ES2281501T3 - Dispositivo de tobera. - Google Patents

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ES2281501T3 ES02445119T ES02445119T ES2281501T3 ES 2281501 T3 ES2281501 T3 ES 2281501T3 ES 02445119 T ES02445119 T ES 02445119T ES 02445119 T ES02445119 T ES 02445119T ES 2281501 T3 ES2281501 T3 ES 2281501T3
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Abstract

Dispositivo de tobera que incluye una carcasa (1) con una entrada (4) para un fluido y un orificio (8) para pulverizar un chorro fuerte de fluido, orificio que está delimitado por dos o más elementos (9, 10), al menos uno (10) de los cuales puede moverse respecto al otro (9) entre una primera posición, en la que el orificio (8) tiene un área de sección transversal mínima para pulverizar el fluido en un chorro (38) fuerte en una dirección hacia delante de la carcasa (1), y una segunda posición en la que el orificio está ensanchado para limpiarse por fluido por medio de una gruesa corriente de fluido, caracterizado porque delante del orificio (8) está dispuesta una tapa (2) que tiene al menos una pared (16) de protección en la que hay un agujero (20), a través del cual puede pasar el chorro fuerte de fluido, pero no la gruesa corriente de fluido que fluye.

Description

Dispositivo de tobera.
Campo técnico de la invención
Esta invención se refiere a un dispositivo de tobera que incluye una carcasa con una entrada concebida para un fluido y un orificio para pulverizar un chorro fuerte de fluido, orificio que está delimitado por dos o más elementos, al menos uno de los cuales puede moverse respecto al otro entre una primera posición, en la que el orificio tiene un área de sección transversal mínima para pulverizar el fluido en un chorro fuerte dirigido hacia la carcasa, y una segunda posición, en la que el orificio de la tobera está ensanchado para ser limpiado mediante una corriente gruesa de fluido.
Técnica anterior
Del documento US-A-5803364 (SE9302283-8 (núm. publ. 502051)) se conoce con anterioridad un dispositivo de tobera del tipo indicado anteriormente. Este dispositivo de tobera es especialmente ventajoso en comparación con las toberas convencionales que tienen un diámetro invariable en lo que respecta a que el dispositivo de tobera pueda limpiarse por fluido durante el funcionamiento con la simple medida de ensanchar el agujero durante un intervalo de tiempo limitado, por ejemplo, algunos segundos. En la práctica, este tipo de dispositivos de tobera se utilizan principalmente para pulverizar líquidos, por ejemplo, agua. Aunque los dispositivos de tobera pueden utilizarse en sistemas de rociado heterogéneos, son especialmente adecuados para los sistemas de rociado que se emplean en la industria del papel y la pasta de madera y tienen la función de mantener los filtros y coladores limpios. En este tipo de aplicaciones, los dispositivos de tobera a menudo están dotados con un elemento similar a una cuchara delante del orificio hacia el que está dirigido el chorro fuerte de agua y reestructurados para formar una corriente o cortina plana triangular.
Durante el uso práctico se ha demostrado que el flujo de agua, realmente corto, pero extraordinariamente potente que sale cuando el orificio se ensancha para ser limpiado, puede dañar los objetos que están siendo pulverizados. En caso de que el delgado y fuerte chorro de agua convencional tuviese la función de mantener limpio, por ejemplo, un filtro poco resistente, este filtro podría desintegrarse parcialmente cuando se reinicie el dispositivo de tobera y la gruesa corriente de agua que fluye lo golpee con un fuerte impacto.
Objetivos y características de la invención
La presente invención pretende rectificar la desventaja anteriormente mencionada del dispositivo de tobera conocido por el documento US-A-5803364 (SE9302283-8) y proporcionar un dispositivo de tobera mejorado. Por tanto, un objetivo principal de la invención es crear un dispositivo de tobera que, por una parte, permita la pulverización ilimitada de un chorro fuerte o delgado de fluido, pero que impida que una potente corriente de fluido se dirija hacia el objeto que está siendo pulverizado en combinación con el reinicio del dispositivo para limpiar mediante fluido el orificio. Un objetivo adicional es proporcionar un dispositivo de tobera en el que los flujos cortos y periódicos de fluido puedan utilizarse para limpiar por fluido el sistema de pulverización en el que está incluido el dispositivo de tobera, en concreto, la tubería en la que se alimenta el fluido al dispositivo de tobera.
La invención se define mediante un dispositivo según la reivindicación 1.
Breve descripción de los dibujos adjuntos
En los dibujos:
la fig. 1 es una vista en perspectiva despiezada que muestra, por una parte, una carcasa incluida en un dispositivo de tobera y, por otra parte, una tapa que actúa conjuntamente con la carcasa según la invención;
la fig. 2 es una sección vertical a través de la carcasa y la tapa en el estado montado, mostrándose el orificio del dispositivo de tobera con un área de sección transversal mínima para pulverizar un chorro fuerte de fluido;
la fig. 3 es una sección correspondiente a la figura 2 que muestra el orificio en un estado ensanchado;
la fig. 4 es una vista en planta de la tapa anteriormente mencionada;
la fig. 5 es una sección transversal a través de la tapa según la figura 4;
la fig. 6 es una sección plana a través de la tapa;
la fig. 7 es una vista lateral parcialmente seccionada que muestra el dispositivo de tobera montado en una tubería común para varios dispositivos de tobera, mostrándose el dispositivo de tobera en conexión con la pulverización de un chorro fuerte de fluido; y
la fig. 8 es una vista lateral correspondiente a la figura 7 que muestra el dispositivo de tobera mientras se limpia mediante fluido el orificio.
Descripción detallada de una realización preferida de la invención
El dispositivo de tobera mostrado en la figura 1 incluye dos componentes principales, a saber, una carcasa 1 y una tapa 2. La carcasa 1 y las piezas incluidas en la misma se conocen con anterioridad en todas sus características fundamentales a partir del documento US-A-5803364 (SE9302283-8), mientras que la tapa 2 es nueva y única.
Ahora se hace referencia a las figuras 2 y 3, que ilustran el interior de la carcasa 1. En la carcasa está incluido un cuerpo 3 fijo a modo de bloque, a través del cual se extiende una perforación 4 que, a través de un conducto 5 de bifurcación, está conectada con una tubería 6 de alimentación principal común para varios conductos de bifurcación, a través de los cuales puede alimentarse a la carcasa líquido de alimentación principal, por ejemplo, agua. A través de un conducto 7 que se estrecha en forma de cono, la perforación 4 se transforma en un orificio 8 de un diámetro moderado. En función del fluido de líquido deseado, dicho orificio puede tener un diámetro de 1 mm o más para formar, durante la pulverización, un chorro fuerte básicamente del mismo diámetro que el orificio.
El orificio está confinado entre dos elementos 9, 10, un primer elemento 9 de los cuales está unido fijamente al cuerpo 3 de la carcasa, mientras que el segundo elemento 10 puede moverse hacia atrás y hacia delante en relación con el primer elemento. La movilidad del elemento 10 puede realizarse por medio de fuentes de potencia arbitrarias tal como se describe en el documento US-A-5803364 (SE9302283-8). En el ejemplo mostrado en las figuras 2 y 3, el movimiento del elemento 10 hacia atrás y hacia delante en relación con el elemento 9 se consigue por medio de un pistón 11 accionado por medios a presión en un cilindro 12 que está cerrado por medio de una pieza 13 final. Alimentando el medio de presión a la cámara 14 positiva del cilindro 12 y evacuando al mismo tiempo el medio de presión de la cámara 15 negativa, el elemento 10 puede desplazarse a una posición interior en la que el orificio 8 tiene un diámetro mínimo. Invirtiendo la operación, es decir, alimentando medio de presión a la cámara 15 negativa y evacuando medio de presión de la cámara 14 positiva, el elemento 10 puede distanciarse del elemento 9, tal como se muestra en la figura 3. De esta manera, se ensancha el orificio 8, por ejemplo, hasta 3 a 5 veces el diámetro inicial. Cuando el orificio está ajustado al estado ensanchado del mismo según la figura 3, se permite que el agua pase en una corriente potente que transporta de forma eficaz restos que posiblemente puedan haber quedado atascados en el pequeño orificio según la figura 2.
Ahora se hace referencia a la figura 1 y a las figuras 4-6, que ilustran de forma detallada la construcción de la tapa 2. En la realización preferida mostrada, la tapa incluye dos paredes 16, 17 de protección que se extienden entre una pared 18 superior y una pared 19 inferior. De forma centrada en las paredes 16, 17 de protección hay agujeros 20, 21, cada uno de los cuales tiene un diámetro que es en cierta medida mayor que el diámetro del orificio 8 cuando el mismo está en un estado operativo para pulverizar un chorro fino. En la práctica, el diámetro de los agujeros 20, 21 debería ser hasta 1,5 - 2 veces el diámetro del orificio 8. Lo esencial, a este respecto es que el chorro fino debería poder pasar a través de los dos agujeros 20, 21 sin entrar en contacto con las partes circundantes de las paredes de protección. En este contexto, debería indicarse que el agujero 21 puede tener un diámetro en cierta medida mayor que el agujero 20.
La pared 16 de protección es fundamentalmente plana y finaliza en aletas 16', 16'' de guiado oblicuas dirigidas hacia atrás que tienen una forma curva. En el ejemplo, las aletas 16', 16'' de guiado son básicamente cilíndricas.
La otra pared 17 de protección es curva o en forma de arco y finaliza en dos aletas 17', 17'' de guiado de forma recta o plana.
En las paredes 18, 19 superior e inferior hay un par de agujeros 22, 23 para tornillos 24 (sólo se muestra uno de ellos en la figura 1), por medio de los cuales puede asegurarse la tapa a la carcasa 1.
La carcasa 1 tiene básicamente forma de paralelepípedo con la excepción de un entrante para el montaje de la tapa 2. Este entrante está delimitado por una superficie 25 frontal en la que desemboca el orificio 8, así como una superficie 26 de reborde. Las superficies 25, 26 se extienden entre superficies 27 laterales opuestas de la carcasa. En la superficie 26 de reborde se abren dos agujeros 28 roscados para los tornillos 24 de sujeción. En la transición de la superficie de reborde y la superficie 26 frontal, se forman ranuras 29 delgadas que se abren en cada una de las dos superficies 27 laterales.
En la pared 18 superior de la tapa, se forma un entrante 30 relativamente poco profundo que se extiende entre superficies 31 finales opuestas. La distancia entre dichas superficies 31 finales corresponde a la anchura de la carcasa 1. Esto implica que una de las partes finales de la carcasa puede empujarse dentro del entrante 30.
En la pared 19 inferior está formado un segundo entrante 32 que es más profundo y más corto que el entrante 30. Al hacer esto, se forman secciones 33 de pared en esquina dentro de las aletas 16, 16'' de guiado. Estas secciones 33 de pared pueden empujarse dentro de las ranuras 29. Cuando la tapa está montada en la carcasa, más concretamente, asegurada mediante los tornillos 24 en agujeros 28 propios, el acoplamiento de las secciones 33 de pared en esquina en las ranuras 29 contrarrestará de una manera eficaz la inclinación de la tapa como consecuencia de las fuerzas que actúan contra la primera pared 16 de protección cuando ésta es golpeada por un flujo de agua.
Funcionamiento y ventajas del dispositivo de tobera según la invención
En la figura 7 se muestra cómo un primer canal o conducto 34 para líquido que fluye está delimitado entre la primera pared 16 de protección y la superficie 25 frontal de la carcasa. Dado que las aletas 16', 16'' de guiado están situadas a una distancia mayor entre sí que de las superficies 27 laterales de la carcasa, dicho canal 34 se abre en dos bocas 35 dirigidas hacia atrás en la proximidad directa de las superficies 27 laterales de la carcasa.
De forma análoga, un segundo canal 36 está delimitado entre la primera pared 16 de protección y la segunda pared 17 de protección exterior, abriéndose dicho canal 36 en dos bocas 37 dirigidas hacia atrás entre los pares de aletas 16', 17' y 16'', 17'' de guiado, respectivamente.
Cuando el orificio 8 tiene un diámetro mínimo, tal como se muestra en la figura 2, el agua se pulveriza hacia fuera en un chorro 38 fuerte y fino, tal como se muestra en la figura 7. Incluso si el diámetro del chorro de agua pudiera aumentar en cierta medida en la dirección axial, el chorro pasa sin obstáculos a través de los dos agujeros 20, 21 de las paredes 16, 17 de protección.
Cuando el orificio 8 se ensancha (véase la figura 3) para limpiar por fluido el orificio 8, el agua golpeará a modo de impacto o choque en una potente corriente, cuyo diámetro es mayor que el diámetro del agujero 20. Esto implica que el agua golpea la pared de protección y se desvía lateralmente para pasar como flujos parciales turbulentos en los dos sentidos a través del canal 34 y más hacia fuera a través de las bocas 35. Un cierto flujo de agua irregular también puede salir a través del agujero 20. Sin embargo, la parte principal de esta corriente de agua es interceptada por la segunda pared 17 de protección para ser conducida fuera a través del segundo canal 36 en un sentido hacia atrás a través de las bocas 37. También pueden salir cantidades despreciables de agua sin ninguna presión sustancial a través del agujero 21, según se indica en 39 en la figura 8. No obstante, la parte principal de la corriente de agua que fluye se dirige hacia atrás desde la tapa, tal como se ilustra mediante las líneas de flujo punteadas de la figura 8. Dado que las bocas 35, 37 de los canales 34, 36 de desvío están dirigidas hacia atrás contra la tubería 6 de alimentación principal, ésta se limpiará mediante el fluido (más concretamente, junto con la carcasa y el conducto 5 de bifurca-
ción).
Una ventaja básica del dispositivo de tobera según la invención es que objetos perecederos que van a limpiarse por fluido, tales como filtros o pantallas, no son golpeados por una potente corriente de agua de empuje durante las cortas pero recurrentes operaciones de limpieza por fluido. Otra ventaja es que el flujo de agua puede utilizarse para limpiar por fluido el sistema de tuberías al que está conectado el dispositivo de tobera, lo cual reduce significativamente la necesidad de mantenimiento y los costes de mantenimiento.
Posibles modificaciones de la invención
La invención no está limitada exclusivamente a la realización anteriormente descrita y mostrada en los dibujos. Por tanto, en lugar de dos paredes de protección consecutivas, también es posible utilizar una única pared de protección para obstruir y desviar la corriente de agua que fluye. Aunque la invención se ha descrito en conexión con el agua que fluye, lo mismo puede aplicarse también a otros líquidos o fluidos arbitrarios. Además, debería indicarse que el dispositivo de tobera puede montarse de cualquier forma arbitraria en el espacio, es decir, sin dirigir el chorro hacia arriba de forma precisa tal como se ejemplifica en los dibujos.

Claims (4)

1. Dispositivo de tobera que incluye una carcasa (1) con una entrada (4) para un fluido y un orificio (8) para pulverizar un chorro fuerte de fluido, orificio que está delimitado por dos o más elementos (9, 10), al menos uno (10) de los cuales puede moverse respecto al otro (9) entre una primera posición, en la que el orificio (8) tiene un área de sección transversal mínima para pulverizar el fluido en un chorro (38) fuerte en una dirección hacia delante de la carcasa (1), y una segunda posición en la que el orificio está ensanchado para limpiarse por fluido por medio de una gruesa corriente de fluido, caracterizado porque delante del orificio (8) está dispuesta una tapa (2) que tiene al menos una pared (16) de protección en la que hay un agujero (20), a través del cual puede pasar el chorro fuerte de fluido, pero no la gruesa corriente de fluido que fluye.
2. Dispositivo de tobera según la reivindicación 1, caracterizado porque la tapa (2) comprende paredes (18, 19) superior e inferior entre las que se extiende la pared (16) de protección para delimitar un canal (34) a través del cual se conduce el fluido que fluye hacia los lados del orificio (8).
3. Dispositivo de tobera según la reivindicación 2, caracterizado porque la pared (16) de protección tiene en extremos opuestos aletas (16', 16'') de guiado oblicuas dirigidas hacia atrás que tienen el objetivo de conducir el fluido en dos flujos dirigidos generalmente hacia atrás a lo largo de lados (27) de la carcasa (1).
4. Dispositivo de tobera según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque la tapa (2) incluye dos paredes (16, 17) de protección independientes entre las cuales está delimitado un segundo canal (36) de fluido y en las que hay agujeros (20, 21) que están alineados en cada caso con dicho orificio (8) y tienen un diámetro mayor que el diámetro mínimo de éste.
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