ES2298851T3 - Dispositivo para sujetar un elemento para fluidos. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para sujetar un elemento para fluidos, que está expuesto a una presión de fluido cambiante, y que comprende un sujetador (1) dentro del cual está colocado el elemento para fluidos (5) y que toca al elemento para fluidos (5) por su cara de baja presión, así como una pieza moldeada elastómera (4) que rodea al elemento para fluidos (5) en todo su perímetro, y el contorno exterior de la pieza moldeada elastómera (4) está adaptado al contorno interior del sujetador (1), y el contorno interior de la pieza moldeada elastómera (4) está adaptado al contorno exterior del elemento para fluidos (5), y la pieza moldeada elastómera tiene al menos una superficie libre, que está expuesta al fluido que se encuentra bajo presión, caracterizado porque el sujetador está asegurado por su cara de alta presión a una contrapieza (9), en el cual ¿ antes del ensamblaje del dispositivo, la pieza moldeada elastómera (4) está biselada en la cara enfrentada a la presión del fluido, en dirección hacia el elemento para fluidos (5), y ¿ la contrapieza (9) está dotada de un resalte anular (11), cuyo contorno externo está adaptado al contorno interno del sujetador (1), y tras el ensamblaje del sujetador (1) con la contrapieza (9), el resalte encaja en el sujetador (1), y deforma la pieza moldeada elastómera (4), y ¿ el volumen del resalte (11) de la contrapieza (9) está adaptado al volumen que falta en la pieza moldeada elastómera (4) en la zona del bisel (8), y ¿ la pieza moldeada elastómera (4), que tras el ensamblaje del sujetador (1) con la contrapieza (9) se encuentra deformada, llena de manera casi completa el volumen hasta la contrapieza (9).
Description
Dispositivo para sujetar un elemento para
fluidos.
La invención se refiere a un dispositivo para
sujetar un elemento para fluidos, en particular un componente de
boquillas, y en especial en el ámbito de las altas presiones.
Presentan un especial interés las sujeciones para elementos
microestructurados, en particular componentes de boquillas
microestructuradas, que se fabrican mediante microestructuración.
Estas boquillas se emplean, por ejemplo, en nebulizadores para
producir aerosoles medicinales sin gas propulsor, que se utilizan
para inhalaciones.
La invención pretende mejorar en gran medida la
sujeción de un elemento para fluidos constituido por un material
resistente al desgaste, duro, y por tanto generalmente frágil, e
incrementar la fiabilidad de la sujeción.
En los documentos WO 94/07607 y WO 99/16530, por
ejemplo, se describen boquillas microestructuradas con una abertura
de boquilla inferior a 10 \mum, por ejemplo. Las gotitas
inhalables así producidas tienen un diámetro medio de
aproximadamente 5 \mum, cuando la presión del líquido a nebulizar
asciende a un valor de 5 MPa (50 bar) hasta 40 MPa (400 bar). Las
boquillas se pueden fabricar, por ejemplo, con delgadas placas de
silicio y de vidrio. Las dimensiones externas de las boquillas son
del orden de milímetros. Una boquilla típica está constituida, por
ejemplo, por un paralelepípedo con longitudes de arista 1,1 mm, 1,5
mm y 2,0 mm, que se compone de dos placas. A partir de los
documentos WO 91/14468 ó WO 97/12687 son conocidos nebulizadores
para producir aerosoles sin gas propulsor, en los cuales se puede
utilizar el dispositivo conforme a la invención para sujetar un
elemento para fluidos.
Se denomina "elemento para fluidos" a un
elemento que está expuesto a un fluido que se encuentra bajo
presión, y la presión se mantiene también en el interior de la
pieza, tal como ocurre, por ejemplo, en un orificio de boquilla. Se
puede mantener estanco a la presión un elemento semejante, por
ejemplo, introduciéndolo a presión en un soporte de material duro,
si el material del elemento puede aguantar fuerzas mecánicas sin
romperse o sin deformarse en un grado inaceptable. En el campo de
las altas presiones se utilizan juntas a base de un material
deformable, por ejemplo cobre, o de un material duro, que son
introducidas a presión aplicando una gran fuerza. En el caso de
elementos de materiales frágiles, los procedimientos conocidos para
sujetar una pieza de manera estanca a la presión, originan costes
considerables y deben ser realizados con gran esmero. Son posibles
pocas previsiones fiables acerca de la duración de un elemento para
fluidos sujeto de esta manera.
En el documento US-3 997 111 se
describe un dispositivo de corte mediante chorro de fluido, con el
cual se produce un chorro de fluido que tiene una alta velocidad, y
que puede aprovecharse para cortar, taladrar o eliminar material. El
cuerpo de la boquilla es cilíndrico, y está constituido, por
ejemplo, por zafiro o corindón. El cuerpo de la boquilla está
insertado en un anillo cilíndrico que está constituido por un
material sintético que es capaz de ceder de una manera moderada. El
anillo de engarce es introducido a presión en un rebaje anular del
soporte de la boquilla, y asegura la hermeticidad entre el cuerpo de
la boquilla y el soporte de la boquilla.
En el documento US-4 313 570 se
presenta un sujetador de boquilla para un dispositivo de corte por
chorro de agua, en el cual el cuerpo de la boquilla está rodeado por
un anillo de un material elastómero, que a su vez está dispuesto en
un rebaje del sujetador. El rebaje tiene la forma de un cilindro
recto. La sección del anillo es rectangular. La superficie lateral
del rebaje, así como las superficies laterales externa e interna del
anillo son concéntricas con el eje del cuerpo de la boquilla y
discurren paralelamente entre sí y con respecto a dicho eje del
cuerpo de la boquilla.
A partir del documento WO 97/12683 es conocido
un dispositivo para sujetar un elemento para fluidos expuesto a una
presión de fluido, que es adecuado para elementos constituidos por
un material resistente a la abrasión, duro, y por consiguiente
generalmente frágil, y que no produce en la pieza ninguna tensión
puntual inadmisiblemente elevada en el material. El elemento para
fluidos está colocado en un sujetador, que toca el elemento para
fluidos por su lado de baja presión. El elemento para fluidos está
rodeado por una pieza moldeada elastómera, cuyo contorno exterior
está adaptado al contorno interior del sujetador, y cuyo contorno
interior está adaptado al contorno exterior del elemento para
fluidos. La pieza moldeada elastómera rodea en todo su perímetro al
elemento para fluidos. Al menos una superficie libre de la pieza
moldeada elastómera está expuesta al fluido que se encuentra bajo
presión. El sujetador puede tener un resalte en su cara interna,
bajo el cual se inserta la pieza moldeada elastómera. Ha resultado
difícil producir, en la pieza moldeada elastómera, una tensión
interna que sea suficientemente grande aun con una baja presión del
fluido, y que esté distribuida espacialmente de manera más o menos
homogénea.
Este dispositivo conocido ha demostrado ser
estanco a la presión cuando está sometido a una carga
aproximadamente constante con una presión de fluido media y alta. En
el caso de una carga cambiante con una presión de fluido que oscila
entre un valor pico elevado y un valor muy pequeño, el dispositivo
conocido necesita mejoras para el uso prolongado.
Se presenta por tanto la tarea de ofrecer un
dispositivo para sujetar un elemento para fluidos que sea estanco en
el uso prolongado, incluso en el caso de una carga cambiante con una
presión de fluido fuertemente oscilante. Debe ser posible fabricar
las piezas necesarias de manera económica y ensamblarlas con un
gasto aceptable.
Esta tarea se resuelve, se acuerdo con la
invención, mediante un dispositivo para sujetar un elemento para
fluidos que está expuesto a una presión de fluido cambiante, y que
comprende un sujetador dentro del cual está colocado el elemento
para fluidos. El sujetador toca al elemento para fluidos por su cara
de baja presión. El dispositivo comprende una pieza moldeada
elastómera que circunda en todo su perímetro al elemento para
fluidos. El contorno exterior de la pieza moldeada elastómera está
adaptado al contorno interior del sujetador, y el contorno interior
de la pieza moldeada elastómera está adaptado al contorno exterior
del elemento para fluidos. La pieza moldeada elastómera tiene al
menos una superficie libre que está expuesta al fluido que se
encuentra bajo presión. El sujetador está asegurado por la cara de
alta presión a una contrapieza, y
- \bullet
- antes del ensamblaje del dispositivo, la pieza moldeada elastómera está biselada en la cara enfrentada a la presión del fluido en dirección hacia el elemento para fluidos, y
- \bullet
- la contrapieza está dotada de un resalte de forma anular, cuyo contorno externo está adaptado al contorno interno del sujetador; tras el ensamblaje del sujetador con la contrapieza, el resalte encaja en el sujetador, y deforma la pieza moldeada elastómera, con lo cual se produce en la pieza moldeada elastómera una tensión interna uniformemente distribuida, y
- \bullet
- el volumen del resalte de la contrapieza está adaptado al volumen que falta en la pieza moldeada elastómera en la zona del bisel, y
- \bullet
- la pieza moldeada elastómera, que tras el ensamblaje del sujetador con la contrapieza, se encuentra bajo tensión interna y deformada, llena de manera casi completa el volumen hasta la contrapieza.
La pieza moldeada elastómera está biselada en su
extremo de cara de alta presión, en dirección hacia el rebaje. El
rebaje comienza en la superficie externa del lado de alta presión de
la pieza moldeada elastómera, sobre una línea cerrada que puede ser,
por ejemplo, circular, elíptica o rectangular. El bisel puede tener
un ángulo de inclinación constante, o bien el ángulo de inclinación
puede tener un valor distinto en la dirección azimutal. En este
último caso, preferentemente es menor en la dirección del lado mayor
de un elemento para fluidos paralelepipédico que en la dirección del
lado menor del elemento para fluidos paralelepipédico. En la pieza
moldeada elastómera, la curva de intersección del bisel con el
rebaje puede discurrir a nivel constante, o bien la curva de corte
puede encontrarse arqueada.
Preferiblemente, el resalte de la contrapieza
puede presentar forma anular, y tener una anchura constante.
Preferiblemente, el contorno exterior del resalte está adaptado al
contorno interior del sujetador. Además, el contorno interno del
resalte puede estar adaptado al contorno externo del elemento para
fluidos. El resalte de la contrapieza puede tener una anchura
constante y una altura constante en su perímetro, o bien dicho
resalte puede tener una anchura o altura diferentes y, por ejemplo,
ser más alto en las dos zonas que se sitúan frente a las dos caras
mayores de un elemento para fluidos paralelepipédico, que en las
zonas que se sitúan frente a las dos caras menores de un elemento
para fluidos paralelepipédico. Así, cuando se ensambla el sujetador
con la contrapieza, la pieza moldeada elastómera puede deformarse en
distinto grado en las diferentes regiones, e influir en la
distribución espacial de la tensión interna en la pieza moldeada
elastómera. La tensión interna en la pieza moldeada elastómera
resulta esencialmente de la deformación de dicha pieza moldeada
elastómera, no de su compresión. La deformación de la pieza moldeada
elastómera, y la distribución de la tensión en el seno de dicha
pieza moldeada elastómera pueden determinarse por el método de los
elementos finitos (siglas inglesas FEM).
La pieza moldeada elastómera se fabrica
preferiblemente como pieza inyectada. El
pre-elastómero se introduce sin que queden burbujas
en un molde que está adaptado a los contornos del sujetador y del
elemento para fluidos. Una pieza moldeada semejante se comporta
aproximadamente como un líquido incompresible. Está adaptada
exactamente al sujetador y a la elemento para fluidos. La pieza
elastómera está expuesta a la presión del fluido sólo en la cara de
presión, y no en las caras en que se apoya en el sujetador y en el
elemento para fluidos. La pieza moldeada elastómera permite
compensar la presión sobre el elemento para fluidos. La pieza
moldeada elastómera no tiene ninguna superficie hacia el lado de
baja presión. La pieza moldeada elastómera puede estar constituida,
por ejemplo, por caucho natural o por un caucho sintético tal como
caucho de silicona, poliuretano, caucho de
eteno-propeno (siglas inglesas EPDM), fluorocaucho
(FKM) o caucho de nitrilo-butadieno (NBR), o por una
goma análoga.
El elemento para fluidos puede estar constituido
por un material resistente a la abrasión, duro y generalmente frágil
(tal como silicio, vidrio, cerámica, piedras preciosas, por ejemplo
zafiro, rubí, diamante), o por un material dúctil con superficie
dura resistente a la abrasión (tal como un material sintético,
material sintético (químicamente) metalizado, cobre, cobre con
cromado duro, latón, aluminio, acero, acero con superficie
endurecida, superficies resistentes a la abrasión preparadas
mediante deposición física desde la fase vapor (siglas PVD) o
mediante deposición química desde la fase vapor (CVD, por ejemplo
nitruro de titanio (TiN) o diamante policristalino sobre metal y/o
material sintético). El elemento para fluidos puede estar fabricado
en una sola pieza, o bien estar compuesto por varias partes,
pudiendo estar las partes constituidas por materiales diversos. El
elemento para fluidos puede contener oquedades, entalladuras, o
estructuras acanaladas. En las oquedades pueden estar dispuestas
microestructuras que sirvan, por ejemplo, como filtros o como
protectores de la pulverización. Los canales pueden ser
canales-boquilla para una boquilla pulverizadora.
Una boquilla pulverizadora puede contener uno o varios
canales-boquilla, cuyos ejes pueden discurrir
paralelamente entre sí, o bien de manera oblicua entre sí. Por
ejemplo, si existen dos canales-boquilla, cuyos ejes
se sitúan en un plano y se cortan fuera de la boquilla, los dos
chorros de fluido separados se encuentran en el punto de
intersección de los ejes, y el fluido se pulveriza.
El sujetador puede estar constituido por casi
cualquier material, preferiblemente por metal o un material
sintético, y puede ser un cuerpo de rotación o un cuerpo con
cualquier otra forma. El sujetador puede ser, por ejemplo, un cuerpo
de rotación con forma de tonel, que contiene un rebaje con simetría
de rotación que parte de su cara lateral, y cuyo eje coincide con el
eje del cuerpo de rotación. Este rebaje puede tener forma cilíndrica
o troncocónica, situándose el extremo de diámetro mayor del cono
truncado en la cara superior del sujetador. La superficie lateral
del bisel forma el contorno interno del sujetador. Puede fabricarse
como una pieza conformada, como una pieza colada, o por mecanizado
(por ejemplo por arranque de virutas, corrosión, erosión, o arranque
electrolítico).
La contrapieza puede ser metálica o estar
constituida por un material sintético.
El sujetador, que contiene la pieza moldeada
elastómera y el elemento para fluidos, se ensambla con la
contrapieza. En este caso la cara de la pieza moldeada elastómera
que contiene el rebaje está dirigida hacia la contrapieza. El borde
del sujetador se apoya en la contrapieza. El elemento para fluidos
puede ser insertado en la pieza moldeada elastómera, preferiblemente
antes de que se introduzca la pieza moldeada elastómera en el rebaje
del sujetador. Se puede enroscar la contrapieza al sujetador,
pegarla, soldarla, engatillarla, fundirla, o bien asegurarla por
medio de ajuste a presión o cierre de resorte. Preferentemente, el
sujetador se asegura a la contrapieza por medio de un tapón
roscado.
En una forma de realización preferida, la
contrapieza está ejecutada como cuerpo de rotación en la zona que
está asociada al sujetador. A través de un canal, por ejemplo
coaxial, de la contrapieza, se conduce hasta el sujetador el líquido
que se encuentra a alta presión. El líquido entra en la estructura
de canales del elemento para fluidos, y abandona dicho elemento para
fluidos por su cara de baja presión, en la zona inferior del
sujetador. La presión del fluido actúa sobre la pieza moldeada
elastómera en el interior del volumen muerto.
El dispositivo conforme a la invención presenta
las siguientes ventajas:
- \bullet
- La tensión en el interior de la pieza moldeada elastómera está distribuida espacialmente de manera más uniforme que la tensión que se puede producir en la realización conocida del sujetador por medio de un resalte anular colocado en la cara interna del sujetador, bajo el cual se inserta, durante el ensamblaje, la pieza moldeada elastómera.
- \bullet
- Además de por medio de las propiedades del material de la pieza moldeada, la tensión dentro de la pieza moldeada elastómera se puede ajustar mediante la relación entre el volumen del resalte de la contrapieza y el volumen que falta a la pieza moldeada elastómera sin tensión por causa del bisel.
- \bullet
- El elemento para fluidos está rodeado en toda su altura por la pieza moldeada elastómera cuando está bajo tensión.
- \bullet
- El dispositivo conforme a la invención es estanco a la presión durante un uso prolongado con una carga de presión cambiante, y con una gran diferencia entre la presión máxima (40 MPa y superior) y la presión mínima (aproximadamente 0,1 MPa).
- \bullet
- El volumen muerto entre la pieza moldeada elastómera deformada que se encuentra bajo tensión interna, y la cara de la contrapieza dirigida hacia el sujetador puede seguir siendo pequeño. Sirve al mismo tiempo para igualar las tolerancias durante el ensamblaje del sujetador con la contrapieza.
- \bullet
- Gracias a la deformación regulada de la pieza moldeada elastómera durante el ensamblaje del sujetador con la contrapieza se evita el sobrehinchamiento de la pieza moldeada elastómera a través de la abertura del elemento para fluidos.
El dispositivo conforme a la invención para
sujetar una elemento para fluidos se utiliza, por ejemplo, en un
pulverizador a alta presión miniaturizado (por ejemplo de acuerdo
con el documento WO91/12687), en un inyector sin aguja (por ejemplo
de acuerdo con el documento WO 01/64268) o en un aplicador para
formulaciones medicamentosas oftálmicas (por ejemplo de acuerdo con
el documento WO-03/002045). Un líquido medicinal
administrado con un aparato semejante puede contener un medicamento
disuelto en un disolvente. Son adecuados como disolventes, por
ejemplo, el agua, el etanol o sus mezclas. Se emplean como
medicamentos, por ejemplo, Berotec (hidrobromuro de fenoterol),
Atrovent (bromuro de ipratropio), Berodual (combinación de
hidrobromuro de fenoterol y bromuro de ipratropio), salbutamol (o
albuterol), hidrobromuro de
1-(3,5-dihidroxi-fenil)-2-[[1-(4-hidroxi-bencil)-etil]-amino]-etanol),
Combivent, Oxivent (bromuro de oxitropio), Ba 679 (bromuro de
tiotropio), BEA 2180 (éster con tropenol de ácido
di-(2-tienil)glicólico), flunisolida,
budesonida, y otros. Se pueden extraer ejemplos de los documentos
WO97/01329 ó WO98/27959.
El dispositivo conforme a la invención se
ilustra con más detalle por medio de las figuras
La Figura 1a muestra, en sección transversal y
en vista oblicua, un sujetador (1) con forma de tonel, que está
provisto de un rebaje (2). En la parte inferior del sujetador existe
una abertura (3).
La Figura 1b muestra, en sección transversal y
en vista oblicua, una pieza moldeada elastómera (4) y un elemento
para fluidos paralelepipédico (5), que está compuesto por dos
partes, y que ha sido insertado en la pieza moldeada elastómera. En
la superficie de contacto entre ambas partes se encuentra una
estructura de boquilla que llega hasta la abertura de boquilla (6).
La superficie superior, del lado de alta presión, de la pieza
moldeada elastómera (4) se sitúa en la zona anular (7)
perpendicularmente al eje de la pieza moldeada elastómera. El bisel
(8) de la pieza moldeada elastómera comienza en la parte superior de
la pieza moldeada elastómera y se extiende hasta la superficie
exterior del elemento para fluidos.
La Figura 1c muestra, en sección transversal y
en vista oblicua, una contrapieza (9) con un taladro (10) y un
resalte anular (11) en la cara de la misma que se dirige hacia la
pieza moldeada elastómera.
En la Figura 2 está representada en vista
oblicua otra realización del resalte (11) de la contrapieza (21). En
las dos zonas diametralmente opuestas (22a, 22b) el resalte (11) es
más alto que en las dos zonas diametralmente opuestas (23a, 23b). Al
ensamblar la sujeción con la contrapieza, las zonas más altas (22a,
22b) del resalte (11) deforman la pieza moldeada elastómera más
intensamente que las zonas (23a, 23b).
Las Figuras 3a, 4a y 5a muestran en vista
perpendicular la pieza moldeada elastómera. Las Figuras 3b, 4b y 5b
muestran secciones transversales de la pieza moldeada elastómera. La
pieza moldeada elastómera contiene un rebaje paralelepipédico (31)
para alojar un elemento para fluidos paralelepipédico. La sección
transversal de la Figura 3b discurre a lo largo de la línea
A-A de la Figura 3a; la línea A-A
discurre perpendicularmente a la cara más larga del rebaje (31). La
sección transversal de la Figura 4b discurre a lo largo de la línea
B-B de la Figura 4a; la línea B-B
discurre perpendicularmente a la cara más corta del rebaje (31). La
sección transversal de la Figura 5b discurre a lo largo de la línea
C-C de la Figura 5a; la línea C-C
discurre diagonalmente respecto al rebaje (31). La línea de
intersección (32) del bisel (8) con el rebaje (31) discurre en un
nivel constante. El ángulo de inclinación (medido desde el eje
principal de la pieza) del bisel (8) es máximo en la Figura 3b y
mínimo en la Figura 5b, y en la Figura 4b el ángulo de inclinación
se sitúa en un valor intermedio.
La Figura 6 muestra una sección transversal a
través del sujetador ensamblado, que está acoplado sobre un
recipiente para un fluido. El sujetador (1) aloja en su rebaje una
pieza moldeada elastómera (4) con el elemento para fluidos (5). Una
contrapieza (9) se sitúa en el borde del sujetador. El resalte (11)
de la contrapieza (9) ha penetrado en el rebaje del sujetador (1) y
ha deformado la pieza moldeada elastómera (4). La cara (61) de la
pieza moldeada elastómera expuesta al fluido está abombada, pero el
elastómero deformado no llega hasta la estructura de boquilla del
elemento para fluidos. Con las líneas punteadas (64a) y (64b) se ha
bosquejado el contorno de la pieza moldeada biselada, (4) antes del
ensamblaje del sujetador. El volumen muerto (63) sirve para
compensar la tolerancia durante el ensamblaje del sujetador; ha sido
reducido al mínimo. Con un tapón roscado (62) se asegura el
sujetador a la contrapieza (9) y al envase (65) para el fluido.
La dirección de la corriente de fluido está
señalada por flechas. El lado de baja presión del sujetador está en
la superficie que contiene la abertura de boquilla (6). La alta
presión del fluido actúa sobre la estructura de canales dentro del
elemento para fluidos (5), dentro del volumen muerto (63), dentro
del taladro (10) de la contrapieza (9), y dentro del envase que
contiene el fluido.
En las Figuras 7a, 7b y 7c está representado en
sección cruzada el sujetador conforme a la invención, y en las
Figuras 8a, 8b y 8c se ha contrapuesto, en sección cruzada, la
realización conforme al estado de la técnica.
La Figura 7a muestra una pieza moldeada
elastómera biselada (4a) con un elemento para fluidos insertado (5),
antes del ensamblaje del sujetador conforme a la invención. La pieza
moldeada elastómera está, en su borde exterior, casi tan alta como
la elemento para fluidos, pero más baja en la zona de contacto con
el elemento para fluidos en el rebaje. La pieza moldeada elastómera
está aún sin deformar, y no se encuentra aún bajo tensión interna.
La Figura 7b muestra el estado tras la inserción de un anillo (71),
con lo cual se ha deformado la pieza moldeada elastómera y se
produce en dicha pieza moldeada elastómera una tensión interna. La
pieza moldeada elastómera deformada alcanza aproximadamente la
arista superior del elemento para fluidos. El abombamiento de la
pieza moldeada elastómera sobresale apenas de la altura del elemento
para fluidos. La Figura 7c muestra la pieza moldeada elastómera
deformada tras el ensamblaje del sujetador. El resalte (11)
insertado ha deformado la pieza moldeada elastómera. Entre la pieza
moldeada elastómera deformada y la parte inferior de la contrapieza
existe un pequeño volumen muerto
(63).
(63).
La Figura 8a muestra una pieza moldeada
elastómera (no biselada, 74a) con un elemento para fluidos insertado
(5), antes del ensamblaje del sujetador conforme al estado de la
técnica. La pieza moldeada elastómera es más baja que el elemento
para fluidos. La pieza moldeada elastómera no está deformada, y no
se encuentra bajo tensión interna. La Figura 8b muestra el estado
después de colocar un anillo (71), que impide que la pieza moldeada
elastómera se caiga fuera del sujetador o que se desplace dentro del
sujetador, pero que no deforma dicha pieza moldeada elastómera. La
Figura 8c muestra la pieza moldeada elastómera no deformada, tras
ensamblar el sujetador utilizando una contrapieza (9), en la que
existe un resalte anular (11). El volumen muerto (75) en la Figura
8c es mayor que el volumen muerto (63) en la Figura 7c.
\newpage
Este dispositivo se compone de un sujetador
cilíndrico de acero con un diámetro externo de 6,0 mm y una altura
de 2,6 mm. Contiene un rebaje en forma de cono truncado con diámetro
interior de 4,0 mm al pie del cono truncado. La parte inferior del
sujetador presenta un taladro de 0,8 mm de diámetro. Alrededor del
taladro, la parte inferior del sujetador tiene 0,4 mm de grosor.
El contorno exterior de la pieza moldeada
elastómera, constituida por caucho de silicona, es cilíndrico. Antes
de ser colocado en el sujetador, el cilindro tiene un diámetro de
4,2 mm, y su superficie lateral tiene una altura de 2,1 mm. Presenta
un rebaje, dispuesto simétricamente, con una anchura de 1,3 mm y una
longitud de 2,8 mm, que recorre la pieza moldeada elastómera en
dirección axial.
La pieza moldeada elastómera está biselada en el
extremo de su cara de alta presión, en dirección hacia el rebaje. El
bisel comienza en la superficie superior del cilindro, en un círculo
con un diámetro de 3,2 mm. El bisel discurre con distinta
inclinación en el sentido del rebaje rectangular, hasta una
profundidad constante de 0,7 mm en la línea de intersección con el
rebaje.
El elemento para fluidos está estructurado como
un boquilla pulverizadora. La boquilla es un paralelepípedo
compuesto por dos placas de silicio, que tiene 1,4 mm de ancho, 2,7
mm de largo y 2,1 mm de alto. En la superficie de contacto de las
placas, la boquilla tiene un rebaje, que está dotada de un filtro
microestructurado y un dispositivo pulverizador microestructurado.
En la cara de la boquilla por la cual el fluido sale de la boquilla,
el rebaje se transforma en dos canales, que tienen cada uno 8 \mum
de ancho, 6 \mum de profundidad y aproximadamente 200 \mum de
largo. Los ejes de los dos canales se sitúan en un plano, y están
inclinados entre sí aproximadamente 90 grados. En la cara externa de
la boquilla pulverizadora, la distancia entre las dos aberturas de
boquilla es de aproximadamente 100 \mum.
La contrapieza esencialmente cilíndrica está
provista, en la cara de la misma dirigida hacia el sujetador, de un
resalte anular. El resalte tiene un diámetro externo de 3,15 mm, un
diámetro interno de 2,9 mm y una altura constante de 0,6 mm. La
contrapieza tiene un taladro axial de 0,4 mm de diámetro.
El dispositivo se asegura a la contrapieza por
medio de un tapón roscado. La contrapieza es parte de un recipiente
que contiene el líquido a pulverizar. Por medio de una bomba de
pistón de alta presión miniaturizada, el líquido es impulsado desde
el recipiente hasta la boquilla pulverizadora, en cantidades
parciales de aproximadamente 15 microlitros cada vez.
El valor máximo de la presión del líquido dentro
de la boquilla pulverizadora asciende a aproximadamente 65 MPa (650
bar), y al final de la pulverización desciende prácticamente hasta
la presión atmosférica normal (aproximadamente 0,1 MPa).
Claims (10)
1. Dispositivo para sujetar un elemento para
fluidos, que está expuesto a una presión de fluido cambiante, y que
comprende un sujetador (1) dentro del cual está colocado el elemento
para fluidos (5) y que toca al elemento para fluidos (5) por su cara
de baja presión, así como una pieza moldeada elastómera (4) que
rodea al elemento para fluidos (5) en todo su perímetro, y el
contorno exterior de la pieza moldeada elastómera (4) está adaptado
al contorno interior del sujetador (1), y el contorno interior de la
pieza moldeada elastómera (4) está adaptado al contorno exterior del
elemento para fluidos (5), y la pieza moldeada elastómera tiene al
menos una superficie libre, que está expuesta al fluido que se
encuentra bajo presión, caracterizado porque el sujetador
está asegurado por su cara de alta presión a una contrapieza (9), en
el cual
- \bullet
- antes del ensamblaje del dispositivo, la pieza moldeada elastómera (4) está biselada en la cara enfrentada a la presión del fluido, en dirección hacia el elemento para fluidos (5), y
- \bullet
- la contrapieza (9) está dotada de un resalte anular (11), cuyo contorno externo está adaptado al contorno interno del sujetador (1), y tras el ensamblaje del sujetador (1) con la contrapieza (9), el resalte encaja en el sujetador (1), y deforma la pieza moldeada elastómera (4), y
- \bullet
- el volumen del resalte (11) de la contrapieza (9) está adaptado al volumen que falta en la pieza moldeada elastómera (4) en la zona del bisel (8), y
- \bullet
- la pieza moldeada elastómera (4), que tras el ensamblaje del sujetador (1) con la contrapieza (9) se encuentra deformada, llena de manera casi completa el volumen hasta la contrapieza (9).
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
cual
- \bullet
- la curva de intersección del bisel de la pieza moldeada elastómera (4) con el rebaje discurre en la pieza moldeada elastómera a un nivel constante.
3. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
cual
- \bullet
- el contorno del resalte de la contrapieza (9) está adaptado al contorno interior del sujetador.
4. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
cual
- \bullet
- el resalte (11) de la contrapieza (9) es anular y tiene una anchura constante y una altura constante.
5. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
cual
- \bullet
- el resalte (11) de la contrapieza (9) es anular y tiene una anchura variable a lo largo de su perímetro.
6. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
cual
- \bullet
- el resalte (11) de la contrapieza (9) es anular y tiene una altura variable a lo largo de su perímetro.
7. Uso de un dispositivo para sujetar un
elemento para fluidos (5), que está configurado como boquilla
pulverizadora para un pulverizador a alta presión miniaturizado, y
que está rodeado en todo su perímetro por una pieza moldeada
elastómera (4), y antes del ensamblaje del dispositivo, la pieza
moldeada elastómera está biselada en su cara expuesta a la presión
del fluido, en dirección hacia el elemento para fluidos (5), para
pulverizar un líquido que contiene una sustancia medicinalmente
activa.
8. Uso de un dispositivo según la reivindicación
7 para pulverizar un líquido produciendo un aerosol que penetra en
los pulmones.
9. Uso de un dispositivo para sujetar un
elemento para fluidos (5), que está configurado como boquilla
inyectora para un inyector sin aguja miniaturizado, y que está
rodeado en todo su perímetro por una pieza moldeada elastómera (4),
y antes del ensamblaje del dispositivo, la pieza moldeada elastómera
(4) está biselada en su cara expuesta a la presión del fluido, en
dirección hacia el elemento para fluidos, para inyectar
subcutáneamente sin aguja un líquido que contiene una sustancia
medicinalmente activa.
10. Uso de un dispositivo para sujetar un
elemento para fluidos (5), que está configurado como boquilla
pulverizadora para un pulverizador miniaturizado, y que está rodeado
en todo su perímetro por una pieza moldeada elastómera (4), y antes
del ensamblaje del dispositivo, la pieza moldeada elastómera (4)
está biselada en su cara expuesta a la presión del fluido, en
dirección hacia el elemento para fluidos, para aplicar una
formulación medicamentosa oftálmica.
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