en el fluido alrededor de la dirección de circulación
del fluido en el pasaje.
19. Una disposición de boquilla según la
reivindicación 5, o una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 18
cuando son dependientes de la reivindicación 5, en la que dichos
medios de control adicionales comprenden al menos unos medios (47)
de Venturi que comprenden además un pasaje estrecho (21a) que se
ensancha y convierte en un pasaje (21b) relativamente ancho con una
entrada (48) de aire estrecha que entra en el pasaje cerca del
punto en el que se ensancha el pasaje.
20. Una disposición de boquilla según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en la que al menos uno de
dichos medios de expansión se proporciona con un saliente sobre una
superficie interior del mismo para inducir turbulencia en la
circulación de fluido.
21. Una disposición de boquilla según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en la que la salida de fluido
está cubierta por una aleta articulada movible que, cuando está en
una posición cerrada proporciona protección a la salida de
fluido.
22. Una disposición de boquilla según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en la que la disposición de
boquilla se compone de al menos dos partes (14, 16) interconectadas
y las partes pueden ser separadas para permitir la limpieza de la
disposición de boquilla.
23. Una disposición de boquilla según la
reivindicación 22, en la que la disposición de boquilla está
constituida por dos partes (14, 16) interconectadas por una
articulación (17) para permitir que las partes sean acercadas y
separadas entre sí.
24. Una disposición de boquilla según las
reivindicaciones 22 ó 23, en la que una o ambas de dichas partes
(14, 16) interconectadas incluye una obturación (24, 26) que cuando
las partes se juntan para formar la disposición de boquilla impiden
que se fugue el fluido en la disposición de boquilla.
25. Una disposición de boquilla según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en la que la disposición de
boquilla tiene más de un pasaje (24) de circulación de fluido.
26. Una disposición de boquilla según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en la que la disposición de
boquilla tiene más de una entrada de fluido y/o salida de
fluido.
27. Una disposición de boquilla según las
reivindicaciones 25, ó 26 cuando es dependiente de la reivindicación
25, en la que la disposición incluye unos medios de selección en la
entrada, o en cada entrada, de fluido que son accionables para
seleccionar a través de cuál de los pasajes de circulación de fluido
circula fluido.
28. Una disposición de boquilla según la
reivindicación 27, en la que los medios de selección funcionan para
seleccionar por cual de los pasajes de circulación de fluido
circulará fluido según la presión del fluido.
29. Una disposición de boquilla según la
reivindicación 25, o una cualquiera de las reivindicaciones 26 a 28
cuando son dependientes de la reivindicación 25, en la que la
disposición de boquilla comprende una salida (24) de fluido para
cada pasaje de circulación de fluido.
30. Una disposición de boquilla según la
reivindicación 25, o una cualquiera de las reivindicaciones 26 a 28
cuando son dependientes de la reivindicación 25, en la que cada
pasaje de circulación de fluido respectivo se combina en una salida
(24) de fluido única.
31. Una disposición de boquilla según la
reivindicación 25, en la que la disposición de boquilla comprende
al menos dos pasajes (21a, 21b) de circulación de fluido cada uno
con una salida (24a, 24b) de fluido separada.
32. Una disposición de boquilla según la
reivindicación 25, en la que la disposición de boquilla incluye
tres o más pasajes de circulación de fluido.
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