ES2333356T3 - Sistema de dosificacion. - Google Patents

Abstract

Un sistema de dosificación que comprende un depósito (1), un dispositivo de cierre para controlar el flujo de líquido desde el depósito (1) y una carcasa (2) a la que está unida el depósito (1), pudiendo moverse el depósito (1) respecto a la carcasa (2) desde una posición de almacenamiento en la que el dispositivo de cierre evita que el líquido fluya desde el depósito (1) hasta una posición de dosificación en la que el dispositivo de cierre permite que el líquido fluya desde el depósito (1), en el que la carcasa (2) comprende un dispositivo de activación (32) que al moverse el depósito (1) desde la posición de almacenamiento hasta la posición de dosificación provoca que el dispositivo de cierre permita que el líquido fluya desde el depósito (1), caracterizado por que la carcasa (2) comprende adicionalmente un canal de entrada de aire (84) a través del cual el aire puede fluir desde uno o más accesos de entrada (83) en el exterior de la carcasa (2) hasta uno o más accesos de salida (88) dentro de la carcasa (2) de manera que desplaza cualquier líquido que fluya desde el depósito (1), dividiéndose el canal de entrada de aire (84) en un número de conjuntos de uno o más conductos espirales paralelos (85) dispuestos alrededor de la periferia de la carcasa (2).

Description

Sistema de dosificación.

Esta invención se refiere a un sistema de dosificación para usar en el suministro de un líquido desde un depósito de volumen fijo a una carga hidrostática constante por desplazamiento del líquido en el depósito por aire. Dicho dosificador, para usar en un sistema de pulverización electrostático, se describe en el documento PCT/GB02/02900, que describe un depósito rígido, invertido, que contiene líquido para dosificar y al que se suministra aire a medida que se extrae el líquido durante el uso.

Pueden requerirse también sistemas de dosificación similares en un proceso de impresión industrial donde la tinta debe suministrarse a una presión constante, por ejemplo. Hay otras muchas aplicaciones con requisitos similares y éstas se beneficiarían todas de la presente invención.

Un problema con los diseños tradicionales de sistemas de dosificación depósito rígido, de carga hidrostática constante, es que el líquido por diversas razones puede deslizarse fuera del canal de entrada de aire. Esto podría ocurrir, por ejemplo, si el dosificador vibra debido a la maquinaria en la que está instalado o si el depósito se calienta o si se retira y se deja de lado o boca abajo. En cualquiera de estas situaciones, el líquido expelido es libre de escapar y esto puede ser indeseable debido a sus propiedades. Por ejemplo, una tinta podría crear manchas indeseadas o un aceite podría dañar a los usuarios o provocar contaminación del medio ambiente local.

En cualquier caso la prevención de dichas fugas es altamente deseable, y la prevención de dichas fugas no es sencilla, especialmente cuando el depósito contiene una gran cantidad de líquido que podría escapar. En algunas circunstancias, el escape de líquido podría ser extremadamente molesto o peligroso.

Los sistemas de dosificación de la técnica anterior sufren también de liberación prematura o indeseada de fluido desde el depósito provocada, por ejemplo, por desperfectos en el tránsito o almacenamiento o activación no intencionada del dosificador. Además, los cambios en las condiciones ambientales, retirada del dosificador después de la activación o funcionamiento o almacenamiento después de la activación en orientaciones no habituales puede provocar la fuga de líquido a través de las trayectorias de entrada de aire de los sistemas de dosificación de la técnica anterior.

El documento US5971215 describe un dosificador de tipo bomba, que incluye un accionador para dosificar los contenidos de un depósito. El funcionamiento del accionador está inhibido por un mecanismo de bloqueo hasta que se libera haciendo girar el accionador en una primera dirección y después en una segunda dirección.

El documento Ups2003/0197025 describe un dosificador que dosifica selectivamente los contenidos de un depósito en funcionamiento de un medio de dosificación. Antes de que el medio de dosificación pueda funcionar, una tapa debe moverse a una posición de uso. El movimiento adicional de la tapa provoca que el medio de dosificación se
accione.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de dosificación que comprende un depósito, un dispositivo de cierre para controlar el flujo de líquido desde el depósito y una carcasa a la que se une el depósito, pudiendo moverse el depósito respecto a la carcasa desde una posición de almacenamiento en la que el dispositivo de cierre evita que el líquido fluya desde el depósito hasta una posición de dosificación en la que el dispositivo de cierre permite que el líquido fluya desde el depósito, en el que la carcasa comprende un dispositivo de activación que al moverse el depósito desde la posición de almacenamiento a la posición de dosificación provoca que el dispositivo de cierre permita que el líquido fluya desde el depósito, caracterizado por que la carcasa comprende adicionalmente un canal de entrada de aire a través del cual el aire puede fluir desde uno o más accesos de entrada en el exterior de la carcasa hasta uno o más accesos de salida dentro de la carcasa para desplazar cualquier líquido que fluya desde el depósito, estando dividido el canal de entrada de aire en un número de conjuntos de uno o más conductos espirales paralelos dispuestos alrededor de la periferia de la carcasa.

Por lo tanto, la invención proporciona un sistema de dosificación que sólo es capaz de liberar líquido desde el depósito una vez que se ha activado mediante el movimiento relativo del depósito y la carcasa. Proporcionar la carcasa encierra y protege el dispositivo de cierre y ayuda a evitar la rotura prematura o la abertura del mismo.

El acceso de entrada de aire permite que la trayectoria tomada por el aire para desplazar el líquido en el depósito se controle cuidadosamente, lo que es útil para evitar fugas después de la activación.

Proporcionar un acceso de entrada de aire asegura que el líquido en el depósito (que podría ser un gran volumen, por ejemplo, más de 5 ml) se libere a una carga hidrostática constante al acceso de salida o extracción. Adicionalmente, el acceso de entrada permite que el contacto del líquido con el aire se minimice durante un uso normal, de manera que sea lo que sea lo que se dosifique se vea menos afectado por la evaporación u oxidación, por ejemplo.

Dividir el canal de entrada de aire en un conjunto de conductos paralelos ayuda a evitar la fuga aunque si el dosificador esté situado de lado o en otra orientación no habitual. Si sólo se usa un único canal de aire, no dividido, y el líquido consigue cubrir el extremo interno de este canal y el aire en el depósito se expande (por ejemplo, debido a un aumento de temperatura o a una reducción de la presión ambiente, tal como puede ocurrir en la cabina de un avión), entonces el líquido inevitable e indeseablemente se vería forzado a salir del dosificador. Usando una pluralidad de canales separados se minimiza el riesgo de que ocurra esto.

Disponer los conjuntos de conductos paralelos en una configuración en espiral asegura que aunque el aire en el dosificador se expandiera (por ejemplo, debido a un aumento en la temperatura, una reducción en la presión ambiente, tal como puede ocurrir en la cabina de un avión) cuando el dosificador se deja en una posición poco habitual entonces el líquido en contacto con cualquier conducto puede forzarse sobre el punto más alto en el dosificador. Por lo tanto, es más probable que sea el aire el que pase a través de un canal que no comunica directamente con el líquido. En este sentido, se permite que el aire pase hacia dentro y hacia fuera del dosificador, y puede decirse que el dosificador es capaz de "respirar". El número de conductos en un conjunto no es crítico, pero el número y sus posiciones relativas deberían elegirse de manera que en cualquier posición en la que se sitúe el dosificador sea probable las aberturas internas de una de las espirales no queden cubiertas por el líquido. Esto es más probable si las espirales se disponen simétricamente alrededor de su eje común y si hay tres o más.

El depósito es típicamente rígido, de manera que mantiene su volumen a medida que el líquido se desplaza con aire. Sin embargo, puede ser flexible con la condición de que el aire u otro gas o líquido o mecanismo para desplazar el líquido a dosificar esté a una presión más alta que la presión atmosférica a la que se encuentra el depósito.

En una realización, el depósito puede moverse giratoriamente respecto a la carcasa desde la posición de almacenamiento hasta la posición de dosificación. En otra realización, el depósito puede moverse linealmente con respecto a la carcasa desde la posición de almacenamiento hasta la posición de dosificación.

El dispositivo de cierre puede ser una membrana que se rompe por el dispositivo de activación cuando el depósito se mueve a la posición de dosificación, permitiendo de esta manera que el líquido fluya desde el depósito. La membrana puede ser una lámina metálica, y ésta puede soldarse por calor a través de un extremo abierto del depósito.

Como alternativa, el dispositivo de cierre puede ser una válvula que se abre mediante el dispositivo de activación cuando el depósito se mueve a la posición de dosificación, permitiendo de esta manera que el líquido fluya desde el depósito. En este caso, el dispositivo de cierre no está abierto permanentemente cuando el depósito se mueve a la posición de dosificación. Por lo tanto, el movimiento del depósito desde la posición de dosificación a la posición de almacenamiento puede provocar que la válvula se cierre, evitando de esta manera que el líquido fluya desde el depósito.

El dispositivo de cierre asegura que el líquido se retenga en el depósito incluso a una presión moderada. El líquido puede retenerse dentro del depósito durante un período de tiempo muy largo sin afectar a la temperatura u orientación del dosificador y, de esta manera, proporciona una extensión útil de la vida de servicio del dosificador antes de su uso.

El dispositivo de cierre evita la pérdida de líquido por fuga o evaporación hasta el uso final (es decir, está previsto que el dispositivo de cierre permita que el líquido fluya desde el depósito). De esta manera, durante la fabricación, almacenamiento y suministro, que podría ser un período que dure varios años, el líquido se retiene dentro del depósito.

Se pretende que el depósito típicamente se retenga firmemente en la carcasa de manera que los dos no puedan separarse y exponer el dispositivo de cierre. Por ejemplo, un collarín en un depósito puede conectar con una proyección en una pared interior de la carcasa que está conformada de manera que el collarín puede empujarse pasada la proyección para ensamblarse, pero no puede extraerse posteriormente sin destruir la carcasa o el depósito. Dicho mecanismo proporciona una manera fácil de ensamblar y formar una unidad integrada.

Preferiblemente, el sistema dosificador comprende adicionalmente un inhibidor de activación amovible que evita que el depósito se mueva de la posición de almacenamiento a la posición de dosificación. Esto proporciona una salvaguarda extra contra la activación prematura del dosificador, que por lo demás podría estar provocada por un movimiento relativo indeseado entre el depósito y la carcasa. Eficazmente, el inhibidor de activación proporciona una solución mecánica contra la activación accidental del dosificador.

En una realización, el inhibidor de activación se une a la carcasa mediante una o más secciones de anclaje que se producen cuando se tira del inhibidor de activación desde la carcasa. En este caso, el inhibidor de activación típicamente se moldea integralmente con la carcasa.

El inhibidor de activación puede ser una tira de plástico dispuesta entre el depósito y la carcasa. Un beneficio de este tipo del inhibidor de activación es que proporciona un medio útil para detectar si el dosificador se ha usado o no.

El inhibidor de activación puede sustituirse después de haberlo retirado de la carcasa. Esto es particularmente útil cuando el dispositivo de cierre es una válvula y el movimiento del depósito de vuelta a la posición de almacenamiento provoca que la válvula se cierre debido a que el inhibidor de activación puede sustituirse entonces evitando adicionalmente una activación indeseada del dosificador. Un tipo de inhibidor de activación sustituible es una sujeción flexible que se dispone entre el depósito y la carcasa.

Cuando el depósito se mueve linealmente respecto a la carcasa entonces el inhibidor de activación evita el movimiento lineal que se dispone entre el depósito y la carcasa. De esta manera, el movimiento lineal relativo sólo puede ocurrir después de que el inhibidor de activación se haya retirado. Cuando el depósito se mueve giratoriamente respecto a la carcasa entonces el inhibidor de activación puede adaptarse para engranarse con una aspereza en el depósito o en la carcasa y evitar el movimiento relativo de la carcasa y el depósito.

El canal de entrada de aire en la región del acceso de entrada (o de hecho el propio acceso de entrada) puede ser de dimensiones capilares. Esto evita que líquido salga del dosificador debido a la orientación del dosificador porque el aire no podrá entrar en el canal de entrada de aire pasado el líquido, y, por lo tanto, no saldrá ningún líquido. En este punto, la única manera de hacer que el líquido se fugue sería calentar el dosificador o moverlo a un entorno de menor presión.

Si el canal de entrada de aire es de dimensiones capilares al menos a lo largo de una parte de su longitud entonces el líquido nunca se fugará si el sistema de dosificación se da la vuelta o se pone de lado incluso si la expansión de aire en el depósito rígido desplaza el líquido del mismo, tal como puede ocurrir cuando sube la temperatura o el dosificador se mueve a una altitud mayor. Preferiblemente, cada conjunto adyacente de conductos espirales paralelos se dispone alrededor de la carcasa en sentidos opuestos. Esta disposición de conductos espirales paralelos opuestos asegura que, si el dosificador se enrolla, sólo es probable que el líquido pase a través de un conjunto de espirales, pero no de las otras.

Cada conjunto de conductos espirales paralelos típicamente comprende n conductos y cada uno de los n conductos puede disponerse de manera que sea giratoriamente simétrico alrededor de su eje común, normalmente el eje longitudinal de la carcasa y se extiende entre los extremos de un arco de 180 x (2n-1)/n grados. Si cada espiral gira al menos 180 x (2n-1)/n grados (donde n es el número de espirales diferentes en cada conjunto) alrededor de su eje común (normalmente el eje longitudinal de la carcasa) entonces la espiral cuyo extremo interno está en el punto más bajo (antes de que todos los puntos internos se hayan sumergido) se desplaza sobre el punto más alto del dosificador cuando está de lado.

Preferiblemente, cada conjunto de conductos espirales paralelos converge en un solo canal mutuo que por sí mismo se divide en un conjunto adyacente de conductos espirales paralelos. Esto asegura que si una pequeña cantidad de un líquido pasa de alguna manera hacia los tres canales espirales, se recogería en el canal mutuo, único, intermedio y, de esta manera, sería mucho menos probable que pasara a través del siguiente conjunto de espirales. En efecto, el volumen relativamente grande del canal mutuo actúa como un depósito tampón que mitiga la migración hacia adelante de cualquier líquido.

Cada conjunto de conductos espirales paralelos puede formarse entre una pared interior de la carcasa y un inserto fijado a la carcasa que define la trayectoria de los conductos espirales paralelos.

La disposición de los conductos espirales asegura que el líquido no se fugará cualquiera que sean las propiedades del líquido que se suministra, incluso si el líquido tiene una baja viscosidad o una baja tensión superficial.

Preferiblemente, los accesos de salida se rebajan en una superficie interior de la carcasa.

El aire del canal de entrada de aire puede entrar en el depósito a través de un acceso de entrada en el dispositivo de activación, que está en comunicación fluida con los accesos de salida del canal de entrada de aire.

Los accesos de salida y el acceso de entrada en el dispositivo de activación normalmente ocupan planos respectivos, siendo el plano ocupado por los accesos de salida el distal respecto a la base de la carcasa con relación al plano ocupado por el acceso de entrada del dispositivo de activación. Esto asegura que cualquier líquido que se dirige hacia los accesos de salida tiene un mayor volumen que llenar antes de cubrirlos. También están bastante lejos de cualquier líquido aunque del dosificador se invierta de forma involuntaria después de dejarlo de lado durante un periodo, por ejemplo. Otra ventaja es que estos accesos de salida están parcialmente protegidos, de manera que si el dosificador se invierte, el líquido no se canaliza fácilmente hacia ellos. Dicha protección puede conseguirse asegurando que los accesos de salida salen a ángulos rectos respecto a la dirección principal del movimiento del líquido cuando el dosificador se sacude, se invierte o se agita de otra manera.

Puede proporcionarse un mecanismo de sellado entre el depósito y la carcasa para asegurar que si el dispositivo de cierre falla, permitiendo de esta manera que el líquido fluya desde el depósito, entonces aún se evita que el líquido se fugue desde el sistema de dosificación.

El acceso de entrada de aire puede alargarse y expandirse en ciertas secciones de manera que se crea una o más cámaras de rebose adicionales (como con el canal mutuo, único, descrito anteriormente, en el que convergen los conductos espirales paralelos). Por ejemplo, una cámara podría estar en la parte superior del dosificador y otra en la parte inferior del dosificador, de manera que el aire puede pasar consecutivamente a través de estas cámaras para entrar en el dosificador y el líquido, en correspondencia, debería encontrar su camino de salida a través de las cámaras antes de fugarse del dosificador. De esta manera, cada conjunto de conductos espirales paralelos puede terminar en una o más cámaras de rebose, que forman parte del canal de aire. Las cámaras de rebose pueden ser huecas o pueden rellenarse con una espuma, esponja o material absorbente que retiene o retiene parcialmente cualquier líquido que encuentre su camino hacia ellas. El material absorbente podría ser un gel donde los huecos se crean de forma natural en el material o un cerámico sinterizado abierto que sea inflexible. Las cámaras de rebose adicionales proporcionan una protección y contención de líquido adicionales, que normalmente no se requiere. Sin embargo, cuando se anticipa que el nivel de abuso del dosificador va a ser alto dicha contención adicional de líquido es ventajosa.

Los accesos de salida pueden situarse en o cerca del centro de cualquier cámara de rebose con la que están en comunicación directa.

A continuación sigue una descripción de las diversas realizaciones de la invención a modo de ejemplo con referencia a los dibujos, en los que:

La Figura 1 muestra tres vistas de una posible configuración del dosificador que representa está invención;

Las Figuras 2a y 2b muestran vistas de un dosificador en el estado pre-activado y el estado post-activado, respectivamente;

La Figura 3 muestra dos vistas en corte de la carcasa que incluyen una cuchilla metálica laminar para un depósito rígido sellado con una lámina metálica;

Las Figuras 4a y 4b ilustran esquemáticamente vistas en sección transversal de un sello de válvula de tipo impulsor para el depósito;

Las Figuras 5a, 5b y 5c ilustran esquemáticamente vistas en sección transversal de un sello de válvula de tipo rotacional para el depósito;

La Figura 6a muestra un dosificador con una tira de rasgado que proporciona obstrucción mecánica para la activación;

La Figura 6b muestra el dosificador de la Figura 6a después de la retirada de la tira de rasgado y la activación del dosificador;

Las Figuras 7a, 7b, 7c y 7d ilustran esquemáticamente el uso de una sujeción amovible para proporcionar una obstrucción mecánica a la activación;

Las Figuras 8a y 8b muestran dos vistas de la carcasa de un dosificador que representa esta invención, con lo que el medio para hacer que la capa externa sea transparente en un lado de la trayectoria de entrada de aire es visible;

La Figura 9 muestra los puntos de partida espaciados simétricamente para tres canales de entrada de aire espirales paralelos;

La Figura 10 muestra una vista en sección transversal de parte de un dosificador que representa esta invención, que resalta el elemento protector alrededor del extremo interno de una trayectoria de entrada de aire espiral;

La Figura 11 muestra una vista en sección transversal parcial de un ejemplo de una posible configuración del dosificador que presenta esta invención donde se resalta un mecanismo de sellado para un dosificador en el estado pre-activado; y

La Figura 12 muestra otra realización de la invención.

La Figura 1 muestra diversas vistas de una posible realización del dosificador de la presente invención. El dosificador comprende un depósito rígido 1 que está conectado a una carcasa 2. Una tira de rasgado 3 forma una obstrucción mecánica para evitar la activación prematura o no intencionada de la unidad. Después de la activación el líquido se extrae durante un uso normal del depósito a través de un acceso de salida 4, que en este caso es un capilar de acero inoxidable con un diámetro externo de 400 \mum.

El depósito rígido tiene una carcasa dura 5 que contiene el líquido y evita cualquier degradación o evaporación del líquido. Si el líquido es fotosensible la carcasa 5 puede ser opaca o contener una barrera ultravioleta. Si el líquido es corrosivo o químicamente agresivo la carcasa puede comprender cualquier material que sea adecuado para su contención, con la condición de que sea rígido o se refuerza para hacerlo rígido.

Durante el uso normal el dosificador está orientado de manera que el eje longitudinal del depósito 1 es vertical y el depósito 1 está en la parte superior; la carcasa 2 que contiene el acceso de salida 4 está correspondientemente en la parte inferior. Esta configuración es importante puesto que el dosificador está diseñado para proporcionar líquido a una carga hidrostática de líquido constante y si el dosificador está alineado en una posición que se desvía significativamente de su posición óptima la carga hidrostática cambiará.

El depósito rígido tiene un dispositivo de cierre o sello en su extremo inferior, que está situado dentro del cuerpo principal y, por lo tanto, no es visible en la Figura 1. Una vez que el dosificador se llena y se ensambla, el sello asegura que el líquido no se degrade o evapore antes de su uso.

La Figura 2a muestra el mismo dosificador en el estado pre-activado y la Figura 2b muestra el dosificador en el estado post-activado. Las vistas son desde el lado del dosificador y es evidente que en la Figura 2b la tira de rasgado 3 se ha retirado y el depósito rígido 5 se ha empujado hacia abajo en la carcasa 2. Dentro del dosificador, un sello metálico laminar que evita que el líquido del depósito se degrade o evapore entre el tiempo de fabricación y uso, se ha perforado con una cuchilla metálica laminar especial (no visible en la Figura 2b) dentro de la carcasa 2. La cuchilla metálica laminar y la tira de rasgado 3 sólo son una posibilidad. A continuación se describen otras posibilidades, tales como una sujeción amovible para sustituir la tira de rasgado 3 o una válvula en el depósito rígido en lugar del sello metálico laminar.

Durante el uso normal y cuando el dosificador está orientado verticalmente en la posición óptima descrita anteriormente, el dispositivo de cierre o el sello en el depósito 1 se rompe o libera mediante un movimiento mecánico significativo, que es el movimiento relativo entre el depósito 1 y la carcasa 2. Una vez que ha ocurrido esto, el depósito 1 se mantiene firmemente dentro de la carcasa 2, de manera que los dos proporcionan una unidad completa que no puede desmantelarse excepto por una fuerza destructora. El sello roto se mantiene en la carcasa 2 del dosificador a una altura fija por encima del acceso de salida 4, proporcionando de esta manera la carga hidrostática constante para el suministro del líquido.

Una vez que el líquido se libera a través del dispositivo de cierre o sello en el depósito 1 se hace necesario asegurar que no puede escapar del dosificador aunque el dosificador se mueva o se incline a alguna posición no ideal. La primera barrera para los líquidos que escapan es un canal de purga de aire estrecho bajo el extremo abierto del depósito rígido. El líquido no puede escapar del sistema dosificador si el aire no puede entrar y, de esta manera, las dimensiones de este canal son del orden de capilares, de manera que el aire y el líquido no pueden pasar uno por el otro. De esta manera, proporcionando una sola trayectoria estrecha para el aire que entra en el depósito 1, que por lo demás está bien sellada, el líquido permanece en el depósito 1 porque cualquier líquido en el canal de purga de aire sella eficazmente el depósito a menos que la diferencia de presión de aire entre el depósito 1 y el entorno aumente por cualquier razón.

La Figura 3 muestra dos vistas en corte parcial del interior de la carcasa 2. Un inserto (que se usa para asentar la carcasa 2 en el depósito 1) normalmente se fija a la carcasa 2 pero no se muestra en la Figura 3 para mejorar la claridad. En particular, la Figura 3 muestra una posible cuchilla metálica laminar 32. El beneficio del diseño mostrado aquí es que el depósito rígido sellado con una lámina metálica 1 sólo necesita activarse por un simple empuje hacia la carcasa 2. Es obvio que una sencilla punta perforaría la lámina metálica, pero esto no permitiría que el líquido fluyera desde el depósito 1 ni permitiría que fluyera el aire hacia dentro. Por lo tanto, aunque la lámina metálica puede haberse perforado, el líquido no estaría disponible en el acceso de salida 4, y el dosificador, aunque aparentemente activado, no funcionaría correctamente. Esto puede superarse mediante una instrucción para hacer girar el depósito 1, marcando una línea en la lámina metálica que podría entonces liberar el líquido del depósito 1. Sin embargo, se ha encontrado que dichos métodos no pueden realizarse a menos que los realice personal cualificado y diligente.

La cuchilla metálica laminar para el canal de líquido 32 ilustrado en la Figura 3 usa dos puntas de corte como puede observarse. La cuchilla metálica laminar del canal de líquido 32 se usa para extraer el líquido del depósito 1 y hacia el pocillo 33 hacia el acceso de salida 4. Una cuchilla metálica laminar del canal de aire 34 se usa para perforar el dispositivo de cierre de lámina metálica, permitiendo de esta manera la transferencia de aire hacia el depósito rígido 1 a través de la lámina metálica, de manera que líquido pueda liberarse correspondientemente. Las dimensiones de estas dos cuchillas metálicas laminares diferentes 32 y 34 son importantes. La cuchilla metálica laminar del canal de líquido 32 tiene dimensiones capilares, de manera que aprovecha las fuerzas de tensión superficial para extraer el líquido fuera del depósito 1 y hacia el pocillo 33. La cuchilla del canal de aire 34 tiene mayores dimensiones, de manera que es menos probable que se extraiga el líquido. En lugar de ello, el aire es libre de desplazarse hacia el depósito para sustituir cualquier líquido en la cuchilla del canal de líquido. Sin embargo, cualquier líquido que escape del orificio en la lámina metálica cortada por la cuchilla del canal de aire 34 simplemente se recogerá en el pocillo 33. Una vez que líquido se ha extraído hacia el pocillo 33, hay fuerzas de desviación adicionales que mantienen el flujo del líquido hacia abajo hacia en el pocillo 33 y del aire hacia arriba hacia el depósito.

Obsérvese que el canal de entrada de aire 35 proporciona una trayectoria de purga de aire hacia el depósito 1 cuando el inserto está en su sitio. Se dará una mejor explicación para esto con respecto a la Figura 10 a continuación.

Las Figuras 4a y 4b muestran dos vistas en sección transversal de un sello de válvula de tipo impulsor que es un dispositivo de cierre alternativo al sello de lámina metálica descrito anteriormente. La Figura 4a muestra la parte inferior del depósito 1 en el estado de pre-activación. La válvula 41 se conecta con un asiento de válvula 42 y, de esta manera, se cierra de manera que el líquido se mantiene permanentemente en el depósito 1. En la Figura 4b, el depósito 43 se ha activado empujándolo hacia abajo hacia la base de la carcasa 2. Esta acción abre un hueco 45 entre la válvula 41 y el asiento de válvula 42 de manera que el líquido es libre de pasar hacia el pocillo 33 y el aire hacia el depósito 1 a través de uno o más canales proporcionados en la base de la carcasa 2 (estos canales no se muestran en las Figuras 4a y 4b porque están situados en un plano diferente al mostrado en estas secciones transversales). Obsérvese que aquí las dimensiones del hueco 45 son grandes, de manera que el menisco de líquido se hará inestable y el intercambio de líquido/aire puede tener lugar. Esta acción puede potenciarse proporcionando canales estrechos de dimensiones capilares en las paredes laterales 46 por debajo de la válvula 41 para ayudar a iniciar el flujo del líquido fuera del depósito 1.

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Las Figuras 5a, 5b y 5c muestran ilustraciones en sección transversal de un sello de válvula de tipo rotatorio para un depósito rígido. La Figura 5a es una sección a través de un eje de la válvula, donde un husillo central 51 se ajusta sin huelgo dentro de una tapa 52 adaptada al depósito 1. La tapa 52 y el depósito 1 se unen entre sí de manera que se fijan mecánicamente. Se proporcionan dos trayectorias 54 y 55 en el husillo 51 y se proporcionan dos trayectorias 56 y 57 en la tapa 52. Aunque las Figuras 5a a 5c muestran dos trayectorias en el husillo 51 y la tapa 52, es claramente posible usar un número diferente en cada una de estas partes. Sin embargo, si las trayectorias se espacian simétricamente alrededor del eje longitudinal del dosificador, el depósito 1 y la carcasa 2 pueden hacerse girar en cualquier dirección y cuantas más trayectorias se proporcionen menor será el ángulo de giro requerido para abrir la válvula.

La Figura 5b muestra una sección vertical de la misma configuración de válvula situada a lo largo del eje longitudinal de la válvula. Obsérvese que el husillo 51 está en comunicación mecánica fija con la base de la carcasa 2, lo que permite que el depósito 1 se active haciendo girar el depósito 1 respecto a la carcasa 2. Obsérvese que en esta posición el depósito 1 permanece sellado porque la parte superior del husillo 51 proporciona un sello continuo con la tapa del depósito 52, estando las trayectorias de líquido/aire por debajo de esta sección.

La Figura 5c muestra la misma disposición cuando el depósito y la tapa se han hecho girar 90 grados respecto al cuerpo principal y el husillo. Cuando esto ha sucedido, las trayectorias 54 y 55 se alinean con las trayectorias 56 y 57 respectivamente y, de esta manera, forman dos conductos continuos para el depósito 1 a la base de la carcasa 2. Desde aquí el líquido pueda pasar libremente hacia el pocillo 33 en la carcasa 2 y el aire puede pasar a través del canal de purga de aire hacia el depósito 1 a través de uno o más canales proporcionados en la base de la carcasa 2 (estos canales no se muestran en las Figuras 4a y 4b porque se sitúan en un plano diferente al mostrado en estas secciones transversales).

Puede ser ventajoso tener algunos elementos de dimensiones capilares moldeados en las paredes laterales en uno de los pares de las trayectorias 54 y 54 ó 55 y 57, de manera que es más probable que el líquido pase hacia abajo por este par de trayectorias, dejando que el aire pase hacia arriba por el otro par. Sin embargo, si las dimensiones de los conductos son suficientemente grandes, la inestabilidad natural del menisco de líquido puede ser suficiente para iniciar el movimiento del líquido fuera del depósito rígido 1.

Obsérvese adicionalmente que el husillo 51 y la carcasa 2 no tienen que estar fijados uno al otro, sino que en lugar de ello podrían conectarse mediante una "llave" (es decir, un elemento de la carcasa que conecte con un husillo 51) que permita que el depósito 1 se ensamble fácilmente en la carcasa 2, pero que transfiera después la fuerza de torsión necesaria entre la carcasa 2 y el husillo 51 para el correcto funcionamiento de la válvula.

La Figura 6a muestra una vista de la tira de rasgado 3 que se usa para proporcionar una obstrucción mecánica para la activación de un dispositivo de cierre de válvula de lámina metálica o de empuje o sello del depósito 1. La tira de rasgado 3 se proporciona mediante un trozo de plástico que, aunque conectado mecánicamente al resto de la carcasa 2, sólo está conectado materialmente a una pluralidad de puntos de plástico débil. Juntos estos puntos proporcionan suficiente resistencia para mantener el depósito 1 lejos de la carcasa 2, pero cuando se rompe uno cada vez tirando de la lengüeta proporcionada, se rasgan y la tira 3 se retira como se muestra en la Figura 6b. En la Figura 6b el depósito 1 también se ha activado empujándolo hacia la carcasa 2 de manera que provoca que el dispositivo de cierre se abra y se permite que el líquido fluya desde el depósito 1.

Las Figuras 7a y 7b muestran una ilustración de otro medio de obstrucción mecánica para evitar la activación prematura del dosificador. En este caso, se proporciona una sujeción de plástico flexible 71 que se ajusta y fija con huelgo alrededor de la boca del depósito rígido 1. Por lo tanto, esto proporciona una buena obstrucción mecánica para evitar que el depósito 1 se active sin querer al empujarlo hacia la carcasa 2. Cuando el dosificador está listo para activar la sujeción 71 se tira de él hacia el lado de la lengüeta de tracción 74 como se ilustra en la Figura 7b. El depósito 1 es libre entonces y puede empujarse hacia la carcasa 2 hacia su estado post-activado.

Obsérvese que con esta configuración hay una posibilidad de volver el dosificador al estado pre-activado si se está usando un sello de válvula de tipo de empuje, aunque puede preferirse un sello de válvula de tipo rotatorio si no afecta al volumen del depósito y, por lo tanto, es menos probable que cree un desplazamiento indeseado del líquido fuera del dosificador.

Las Figuras 7c y 7d muestran una ilustración de otro medio de obstrucción mecánica para evitar la activación prematura de un dosificador que representa esta invención. En este caso, se proporciona una sujeción de plástico articulada 75 (mostrada por separado en la Figura 7d), que se ajusta con huelgo alrededor del cuello del depósito rígido 1, evitando de esta manera que el dosificador se active sin querer. El dosificador se activa tirando de la lengüeta 76, ajustando sin huelgo la junta de plástico débil 77 y haciendo girar la sujeción de obstrucción 75 alrededor de la articulación natural 78 y fuera del dosificador, de manera que el depósito rígido 1 puede empujarse hacia la carcasa 2 hacia su posición activada.

Las Figuras 8a y 8b muestran dos vistas de la carcasa 2. En la Figura 8b la carcasa 2 se ha hecho transparente de manera que puede observarse la estructura interna del inserto 81. Los canales de entrada de aire se crean mediante huecos entre la carcasa 2 y el inserto 81 y en particular la trayectoria de cada canal está definida por elementos (tales como los mostrados en 82) moldeados en el inserto 81. Estos elementos 82 presionan contra, y más preferiblemente, se sueldan a la carcasa 2 de manera que el líquido no puede pasar entre la carcasa 2 y el inserto 81 excepto a través de los canales definidos por los elementos 82. Esto forma un medio conveniente para crear conductos complicados para que el aire entre (y salga) del dosificador. Por ejemplo, aquí es posible observar canales de entrada de aire espirales que forman una parte importante de esta invención.

Durante el uso normal, en otras palabras, una vez que el dosificador se ha activado, el aire puede entrar en el dosificador a través del acceso de entrada de aire 83. Esto comunica con un canal continuo 84 situado alrededor de la periferia de la carcasa 2. El canal 84 se divide en tres conductos espirales separados (uno de los cuales se muestra con el número de referencia 85) siguiendo cada uno una trayectoria helicoidal en el sentido de las agujas del reloj alrededor de las paredes internas de la carcasa 2.

Cada conducto espiral 85 mostrado aquí gira 240 grados alrededor del eje longitudinal del dosificador, de manera que el dosificador queda activado y tumbado de lado el líquido es incapaz de salir del dosificador si la presión del aire en su interior aumenta relativamente respecto al entorno ambiente. Esto es algo que podría suceder si sube la temperatura del aire en el dosificador, o si el dosificador se mueve a una zona de menor presión tal como la cabina de un avión o si se lleva a una mayor altitud.

Por debajo del primer conjunto de espirales, el canal de entrada de aire se junta de nuevo en un solo canal 86, que se sitúa alrededor de toda la periferia de la carcasa 2. El canal de entrada de aire después se divide de nuevo en tres trayectorias helicoidales (una de las cuales se muestra con el número de referencia 87), girando esta vez en el sentido opuesto o sentido contrario a las agujas del reloj, como se ilustra aquí.

Finalmente, la trayectoria de entrada de aire comunica con el interior del dosificador a través de tres accesos, de los cuales sólo uno, el 88, es visible desde este ángulo de visión. Los otros son idénticos pero están espaciados simétricamente alrededor del eje del dosificador.

Obsérvese que los accesos de salida (88, por ejemplo) están rebajados hacia la pared interna de la carcasa 2. Sin embargo, esto se observa mejor en la Figura 10.

Obsérvese que el sentido (de las agujas del reloj o el contrario) de los conductos espirales no es crítico, sino que es beneficioso si cada conjunto fuera contra-rotatorio con respecto a los que tiene por encima y por debajo. El número de conjuntos de espirales tampoco es importante, pero cuanto mayor sea el número, mejor será la protección contra fugas. Es ventajoso también si cada conjunto describe un ángulo mínimo alrededor del eje del dosificador de 180 x (n+1)/n grados, donde n es el número de espirales separadas en cada conjunto y también si el tamaño de las trayectorias de entrada de aire es de dimensiones capilares, de manera que el líquido no puede extraerse a lo largo de los conductos debido a las fuerzas de tensión superficial en solitario. Este razonamiento limita eficazmente el número de conjuntos espirales dependiendo del tamaño global del sistema de dosificación.

La Figura 9 muestra una vista en sección transversal del dosificador a la altura de los accesos de salida de los canales de entrada de aire. La vista es desde un ángulo desde la parte inferior del dosificador (como se define en las condiciones operativas óptimas). Los tres accesos se denominan mediante los números 88. Obsérvese que éstos están espaciados simétricamente alrededor del eje longitudinal del dosificador. Aunque esta simetría no es vital, hace más sencillo el diseño, puesto que cada espiral puede ser idéntica entonces pero girada en ángulos respectivos para crear la simetría requerida.

La Figura 10 muestra una vista en sección transversal a lo largo del eje de un dosificador representado en esta invención, donde el depósito y las partes de sellado no se muestran por claridad. Aquí es posible ver los conductos de entrada de aire tales como 85, que se forman entre la carcasa 2 y el inserto 81 y están delimitados por elementos tales como los indicados mediante 82.

Un acceso de salida 88 es visible en esta sección, y aquí es fácil ver cómo la protección contra el movimiento de líquido se crea mediante la etapa 105 que forma un hueco dentro del cual está situado el acceso de salida 88. La etapa 105 se extiende desde la base de la carcasa 2 hacia el acceso de salida 88 como puede observarse. Si tuviera que salir líquido del depósito rígido 1 hacia la cavidad 107 dentro de la carcasa 2 y el inserto 81 y el dosificador se invierte sin querer, el líquido se deslizará hacia abajo por las paredes pero no saldrá por los accesos de salida 88. En lugar de ello, se desplazará pasado el acceso de salida hacia la parte superior 108 de la cavidad 107. Esta es la razón por la que los accesos de salida 88 están situados aproximadamente en la mitad superior de la carcasa 2.

La Figura 11 es una vista en sección transversal parcial del dosificador, que muestra el depósito 1 en un estado pre-activado, donde se mantiene lejos de la carcasa 2 mediante la obstrucción mecánica de la tira de rasgado 3. En este ejemplo, el depósito 1 se sella mediante una lámina soldada por calor 112 a través del extremo del depósito 1.

La Figura 11 muestra dónde la parte inferior del inserto 81 se sella contra la carcasa 2 por soldadura ultrasónica o pegado a lo largo del reborde de contacto mutuo, de manera que la única manera por la que puede entrar aire en el depósito 1 es a través del canal de purga de aire 35 que no es visible en esta sección pero que se muestra en la Figura 3 y que pasa bajo la parte inferior del inserto 81.

Aquí también es posible ver la manera en la que un sello entre el depósito 1 y el inserto 81 se mantiene incluso en el estado pre-activado mostrado aquí. Una junta tórica 116 pasa por toda la periferia exterior de la boca del depósito 1 para sellarlo contra el collarín de plástico cilíndrico 117. Este collarín 117 a su vez se sella contra el inserto 81 mediante otra junta tórica 118.

Cuando la tira de rasgado 3 se retira el depósito 1 y el collarín 117 son libres de moverse hacia abajo hacia la carcasa 2 y la junta tórica 118 se desliza hacia abajo hacia el interior del inserto 81 manteniendo un sello para el líquido todo el tiempo. Una vez que el depósito 1 y el collarín 117 se empujan todo lo posible hacia abajo la lámina metálica 112 se rompe mediante las cuchillas 32 y 34, una de los cuales es visible en esta sección y la transferencia de líquido fuera del depósito 1 puede comenzar. El dosificador mantiene entonces una carga hidrostática constante en el acceso de salida 4 determinada por la distancia vertical entre la base interna de la carcasa 2 y el acceso de salida 4.

Un sistema de sujeción bifásico se proporciona mediante el reborde del collarín 120 y los enganches 121 y 122. El propio depósito se mantiene en el collarín mediante el pestillo anular 123 que se apoya contra un enganche o rosca en la boca del depósito 124. De esta manera, todo el dosificador forma una unidad fuerte que no puede desmontarse sin una fuerza destructora.

Las Figuras 12a, b, c y d muestran diversas vistas de otro dosificador posible que representa la presente invención. Aquí, la carcasa del electrodo se ha ensamblado soldando juntas una parte delantera 131 y una parte trasera 132. El depósito rígido se proporciona mediante un frasco 133, que normalmente se aloja dentro de una cápsula 134 de manera que el depósito 133 se protege de la manipulación.

La mayor parte de los elementos importantes de esta realización se ilustran mejor mediante la vista interna de la parte delantera 131, que se muestra en la Figura 12d. Obsérvese que la parte trasera 132 puede considerarse una imagen especular de esta parte con respecto a las paredes divisorias, de manera que las paredes pueden considerarse cerradas por la parte trasera. En esta Figura 12d el frasco 133 no se muestra, aunque es posible ver la punta 135 que perfora el sello de la lámina metálica del frasco cuando el dosificador se activa.

Una vez que el dosificador está activado el líquido fluye hacia abajo por el canal interno de la punta 135 hacia el pocillo del electrodo 136, donde el líquido sale del dosificador a través del acceso de salida 137. A medida que el líquido se extrae fuera a través del acceso de salida 137 las burbujas de aire pasan bajo las paredes 138 y 139, desde donde suben a través de la punta 135 y hacia el frasco, manteniendo de esta manera una carga hidrostática constante igual la distancia de altura vertical entre los puntos 138 y 139 hacia abajo hacia el acceso de salida 137. Se proporciona aire a través de una serie de cámaras de rebose 140, 141 y 142 y finalmente entra en el dosificador a través del acceso de entrada 143 en la cámara de rebose inferior 142.

Si el dosificador se invierte o se orienta de otra manera distinta a la vertical, el líquido puede migrar desde el pocillo de electrodo 136 hacia la primera cámara de contención que está dividida en dos mitades 140 y 141. El aire entra en la cámara 140 a través del orificio de entrada 144 y entra en la cámara 141 a través del orificio de entrada 145. Estos dos orificios de entrada 144 y 145 están situados tan cerca como sea posible de los puntos medios de las cámaras 140 y 141 respectivamente, de manera que la probabilidad de que el líquido se fugue fuera de estos orificios de entrada se minimiza cuando el dosificador está orientado en una posición distinta de la vertical gracias a que el líquido se dirige pasados los orificios de entrada y hacia el resto de la cámara respectiva.

En el caso improbable de que el líquido salga por los orificios de entrada de aire 144 y 145, migrará hacia abajo por el canal de comunicación 146 que conecta las cámaras de rebose superiores 140 y 141 con la cámara inferior 142. El líquido que entra la cámara inferior 142 normalmente se limpia con una esponja u otro material absorbente poroso que no se muestra aquí por claridad, pero que llena la cámara inferior 142. Esta cámara, por lo tanto, proporciona una protección extra contra fugas al dosificador.

Claims (21)

1. Un sistema de dosificación que comprende un depósito (1), un dispositivo de cierre para controlar el flujo de líquido desde el depósito (1) y una carcasa (2) a la que está unida el depósito (1), pudiendo moverse el depósito (1) respecto a la carcasa (2) desde una posición de almacenamiento en la que el dispositivo de cierre evita que el líquido fluya desde el depósito (1) hasta una posición de dosificación en la que el dispositivo de cierre permite que el líquido fluya desde el depósito (1), en el que la carcasa (2) comprende un dispositivo de activación (32) que al moverse el depósito (1) desde la posición de almacenamiento hasta la posición de dosificación provoca que el dispositivo de cierre permita que el líquido fluya desde el depósito (1), caracterizado por que la carcasa (2) comprende adicionalmente un canal de entrada de aire (84) a través del cual el aire puede fluir desde uno o más accesos de entrada (83) en el exterior de la carcasa (2) hasta uno o más accesos de salida (88) dentro de la carcasa (2) de manera que desplaza cualquier líquido que fluya desde el depósito (1), dividiéndose el canal de entrada de aire (84) en un número de conjuntos de uno o más conductos espirales paralelos (85) dispuestos alrededor de la periferia de la carcasa (2).

2. Un sistema de dosificación de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el depósito puede moverse giratoriamente respecto a la carcasa desde de la posición de almacenamiento hasta la posición de dosificación.

3. Un sistema de dosificación de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el depósito puede moverse linealmente respecto a la carcasa desde de la posición de almacenamiento hasta la posición de dosificación.

4. Un sistema de dosificación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de cierre es una membrana que se rompe mediante el dispositivo de activación cuando el depósito se mueve a la posición de dosificación, permitiendo de esta manera que el líquido fluya desde el depósito.

5. Un sistema de dosificación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el dispositivo de cierre es una válvula que se abre mediante el dispositivo de activación cuando el depósito se mueve a la posición de dosificación, permitiendo de esta manera que el líquido fluya desde el depósito.

6. Un sistema de dosificación de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el movimiento del depósito desde la posición de dosificación hasta la posición de almacenamiento provoca que la válvula se cierre, evitando de esta manera que el líquido fluya desde el depósito.

7. Un sistema de dosificación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente un inhibidor de la activación amovible que evita que el depósito se mueva desde la posición de almacenamiento hasta la posición de dosificación.

8. Un sistema de dosificación de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el inhibidor de activación se une a la carcasa mediante una o más secciones de anclaje que se producen cuando se tira del inhibidor de activación desde la carcasa.

9. Un sistema de dosificación de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el inhibidor de activación está moldeado integralmente con la carcasa.

10. Un sistema de dosificación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que el inhibidor de activación es una tira de plástico dispuesta entre el depósito y la carcasa.

11. Un sistema de dosificación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que el inhibidor de activación puede sustituirse después de haberlo retirado de la carcasa.

12. Un sistema de dosificación de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el inhibidor de activación es una sujeción flexible que se dispone entre el depósito y la carcasa.

13. Un sistema de dosificación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que cada conjunto adyacente de conductos espirales paralelos se dispone alrededor de la carcasa en sentidos opuestos.

14. Un sistema de dosificación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada conjunto de conductos espirales paralelos comprende n conductos, y cada uno de los n conductos se dispone de manera que sea giratoriamente simétrico alrededor de un eje longitudinal de la carcasa y se extienda entre los extremos de un arco de 180 x (2n-1)/n grados.

15. Un sistema de dosificación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada conjunto de conductos espirales paralelos se forma entre una pared interior de la carcasa y un inserto fijado a la carcasa que define la trayectoria de los conductos espirales paralelos.

16. Un sistema de dosificación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada conjunto de conductos espirales termina en una o más cámaras de rebose.

17. Un sistema de dosificación de acuerdo con la reivindicación 16, en el que una o más cámaras de rebose se llena con una espuma, esponja o material absorbente.

18. Un sistema de dosificación de acuerdo con la reivindicación 17, en el que un material absorbente es un gel o un cerámico sinterizado abierto.

19. Un sistema de dosificación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los accesos de salida están rebajados en una superficie interior de la carcasa.

20. Un sistema de dosificación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, en el que los accesos de salida están situados en o cerca del centro de cualquier cámara de rebose con la que estén en comunicación directa.

21. Un sistema de dosificación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aire del canal de entrada de aire entra en el depósito a través de un acceso de entrada en el dispositivo de activación, que está en comunicación fluida con los accesos de salida del canal de entrada de aire.