ES2557978T3 - Dispensador con trayectoria de flujo convergente - Google Patents

Abstract

Un sistema de pulverización que comprende una tapa (24) para su sujeción a un pulverizador, comprendiendo dicho sistema de pulverización: una boquilla (32) de salida (44) a través de la cual el producto puede pulverizarse, definiendo dicha boquilla (32) una dirección axial y teniendo un eje longitudinal L-L a través de la misma; una ranura (80) que se extiende desde una entrada hasta un puerto (92) de entrada asociado y discreto, teniendo dicho puerto (92) de entrada un área de entrada asociada, no circunscribiendo dicho puerto (92) de entrada dicho eje longitudinal L-L y estando radialmente desplazado del mismo, teniendo dicha ranura (80) una longitud de ranura (80) asociada tomada paralela a dicho eje longitudinal; una pared (38) de embudo que tiene un radio (50) de entrada en un primer extremo y un radio (44) de salida correspondiente a la desembocadura de la boquilla (32), teniendo dicha pared (38) de embudo dicha ranura (80) en la misma; uniendo un área de flujo dicho puerto (92) de entrada y dicha boquilla (32), comprendiendo dicha área de flujo una superficie de revolución alrededor de dicho eje longitudinal L-L, dirigiendo dicha superficie de revolución el flujo convergentemente desde dicho al menos un puerto (92) de entrada hasta dicha una boquilla (32); circunscribiendo dicha superficie de revolución dicho eje longitudinal L-L, de modo que dicha superficie de revolución tenga una longitud de superficie asociada tomada paralela a dicho eje longitudinal L-L, de modo que dicha longitud de superficie sea mayor que dicha la longitud de dicha ranura (80).

Description

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DESCRIPCION

Dispensador con trayectoria de flujo convergente Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a atomizadores como los divulgados por ejemplo en el documento WO 89/05195 para su uso con dispositivos de pulverizacion de fluidos y mas particularmente a atomizadores adecuados para producir distribuciones de tamano de particulas relativamente pequenas.

Antecedentes de la invencion

Los atomizadores de fluidos son bien conocidos en la tecnica. Los atomizadores de fluidos se utilizan en pulverizadores para atomizar una cantidad discreta del liquido que se esta dispensando. El liquido puede almacenarse a granel en un deposito 22. Puede usarse una bomba manual o una carga propulsora para proporcionar fuerza motriz para sacar el liquido desde el deposito 22 hasta el atomizador y pulverizarlo a traves de una boquilla. Una vez que el liquido se ha pulverizado a traves de una boquilla este puede dispersarse a la atmosfera, dirigido hacia una superficie objetivo, etc. Las superficies objetivo comunes incluyen encimeras, telas, piel humana, etc.

Sin embargo, los atomizadores actuales no siempre proporcionan una distribucion de tamano de particulas lo suficientemente pequena, en particular a presiones propulsoras relativamente bajas. Unas presiones propulsoras relativamente bajas son deseables para la seguridad y conservacion de material propulsor.

Los intentos en la tecnica incluyen los documentos US-1.259.582 emitido el 19 de marzo de 1918; US-3.692.245 emitido el 19 de septiembre de 1972; US-5.513.798 emitido el 7 de mayo de 1996; US-2005/0001066 publicado el 6 de enero de 2005; US-2008/0067265 publicado el 20 de marzo de 2008; SU-1389868 publicado el 23 de abril de 1988; y SU-1176967 publicado el 7 de septiembre de 1985. Cada uno de estos intentos muestra una trayectoria de flujo convergente proporcionada por paredes laterales rectas.

Las paredes laterales rectas corresponden a la sabiduria convencional de que la trayectoria de flujo mas corta proporcionada por las mismas tiene como resultado menos friccion. Por ejemplo vease Lefebvre, Atomization and Sprays (copyright 1989), Editorial Hemisphere. En la pagina 116 de Lefebvre se muestran tres disenos distintos de boquilla. Las tres boquillas presentan paredes laterales rectas. Lefebvre especificamente maestros una mejora en la calidad de la atomizacion al incluir el “area minima de superficie mojada para reducir perdidas por friccion.” Id.

Lefebvre ademas reconoce el problema de intentar obtener caracteristicas de flujo deseables a caudales relativamente bajos y los esfuerzos por obtener un flujo a menos de 7 MPa. Lefebvre ademas reconoce que un importante inconveniente del atomizador simplex es que el caudal varia solo con la raiz cuadrada del diferencial de presion. Por tanto doblar el caudal requiere aumentar cuatro veces la presion. Id en las pags. 116 - 117.

Otro problema con los atomizadores que se encuentran en la tecnica anterior es que para aumentar o disminuir el angulo conico de la pauta de pulverizacion utilizando un atomizador con las paredes laterales rectas de la tecnica anterior es preciso reequilibrar varias areas de flujo, (p. ej. diametro de la camara de turbulencia, area de flujo tangencial, diametro del orificio de salida o relacion de longitud/diametro). Usando la presente invencion, el experto en la tecnica que sepa las caracteristicas deseadas de suministro de producto puede volver a escalar la copa con helices para proporcionar nuevas caracteristicas de pulverizado y sencillamente cambiar la copa con helices por una nueva. Este proceso mejora la flexibilidad de fabricacion y reduce los costes relacionados con el cambio de la tapa entera, como ocurre en la tecnica anterior.

Se puede observar que existe la necesidad de un planteamiento diferente, y uno que permita las caracteristicas de pulverizacion deseables a presiones relativamente bajas.

Sumario de la invencion

La invencion comprende una copa con helices de acuerdo con la reivindicacion 1 para su uso con un dispensador presurizado. La copa con helices tiene una pared en embudo que no es tronco-conica. Esta geometria proporciona un area de flujo definida como una superficie convergente de revolucion que tiene una pared de embudo curvilinea.

Breve descripcion de los dibujos

La Figura 1 es una vista en perspectiva de un ejemplo de contenedor de aerosol utilizable con la presente invencion. La Figura 2A es una vista en perspectiva del ejemplo de pulverizador de la Figura 1.

La Figura 2B es una vista en planta superior de la tapa del pulverizador de la Figura 2A.

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La Figura 3 es una vista de seccion vertical de la tapa del pulverizador de la Figura 2A, tomada a lo largo de la linea 3 - 3 de la Figura 2B.

La Figura 3A es una vista parcial ampliada del area indicada de la Figura 3, que muestra la copa con helices y el tope de detencion dentro de la carcasa.

La Figura 3B es una vista ampliada de la copa con helices de la Figura 3.

La Figura 4A es una vista en perspectiva de un ejemplo de copa con helices que muestra la entrada y que tiene cuatro canales.

La Figura 4B es una vista en perspectiva de un ejemplo de copa con helices que muestra la entrada y que tiene tres canales.

La Figura 4C es una vista en perspectiva de un ejemplo de copa con helices que muestra la entrada y que tiene dos canales.

La Figura 5 es una vista seccional, fragmentada, ampliada de la copa con helices de la Figura 3B.

La Figura 5A es un perfil de la copa con helices de la Figura 5, que muestra la entrada y tomada en la direccion de las lineas 5A - 5A de la Figura 3B.

La Figura 6 es una vista en perspectiva de la trayectoria de flujo desde la camara anular hasta la salida de la boquilla de la copa con helices de la Figura 4A.

La Figura 7 es una vista en perspectiva de la trayectoria de flujo desde la camara anular hasta la salida de la boquilla de la copa con helices de la Figura 4A, que muestra el plano de corte formado por el tope de detencion.

La Figura 8 es una vista en perspectiva de los puertos de la trayectoria de flujo desde la camara anular hasta el interior de la copa con helices de la Figura 4A.

La Figura 9A es una vista vertical en seccion de un ejemplo de copa con helices que tiene ranuras con un angulo de inclinacion de aproximadamente 2 grados.

La Figura 9B es una vista de seccion vertical de un ejemplo de copa con helices que tiene ranuras con un angulo de inclinacion de aproximadamente 11,5 grados.

La Figura 10 es una vista de seccion vertical desglosada de realizaciones alternativas de una copa con helices, teniendo la realizacion superior una unica ranura y una pared de embudo con partes de seccion transversal convexas, concavas y constantes, careciendo la realizacion inferior de ranura y con una pared de embudo que tiene dos partes convexas con una parte concava entre medias.

La Figura 11A es una vista de seccion vertical de una realizacion alternativa de una tapa con un tope de detencion mas rigido y la copa con helices omitida para mayor claridad.

La Figura 11B es una vista parcial ampliada de la zona indicada de la Figura 11A, que muestra el tope de detencion con una copa con helices insertada en la carcasa.

La Figura 12 es una representacion grafica de tres mediciones de distribucion de tamano de particulas, medidas en tres sistemas de pulverizacion diferentes.

La Figura 13 es una representacion grafica de una medicion de la pauta de densidad, medida en tres sistemas de pulverizacion diferentes.

La Figura 14 es una representacion grafica del efecto del numero de ranuras en la distribucion de tamano de particulas medida en un sistema de pulverizacion.

Descripcion detallada de la invencion

Con referencia a la Figura 1, la invencion puede usarse con un contenedor presurizado permanentemente sellado, tal como un dispensador 20 de aerosol. Habitualmente un dispensador 20 de aerosol puede comprender un deposito 22 utilizado para contener un producto liquido y un sistema de valvula con pulsador 25 sobre o yuxtapuesto en la parte superior. El dispensador 20 puede tener una tapa 24, que opcionalmente y de manera intercambiable aloja los demas componentes que se describen a continuacion en este documento. El usuario presiona el pulsador 25 manualmente, liberando producto a presion desde el deposito 22 para que se pulverice a traves de una boquilla 32. Entre los ejemplos ilustrativos pero no limitantes de productos que pueden utilizarse

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con la presente invencion se incluyen pulverizaciones para el pelo, pulverizaciones para el cuerpo, ambientadores, ambientadores textiles, limpiadores de superficies duras, desinfectantes, etc.

El deposito 22 del dispensador 20 de aerosol puede utilizarse para contener un producto fluido, un propulsor y/o una combinacion de los mismos. El producto fluido puede comprender un gas, liquido, y/o una suspension. El dispensador 20 de aerosol tambien puede tener un tubo de inmersion, una bolsa en la valvula u otras disposiciones para controlar selectivamente el dispensado, segun desee el usuario y que son asimismo bien conocidas en la tecnica.

El deposito 22, la tapa 24 y/u otros materiales utilizados para la fabricacion del dispensador 20 pueden comprender plastico, acero, aluminio u otros materiales conocidos por ser adecuados para tales aplicaciones. Ademas o alternativamente, los materiales pueden ser bio-renovables, ecologicos y comprender bambu, polimeros basados en almidon, alcohol polivinilico bio-derivado, polimeros bio-derivados, fibras bio-derivadas, fibras bio-derivadas de aceite no virgen, poliolefinas bio-derivadas, etc.

Con referencia a las Figuras 2A y 2B, la tapa 24 ademas comprende una boquilla 32, a traves de la cual se atomiza el producto que se va a dispensar en pequenas particulas. La boquilla 32 puede ser redonda, como se muestra, o tener otras secciones transversales, como las conocidas en la tecnica. La boquilla 32 puede estar biselada, como se conoce en la tecnica, para aumentar el angulo conico de la pulverizacion. Se ha encontrado que es adecuado un bisel de 20 a 30 grados. Las particulas pueden dispensarse a la atmosfera o sobre una superficie objetivo.

Con referencia a las Figuras 3, 3A y 3B, la invencion comprende una copa 30 con helices. La copa 30 con helices puede ser un componente discreto que puede insertarse en una tapa 24 de un sistema de pulverizacion, como se muestra. Como alternativa, la copa 30 con helices puede estar moldeada de forma integral en la tapa 24. La copa 30 con helices puede estar modelada por inyeccion a partir de un copolimero de acetal.

La copa 30 con helices puede insertarse en la tapa 24, y en particular la carcasa 36 de la misma. La carcasa 36 puede tener un tope 34 de detencion. El tope 34 de detencion limita la insercion de la copa 30 con helices en el interior de la carcasa 36 de la tapa 24. El tope 34 de detencion ademas forma un plano 84 de corte con la copa 30 con helices.

Al presionar el boton 25 para iniciar el dispensado, el producto y opcionalmente el propulsor mezclado con el mismo, se libera del deposito 22 y fluye a traves de una valvula, como resulta bien conocido en la tecnica. El producto entra en una camara 35 en el tope 34 de detencion cuya camara 35 esta aguas arriba del plano 84 de corte. La camara 35 se llena con el producto que se va a dispensar. La camara 35 puede tener una forma anular y circunscribir el eje de la boquilla 32.

Con referencia a las Figuras 4A, 4B, 4C, la copa 30 con helices puede comprender una carcasa cilindrica 36. La carcasa 36 puede tener un eje longitudinal L-L a traves de la misma. La copa 30 con helices puede tener dos extremos opuestos longitudinalmente, un primer extremo con una pared 38 de embudo y un segundo extremo generalmente abierto.

Con referencia a las Figuras 5 y 5A, la pared 38 de embudo forma la base de la presente invencion, mientras que los demas componentes de la copa 30 con helices son complementarios. Se puede disponer un orificio para proporcionar una trayectoria de flujo a traves de la pared 38 de embudo y tener una entrada y salida 44. La salida 44 puede ser la boquilla 32. El orificio puede estar centrado en la copa 30 con helices o puede estar dispuesta excentricamente. El orificio puede estar generalmente orientado de manera longitudinal y en un caso degenerado paralelo al eje longitudinal L-L. El orificio puede tener un diametro constante o puede ahusarse en direccion axial. Para la realizacion descrita en la presente memoria, podria ser adecuado un orificio de diametro constante de 0,13 mm a 0,18 mm.

La pared 38 de embudo tiene un radio 50 de entrada en el primer extremo y un radio 44 de salida correspondiente a la desembocadura de la boquilla 32. La distancia axial 56 entre el radio 50 de entrada y de salida 44 es paralela al eje longitudinal L-L, y la longitud 54 del cono es la distancia a lo largo de la pared lateral tomada en direccion axial.

La tecnica anterior ensena una trayectoria de flujo que tiene un tronco de un cono circular recto. Esta trayectoria de flujo proporciona un area superficial que viene dada por:

(1) Area = n x longitud del cono x (radio de entrada + radio de salida),

en donde el radio 50 de entrada es mayor que el radio 44 de salida, la longitud 54 del cono es la distancia entre la entrada y salida 44 tomada a lo largo de la pared lateral inclinada con respecto al eje longitudinal L-L, y n es la constante conocida de 3,14 aproximadamente.

Para la copa 30 con helices de la presente invencion, el area de la trayectoria de flujo puede ser al menos 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 75% o 100% mayor que el area de un tronco comparable de un cono circular recto con el mismo radio 50 de entrada, radio 52 de salida y longitud 54 de cono.

El volumen subtendido viene dado por:

(2) n/3 x h x [radio de entrada A2 + radio de salida A2 + (radio de entrada x radio de salida)],

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La trayectoria de flujo del tronco proporciona una pared lateral 60 convergente recta, mostrada en trazos fantasma, que el experto en la tecnica predeciria para proporcionar la menor friccion y resistencia de flujo de todas las formas posibles. Por ejemplo, en el libro mencionado anteriormente Sprays and Atomization de Lefebvre, pagina 116, se ensena especificamente que se conocen y utilizan paredes laterales, convergentes, rectas en la tecnica.

Para la copa 30 con helices de la presente invencion, el volumen subtendido de la trayectoria de flujo puede ser al menos 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 75% o 100% mayor que el volumen subtendido de un tronco comparable de un cono circular recto con el mismo radio 50 de entrada, radio 52 de salida y longitud 54 de cono. Asimismo la copa 30 con helices de la presente invencion, puede tener un volumen subtendido al menos 10%, 20%, 30%, 40% o 50%, menor que el volumen subtendido de un tronco comparable de un cono.

Con referencia en particular a la Figura 5, sorprendentemente se ha descubierto que se obtienen mejores resultados con una trayectoria mas larga que los que se obtienen con paredes laterales rectas. Se puede proporcionar la trayectoria de flujo mas larga, teniendo una pared 38 de embudo que sea concava, como se muestra. La Figura 5 ademas muestra distintos diametros 62 hipoteticos de boquilla 32 que pueden utilizarse con la pared 38 de embudo de la presente invencion. El area superficial de la pared 38 de embudo aumentara con diametros 62 mas grandes de boquilla 32, como los ilustrados.

Por supuesto, no es necesario que toda la pared 38 de embudo tenga forma arqueada. Como se muestra, la parte 64 de la pared 38 de embudo yuxtapuesta con el orificio puede ser arqueada y el resto 66 de la pared 38 de embudo puede ser recta. En la presente memoria, recto se refiere a una linea tomada en la direccion axial a lo largo de la pared 38 de embudo y podria considerarse como la hipotenusa de un triangulo dispuesta sobre la pared 38 de embudo, con un cateto coincidente con el eje longitudinal L-L y siendo el otro cateto el radio del circulo conectado a la hipotenusa.

La pared 38 de embudo de la Figura 5 puede dividirse conceptualmente en dos partes, una primera parte 71 convergente con un area de flujo variable y una segunda parte 73 recta con un area de flujo constante. Se puede determinar la relacion de la longitud axial de la primera area 71 sobre la segunda area 73. Para las realizaciones descritas en la presente memoria, la relacion de las longitudes axiales de la primera parte 71 hasta la segunda parte 73 puede oscilar de 1:3 a 3:1, de 1:2 a 2:1 o ser aproximadamente igual, proporcionando una relacion de aproximadamente 1:1. Ademas, la relacion del area de entrada sobre el area de la boquilla 32 puede ser al menos 1:1,5:1,7:1, 10:1 o 15:1.

Con referencia de nuevo a las Figuras 4A, 4B, 4C la pared 38 de embudo tiene una o mas ranuras 80 en la

misma, como se muestra. Esta influencia imparte un componente direccional circunferencial al flujo cuando se descarga a traves del orificio. La direccion de flujo circunferencial se superpone a la direccion de flujo longitudinalmente axial para proporcionar una trayectoria de flujo en espiral, convergente helicoidal.

Las ranuras 80 pueden estar separadas circunferencialmente a una distancia igual o desigual alrededor del eje longitudinal L-L, pueden tener una profundidad igual o desigual, una longitud igual o desigual en la direccion helicoidal, una anchura/ahusamiento igual o desigual, etc. Las Figuras 4A, 4B, 4C muestran cuatro, tres y dos ranuras 80 asimetricas, respectivamente, aunque la invencion no esta limitada a ello y puedo comprender mas o menos ranuras 80 en tamanos, geometrias, disposiciones simetricas o asimetricas, etc. Las ranuras 80 tienen un componente circunferencial variable, que se ahusa hacia el eje longitudinal L-L a medida que se acerca a la boquilla 32. Para

acercar la boquilla 32, el experto en la tecnica reconocera que las ranuras 80 tambien tienen un componente axial.

Con referencia a las Figuras 6 - 7, la trayectoria de flujo de fluido se muestra para la realizacion de la Figura 4A que tiene cuatro ranuras 80 separadas a la misma distancia y del mismo tamano. El flujo entra en la camara anular 35 del tope 34 de detencion, fluye dentro de cada una de las cuatro ranuras 80, pasa el plano 84 de corte y entra en la copa 30 con helices. El plano 84 de corte es un plano virtual que divide conceptualmente el flujo entre las ranuras 80 y la parte convergente de la trayectoria 71 de flujo.

Con referencia a la Figura 7, cada ranura 80 tiene un primer extremo 90, que es el extremo aguas arriba de la ranura 80. El extremo aguas arriba de la ranura 80 puede ser la parte de la ranura 80 que tiene el mayor radio con respecto al eje longitudinal L-L. El flujo puede entrar en la ranura 80 por el primer extremo aguas arriba. La ranura 80 y cualquier flujo de producto/propulsor en la misma, gira en espiral hacia dentro desde el primer extremo 90, hacia el eje longitudinal L-L. La ranura 80 termina en un segundo extremo 91. El segundo extremo 91 puede ser la parte de la ranura 80 que tiene el menor radio con respecto al eje longitudinal L-L.

El area de flujo de la presente invencion puede dividirse conceptualmente en dos trayectorias de flujo. La primera trayectoria de flujo se divide en cuatro ranuras discretas 80 y no circunscribe el eje longitudinal L-L en ninguna seccion transversal particular. La segunda trayectoria de flujo, contigua a la primera, mezcla el flujo para circunscribir el eje longitudinal L-L en todas las secciones transversales desde el plano virtual hasta la boquilla 32. Al contrario que en la tecnica anterior, la longitud proyectada de la primera trayectoria de flujo, puede ser inferior a la longitud proyectada de la segunda trayectoria de flujo, tomada paralela al eje longitudinal L-L.

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Con referenda a la Figura 8, la interfaz entre las cuatro ranuras 80 dentro de la carcasa 36 y la copa 30 con helices proporciona cuatro puertos, uno correspondiente a cada ranura 80. Los puertos son proyecciones planas del area de flujo entre el segundo extremo 91 de la ranura 80 y la copa 30 con helices. Aguas arriba de los puertos, el flujo se divide en trayectorias de flujo discretas correspondientes a las ranuras 80. Aguas abajo de los puertos, las cuatros trayectorias de flujo discretas pueden entremezclarse y converger en la direccion circunferencial para formar una pelicula continua y descargarse a traves de la boquilla 32.

El flujo en la pelicula continua de la copa 30 con helices circunscribe el eje longitudinal. Ademas el flujo converge en la direccion axial, a medida que se acerca a la boquilla 32. El flujo en la copa 30 con helices converge radialmente en la direccion axial. Tal convergencia radial puede ser alrededor de una pared concava 64, una pared convexa o una combinacion de las mismas.

La pared convergente puede tener algunas partes 66 que son rectas, pero la totalidad de la pared, desde el uno o mas puertos de entrada hasta la boquilla 32 no lo es. Por recta se ha de entender una linea sobre la pared desde un puerto 92 de entrada hasta la boquilla 32, que forma la hipotenusa de un triangulo. Como se ha indicado antes, el triangulo tiene un cateto que coincide con el eje longitudinal y el otro cateto con un radio del circulo conectado a la hipotenusa.

En la copa 30 con helices, el flujo puede entremezclarse y circunscribir el eje longitudinal. A medida que el flujo se acerca a la boquilla 32 de descarga, el flujo puede converger. Tal convergencia aumenta la densidad del flujo, creado una zona de baja presion. Ademas, el radio del flujo disminuye en gran parte de la direccion longitudinal, aunque puede incluirse una parte de radio constante cerca de la boquilla 32 de descarga.

Con referencia a las Figuras 9A y 9B, las ranuras 80 pueden estar inclinadas con respecto a un plano virtual dispuesto perpendicular al eje longitudinal. La inclinacion puede ser constante o puede aumentar a medida que se acerca la boquilla 32. Para las realizaciones descritas en la presente memoria, se ha encontrado que un angulo de inclinacion relativo al plano 84 de corte de aproximadamente 2° hasta aproximadamente 11,5° es adecuado. Si el angulo de inclinacion cambia a lo largo de la longitud de la ranura 80, la inclinacion podria aumentar a medida que el segundo extremo 91 de la ranura 80 se acerca, terminando dentro del rango de angulo de inclinacion mencionado anteriormente. El angulo de inclinacion puede estar determinado entre el angulo mas pequeno del vector a traves del centroide de la ranura 80 en la posicion del plano 84 de corte y el angulo 84 de corte. Se ha descubierto que se produce una distribucion de tamano de particulas mas estrecha con un angulo de inclinacion de 11,5° que con un angulo de inclinacion de 2°.

Con referencia a la Figura 10 en otra realizacion, la pared 38 de embudo puede tener una forma total o parcialmente convexa. En esta realizacion, como en las realizaciones anteriores, la pared 38 de embudo se desvia de la linealidad entre la entrada 42 de la pared 38 de embudo y la salida 44 de la pared 38 de embudo en la boquilla 32. Esta geometria, como las geometrias anteriores, puede tener un area superficial y un volumen subtendido que no se correspondan con las igualdades establecidas en las ecuaciones (1) y (2) anteriores.

Un experto reconocera que tambien son factibles geometrias hibridas, dentro del alcance de la invencion reivindicada. En una realizacion hibrida, una parte de la pared 38 de embudo puede ser convexa, otra parte puede ser concava y opcionalmente, otra parte mas puede ser lineal. De nuevo, en tal geometria, la pared 38 de embudo puede tener un area superficial y un volumen subtendido que no se correspondan con las igualdades establecidas en las ecuaciones (1) y (2) anteriores.

Las realizaciones de la Figura 10 muestran una pared 38 de embudo que tiene partes 64 contiguas concavas y convexas en la parte 71 convergente de la pared 38 de embudo. La realizacion inferior de la Figura 10 ademas tiene una parte concava 64 que no es convergente en 73. Por concavo se ha de entender que la seccion transversal de la pared 38 de embudo tomada paralela al eje longitudinal L-L esta arqueada hacia afuera con respecto a la hipotenusa 60 que une el borde de la entrada 42 y el de la salida 44. Por convexo se ha de entender que la seccion transversal de la pared 38 de embudo tomada paralela al eje longitudinal L-L esta arqueada hacia dentro con respecto a la hipotenusa 60 que une el borde de la entrada 42 y el de la salida 44.

De manera mas particular, en la parte superior de la Figura 10, moviendose longitudinalmente desde la entrada 42 hacia la salida 44, la parte 71 convergente de la pared 38 de embudo tiene una parte convexa 64, una parte recta 66 y una parte concava 64. La pared de embudo tambien tiene una parte 73 de seccion transversal constante y que tiene paredes 66 laterales rectas.

En la parte inferior de la Figura 10, sustancialmente toda la pared 38 de embudo es convergente como se indica en las partes 71. Moviendose longitudinalmente desde la entrada 42 hacia la salida 44, la primera parte convergente 74 comprende tanto una pared convexa 64 como una pared 64 concava contigua. La pared 38 de embudo concava forma una inflexion para no ser convergente como se indica en 73. La pared 38 de embudo converge en una parte 64 ligeramente convexa, para terminar en la boquilla 32 sin tener una parte recta en la pared 38 de embudo.

Con referencia a las Figuras 11A - 11B, el tope 34 de detencion debe ser lo bastante rigido como para aguantar la presion trasera producida durante la pulverizacion hacia delante del fluido desde el dispensador 20. El tope 34

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de detencion tambien debe ser capaz de evitar la desviacion durante el montaje de la copa 30 con helices a la tapa 24. Si el tope 34 de detencion se desvfa durante el montaje, la copa 30 con helices podrfa estar insertada a demasiada profundidad en la tapa 24 y podrfa no producir un dispensado adecuado. Para evitar esta posibilidad, se puede utilizar un tope 34 de detencion mas grueso y/o mas rfgido.

Con referencia en particular a la Figura 11B, el tope 34 de detencion puede estar conformado conicamente o con otra forma convexa. Esta geometrfa permite que la copa 30 con helices se asiente con exactitud durante la fabricacion. Otras formas son adecuadas tambien, siempre que se presente una superficie de asiento complementaria entre el tope 34 de detencion y la copa 30 con helices.

En otra realizacion, la copa 30 con helices puede utilizarse con un pulverizador por bombeo con gatillo o un pulverizador con pulsador 25 digital, como los que se conocen en la tecnica. En los pulverizadores por bombeo, el diferencial de presion lo crea la presion hidraulica que resulta del desplazamiento del piston en respuesta a la accion bombeadora.

Una vez que el piston esta cargado con producto, se dispone finalmente en la copa 30 con helices a presion, utilizando cualquier trayectoria de flujo adecuada, como las conocidas en la tecnica. Al dispensar desde la copa 30 con helices, se pueden alcanzar los beneficios mencionados anteriormente.

La presente invencion puede utilizarse con dispensadores 20 de aerosol que tengan una presion manometrica inferior a aproximadamente 1,9, 1,5, 1,1, 1,0, 0,9, 0,7, 0,5, 0,4 o 0,2 MPa. La presente invencion proporciona inesperadamente una distribucion de tamano de partfculas mejorada sin un aumento indebido en la presion manometrica.

Como en el caso del dispensador 20 de aerosol, pueden utilizarse presiones relativamente inferiores que con los pulverizadores de gatillo o pulverizadores de pulsador 25 del estado de la tecnica, beneficiandose a la vez de una distribucion de tamano de partfculas relativamente mas estrecha. La presion relativamente inferior proporciona el beneficio de que no son necesarios selladores de gatillo para el piston de bombeo y se precisa menos fuerza para accionar la bomba utilizando el dedo o la mano. El beneficio de no precisar sellos relativamente mas apretados es que las tolerancias de fabricacion se vuelven mas faciles de alcanzar. A medida que la fuerza para accionar el dispensador por bombeo disminuye, el usuario experimenta menos fatiga en el accionamiento manual. A medida que disminuye la fatiga, es mas probable que el usuario dispense una cantidad efectiva del producto desde el pulverizador de gatillo o el pulverizador de pulsador 25. Ademas, a medida que disminuye la presion manometrica, el grosor de la pared del deposito 22 puede disminuir proporcionalmente. Tal disminucion en el grosor de la pared preserva el material del desgaste y mejora su desechado.

Ejemplos

Se probaron tres sistemas de pulverizacion diferentes. La primera muestra 100 utilizaba la copa 30 con helices de las Figuras 3 - 3B y 5 - 8. Esta copa 30 con helices tenfa cuatro ranuras 80, un angulo de abertura de aproximadamente 64 grados, y una salida 40 con un diametro de 0,18 mm. La relacion del area de flujo de las ranuras 80 sobre el area de flujo de la boquilla 32 es aproximadamente 7,5 : 1.

La segunda muestra 200 es un accionador de pulverizador Kosmos, disponible comercialmente, vendido por Precision Valve Co. con un orificio de 0,18 mm de diametro.

La tercera muestra 300 es una copa 30 con helices con la misma geometrfa de ranura 80, diametro de salida 40 de 0,18 mm, misma relacion de area de flujo de aproximadamente 7,5 : 1, y el mismo angulo de abertura de aproximadamente 64 grados. Pero la tercera muestra tenfa la pared 38 de embudo tronco-conica, tratada por Lefebvre. La pared 38 de embudo de la muestra 300 era aproximadamente 20 por ciento mayor que el area correspondiente de la pared 38 de embudo de la muestra 100.

Cada muestra 100, 200, 300 estaba cargada con 50 ml de producto desodorante pulverizado y cargado con propulsor aproximadamente a 850 KPa. Cada muestra se pulverizo entonces y se realizaron varias mediciones.

Con referencia a la Figura 12, las mediciones de la distribucion de tamano de partfculas Dv(10), Dv(50) y Dv(90) se hicieron, utilizando tecnicas de analisis de difraccion por rayos laser, bien conocidas en la tecnica. La Figura 12 muestra poca variacion entre las muestras 100, 200, 300 para las mediciones de distribucion de tamano de partfculas Dv(10) y Dv(50). Sin embargo, las mediciones de distribucion de tamano de partfculas Dv(90) mostraron que el accionador 200 Kosmos, disponible comercialmente, proporcionaba una distribucion de tamano de partfculas de al menos el doble que la de las muestras 100, 300 utilizando copas 30 de helice. Ademas, la muestra 100 de la copa 30 con helices de las Figuras 3 - 3B y 5 - 8 ventajosamente producfa una distribucion de tamano de partfculas Dv(90) ligeramente inferior a la de la copa 300 con helices tronco-conica.

Con referencia a la Figura 13, cabrfa esperar que los datos de distribucion de pauta siguieran los datos de distribucion de tamano de partfculas. Pero inesperadamente, la muestra 100 de la copa 30 con helices de las Figuras 3 - 3B y 5 - 8 ventajosamente produjo una pauta de diametro considerablemente menor que la de cualquiera de las otras dos

muestras, 200, 300. La diferencia en la distribucion de tamano de particulas Dv(90) es notable, teniendo la muestra 100 una distribucion de tamano de particulas Dv(90) inferior a la mitad de las otras dos muestras 200, 300.

Con referencia a la Figura 14, se probaron las copas 30 de helice de las Figuras 4A, 4B y 4C y que tienen la 5 geometria de pared 38 de embudo mostrada en las Figuras 3 - 3B y 5 - 8. Sin embargo, se vario el numero de ranuras 80, como se ilustra en las Figuras 4A, 4B y 4C. La geometria de la ranura individual 80 permanecio inalterada, solo se vario el numero de ranuras 80. La Figura 14 muestra que la distribucion de tamano de particulas Dv(50) varia inversamente con el numero de ranuras.

10 Todos los porcentajes indicados en la presente memoria se expresan en peso, salvo que se indique lo contrario.

Aunque se han ilustrado y descrito realizaciones determinadas de la presente invencion, resulta obvio para el experto en la tecnica que es posible realizar diferentes cambios y modificaciones sin abandonar por ello el ambito de la invencion. Por consiguiente, las siguientes reivindicaciones pretenden cubrir todos esos cambios y 15 modificaciones contemplados dentro del ambito de esta invencion.

Claims (1)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   REIVINDICACIONES

   Un sistema de pulverizacion que comprende una tapa (24) para su sujecion a un pulverizador, comprendiendo dicho sistema de pulverizacion:

   una boquilla (32) de salida (44) a traves de la cual el producto puede pulverizarse, definiendo dicha boquilla (32) una direccion axial y teniendo un eje longitudinal L-L a traves de la misma;

   una ranura (80) que se extiende desde una entrada hasta un puerto (92) de entrada asociado y discreto, teniendo dicho puerto (92) de entrada un area de entrada asociada, no circunscribiendo dicho puerto (92) de entrada dicho eje longitudinal L-L y estando radialmente desplazado del mismo, teniendo dicha ranura (80) una longitud de ranura (80) asociada tomada paralela a dicho eje longitudinal;

   una pared (38) de embudo que tiene un radio (50) de entrada en un primer extremo y un radio (44) de salida correspondiente a la desembocadura de la boquilla (32), teniendo dicha pared (38) de embudo dicha ranura (80) en la misma;

   uniendo un area de flujo dicho puerto (92) de entrada y dicha boquilla (32), comprendiendo dicha area de flujo una superficie de revolucion alrededor de dicho eje longitudinal L-L, dirigiendo dicha superficie de revolucion el flujo convergentemente desde dicho al menos un puerto (92) de entrada hasta dicha una boquilla (32); circunscribiendo dicha superficie de revolucion dicho eje longitudinal L-L, de modo que dicha superficie de revolucion tenga una longitud de superficie asociada tomada paralela a dicho eje longitudinal L-L, de modo que dicha longitud de superficie sea mayor que dicha la longitud de dicha ranura (80).

   Un sistema de pulverizacion segun la reivindicacion 1, en donde dicha ranura (80) forma un angulo de 5 a 12 grados con respecto a un plano (84) perpendicular a dicho eje longitudinal L-L.

   Un sistema de pulverizacion segun las reivindicaciones 1 y 2, en donde dicha superficie de revolucion ademas comprende una parte (64) de seccion transversal constante yuxtapuesta con dicha salida (44).

   Un sistema de pulverizacion segun las reivindicaciones 1, 2 y 3, en donde dicho sistema de pulverizacion tiene una entrada y una salida (44) separadas longitudinalmente de la misma, caracterizado por que dicha area de flujo tiene al menos una parte (64) concava o convexa entre dicha entrada y dicha salida (44).