ES2312516T3 - Atomizador accionado manualmente. - Google Patents

Abstract

Atomizador accionado manualmente, con el que se atomiza una cantidad parcial proveniente de una reserva de líquido, y que, dentro de una carcasa cilíndrica que incluye una parte inferior (51) y una parte superior (52), y en la que ambas partes de carcasa están conectadas entre sí en forma giratoria, comprende los elementos siguientes: un depósito de reserva (63) para el líquido a atomizar (64), y una tobera (60) para el líquido a atomizar, y un cilindro (53) en la pieza superior (52), y un émbolo desplazable en un cilindro (53) en forma de émbolo hueco (81), con un canal (68) que actúa como canal de succión y conecta dentro del cilindro delante del émbolo hueco, el depósito de reserva (63) con una cámara hueca (57), y un canal de eyección, que comunica la cámara hueca (57) con la tobera (60), y al menos una válvula (61) operada automáticamente en el canal de succión, y un dispositivo de accionamiento para el émbolo hueco (81), que comprende un acumulador para la energía mecánica, dispuesto fuera del depósito de reserva, actuando la fuerza ejercida por el acumulador de energía sobre el émbolo hueco, y un engranaje helicoidal de empuje mediante el que se le suministra energía mecánica al acumulador de energía, girando manualmente ambas piezas de carcasa una contra de la otra, caracterizado por la tobera (60) en forma de tobera de vórtice con una cámara hueca cilíndrica, en la que al líquido que pasa por la tobera de vórtice le es impartida una circulación, y de la que sale el líquido a través del canal de tobera (122) situado sobre el eje de la tobera de vórtice, y el canal de tobera tiene un diámetro de 50 micrones hasta 150 micrones, y la cámara hueca cilíndrica tiene un diámetro de dos a diez veces el diámetro del canal de salida.

Description

Atomizador accionado manualmente.

El invento trata de un atomizador para un líquido, cuyas gotitas, por ejemplo, deben precipitarse sobre una superficie, y que es accionado manualmente. El atomizador es apropiado para atomizar líquidos acuosos o no acuosos, emulsiones y suspensiones, soluciones, colorantes, aceites. El atomizador puede estar miniaturizado. Puede contener elementos microestructurados.

El invento tiene el objetivo de indicar un atomizador que no requiere gas propelente, es accionado en forma manual y puede ser adaptado a las propiedades de diferentes líquidos a atomizar, así como a la aplicación prevista.

Se conocen atomizadores en los que el líquido bajo presión contiene un gas propelente o un gas propelente licuado, mediante el cual el líquido es atomizado al salir de una tobera, dado el caso, con la ayuda del gas propelente en fase de evaporación. Entre los gases propelentes utilizados hasta ahora existen gases fisiológicamente dudosos, o que afectan el medio ambiente, o que son inflamables. Los depósitos para el líquido deben resistir la presión del gas, dado el caso, también a temperatura elevada, y ser herméticos a la presión del gas. En el caso en que durante el almacenamiento del depósito, por regla general parcialmente lleno de líquido, o durante el periodo de utilización del atomizador, la válvula en el depósito no es suficientemente hermética al gas y la presión de gas disminuye debido a la fuga del gas, la utilidad del depósito o del atomizador puede estar restringida.

Además, se conocen atomizadores en los que el líquido es presionado a través de una tobera, mediante una bomba accionada manualmente por el usuario, y atomizado en dicho proceso. La presión actuante sobre el líquido a atomizar, y con ello la distribución del tamaño de las gotitas, depende de la fuerza con la que el usuario acciona la bomba. La presión a la que se atomiza el líquido depende de la actitud del usuario. El accionamiento de un atomizador de este tipo puede ser dificultoso para personas no experimentadas, cuando el líquido atomizado debe precipitarse sobre un punto determinado, por ejemplo, la piel del usuario.

Otro atomizador conocido se compone de una bomba neumática y un depósito para el líquido a atomizar. La bomba neumática se compone de un émbolo movido manualmente ida y vuelta dentro de un cilindro. El aire sale de un orificio en el fondo del cilindro. Al cilindro está montado el depósito de líquido, dotado de un tubito de inmersión de poco diámetro, que se sumerge en el líquido del depósito del líquido. El otro extremo del tubito de inmersión se encuentra inmediatamente al lado del orificio en el fondo del depósito. El eje del tubito de inmersión es perpendicular respecto a la dirección en la que la corriente de aire abandona el cilindro. Con la velocidad suficiente del aire saliente del depósito, el líquido es arrastrado por la corriente de aire y atomizado. La cantidad de líquido succionado por un recorrido del émbolo y la distribución del tamaño de las gotitas dependen de la velocidad con la que el aire sale del orificio en el fondo del cilindro. Ambas características son reproducibles sólo con dificultad.

En los atomizadores con bomba de accionamiento manual conocidos, las cantidades descargadas y el tamaño medio de las gotitas dependen del comportamiento del usuario. La presión alcanzable es relativamente baja y, típicamente, es menor a 0,8 Mpa (8 bar). Con toberas de turbulencia, cuyo orificio de salida tiene un diámetro de más de 300 micrones, puede alcanzarse con un tamaño medio de partículas relativamente grande, una cantidad de descarga
adecuada.

Por el documento WO-97/12687 se conoce un atomizador de alta presión miniaturizado, mediante el cual pueden atomizarse cantidades pequeñas, por ejemplo, 15 microlitros de un líquido a una presión de 5 a 60 Mpa (50 a 600 bar), preferentemente de 10 a 60 Mpa (100 a 600 bar). El diámetro (hidráulico) del canal de tobera es menor a 100 micrones, preferentemente de 1 a 20 micrones. En el aerosol producido, el diámetro medio de las gotitas es menor a 12 micrones. La distribución del tamaño de gotitas puede ajustarse de modo reproducible. El aerosol puede llegar al pulmón, por ejemplo, mediante el aire inhalado. Las gotitas de líquido difícilmente puedan precipitarse de la corriente de aire sobre una superficie sobre la que choca la corriente de aire conteniendo el aerosol.

En el documento WO-97/20590 se indica un mecanismo de tensado y bloqueo que puede utilizarse para el tensado de un muelle en un atomizador accionado por fuerza elástica. El atomizador posee dos partes opuestas entre sí, montadas de forma giratoria. Como acumulador de energía se utiliza, por ejemplo, un muelle helicoidal que puede ser tensado manualmente girando ambas partes de la carcasa una contra la otra por medio de un engranaje helicoidal de empuje. El mecanismo de tensado y bloqueo es activado manualmente accionando una tecla de activación y desplazando un émbolo dentro de un cilindro, por lo cual una cantidad parcial de un líquido es eyectado a través de una tobera y atomizado.

En el documento US-5 662 271 se describe un dispositivo y un procedimiento para la atomización de un fluido. El fluido es atomizado preferentemente a alta presión por medio de una tobera, cuyo orificio de tobera tiene un diámetro pequeño. Es preferente un dispositivo que produce en el fluido una evidente corriente secundaria transversal a la corriente principal en el orificio de tobera.

En el documento US-4 176 764 se indica un dispensador que trabaja en forma mecánica para la mezcla y entrega bajo presión de sustancias. El dispensador comprende dos partes de carcasa giratorias manualmente una contra la otra. Incluye múltiples cámaras colectoras para las sustancias a mezclar. En cada cámara mezcladora existen dos émbolos desplazables uno en contra del otro sobre el eje de la cámara de mezcla. Cada émbolo está dotado, en el lado opuesto a la cámara de mezcla, de un vástago, cuyo extremo es guiado en ambos recorridos de émbolo siempre de manera forzada en un canal extendido onduladamente. El canal de guía está dispuesto perpendicular al eje de la carcasa en las propias ambas partes de carcasa. Las cámaras de mezcla con el émbolo están dispuestas en la otra parte de carcasa. Los ejes de las cámaras de mezcla están dispuestos en un plano perpendicular al eje de la carcasa. Dicho dispensador no contiene un acumulador para energía mecánica.

De este modo resulta el objetivo de entregar un atomizador sin gas propelente, con el que es atomizada en forma discontinua una cantidad parcial proveniente de una reserva de líquido, apropiado para un accionamiento puramente manual, y en el que en el chorro atomizado puede ajustarse en forma reproducible, la distribución del tamaño de gotitas, independientemente de la experiencia y el comportamiento de la persona que opera el atomizador.

Dicho objetivo es conseguido, según el invento, mediante un atomizador accionado manualmente, con el que se atomiza una cantidad parcial proveniente de una reserva de líquido, y que, dentro de una carcasa cilíndrica que incluye una parte inferior (51) y una parte superior (52), y en la que ambas partes de carcasa están conectadas entre sí en forma giratoria, comprende los elementos siguientes: un depósito de reserva (63) para el líquido a atomizar (64), y una tobera (60) para el líquido a atomizar, y un cilindro (53) en la pieza superior (52), y un émbolo desplazable en un cilindro (53) en forma de émbolo hueco (81), con un canal (68) que actúa como canal de succión y conecta, dentro del cilindro delante del émbolo hueco, el depósito de reserva (63) con una cámara hueca (57), y un canal de eyección, que comunica la cámara hueca (57) con la tobera (60), y como mínimo una válvula operada en forma automática (61) en el canal de succión, y un dispositivo de accionamiento para el émbolo hueco (81), que comprende un acumulador para la energía mecánica, dispuesto fuera del depósito de reserva, actuando la fuerza ejercida por el acumulador de energía sobre el émbolo hueco, y un engranaje helicoidal de empuje mediante la que se le suministra energía mecánica al acumulador de energía girando manualmente ambas piezas de carcasa una contra de la otra, caracterizado por la tobera (60) en forma de tobera de vórtice con una cámara hueca cilíndrica, en la que al líquido que pasa por la tobera de vórtice le es impartida una circulación, y de la que sale el líquido a través del canal de tobera (122) situado sobre el eje de la tobera de vórtice, y el canal de tobera tiene un diámetro de 50 micrones hasta 150 micrones, y la cámara hueca cilíndrica tiene un diámetro de dos a diez veces el diámetro del canal de salida.

Otras características del invento surgen de las reivindicaciones dependientes.

La tobera de vórtice puede estar conformada como carcasa espiralada y contener una cámara de turbulencia, en la que el líquido ingresa en forma tangencial a la pared interna. El líquido sale de la tobera a través de un canal de tobera que se encuentra en el punto central de la cámara de turbulencia. El diámetro medio interior de la cámara de turbulencia es mayor que el diámetro del canal de salida. En dicha tobera de vórtice existe un ángulo de 90 grados, aproximadamente, entre la dirección del líquido ingresado a la cámara de turbulencia y la dirección del chorro atomizado que sale de la tobera.

En un segundo modelo de fabricación, la tobera de vórtice puede contener una cámara hueca cilíndrica en la que se encuentra un cuerpo cilíndrico. En el espacio intermedio entre el lado exterior del cuerpo cilíndrico y el lado interior de la cámara hueca de la tobera de vórtice se encuentra un dispositivo conductor en forma de línea helicoidal. El líquido es introducido paralelo al eje de dicha tobera de vórtice. El líquido recibe una circulación por medio del dispositivo conductor. El líquido sale a través de un canal de tobera, que se encuentra sobre el eje de la tobera de vórtice. En dicha tobera de vórtice, la dirección de salida del líquido es paralela a la dirección de entrada del líquido. El dispositivo de conducción consiste de un resalte helicoidal en forma de hélice, dispuesto preferentemente sobre la superficie envolvente del cuerpo cilíndrico, y que se encuentra en contacto estrecho con la pared interior de la cámara hueca cilíndrica. El resalte puede tener la forma de una hélice de una entrada o de varias entradas.

El canal de tobera de la tobera de vórtice puede tener un diámetro de 30 micrones hasta 300 micrones, según el invento de 50 micrones hasta 150 micrones. El canal de tobera puede tener una longitud de 10 micrones hasta 1000 micrones, preferentemente de 50 micrones hasta 300 micrones. El diámetro medio interior de la cámara de turbulencia en la tobera de vórtice o el diámetro de la cámara hueca cilíndrica de la tobera de vórtice tiene dos a diez veces, preferentemente dos y medio a cinco veces el diámetro del canal de tobera.

El dispositivo de accionamiento para el émbolo comprende un acumulador para energía mecánica. El acumulador de energía puede ser un muelle, preferentemente un muelle helicoidal o un muelle de disco, que actúa como muelle de presión. Dichos muelles pueden ser metálicos o plásticos. Además, es apto un muelle neumático, preferentemente un muelle neumático de fuelle arrollable cerrado herméticamente.

Dichos muelles pueden, dado el caso, ser pretensados al montarlos en el atomizador. El muelle helicoidal y el muelle de disco se llevan posteriormente a la tensión elástica especificada. El muelle neumático es comprimido posteriormente a la presión de gas requerida.

El muelle es pretensado manualmente. Como muelle de trabajo, el muelle acumula la energía necesaria para el desplazamiento del émbolo dentro del cilindro con el propósito de eyectar y atomizar el líquido.

Para tensar el muelle de trabajo, el émbolo puede estar dotado de una varilla que sobresale de la carcasa. Cuando la varilla es extraída manualmente de la carcasa un tramo especificado por medio de un asidero, al mismo tiempo es tensado el muelle de trabajo, el émbolo es extraído del cilindro un tramo, y en el espacio dentro del cilindro se succiona líquido proveniente del depósito de reserva.

Además, el muelle de trabajo puede tensarse juntando la carcasa por empuje, dado el caso, con una sola mano, debido a que la carcasa se compone de dos piezas unidas entre sí y montadas en forma desplazable en sentido axial una contra la otra.

Debido a que la fuerza a ejercer para el tensado del muelle de trabajo puede ser demasiado grande, la carcasa del atomizador se compone de dos piezas unidas entre sí y montadas en forma giratoria una en contra de la otra. El dispositivo de accionamiento comprende un engranaje helicoidal de empuje por medio del que se entrega manualmente al acumulador de energía la energía mecánica necesaria. Para ello, ambas partes de carcasa son giradas manualmente una en contra de la otra. Por medio del engranaje helicoidal de empuje es tensado el muelle de trabajo. Para ello, debido a la multiplicación de fuerza es necesaria una fuerza que es menor a la fuerza requerida para extraer en sentido axial la varilla fijada al émbolo.

La energía acumulada en el muelle de trabajo ejerce sobre la cantidad parcial de líquido dentro del cilindro una presión, que alcanza de 0,5 Mpa a 5 Mpa (de 5 bar a 50 bar), preferentemente de 2 Mpa a 3Mpa (de 20 bar a 30 bar).

El dispositivo de accionamiento puede estar dotado de un mecanismo de bloqueo, que incluye un elemento de bloqueo y una tecla de activación, y que después del tensado del muelle de trabajo retiene el émbolo en una posición predeterminada. En este caso, debido al accionamiento manual de la tecla de activación puede transcurrir un periodo de tiempo entre el tensado manual del muelle de trabajo y el inicio del proceso de atomización. Durante dicho periodo de tiempo, el atomizador puede llevarse de la posición más conveniente para el tensado manual del muelle de trabajo a la posición que debe adoptar el atomizador durante el proceso de atomización.

El dispositivo de accionamiento con mecanismo de bloqueo puede estar conformado como mecanismo de tensado y bloqueo, que salta automáticamente al estado bloqueado cuando el émbolo alcanzó una posición predeterminada durante el proceso de tensado del muelle de trabajo.

En un dispositivo de accionamiento sin mecanismo de bloqueo, el proceso de atomización es inmediatamente posterior al proceso de tensado del muelle de trabajo, en caso en que en el canal de eyección para el líquido no exista una válvula o una válvula operada en forma automática. El efecto de un dispositivo de accionamiento con mecanismo de bloqueo también puede conseguirse cuando en el canal de eyección existe para el líquido una válvula que puede abrirse manualmente.

El atomizador contiene en el canal de succión como mínimo una válvula operada en forma automática. Dicha válvula se abre con una presión negativa mínima, cuando el émbolo es extraído del cilindro al tensar el muelle de trabajo. Esta válvula se cierra cuando el émbolo es presionado al interior del cilindro por acción del muelle de trabajo y comienza el proceso de atomización. Dicha válvula evita durante el proceso de atomización que el líquido refluya al depósito de reserva.

En el canal de eyección puede existir otra válvula, para el caso en que durante la succión de líquido del depósito de reserva, con una sección transversal del canal de tobera relativamente grande, en la tobera de vórtice sea aspirado simultáneamente aire a través del canal de tobera. Dicha válvula puede ser una válvula operada automáticamente, que impide la aspiración de aire a través de la tobera de vórtice. La válvula se abre cuando el émbolo comienza a eyectar el líquido a través del canal de eyección.

La válvula en el canal de eyección puede ser una válvula no operada automáticamente, que no se abre por la presión máxima producida, sino que es abierta por accionamiento manual. Una válvula de este tipo en el canal de eyección tiene un efecto similar sobre la manipulación del atomizador como lo tiene un mecanismo de bloqueo en el dispositivo de accionamiento. En este modelo de fabricación, el líquido que se encuentra dentro del cilindro puede ser atomizado en múltiples fracciones pequeñas en forma consecutiva entre dos procesos de tensado del muelle de trabajo. Para ello, la válvula en el canal de eyección es accionada múltiples veces repetida- y consecutivamente. Con ello, de manera sencilla el usuario puede ajustar a la necesidad del momento, la cantidad atomizada en el canal de eyección con cada accionamiento de la válvula. El muelle de trabajo es tensado lo más tarde cuando el líquido contenido en el cilindro ha sido eyectado completamente. Sin embargo, el muelle de trabajo ya puede ser tensado antes que el líquido contenido en el cilindro haya sido eyectado completamente.

En otra configuración del atomizador, la carrera del émbolo puede ser más corta que el trayecto de la compresión del muelle de trabajo al ser tensado. En este caso, al extraer el émbolo el mismo choca contra un tope, antes que el muelle de trabajo sea comprimido de manera especificada. En estado tensado del muelle de trabajo, entre el extremo móvil del muelle de trabajo y el lado exterior del émbolo se encuentra un espacio intermedio. Al liberar el muelle de trabajo, el mismo ejerce sobre el émbolo un empuje, cuando el extremo móvil del muelle de trabajo tiene contacto con el lado exterior del émbolo. Con ello, es posible ejercer un salto de presión sobre el líquido contenido en el
cilindro.

En un atomizador dotado en el canal de eyección de una válvula operada en forma automática, el mecanismo de bloqueo puede estar dotado de un dispositivo de parada, que frena el movimiento del émbolo una o más veces, cuando el émbolo ha realizado una carrera predeterminada y antes de que toda la cantidad de líquido contenido en el cilindro haya sido eyectado. Con ello, el líquido contenido en el cilindro puede eyectar y atomizarse consecutivamente en múltiples porciones ajustables reproducibles. Un atomizador dotado de dicho dispositivo puede accionarse repetidas veces entre dos procesos de tensado del muelle de trabajo. El dispositivo de parada puede detener el movimiento del émbolo en posiciones predeterminadas y no modificables posteriormente. Por otra parte, el dispositivo de parada puede ser ajustado y accionado desde el exterior. En este caso, las posiciones del émbolo en las que el mismo es detenido por el dispositivo de parada, pueden ajustarse y modificarse posteriormente.

Para poner bajo presión la cantidad parcial de líquido extraído del depósito de reserva puede utilizarse, además, un dispositivo con un fuelle móvil. El fuelle es estirado a lo largo por medio de una fuerza de tracción, aumentando su volumen y succionado del depósito de reserva una parte del líquido, a través de un canal de succión y una válvula actuante automáticamente. Al comprimir el fuelle en sentido longitudinal, la presión del líquido contenido en el mismo es incrementada hasta que abre la válvula actuante automáticamente existente dentro del canal de eyección y el líquido es eyectado por medio de una tobera y atomizado.

Como tobera atomizadora es apropiada una tobera de un solo chorro con un solo canal de tobera, dado el caso, con un cuerpo de choque dispuesto delante de la tobera, o una tobera de chorro múltiple con múltiples chorros de líquido orientados en forma paralela o cruzada.

La tobera de un solo chorro contiene un único canal de tobera que tiene un diámetro (hidráulico) de 50 micrones a 150 micrones y una longitud de 20 micrones a 1000 micrones.

La tobera de chorros múltiples puede contener múltiples canales de tobera, cuyos ejes pueden extenderse paralelos entre sí. De este modo, puede aumentarse la cantidad de líquido a atomizar en un tiempo dado. Además, de este modo es posible aumentar la superficie de la sección transversal del chorro atomizado, o el diagrama del chorro atomizado puede ajustarse a una forma predeterminada. El diámetro (hidráulico) del canal de tobera puede ser el mismo en todos los canales de una tobera de chorro múltiple y ser de 50 micrones a 150 micrones, con una longitud de canal, en cada caso, de 20 micrones a 1000 micrones. Por otra parte, puede ser apropiado seleccionar diferentes diámetros para los canales de una tobera de chorro múltiple.

Además, la tobera de chorro múltiple puede disponer de al menos dos canales de tobera inclinados uno contra el otro, que dirigen los chorros de líquido a un punto delante de la cara exterior de la tobera, donde los chorros de líquido chocan uno con el otro. El ángulo entre dos chorros de líquido inclinados puede ser de 30 grados a 120 grados. El impacto de múltiples chorros de líquido entre sí puede favorecer la atomización. El diámetro (hidráulico) de ambos canales de tobera de una tobera de dos chorros es, preferentemente, menor a 180 micrones, especialmente preferente de 70 micrones a 100 micrones, en cada caso con una longitud de canal de 20 micrones a 1000 micrones.

Delante del orificio de la tobera puede estar dispuesto a una distancia de 0,1 milímetros a 5 milímetros un cuerpo de choque sobre el que impacta el chorro de líquido. Preferentemente, como cuerpo de choque es apropiada una esfera o semiesfera con un diámetro de 0,1 milímetro hasta 2 milímetros. En una semiesfera el chorro de líquido impacta, preferentemente, sobre el lado convexo. Además, puede utilizarse una placa de choque o un cono de choque, impactando el chorro de líquido, por ejemplo, perpendicularmente a la placa de choque o sobre la punta del cono de choque. El cuerpo de choque puede favorecer la atomización del líquido. Además, mediante un cuerpo de choque puede crearse un diagrama de atomización esencialmente circular. Cuando el líquido aún no atomizado impacta en un ángulo sobre la placa de choque, la dirección del chorro atomizado puede estar inclinada respecto al eje del canal de tobera. En múltiples canales de tobera dispuestos en forma paralela entre sí puede ser apropiado disponer uno o más cuerpos de choque, mediante los que puede influirse sobre la forma y tamaño del chorro atomizado y la dirección del chorro atomizado.

El cuerpo de choque puede estar fijado mediante al menos un elemento de fijación a la carcasa del atomizador. Como elementos de fijación son apropiados un alambre rígido o una varilla. Además, el mismo puede estar fijado a la carcasa mediante dos o tres elementos de fijación. Cuando la longitud de los elementos de fijación es variable, puede variarse la distancia del cuerpo de choque del lado exterior de la tobera.

El caudal másico producido en el atomizador, según el invento, es menor que 0,4 gramos por segundo. El diámetro medio de gotita es menor a 50 micrones.

El atomizador, según el invento, tiene las ventajas siguientes:

La secuencia del proceso de atomización, el caudal másico del líquido a través del canal de tobera y la distribución del tamaño de gotitas son independientes de la fuerza digital que ejerce el usuario al tensar el muelle de trabajo. Dichas características están determinadas por el diseño del atomizador y se cumplen de forma reproducible.

Para la atomización del líquido no se necesita alcohol u otra combinación volátil de hidrocarburos.

El chorro emergente del atomizador contiene como componente gaseoso solamente el aire arrastrado del entorno.

\newpage

La distribución del tamaño de gotitas y el caudal másico del líquido emergente del atomizador producen un chorro de líquido atomizado, apropiado para precipitar las gotitas sobre una superficie impactada por el chorro del líquido atomizado.

Puede fabricarse en diferentes modelos de fabricación y adaptarse a los distintos usos previstos y a la manipulación más ventajosa.

El atomizador, según el invento, se explica en detalle en base a las figuras.

La figura 1 es una sección longitudinal esquematizada a través de un atomizador sin el engranaje helicoidal de empuje, previsto conforme al invento. Como acumulador para la energía mecánica (muelle de trabajo) está dispuesto un muelle helicoidal que, mediante un asidero fijado al exterior de la carcasa, puede ser tensado manualmente por medio de la extracción del asidero. En la varilla que une el asidero con el émbolo está dispuesta una muesca en la que, al final del proceso de tensado del muelle helicoidal, encaja un perno (cargado por muelle), por lo cual la varilla es mantenida en la posición alcanzada. Extrayendo el perno de la muesca se inicia el proceso de atomización. Como depósito de reserva para el líquido se eligió una bolsa colapsable. En la figura 1 se muestra el atomizador en un estado intermedio que se encuentra entre el pistón extraído fuera de la carcasa hasta un primer tope y el pistón empujado dentro del cilindro hasta un segundo tope. En el estado mostrado, el muelle helicoidal expele el líquido de la tobera.

La carcasa (1) de un material rígido contiene una cámara hueca (2) en la que se encuentra dispuesto un muelle helicoidal (6) pretensado. El muelle helicoidal se apoya con uno de sus extremos sobre el fondo de la cámara hueca (2) y presiona con el otro extremo sobre el émbolo (3). La parte más delgada del émbolo (3) está dispuesta de forma desplazable en el cilindro y sellado contra la pared del cilindro. Por delante del extremo delgado del émbolo se encuentra dentro del cilindro el espacio hueco (4) al cual puede succionarse líquido. El espacio hueco (4) está comunicado a través del canal de succión (11) con el depósito de reserva (10) para el líquido a atomizar. En el canal de succión se encuentra dispuesta una válvula de succión (13) operada en forma manual, a través de la cual, al succionar puede fluir el líquido del depósito de reserva al espacio hueco (4). El depósito de reserva es una bolsa colapsable, alojada en el espacio hueco (15) dentro de la carcasa (1). El espacio hueco (15) cerrado con una tapa está dotada de un orificio (27), a través del cual, cuando disminuye el volumen de la bolsa colapsable, puede fluir aire del ambiente para compensar la diferencia de presión. El espacio hueco (4) está conectado con la tobera (22) a través del canal de eyección (21). El canal de eyección contiene una válvula (23) cargada por muelle, que se abre cuando delante de la válvula se encuentra esperando con una presión suficiente el líquido a atomizar. El émbolo (3) está dotado en su extremo más grueso, de una varilla (31), que atraviesa el muelle helicoidal y sobresale del fondo de la carcasa. En el extremo de la varilla (31) está dispuesto un asidero (32) con el que el émbolo puede ser extraído manualmente un trecho predeterminado, tensando en forma simultánea el muelle helicoidal. En el fondo de la carcasa se encuentra dispuesto un perno (33), que mantiene la varilla (31), y con ello el émbolo, en un posición predeterminada, cuando el émbolo ha sido extraído de la carcasa el trecho respectivo.

Para un nuevo tensado del muelle helicoidal, la varilla (31) y el émbolo unido a la varilla son extraídos por medio del asidero (32), hasta que el perno (33) encaja en una muesca (34). Mediante la retracción del émbolo (3) se agranda el espacio (4) dentro del cilindro. Con la válvula (13) abierta se succiona líquido desde el depósito de reserva (10) al espacio (4), a través del canal de succión (11). La válvula (23), cerrada en este proceso, impide la aspiración de aire al espacio (4).

En vez de con el asidero (32), la varilla (31) puede ser retraída por medio de una palanca accesible desde el exterior y que puede accionarse manualmente, tensando el muelle y llenando con líquido el espacio (4). Después de soltar la palanca, el muelle tensado empuja inmediatamente el líquido fuera del espacio (4), a través de la tobera (22), y atomiza el líquido. Para ello, no se necesita el perno (35) ni la muesca (34). En este modo de accionamiento, el atomizador se comporta en forma similar al atomizador por bombeo manual (bomba dispensadora digital). Sin embargo, la presión actuante sobre el líquido contenido en el espacio (4) dentro del cilindro es producida en el atomizador, según el invento, por medio del muelle tensado, y el usuario no tiene influencia sobre ello.

La figura 2 muestra una sección longitudinal a través de otro modelo de fabricación del atomizador sin el engranaje helicoidal de empuje previsto conforme al invento. En dicho modelo de fabricación, la válvula en el canal de eyección no se abre automáticamente en respuesta a una presión suficiente del líquido delante de la válvula. Para iniciar la atomización, la válvula en el canal de eyección es accionada manualmente, preferentemente apretando la válvula hacia abajo. También en la figura 2 se muestra el atomizador en un estado intermedio que se encuentra entre el pistón extraído fuera de la carcasa hasta un primer tope y el pistón empujado dentro del cilindro hasta un segundo tope.

Dicho atomizador es similar al atomizador mostrado en la figura 1, sin embargo no tiene un perno (33) ni una muesca (34). En este modelo de fabricación, en vez de la válvula (23), que se abre automáticamente, se encuentra dispuesta en el canal de eyección una válvula (42) que se abre manualmente. Dicho atomizador es operado en dos etapas. En primer lugar, el muelle (6) es tensado por medio de la extracción de la varilla (31). Al mismo tiempo, la cámara (41) es llenada con líquido succionado del depósito de reserva (10) En el estado mostrado, el muelle helicoidal empuja el líquido contra la válvula (42), mientras la misma se encuentra cerrada. Cuando y hasta tanto la válvula (42) es abierta manualmente y permanece abierta, por ejemplo mediante el accionamiento manual de la tecla de activación (46), el líquido fluye a través de la tobera (45) fijada en la tecla de accionamiento (46) y es atomizado. En este atomizador, el usuario puede dejar transcurrir un tiempo entre el tensado del muelle y, por un lado, los procesos posteriores relacionados, así como el accionamiento de la tecla de activación (46). La atención del usuario puede enfocarse, sin ser distraída, en la precipitación del líquido atomizado sobre una superficie a tratar.

La figura 3 muestra una sección longitudinal esquematizada de un atomizador sin el engranaje helicoidal de empuje previsto conforme al invento, que puede ser accionado dos veces entre dos procesos de tensado del muelle, y que expele y atomiza en dos cantidades parciales el líquido contenido en el cilindro. La varilla (31) unida al émbolo (3) está dotada de dos muescas (34) y (35), que tienen entre sí una distancia predefinida. Dichas muescas están formadas, preferentemente, en forma de dientes de sierra, estando los flancos oblicuos de las muescas dispuestos, vistos desde el asidero (32), detrás de los flancos orientados perpendiculares al eje de la varilla (31). El perno (33) tiene, por ejemplo, un extremo en forma de dientes de sierra. Al extraer la varilla, el perno (33) se desliza por encima de la muesca (34) y encaja primero en la muesca (35). En cuanto el perno cargado por muelle es extraído manualmente de la muesca (35) y de nuevo soltado inmediatamente, el muelle (6) presiona sobre el líquido existente dentro del cilindro y presiona la primera cantidad parcial del líquido a través de la válvula (23), operada en forma automática, a la tobera (22), delante de la cual es atomizado el líquido saliente. Este primer proceso finaliza cuando el perno (33) encaja en la muesca (34). El segundo proceso se desarrolla en forma similar al primer proceso. El segundo proceso se inicia cuando el perno (33) es extraído manualmente de la muesca (34); finaliza cuando el émbolo alcanza su posición terminal.

La figura 4 muestra una sección longitudinal a través de un atomizador con un muelle de trabajo como acumulador de la energía mecánica. El muelle de trabajo es tensado manualmente mediante un mecanismo de tensado y bloqueo, que incluye un engranaje helicoidal de empuje, por medio del giro de las dos partes giratorias de la carcasa conectadas entre si. El proceso de atomización es iniciado mediante el accionamiento de una tecla de activación para una uña de retenida. La figura 4 muestra el estado del atomizador con el muelle helicoidal ya tensado y la uña de retensión encajada, y la cámara dentro del cilindro repleta de líquido, antes de iniciarse el proceso de atomización por medio del accionamiento de una tecla de activación.

El atomizador posee una carcasa de forma cilíndrica. La parte inferior (51) de la carcasa está conectada de forma giratoria con la parte superior (52) del atomizador por medio de una conexión rápida. La parte superior contiene un cilindro (53) y una tobera (60). La parte superior está dotada de una caperuza de protección (54) removible. Mediante el giro de la caperuza (54) y la parte superior (52) del atomizador conectada con la misma, es alejado del cilindro (53) el elemento (55) dispuesto en forma axialmente desplazable en la parte inferior de carcasa (51) que contiene el émbolo (81), por presión ejercida mediante un engranaje helicoidal de empuje, hasta que una uña de retensión (74) montada, por ejemplo, en el elemento (55) encaje detrás de un resalte en la parte inferior (51) de la carcasa. En este proceso se agranda la cámara hueca (57) dentro del cilindro. Al mismo tiempo, una parte del líquido (64) es succionado desde el depósito de reserva (63) conformado como bolsa colapsable, a través del canal (68) en el pistón hueco (81), hasta la cámara hueca (57), y el muelle helicoidal (59) es tensado. En el canal que comunica la cámara hueca (57) con la tobera (60) se encuentra una válvula operada de forma automática, que se compone de una esfera (70) cargada por un muelle (71). Dicha válvula impide la entrada de aire a la cámara hueca (57) durante la succión de líquido y posibilita llenar la cámara hueca (57) con líquido sin burbujas. En el extremo del émbolo hueco (81) que se encuentra dentro del cilindro (53) se encuentra montada una válvula que se compone de una esfera (61) cargada por el muelle (62). El muelle (62) es mantenido en su posición por medio de un tapón insertado en el extremo del émbolo hueco. El tapón está dotado de un canal a través el cual fluye el líquido a la cámara hueca (57). El borde superior (56) del tapón puede actuar como sello del émbolo (81) contra el cilindro (53). La válvula en el extremo interior del émbolo hueco se abre automáticamente al succionar líquido y se encuentra cerrada al eyectar el líquido de la tobera.

Para la atomización del líquido contenido en la cámara hueca (57) dentro del cilindro, se quita la caperuza de protección (54) y se acciona manualmente la tecla de activación (58) fijada a la parte inferior de la carcasa, desencajándose la uña de retensión (74). Ahora, el muelle helicoidal (59) tensado coloca bajo presión el líquido contenido en la cámara hueca (57). De este modo, la válvula dispuesta delante de la tobera es abierta automáticamente, el líquido en la cámara hueca (57) es eyectado por la tobera (60) y atomizado. Durante la eyección del líquido, la válvula dispuesta en el extremo del émbolo hueco está cerrada, hecho éste que impide el reflujo de líquido desde la cámara hueca (57) al depósito de reserva (63). Después de finalizada la atomización, la caperuza de protección (54) es repuesta encima de la parte superior del atomizador.

En vez de la tecla de activación (58), de la uña de retensión (74) y de la válvula, operada automáticamente, con esfera (70) y muelle (71), puede estar dispuesta (análogamente a la representación de la figura 2) una tecla de activación que contiene la tobera de atomización, y con la que durante el accionamiento se abre manualmente la válvula delante de la tobera. Dicha tecla de activación está dispuesta en el extremo superior del atomizador.

En lugar de la bolsa colapsable (63) puede utilizarse un depósito cerrado no deformable, dotado de una válvula de aireación que opera automáticamente, así como de un tubito inmerso en el depósito, dado el caso, en forma de un serpentín.

El sellado del émbolo hueco contra el cilindro por medio del borde superior (56) del tapón, puede reemplazarse por un anillo O, dispuesto en una ranura en el extremo inferior del cilindro en el punto (80).

En otro modelo de fabricación del atomizador, el componente (55) que contiene el émbolo hueco puede estar conectado con la parte inferior de la carcasa, y el cilindro con la cámara hueca (57) puede estar dispuesto, respecto a la parte inferior de la carcasa, en forma móvil en sentido axial.

Para una manipulación más fácil del atomizador puede estar dispuesta una uña de retensión de múltiples dientes permanentemente encajada al tensar el muelle helicoidal.

Como para el tensado del muelle helicoidal puede ser necesaria una fuerza relativamente grande, se utiliza un engranaje helicoidal de empuje, que puede ser girado en más de 360 grados. De este modo, la fuerza a aplicar manualmente para el tensado del muelle helicoidal puede reducirse suficientemente mediante el giro de ambas partes de carcasa, una contra la otra.

La figura 5 muestra una sección transversal de una tobera con una esfera dispuesta exteriormente delante de la tobera, a modo de cuerpo de choque. El líquido bajo presión es eyectado del orificio de tobera (104) en forma de un chorro (102) cerrado que impacta sobre un cuerpo de choque (106). De este modo, el líquido se convierte en el chorro atomizado (107).

La figura 6 muestra una sección transversal de una tobera con dos canales de tobera inclinados uno contra el otro. Ambos chorros de líquido que salen de la tobera chocan uno con el otro fuera de la tobera. El líquido bajo presión es eyectado a través de los dos orificios de tobera (108) y (109) en la forma de dos chorros cerrados (110) y (111). Ambos chorros chocan uno con el otro en el punto (112). De este modo, el líquido se convierte en el chorro atomizado (113).

En la figura 7 se muestra una tobera de vórtice en forma de una tobera de cámara de turbulencia del primer modelo de fabricación. La figura 7a muestra la tobera de cámara de turbulencia en la vista de su interior con placa de cubierta quitada. La figura 7b muestra una sección longitudinal a través de la tobera de cámara de turbulencia a lo largo de la línea A - A en la figura 7a y paralela al eje de la tobera. En la figura 7c se muestra en forma ampliada la zona alrededor del canal de tobera.

En la tobera de cámara de turbulencia (121), el canal de tobera (122) está dispuesto en el eje de la tobera de cámara de turbulencia, el líquido a atomizar es conducido, por ejemplo, mediante tres canales (123) en forma tangencial a la cámara de turbulencia (124). Los ejes de los canales (123) pasan por delante del eje del canal de tobera. En comparación con el canal de tobera (122), los canales (123) se muestran ampliados. En cada caso, la placa de cubierta (125) para la cámara de turbulencia y los canales contiene en la zona del extremo exterior de los canales (123) un orificio (126) a través del cual el líquido entra en los canales (123).

Claims (10)

1. Atomizador accionado manualmente, con el que se atomiza una cantidad parcial proveniente de una reserva de líquido, y que, dentro de una carcasa cilíndrica que incluye una parte inferior (51) y una parte superior (52), y en la que ambas partes de carcasa están conectadas entre sí en forma giratoria, comprende los elementos siguientes: un depósito de reserva (63) para el líquido a atomizar (64), y una tobera (60) para el líquido a atomizar, y un cilindro (53) en la pieza superior (52), y un émbolo desplazable en un cilindro (53) en forma de émbolo hueco (81), con un canal (68) que actúa como canal de succión y conecta dentro del cilindro delante del émbolo hueco, el depósito de reserva (63) con una cámara hueca (57), y un canal de eyección, que comunica la cámara hueca (57) con la tobera (60), y al menos una válvula (61) operada automáticamente en el canal de succión, y un dispositivo de accionamiento para el émbolo hueco (81), que comprende un acumulador para la energía mecánica, dispuesto fuera del depósito de reserva, actuando la fuerza ejercida por el acumulador de energía sobre el émbolo hueco, y un engranaje helicoidal de empuje mediante el que se le suministra energía mecánica al acumulador de energía, girando manualmente ambas piezas de carcasa una contra de la otra, caracterizado por la tobera (60) en forma de tobera de vórtice con una cámara hueca cilíndrica, en la que al líquido que pasa por la tobera de vórtice le es impartida una circulación, y de la que sale el líquido a través del canal de tobera (122) situado sobre el eje de la tobera de vórtice, y el canal de tobera tiene un diámetro de 50 micrones hasta 150 micrones, y la cámara hueca cilíndrica tiene un diámetro de dos a diez veces el diámetro del canal de salida.

2. Atomizador, según la reivindicación 1, en el que el dispositivo de accionamiento comprende una uña de retensión (74) y una tecla de activación (58).

3. Atomizador, según la reivindicación 1, en el que el acumulador de energía es un muelle, preferentemente actuante como muelle de presión, preferentemente un muelle helicoidal (59) o un muelle de disco.

4. Atomizador, según la reivindicación 1, en el que el acumulador de energía es un muelle neumático, preferentemente un muelle neumático de fuelle enrollable.

5. Atomizador, según la reivindicación 1, en el que existe otra válvula (70) en el canal de eyección, que opera en forma automática.

6. Atomizador, según la reivindicación 1, en el que existe otra válvula (70) en el canal de eyección, que puede abrirse manualmente.

7. Atomizador, según la reivindicación 1, en el que la tobera de vórtice comprende una cámara hueca cilíndrica como cámara de turbulencia, en la que el líquido es ingresado tangencialmente a la pared interna.

8. Atomizador, según la reivindicación 1, en el que la tobera de vórtice contiene una cámara hueca cilíndrica en la que se encuentra un cuerpo cilíndrico y en el espacio intermedio entre el lado exterior del cuerpo cilíndrico y el lado interior de la cámara hueca de la tobera de vórtice se encuentra un dispositivo conductor en forma de línea helicoidal, y el líquido es introducido paralelo al eje de dicha tobera de vórtice.

9. Atomizador, según una de las reivindicaciones 1, 7 y 8, en el que el canal de tobera tiene una longitud de 10 micrones a 1000 micrones.

10. Atomizador, según la reivindicación 1, en el que el diámetro de la cámara hueca cilíndrica tiene de dos y media a cinco veces el diámetro del canal de tobera.