ES2331103T3 - Boquilla flexible para descargar un liquido y aparatos con una boquilla de esta clase. - Google Patents
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Abstract
Boquilla para la entrega de un chorro de líquido con un canal de boquilla (ZK) que se extiende desde una salida (DA) de la boquilla a lo largo de una dirección de flujo principal (H), en donde la boquilla comprende sucesivamente, visto en la dirección de flujo principal (H), una zona de entrada (E), una zona central (M) y una zona de salida (A), y en donde la boquilla está constituida en la zona central por un material elástico, especialmente cauchoelástico, caracterizada porque la zona central está prevista en su recorrido tanto para la variación de su sección transversal como para una desviación de la dirección de flujo y porque están previstos unos dispositivos (KV, UM) para variar la sección transversal y/o variar la dirección de flujo, los cuales atacan en la boquilla.
Description
Boquilla flexible para descargar un líquido y
aparatos con una boquilla de esta clase.
La invención concierne a una boquilla para
descargar un líquido y a aparatos con una boquilla de esta
clase.
Se conoce por el documento DE 30 44 310 C2 una
grifería de ducha en la que varias boquillas de material
cauchoelástico están montadas rígidamente por el lado de entrada de
las mismas y van guiadas con sus tramos extremos del lado de salida
de dichas boquillas en aberturas de una placa de carcasa giratoria.
Al girar la placa de carcasa se inclinan los tramos de salida de
las boquillas con respecto a las entradas de estas boquillas bajo
cierta deformación elástica y se varían así las direcciones de los
chorros. La forma de cada boquilla está compuesta de un tramo de
salida de boquilla cilíndrico tubular y un tramo de entrada de
boquilla en forma de tronco de cono hueco, los cuales hacen
transición de uno a otro a lo largo de una línea generatriz de forma
circular.
La formación de los chorros individuales de las
distintas boquillas es de importancia secundaria en el caso de uso
previsto de una grifería de ducha. Para casos de uso en los que son
de importancia una buena concentración del chorro y un gran alcance
de chorros individuales de las distintas boquillas, por ejemplo en
instalaciones de riego, las propiedades de formación de chorro de
la boquilla conocida no son suficientes. La inclinación está
limitada a pequeños ángulos de inclinación debido al riesgo de
acodamiento de la boquilla.
Se conoce por el documento WO 95/17262 A2 una
instalación de riego en la que un grupo de boquillas cauchoelásticas
individuales puede ser regulado colectivamente y a cierta distancia
de las salidas de las boquillas se reúnen los chorros individuales
de las distintas boquillas para obtener un chorro común. Debido al
objetivo explícito de combinar los chorros individuales formando un
chorro común no es necesaria ni deseable una estrecha concentración
de los distintos chorros parciales. Las boquillas están configuradas
en forma tubular y no muestran una concentración especialmente
acusada de los chorros parciales individuales.
Se ha dado a conocer por el documento
US-4 449 669 una boquilla autorregulable que tiene
un cuerpo de salida elástico que se deforma en una zona de brida
del lado de entrada de modo que este cuerpo estrecha la sección
transversal a presión más alto y reduce así el paso del agua en sí
más grande a presión más alta. La boquilla tiene un tramo de
espesor de pared reducido en la zona central para hacer posible el
alabeo de la brida.
El documento
US-A-3 612 409 describe una boquilla
de material elástico que tiene en un cuerpo de boquilla en sí
cilíndrico un ánima que se estrecha hacia la abertura. La finalidad
de esta configuración de la boquilla es la posibilidad de una más
fácil instalación en el extremo de un tubo flexible.
El documento
GB-A-895 880 describe una
disposición de válvula de cierre automático que se conecta a una
boquilla. Aproximando la boquilla a la carcasa de válvula se eleva
un cuerpo de válvula y se libera el flujo de paso. Para hacer esto
posible se ha previsto un fuelle elástico que se conecta a la
boquilla. Ésta puede consistir aquí ella misma en metal, plástico o
goma.
El documento
US-A-5 011 084 describe una boquilla
elástica con las características citadas en el preámbulo de la
reivindicación 1, en la que se puede influir sobre la sección
transversal del canal de flujo y la forma del chorro mediante una
presión lateral ejercida entre dos dedos. A este fin, la sección
transversal de la boquilla está provista de un plegado en forma de
X. Esta forma de boquilla no es adecuada para grandes alcances de
lanzamiento debido a que la forma plegable de la sección transversal
puede hacer que el chorro se abra rápidamente en forma de
abanico.
El cometido de la presente invención consiste en
indicar una boquilla universalmente utilizable para descargar un
líquido, especialmente con parámetros de chorro variables y/o con un
buen alcance de proyección del chorro, así como un aparato con una
boquilla de esta clase.
Las boquillas según la invención están definidas
en la reivindicación 1 y los aparatos con tales boquillas se
encuentran definidos en las reivindicaciones 26 y 28. Las
reivindicaciones subordinadas contienen ejecuciones y
perfeccionamientos ventajosos de la invención.
La previsión de una zona central - configurada
especialmente en cuanto a una variabilidad de los parámetros del
chorro consistente en sección transversal de flujo y/o desviación de
la dirección de flujo principal - entre una zona de entrada y una
zona de salida hace posibles ventajosamente el anclaje de la
boquilla con una zona de pie en una carcasa y/o la formación del
chorro - con independencia de la variación de los parámetros antes
citados - por medio de la zona de salida y, no obstante, una alta
flexibilidad de la orientación del forro o de la influenciación del
caudal de líquido. De importancia especial es la independencia de la
formación del chorro respecto de la influenciación de los
parámetros citados del chorro, especialmente para la variación de
la dirección del chorro de una boquilla por desviación de la
dirección de flujo principal en la zona central con respecto a un
recorrido preferiblemente recto de la dirección de flujo principal
en el estado de partida de la boquilla.
Preferiblemente, la variación de la dirección de
flujo principal se efectúa aquí al menos casi exclusivamente hasta
alcanzar en particular más de un 90% de la variación de dirección
del chorro expulsado en la zona central. La zona central puede
presentar ventajosamente para ello y para la estrangulación de la
misma una rigidez transversal más pequeña que la de la zona de
salida, especialmente una rigidez a la flexión más pequeña para una
fuerza de desviación que ataque en la zona de la salida de la
boquilla. Por ejemplo, la zona central puede estar estabilizada en
su forma por unos medios de rigidización, especialmente unos
casquillos de rigidización o similares aplicados por dentro y/o por
fuera. La zona central y la zona de salida pueden consistir en
materiales diferentes de tal manera que la zona de salida esté
fabricada de un material más estable en su forma, si bien la
boquilla puede fabricarse ventajosamente como una pieza de
fundición, especialmente una pieza de fundición inyectada según
procedimientos de fabricación en sí conocidos. Particularmente en el
caso de una construcción de la boquilla con material homogéneo, es
ventajoso un incremento del espesor de pared de la boquilla en la
transición de la zona central a la zona de salida, de modo que se
logre una estabilización de forma de la zona de salida por medio
del mayor espesor de pared. Puede obtenerse también una estabilidad
de forma de la zona de salida con ayuda de los medios utilizados en
un aparato para desviar la dirección del chorro, a cuyo fin estos
medios están configurados como una guía para la zona de salida.
Según una forma de realización ventajosa, el
canal de la boquilla muestra en la zona central, en la dirección de
flujo principal, una superficie de sección transversal continuamente
decreciente que muestra preferiblemente una evolución
regresivamente decreciente y que ventajosamente hace transición sin
escalones a la sección transversal del canal de la boquilla en la
zona de salida. La sección transversal más pequeña del canal de la
boquilla en la zona central no deberá ser más pequeña que la
sección transversal más pequeña del canal de salida en la zona de
salida y la sección transversal más grande del canal de la boquilla
en la zona central deberá ser al menos tres veces mayor que la
sección transversal más pequeña de dicho canal de la boquilla en la
zona de salida. Preferiblemente, la zona central está conformada y
dimensionada de modo que incluso con una desviación de hasta 45º de
la dirección de flujo principal la superficie más pequeña de la
sección transversal en todo el recorrido de la zona central a lo
largo de la dirección de flujo principal entonces curvada no sea más
pequeña que la superficie más pequeña de la sección transversal del
canal de la boquilla en la zona de salida y la superficie más
grande de la sección transversal de la zona central sea al menos el
doble de grande que dicha superficie más pequeña de la sección
transversal de dicho canal de la boquilla en la zona de salida. En
el estado de partida la boquilla, al menos en la zona central y en
la zona de salida, es preferiblemente simétrica en rotación con
respecto a la dirección de flujo principal entonces recta.
Para desviar la dirección de flujo principal se
utiliza preferiblemente una fuerza que se aplica a la zona de
salida o a la transición de la zona central a la zona de salida y
que, al formar los medios de desviación como una guía para la zona
de salida, impone al mismo tiempo una orientación modificada
definida de la zona de salida. Se obtiene un comportamiento de
curvatura especialmente ventajoso de la boquilla en la zona central
con una tendencia al pandeo especialmente reducida configurando la
zona central con un espesor de pared decreciente sin escalones en
la dirección de flujo principal, especialmente en combinación con la
disminución continua ya comentada de la superficie de la sección
transversal de la parte central de la dirección de flujo principal.
Para una variación de la sección transversal del canal de la
boquilla por medio de dispositivos de pinzado que actúen
transversalmente a la dirección de flujo principal hasta la
estrangulación completa del canal de la boquilla se ha previsto
preferiblemente en un tramo de la zona central, especialmente en un
tramo de la zona central vuelto hacia la zona de entrada, una
posición en la dirección de flujo principal con una superficie de
sección transversal relativamente grande con respecto a la zona
central. Una superficie mayor de la sección transversal está
ligada, en el caso de una forma igual de la sección transversal, a
una mayor superficie periférica del tramo del canal de la boquilla,
lo que, después de una retirada del dispositivo de pinzado,
repercute favorablemente sobre el ensanchamiento rápido y fiable
del canal de la boquilla por efecto de la presión del líquido,
incluso después de un prolongado estado de estrangulación. La
superficie de la sección transversal en el tramo previsto para la
estrangulación asciende ventajosamente, en el estado de partida de
la boquilla, a al menos tres veces y especialmente al menos seis
veces la superficie más pequeña de la sección transversal del canal
de la boquilla en la zona de salida.
La parte central de la boquilla se extiende
preferiblemente sobre al menos un 20% y especialmente al menos un
33% de toda la longitud del canal de la boquilla. En la zona de
transición desde la parte de pie de la boquilla, que comprende
también la zona de entrada, está prevista ventajosamente una
entalladura en el recorrido del contorno exterior de la boquilla,
mediante la cual se puede insertar la boquilla con autorretención en
una abertura de la carcasa.
La formación de una zona de estabilización que
dificulta la aparición de componentes de flujo circulares se
aprovecha del conocimiento de que la concentración del chorro es
perjudicada especialmente por tales componentes de flujo circulares
del movimiento del líquido, y elimina importantes fuentes de
influencia de tales componentes de flujo.
En la zona de entrada del canal de la boquilla
se presenta típicamente ya un sustancial flujo circular y éste es
de especial importancia en disposiciones en las que la corriente
principal de la alimentación de líquido en el interior de un
aparato está dirigida transversalmente a la orientación del canal de
la boquilla y el líquido, para entrar en el canal de la boquilla,
sufre un cambio de dirección comprendido aproximadamente entre 45º
y 135º. Este cambio de dirección conduce a un flujo irregular y a
turbulencia con componentes de movimiento circulares que se pueden
propagar hasta la salida de la boquilla, especialmente también a
través de una zona de salida de la boquilla configurada como
formadora de chorro.
Por tanto, una medida ventajosa según la
invención prevé que en el recorrido del canal de la boquilla se
disponga antes de una zona de salida, que puede estar prevista
especialmente para la formación del chorro y puede presentar
preferiblemente una forma cilíndrica, una zona de estabilización que
se construya de modo que entorpezca la formación de flujos
circulares. En particular, se pretende reducir componentes de
movimientos circulares perpendiculares a la dirección de flujo
principal del canal de la boquilla. Esto se realiza con un pequeño
coste y una buena acción debido ventajosamente a que en la sección
transversal del canal de la boquilla se reduce el espacio para
movimientos circulares libres en planos perpendiculares a la
dirección de flujo principal, preferiblemente por configuración de
la sección transversal del canal de la boquilla de tal manera que la
superficie circular libre más grande dentro de la superficie de la
sección transversal sea sensiblemente más pequeña que la superficie
total de la sección transversal, especialmente más pequeña que un
20% de la superficie de la sección transversal. Tales movimientos
circulares, que se superponen al movimiento en la dirección de flujo
principal, son así eficazmente aminorados. Gracias a la utilización
de superficies de guía sustancialmente paralelas a la dirección de
flujo principal se reprimen ampliamente tales componentes de
movimiento circulares no deseados del líquido, sin que se
incremente apreciablemente la resistencia al flujo en la dirección
de flujo principal.
Una forma de realización preferida prevé que en
la zona de estabilización estén dispuestos unos elementos de guía
orientados desde las paredes hacia el centro del canal de la
boquilla y dotados de superficies de guía paralelas a la dirección
de flujo principal. Preferiblemente, estos elementos de guía parten
de la pared del canal de la boquilla y están unidos con ésta, con
lo que los elementos de guía están dispuestos de manera
mecánicamente estable incluso en el caso de un pequeño espesor del
material.
La sección transversal del canal de la boquilla
segmentada por los elementos de guía puede presentar aquí también
la forma circular en sí habitual. Los elementos de guía están
preferiblemente espaciados en los cantos vueltos uno hacia otro y
hacia el centro del canal de la boquilla, de modo que en el centro
de dicho canal de la boquilla queda libre un espacio interior
despejado. El espacio interior despejado, que ventajosamente está
situado en prolongación directa del tramo preferiblemente cilíndrico
del canal de la boquilla en la zona de salida de dicha boquilla,
favorece el flujo inimpedido en la dirección de flujo principal,
pero puede evitar ampliamente flujos circulares en su zona debido a
una limitación de su radio libre. La superficie de la sección
transversal circular libre del espacio interior despejado está
comprendido ventajosamente entre 1 y 20 veces y preferiblemente
entre 2 y 10 veces la superficie más pequeña de la sección
transversal del canal de la boquilla en la zona de salida de dicha
boquilla.
La zona de salida de la boquilla comprende
ventajosamente un tramo de boquilla cilíndrico, especialmente
cilíndrico circular, tal como es en sí conocido por el estado de la
técnica. La longitud de este tramo de la boquilla es de manera
ventajosa sensiblemente mayor que el diámetro del tramo cilíndrico y
está comprendida preferiblemente entre 5% y 60%, especialmente
entre 15% y 35% de la longitud total del canal de la boquilla. El
canal de la boquilla tiene preferiblemente su superficie de sección
transversal más pequeña en este tramo cilíndrico del canal de la
boquilla. La superficie de la sección transversal del canal de la
boquilla disminuye de preferencia constantemente en la dirección de
flujo principal hasta que alcanza su valor más pequeño en el tramo
cilíndrico del canal de la boquilla en la zona de salida de dicha
boquilla. La disminución de la sección transversal se produce
ventajosamente con una perturbación lo más pequeña posible del
flujo. A este fin, se limita la curvatura de las líneas
generatrices de la pared del canal de la boquilla a un radio de
curvatura mínimo de 2 mm a valores más pequeños y/o se restringe la
variación de dirección de las líneas generatrices en tramos
curvados, representados por tangentes, a menos de 15º en cada 5% de
la longitud del canal de la boquilla en la dirección de flujo
principal. De este modo, se puede evitar ampliamente la aparición de
nuevas turbulencias de flujo en estrechamientos de la sección
transversal. La aparición de nuevas turbulencias de flujo deberá
evitarse especialmente después de la zona de estabilización,
considerado en la dirección de flujo principal. La zona de
estabilización del canal de la boquilla comienza ventajosamente en o
cerca de la abertura de entrada en la boquilla. El espacio interior
despejado está realizado preferiblemente con una sección transversal
ampliamente constante, es decir, con distancias constantes de los
elementos de guía en la dirección de flujo principal.
Ventajosamente, entre la zona de estabilización
y la zona de salida de la boquilla está prevista aún una zona
central que muestra preferiblemente una menor rigidez transversal de
la pared del canal de la boquilla. La menor rigidez transversal de
la zona central hace, por un lado, que, con una eventual orientación
posterior de la zona de salida de la boquilla, inclinada hacia la
dirección de flujo principal en la posición de partida, la
variación de dirección se produzca principalmente en la zona central
y especialmente la zona de salida de la boquilla formadora del
chorro permanezca ampliamente indeformada, y, por otro lado, que en
esta zona central se simplifique una estrangulación deliberada del
canal de la boquilla por efecto de fuerzas lateralmente aplicadas.
Lo primero es de importancia especial para aplicaciones en las que
se pretende obtener una variación de la dirección del chorro y/o,
en el caso de varias boquillas, una orientación individualmente
diferente de los chorros de las distintas boquillas cuando las
entradas de dichas boquillas son fijas y están orientadas en
paralelo. Lo último es ventajoso, por ejemplo, para efectuar una
interrupción deliberada de la descarga de líquido desde una
boquilla.
Para la realización preferida de la boquilla
como pieza de fundición enteriza, especialmente como pieza de
fundición inyectada, otra medida según la invención prevé colocar un
sitio de separación de la herramienta multipieza y, por tanto, una
costura de fundición más o menos acusada, inevitable en el sitio de
separación, en una posición situada dentro del canal de la boquilla
delante del tramo cilíndrico de dicho canal, considerado en la
dirección de flujo principal. El sitio de separación de la
herramienta de fundición, que discurre transversalmente a la
dirección de flujo principal, conduce entonces a una costura de
fundición anular en la pared del canal de la boquilla. Este sitio
de perturbación del recorrido de la pared del canal de la boquilla
es en sí poco deseable, pero, frente a la alternativa de disponer
el sitio de separación en la salida de la boquilla, evita el
inconveniente - sensiblemente grave en tal alternativa - de una
costura de fundición con una piel de fundición regular más o menos
acusada en la salida del chorro que perjudique nuevamente de manera
incontrolada la concentración del chorro impartida en el tramo de
salida de la boquilla que forma el chorro, especialmente en un tramo
cilíndrico del canal de la boquilla. Esta costura puede originar
especialmente también una desviación angular entre el vástago y el
eje de la boquilla. Una posterior mecanización manual para eliminar
una costura de soldadura en la salida de la boquilla no resulta
pertinente desde el punto de vista económico y técnico. Debido al
desplazamiento de esta costura de soldadura perturbadora hasta
dejarla delante de la zona de salida de la boquilla que forma el
chorro, considerado en la dirección de flujo principal, se mantiene
lo más pequeña posible la influencia del sitio perturbador. En
particular, no se perjudican ya la conducción del líquido en el
tramo formador de chorro del canal de la boquilla, en la zona de
salida de esta última, ni el desprendimiento del chorro, ya que la
salida de la boquilla puede permanecer libre de un sitio de
separación y, por tanto, de una costura de fundición.
La costura de fundición de la pared del canal de
la boquilla o el sitio de separación de la herramienta basado en
esta costura están situados preferiblemente en una posición en la
que la superficie de la sección transversal del canal de la
boquilla está comprendida entre 1,5 y 4 veces, especialmente entre 2
y 3 veces la superficie más pequeña de la sección transversal de la
zona de salida de la boquilla. La parte de la herramienta que se
extiende desde el extremo de la boquilla que forma el canal de
salida posterior de dicha boquilla hasta el sitio de separación con
respecto a la herramienta opuesta muestra sustancialmente la forma
de un pasador que parte de un punto de pie y que se ensancha en su
extremo alejado del punto de pie. Prolongando la pared de la salida
de la boquilla hasta un redondeamiento que hace transición hacia la
superficie extrema de la boquilla y que tiene un radio de curvatura
de más de un 5% del diámetro de la salida de la boquilla, pero de
al menos 0,1 mm, se pueden distribuir y limitar a valore inocuos las
tensiones mecánicas que se presenten en la herramienta prevista
para fabricar la boquilla. No resulta perjudicado entonces un
desprendimiento limpio del chorro desde la pared de la boquilla,
especialmente con radios de curvatura de menos de 1 mm.
Dado que el pasador de la herramienta en la
boquilla terminada de fundir se apoya, por un lado, en el punto de
pie de la superficie extrema de la boquilla y, por otro lado, el
ensanchamiento del pasador que queda alejado del punto de pie se
aplica detrás del tramo cilíndrico más estrecho del canal de la
boquilla, esta boquilla tiene que ser sometida a un desmoldeo
forzoso para separarla del pasador de la herramienta. En las
relaciones de superficie de sección transversal preferidas citadas
del sitio de separación y la sección transversal más estrecha del
canal de la boquilla, el material cauchoelástico de la boquilla hace
posible este desmoldeo forzoso sin riesgo de que resulte dañada la
boquilla o la herramienta.
Según un primer uso ventajoso, la boquilla
conforme a la invención puede instalarse en un aparato para
descargar un líquido, en el que la salida de la boquilla está
recurvada elásticamente con respecto a una entrada de boquilla
fijamente dispuesta para lograr una orientación determinada del
chorro saliente. Preferiblemente, el aparato contiene una
pluralidad de estas boquillas, de modo que se puede generar un
abanico de boquillas con orientaciones de chorro diferentes y
preferiblemente variables.
Otra aplicación ventajosa de una boquilla según
la invención prevé un aparato para descargar un líquido, en el que
están previstos dispositivos para estrangular el canal de la
boquilla entre la entrada y la salida de esta última. De esta
manera, con poco coste y de manera fiable se puede conseguir un
bloqueo de la salida de agua desde la boquilla. Preferiblemente,
están previstas de nuevo una pluralidad de boquillas en el
aparato.
Las medidas descritas anteriormente y en las
reivindicaciones se pueden materializar de forma ventajosa tanto
individualmente como en cualesquiera combinaciones de las
mismas.
A continuación, se aclara la invención con más
detalle todavía ayudándose con ejemplos de realización preferidos y
haciendo referencia a los dibujos. Muestran en éstos:
La figura 1, un alzado lateral de una
boquilla,
La figura 2, una sección longitudinal a través
de la boquilla de la figura 1,
La figura 3, una vista del canal de la boquilla
desde la entrada de ésta,
La figura 4, una boquilla desviada y
La figura 5, una boquilla estrangulada.
El cuerpo de la boquilla se extiende desde una
parte de pie F integrada en una placa P con adelgazamiento
creciente en la dirección de flujo principal H hasta la superficie
extrema FE de la boquilla. En la zona de la parte de pie F el
contorno exterior de la boquilla presenta una entalladura K que está
prevista para encajar en una abertura de una carcasa con
solapamiento por ambos lados del borde de tal abertura de la
carcasa. La entalladura puede presentar todavía un nervio
periférico T para efectuar un sellado más fiable de la abertura de
la carcasa por medio del cuerpo de boquilla inserto. La placa P
puede unir ventajosamente una pluralidad de boquillas una con otra
según una disposición preferiblemente lineal. El líquido que entra
por la entrada DE de la boquilla es acelerado durante el recorrido
de la boquilla por la sección transversal interior que se va
haciendo más estrecha y sale de la boquilla como un chorro
estrechamente concentrado por la salida DA de la boquilla en la
dirección de flujo principal H.
En la sección longitudinal a través de la
boquilla según la figura 2 se pone de manifiesto con una
constitución a modo de ejemplo la estructura interior de la
boquilla que resulta esencial para la invención. El canal de la
boquilla conductor de líquido, que se extiende en el interior de la
boquilla desde la entrada hasta la salida de la misma, se supone
como simétrico en rotación con respecto a un eje central. La sección
transversal del canal de la boquilla se estrecha continuamente
desde la entrada DE de la boquilla hasta un tramo cilíndrico
circular ZK del canal de la boquilla en una zona de salida DA de
dicha boquilla. El canal de la boquilla tiene en este tramo ZK su
sección transversal más pequeña. El estrechamiento de la sección
transversal del canal de la boquilla se produce sin transiciones
bruscas, con lo que se minimiza dentro del canal de la boquilla la
generación de componentes de movimiento del líquido que perturbe la
concentración del chorro. Las líneas generatrices de la pared WI
del canal de la boquilla, situadas en el plano del dibujo, están
formadas predominantemente por varios tramos sustancialmente rectos
que, con sólo pequeñas variaciones angulares con respecto a su
inclinación hacia la dirección de flujo principal H, hacen
transición de uno a otro con radios de curvatura de generosas
dimensiones. Las líneas generatrices discurren sinuosamente en la
dirección de la entrada de la boquilla y terminan en una
orientación paralela al plano de la placa inferior. Para la
conducción de las líneas generatrices se proporciona con detalle
una gran posibilidad de variación.
En una zona de entrada que comienza en la
entrada DE de la boquilla y que termina como una zona de
estabilización B en el ejemplo esbozado están previstos varios
elementos de guía LE en forma de láminas que se extienden desde la
pared del canal de la boquilla en dirección al centro de dicho
canal. Los elementos de guía LE segmentan el espacio de flujo del
canal de la boquilla y dificultan la aparición de porciones de
movimiento circulares del líquido en planos perpendiculares a la
dirección de flujo principal, las cuales pueden expresarse por
medio de una superposición con el movimiento en la dirección de
flujo principal en forma de patrones de movimiento en espiral.
Debido a las láminas que discurren transversalmente a las líneas de
flujo de tales componentes de movimiento circulares se reprime la
mayor parte de tales flujos circulares. Las láminas no conducen
hasta el centro del canal de la boquilla, sino que están espaciadas
una de otra y de este canal y limitan un espacio interior despejado
IR con un diámetro de círculo DI libre en sección transversal que es
sensiblemente más pequeño que el diámetro de la entrada DE de la
boquilla. La longitud de la zona de estabilización B asciende
preferiblemente a al menos un 20% de la longitud total del canal de
la boquilla desde la entrada hasta la salida de la misma.
Una zona de salida A de la boquilla comprende un
tramo de canal de boquilla cilíndrico ZK, especialmente cilíndrico
circular, que influye decisivamente sobre la formación del chorro.
En la salida DA de la boquilla la pared WI del canal de la boquilla
hace transición hacia un redondeamiento R que conduce a la
superficie extrema FE de la boquilla. Gracias al redondeamiento R
se distribuyen en la zona de la salida de la boquilla las tensiones
mecánicas producidas en la herramienta de fundición inyectada
utilizada preferiblemente para la fabricación y se evitan cargas de
pico. El desprendimiento del chorro al abandonar la salida de la
boquilla se manifiesta como poco crítico, por lo que el
redondeamiento R no perjudica apreciablemente a la formación del
chorro.
La boquilla presenta entre la zona de entrada E
y la zona de salida A de dicha boquilla una zona central M en la
que aumenta constantemente la velocidad de flujo del líquido por
efecto del estrechamiento continuo de la sección transversal en la
dirección de flujo principal. Entre la zona de entrada, la zona
central y la zona de salida pueden estar previstas unas respectivas
transiciones cortas en las que las propiedades específicas de las
zonas citadas se transfieran una a otra. En la zona central M la
boquilla muestra un espesor de pared que disminuye preferiblemente
sin escalones en la dirección de flujo principal y que aumenta de
nuevo en la transición a la zona de salida adyacente. En caso de
una inclinación de la zona de salida para desviar el chorro desde
el eje central de la posición de partida de la boquilla tiene lugar
primordialmente una deformación del cuerpo de la boquilla en la
zona central, mientras que el tramo cilíndrico ZK del canal de la
boquilla en la zona de salida A de la misma permanece
sustancialmente indeformado bajo tal inclinación y, por tanto, la
formación del chorro no resulta apreciablemente influenciada por la
inclinación. En caso de una inclinación del extremo de la boquilla
para desviar el chorro, la zona del pie de la boquilla se considera
como fijamente anclada en una carcasa.
En la figura 4, la boquilla representada en
posición de partida en la figura 2 ha sido esbozada en una posición
con dirección de salida desviada del chorro. Unos medios de
desviación UM aplicados a la zona de salida están configurados como
una guía para la zona de salida al menos en la dirección de la
desviación. La variación de la dirección de flujo principal en la
salida del chorro según H' tiene lugar de manera sustancialmente
exclusiva en la zona central, mientras que la zona de salida, a
causa del guiado proporcionado por los medios de desviación y/o el
mayor espesor de pared de la zona de salida, permanece
sustancialmente sin deformar y, por tanto, conserva sus ventajosas
propiedades de formación del chorro. La superficie de la sección
transversal del canal de la boquilla, incluso en las secciones
transversales elípticamente deformadas al curvarse la zona central
apartándose de la forma circular, sigue siendo mayor que la
superficie de la sección transversal en la zona de salida formadora
del chorro, con lo que el flujo sigue siendo determinado de manera
sustancialmente inalterada por la sección transversal de la zona de
salida.
La figura 5 muestra una boquilla de la clase
esbozada en la figura 2, en la que en un tramo de la zona central
vuelto hacia la zona de entrada E un dispositivo de pinzado KV que
se aplica por fuera y que actúa transversalmente a la dirección de
flujo principal estrangula completamente el canal de la boquilla.
Para regular el canal pueden ser también posibles unas posiciones
intermedias del dispositivo de pinzado. Después de una prolongada
estrangulación del canal de la boquilla se tiene que, en ciertas
circunstancias, la elasticidad del material de la boquilla no es
suficiente para la reposición del mismo. Sin embargo, la presión del
líquido actúa entonces igualmente en dirección al restablecimiento
de la sección transversal original del canal de la boquilla, siendo
más grande la fuerza de reposición, debido a la mayor superficie de
pared, en una zona con superficie de sección transversal mayor en
el estado de partida y, por tanto, produciéndose un ensanchamiento
del canal de la boquilla después de la retirada del dispositivo de
pinzado con mayor rapidez y fiabilidad que en posiciones con una
superficie de sección transversal más pequeña en el estado de
partida.
La boquilla se fabrica preferiblemente como
pieza de fundición inyectada homogénea de material cauchoelástico.
En el proceso de fundición con la herramienta de fundición
multipieza apenas pueden evitarse en los sitios de separación de la
herramienta unas costuras de fundición más o menos fuertemente
acusadas que se pueden continuar también en pieles irregulares de
fundición. Una configuración ventajosa de una herramienta de
fundición inyectada para fabricar una boquilla de la clase esbozada
prevé dentro del canal de la boquilla, en una posición situada
delante del tramo cilíndrico ZK del canal de la boquilla,
considerado en la dirección de flujo, un sitio de separación de la
herramienta entre una primera parte de herramienta formadora de la
entrada de la boquilla y una segunda parte de la herramienta
formadora de la zona de salida de la boquilla con el tramo
cilíndrico ZK del canal de la boquilla. La posición se ha registrado
en el croquis según la figura 2 como una costura de fundición
resultante GN. Debido a la posición de la costura de fundición GN
por delante del tramo cilíndrico ZK formador de chorro del canal de
la boquilla se puede mantener pequeña la desventajosa influencia de
una costura de fundición de esta clase sobre la formación del
chorro. En el recorrido ulterior del canal de la boquilla, incluida
la salida DA de la boquilla, no se presenta ya entonces ninguna
costura de fundición o sitio de separación de esta clase entre dos
partes de la herramienta. La boquilla fundida es retirada de la
segunda parte de la herramienta mediante un desmoldeo forzoso en
sentido contrario a la dirección de flujo principal H, con lo que,
durante la retirada, el tramo de canal cilíndrico ZK puede ser
arrastrado bajo dilatación elástica del mismo sobre el
ensanchamiento de la segunda parte de la herramienta, sin dañar así
a ésta o sin que él mismo resulte dañado. No es necesaria una
mecanización posterior de la boquilla fundida.
La invención no se limita a los ejemplos de
realización descritos, sino que puede ser modificada de diversas
maneras dentro del ámbito de los conocimientos del experto. En
particular, el recorrido del canal de la boquilla puede desviarse
de diversas maneras respecto de la forma esbozada de las líneas
generatrices.
Claims (30)
1. Boquilla para la entrega de un chorro de
líquido con un canal de boquilla (ZK) que se extiende desde una
salida (DA) de la boquilla a lo largo de una dirección de flujo
principal (H), en donde la boquilla comprende sucesivamente, visto
en la dirección de flujo principal (H), una zona de entrada (E), una
zona central (M) y una zona de salida (A), y en donde la boquilla
está constituida en la zona central por un material elástico,
especialmente cauchoelástico, caracterizada porque la zona
central está prevista en su recorrido tanto para la variación de su
sección transversal como para una desviación de la dirección de
flujo y porque están previstos unos dispositivos (KV, UM) para
variar la sección transversal y/o variar la dirección de flujo, los
cuales atacan en la boquilla.
2. Boquilla según la reivindicación 1,
caracterizada porque la zona central (M) presenta una rigidez
transversal inferior a la de la zona de salida.
3. Boquilla según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque la zona de salida (A) está estabilizada
en su forma por efecto de unos medios de rigidización.
4. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la zona de
salida (A) y la zona central (M) consisten en materiales
diferentes.
5. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
superficie de la sección transversal del canal de la boquilla en la
zona central (M) se reduce continuamente en la dirección de
flujo.
6. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
superficie de la sección transversal del canal de la boquilla se
reduce continuamente en la dirección de flujo hasta una desviación
de 45º de dicha dirección de flujo.
7. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
superficie de la sección transversal del canal de la boquilla en la
zona central (M) hasta una desviación de 45º de la dirección de
flujo es más grande que la superficie más pequeña de la sección
transversal del canal (ZK) de la boquilla en la zona de salida
(A).
8. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el espesor
de pared (WI) de la boquilla aumenta en la transición de la zona
central (M) a la zona de salida (A).
9. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la zona
central (M) se extiende sobre al menos un 20% y especialmente al
menos un 33% de la longitud del canal de la boquilla.
10. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
superficie de la sección transversal del canal de la boquilla se
reduce regresivamente en la dirección de flujo en la zona central
(M).
11. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque está prevista en
la zona central (M) una zona de estrangulación en la que la
superficie de la sección transversal del canal de la boquilla en el
estado no pinzado es al menos 3 veces y preferiblemente al menos 6
veces la superficie más pequeña de la sección transversal del canal
(ZK) de la boquilla en la zona de salida (A).
12. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el contorno
exterior de la boquilla presenta una entalladura periférica (K) en
la zona del pie de dicha boquilla.
13. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque está previsto,
para descargar el líquido en forma de un chorro concentrado, un
canal de boquilla que se extiende desde una entrada (DE) hasta una
salida (DA) de la boquilla y en el que su sección transversal de
flujo se estrecha en la dirección de flujo principal, cuyo canal
presenta delante de la zona de salida (DA) de la boquilla una zona
de estabilización (B) que está realizada de manera que entorpezca
la formación de flujos circulares en el canal de la boquilla.
14. Boquilla según la reivindicación 13,
caracterizada porque la zona de estabilización (B) presente
elementos de guía (LE) dirigidos desde las paredes (WI) del canal
de la boquilla hacia el centro de éste y dotados de superficies de
guía paralelas a la dirección de flujo principal (H).
15. Boquilla según la reivindicación 14,
caracterizada porque los cantos interiores de los elementos
de guía (LE) están espaciados uno de otro y del centro del canal de
la boquilla y dejan libre un espacio interior despejado (IR).
16. Boquilla según la reivindicación 15,
caracterizada porque la superficie más pequeña de la sección
transversal del espacio interior despejado (IR) está comprendida
entre 1 y 20 veces, especialmente entre 2 y 10 veces la superficie
más pequeña de la sección transversal del canal (ZK) de la boquilla
en la zona de salida (A) de la misma.
17. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones 13 a 16, caracterizada porque las líneas
generatrices de la pared (WI) del canal de la boquilla no presentan
ningún radio de curvatura inferior a 2 mm entre la zona de
estabilización (B) y la salida (DA) de la boquilla.
18. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones 13 a 17, caracterizada porque las líneas
generatrices de la pared del canal de la boquilla no muestran
ninguna variación de dirección de más de 15º en cada 5% de la
longitud de dicho canal entre la zona de estabilización (B) y la
salida (DA) de la boquilla.
19. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones 13 a 18, caracterizada porque la zona de
salida (DA) de la boquilla comprende un tramo cilíndrico del canal
de la boquilla en la que la superficie de su sección transversal
forma la superficie más pequeña de la sección transversal del canal
de la boquilla.
20. Boquilla según la reivindicación 19,
caracterizada porque el tramo cilíndrico (ZK) del canal de la
boquilla ocupa entre 5% y 60%, especialmente entre 15% y 35% de la
longitud de dicho canal de la boquilla.
21. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 20, caracterizada porque está previsto,
para descargar un líquido en forma de un chorro concentrado, un
canal de boquilla que se extiende desde una entrada de boquilla
hasta una salida de boquilla y que hace transición hacia la
superficie extrema (FE) de la boquilla a través de un
redondeamiento con un radio de curvatura (R) de al menos 0,1 mm.
22. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 21, caracterizada porque está hecha de
material cauchoelásticamente deformable.
23. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 22, caracterizada por su realización en
forma de una pieza de fundición.
24. Boquilla según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 23, caracterizada porque está previsto,
para descargar un líquido en forma de un chorro concentrado, un
canal de boquilla que se extiende desde una entrada de boquilla
(DE) hasta la salida (DA) de la boquilla y cuya sección transversal
de flujo se estrecha en la dirección de flujo principal (H) y, en
la zona de salida de la boquilla, termina en un tramo cilíndrico de
dicho canal de la boquilla, estando hecha la boquilla, como pieza
de fundición, a base de un material caucho elásticamente deformable
y estando prevista dentro del canal de la boquilla delante del tramo
cilíndrico de dicho canal, considerado en la dirección de flujo
principal (H), una costura de fundición (GN) que discurre
transversalmente a la dirección de flujo principal (H).
25. Boquilla según la reivindicación 24,
caracterizada porque la superficie de la sección transversal
del canal de la boquilla en la costura de fundición (GN) asciende a
al menos 1,1 vez y preferiblemente al menos 1,5 veces la superficie
de la sección transversal del canal cilíndrico (ZK) de la
boquilla.
26. Aparato para descargar un líquido con una
boquilla según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25, en el que
están previstos dispositivos para estrangular el canal de la
boquilla entre la entrada (DE) y la salida (DA) de la misma.
27. Aparato según la reivindicación 26,
caracterizado porque los dispositivos se aplican a un tramo
de la zona central (M) que queda vuelto hacia la zona de
entrada.
28. Aparato para descargar un líquido con una
boquilla según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25, en el que
la salida (DA) de la boquilla está elásticamente doblada.
29. Aparato según la reivindicación 28 con
aberturas de salida orientadas en direcciones diferentes.
30. Aparato según la reivindicación 28 ó 29,
caracterizado porque las orientaciones de las zonas de salida
son variables.
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