ES2585815T3 - Sistemas de expulsión de líquido con boquilla que tiene dos salidas - Google Patents
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Abstract
Un aparato de expulsión de líquido que comprende un conducto de fluido (101) configurado para extenderse en un depósito (40) y para recibir un líquido (L), un cabezal giratorio (106) dispuesto en el conducto de fluido (101) y equipado con un cubo giratorio (110) que comprende una boquilla de expulsión de líquido (112) para expulsar el líquido (L), pudiendo el cabezal giratorio (106) girar en una primera dirección (R1) alrededor de un primer eje geométrico (A1) y pudiendo el cubo giratorio (110) girar en una segunda dirección (R2) alrededor de un segundo eje geométrico (A2) que está desplazado con respecto al primer eje geométrico (A1), de manera que el líquido expulsado por la boquilla (112) es inyectado en un patrón hacia una superficie interior (41) del depósito (40), en donde la boquilla de expulsión de líquido (112) comprende una primera salida de líquido (5) capaz de expulsar el líquido en una primera dirección (D1) hacia la superficie interior (41) del depósito (40), y una segunda salida de líquido (10) capaz de expulsar el líquido en una segunda dirección (D2) hacia la superficie interior (41) del depósito (40), caracterizado por que la boquilla de expulsión de líquido (112) forma un cuerpo unitario en el que la segunda salida de líquido (10) tiene la forma de una abertura en el lado (23) de la boquilla de expulsión de líquido (112), y la segunda salida de líquido (10) está dispuesta en un lado (23) de la boquilla de expulsión de líquido (112) que encara el conducto de fluido (101) durante un período de tiempo cuando el cubo giratorio (110) gira en la segunda dirección (R2) alrededor del segundo eje geométrico (A2).
Description
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DESCRIPCION
Sistemas de expulsion de Kquido con boquilla que tiene dos salidas Campo tecnico
La invention se refiere a sistemas para la limpieza interna de depositos y/o para la mezcla de los contenidos en depositos, y en particular a boquillas de expulsion de liquido para reducir el tiempo y los recursos necesarios para la consecution de una limpieza y/o mezcla adecuadas.
Tecnica anterior
Los depositos de contention de liquidos o contenedores se utilizan en una serie de procesos industriales tales como la fabrication de alimentos, fabrication de productos farmaceuticos, tratamiento qmmico, fermentation de material y asi sucesivamente. A menudo es critico asegurar que el interior del deposito se encuentre libre de desechos y contaminantes no deseados. Por ejemplo, un deposito que normalmente se llena hasta un cierto nivel puede presentar un "anillo banera" alrededor de su circunferencia interior en el nivel al que mas a menudo se llena el deposito. Tambien, los diversos equipos dentro de un deposito, entradas y salidas del deposito, etc. pueden atrapar sedimentos o desechos que puedan volver a entrar mas tarde el contenido del deposito durante su uso.
Los contaminantes no deseados en el deposito pueden influir negativamente en la calidad del producto acabado que esta siendo fabricado o procesado. Ademas, el interior de un deposito se debe limpiar correctamente si se deben seguir normas pertinentes a ciertas industrias tales como el tratamiento farmaceutico. Por lo tanto, es comun limpiar el interior de dichos depositos a ciertos intervalos, por ejemplo, despues de cada lote de proceso, para asegurar la calidad del producto y la adhesion a las normas pertinentes.
Existen sistemas de limpieza de depositos que limpian la suciedad y los residuos del interior de depositos y otros recipientes a traves del uso de lo que comunmente se conoce como limpieza de choque. Un tipo comun de tales sistemas emplea un aparato de limpieza que se introduce en el deposito y que tiene una manguera o tubo que se extiende en el deposito. En un extremo mas interior de la tuberia se fija un cabezal de chorro giratorio. El cabezal de chorro giratorio puede girar alrededor de uno o dos ejes y, en el ultimo caso, se orienta normalmente de tal manera que a medida que el cabezal de chorro gira alrededor de un eje de la tuberia, tambien gira alrededor de un eje perpendicular a la tuberia.
Una relation entre los giros alrededor de dos ejes depende de una relation de engranajes, que se selecciona de tal manera que una combination de una orientation particular y la position del cabezal de chorro repite solo despues de multiples revoluciones alrededor del eje de la tuberia. Esta tecnica deja plasmado restos posteriores de la pulverization contra un interior del deposito en cada revolution del cabezal giratorio para asegurar que sustancialmente cada portion del interior del deposito se expone a la pulverizacion de limpieza en algun momento durante el proceso de limpieza. Los restos conseguidos de la pulverizacion contra el deposito proporcionan un aparato de limpieza que pulveriza liquido de limpieza en un patron predeterminado en la superficie interior del deposito.
A fin de asegurar que el interior de un deposito se limpia adecuadamente, el liquido de limpieza se debe pulverizar en el patron predeterminado. Como alternativa, una duration de limpieza se puede prolongar, lo que sin embargo puede dar lugar a un derroche excesivo de tiempo, de fluido de limpieza, y de energia.
A fin de garantizar una limpieza adecuada sin dejar de evitar el derroche excesivo se han empleado algunas tecnicas diferentes. Por ejemplo, el documento de patente US 2008/0142042 A1 divulga un sistema de limpieza de depositos que permite controlar un proceso de limpieza y proporciona una validation de limpieza. Esto se hace contabilizando automaticamente las caracteristicas de un deposito que se esta limpiando y mediante la modification de la operation de limpieza en consecuencia. El documento de patente WO2010/117324 A1 divulga, por otro lado, como la limpieza se mejora por una boquilla de expulsion de liquido que pulveriza regularmente la tuberia que se extiende en el deposito. Ademas de la tecnica anterior se refleja en el documento de patente DE19811421 A1, que divulga las caracteristicas del preambulo de la revindication 1.
El aparato de limpieza se puede utilizar tambien para la mezcla de un contenido del deposito. Esto normalmente se realiza llenando el deposito con el contenido hasta que el cabezal de chorro giratorio se encuentre totalmente por debajo de una superficie del contenido. El contenido se mezcla a continuation haciendolo circular desde una salida del deposito y de nuevo en el deposito a traves del cabezal de chorro giratorio. Al igual que con la limpieza, la mezcla se debe realizar de manera adecuada y es importante que esto se pueda hacer sin, por ejemplo, la circulation excesiva de contenido. Cuando un aparato de limpieza de depositos es capaz de realizar tambien la mezcla de un contenido del deposito, el aparato se refiere a menudo como un aparato de expulsion de liquido.
Las tecnicas actuales aseguran, en algunos casos, que la limpieza del interior de los depositos y/o mezcla de un contenido de un deposito se realiza mientras que se asegura que el tiempo de limpieza o de uso de los recursos de
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limpieza tales como diversos detergentes de mezcla se mantienen en un nivel bajo. Sin embargo, puede haber problemas en algunos casos, por ejemplo, debido al tamano y la forma del deposito, el tipo de sustancia a limpiar del interior del deposito o mezclarse en el deposito, las condiciones climaticas variables en el entorno que rodea el deposito, comportamiento irregular o deficiente de los componentes que cooperan con el aparato de expulsion de liquido etc. Por lo tanto, se estima que se pueden hacer las mejoras en relacion con la reduction del tiempo y de los recursos necesarios para la obtencion de una limpieza y/o mezcla adecuadas.
Sumario
Un objetivo de la invention es mejorar las tecnicas anteriores y la tecnica anterior. En particular, un objetivo es proporcionar un sistema de expulsion de liquido que puede reducir el tiempo y los recursos necesarios para la obtencion de una limpieza adecuada de un deposito y/o mezcla de un contenido del deposito.
Para conseguir estos objetivos se proporciona un aparato de expulsion de liquido. El aparato de expulsion de liquido comprende un conducto de fluido que se configura para extenderse en un deposito y para recibir un liquido, y un cabezal giratorio que se dispone en el conducto de fluido y esta equipado con un cubo giratorio que comprende una boquilla de expulsion de liquido para expulsar el liquido. El cabezal giratorio puede girar en una primera direction alrededor de un primer eje geometrico y el cubo giratorio es giratorio en una segunda direccion alrededor de un segundo eje geometrico que esta desplazado con respecto al primer eje geometrico, de manera que el liquido expulsado por la boquilla se expulsa en un patron hacia una superficie interior del deposito. La boquilla de expulsion de liquido comprende una primera salida de liquido que es capaz de expulsar el liquido en una primera direccion hacia la superficie interior del deposito, y comprende una segunda salida de liquido que es capaz de expulsar el liquido en una segunda direccion hacia la superficie interior del deposito.
La boquilla de expulsion de liquido forma un cuerpo unitario donde la segunda salida de liquido tiene la forma de una abertura en el lado de la boquilla de expulsion de liquido.
La segunda salida de liquido se dispone en un lado de la boquilla de expulsion de liquido que encara el conducto de fluido durante un periodo de tiempo cuando el cubo giratorio gira en la segunda direccion alrededor del segundo eje geometrico.
El aparato es ventajoso en que las dos salidas de liquido de la boquilla de expulsion de liquido proporcionan una limpieza eficaz del interior del deposito. La limpieza eficaz viene de un patron de expulsion de liquido mas avanzado que se obtiene por las dos salidas. Las salidas consiguen tambien una mezcla eficaz de un contenido del deposito. Como se describira mas adelante, algunas mediciones de la boquilla y sus salidas se han optimizado para la obtencion de un resultado de limpieza deseable, asi como un resultado de mezcla deseable en el caso de que el aparato se utilice tambien para la mezcla. Cuando la boquilla se ha optimizado, otros parametros de operation del aparato de expulsion de liquido se han tenido en cuenta tambien.
El segundo eje se puede desplazar del primer eje en un angulo de 80° a 100°. La primera direccion para el liquido procedente de la primera abertura puede estar desplazada, en un angulo de 5° a 60°, de la segunda direccion para el liquido procedente de la segunda abertura.
La boquilla de expulsion de liquido puede tener una forma alargada y puede sobresalir desde el cubo giratorio.
Una entrada de liquido puede disponerse en un primer extremo de la boquilla de expulsion de liquido, mientras que la primera salida de liquido se dispone en un segundo extremo de la boquilla de expulsion de liquido, en el que el segundo extremo es opuesto al primer extremo. La segunda salida de liquido puede entonces disponerse en un lado de la boquilla de expulsion de liquido.
La segunda salida de liquido puede comprender una superficie que se inclina en un angulo de 5° a 45° en relacion con un eje central de la boquilla de expulsion de liquido, para dirigir liquido que se expulsa de la segunda salida de liquido.
La segunda salida de liquido puede configurarse para expulsar el liquido en forma de un haz de pulverization.
La segunda salida de liquido puede configurarse con respecto al liquido expulsado de la segunda salida de liquido de tal manera que el liquido diverge en un angulo de 20° a 90°, visto en un primer plano geometrico que es paralelo a un eje central de la boquilla.
La segunda salida de liquido puede configurarse con respecto al liquido expulsado de la segunda salida de liquido de tal manera que el liquido expulsado de la segunda salida de liquido diverge en un angulo de 0° a 50°, visto en un segundo plano geometrico que es paralelo a un eje central de la boquilla y perpendicular al primer plano geometrico.
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En una realization, la boquilla de expulsion de liquido es una primera boquilla de expulsion de Kquido, y el aparato de expulsion de liquido comprende una segunda boquilla de expulsion de liquido que se dispone en el cubo giratorio. La segunda boquilla de expulsion de liquido comprende una primera salida de liquido capaz de expulsar el liquido en una tercera direction hacia la superficie interior del deposito, y una segunda salida de liquido capaz de expulsar el liquido en una cuarta direccion hacia la superficie interior del deposito. La segunda salida de la segunda boquilla de expulsion de liquido puede disponerse despues a un lado de la segunda boquilla de expulsion de liquido que encara otra direccion que la segunda salida de liquido de la primera boquilla de expulsion de liquido.
La segunda salida de liquido puede tener una anchura de al menos 3 mm.
El aparato de expulsion de liquido puede comprender una bomba que alimenta el fluido en la boquilla de expulsion de liquido a una presion de 1 a 9 bares y a un caudal de 10 a 250 litros por minuto.
El aparato de expulsion de liquido puede comprender un sistema de accionamiento que proporciona un giro del cabezal giratorio en la primera direccion a una velocidad de giro de 0,2 a 6 revoluciones por minuto (rpm), y un giro del cubo giratorio en la segunda direccion a una velocidad de giro de 0,2 a 10 rpm.
Otros objetivos, caracteristicas, aspectos y ventajas adicionales de la invention apareceran a partir de la siguiente description detallada, de las reivindicaciones adjuntas, asi como de los dibujos.
Breve descripcion de los dibujos
A continuation se describiran las realizaciones de la invencion, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos esquematicos adjuntos, en los que
la Figura 1 es una vista esquematica de un sistema de expulsion de liquido que incluye un aparato de expulsion de liquido para la limpieza de una superficie interior de un deposito y/o para la mezcla de un contenido de un deposito,
las Figuras 2-4 ilustran un patron predeterminado principal del liquido expulsado como se ha generado por el sistema de expulsion de liquido en la Figura 1 en tres puntos de tiempo consecutivos,
la Figura 5 es una vista en perspectiva de una boquilla de expulsion de fluido del aparato de expulsion de liquido de la Figura 1,
la Figura 6 es una vista lateral de la boquilla de expulsion de fluido de la Figura 5, la Figura 7 es una vista frontal de la boquilla de expulsion de fluido de la Figura 5,
la Figura 8 es una vista en section transversal de la boquilla de expulsion de fluido de la Figura 5, visto a lo largo de la linea A-A de la Figura 7,
la Figura 9 es una vista correspondiente a la de la Figura 8, que muestra la divergencia de liquido desde la boquilla de expulsion de fluido,
la Figura 10 es una vista correspondiente a la de la Figura 7, que muestra la divergencia de liquido desde la boquilla de expulsion de fluido, y
la Figura 11 es una vista en perspectiva de una segunda boquilla de expulsion de fluido del aparato de expulsion de liquido de la Figura 1.
Descripcion detallada
Con referencia a la Figura 1 se ilustra una realizacion de un sistema de expulsion de liquido 2 que se configura para expulsar un liquido L en un deposito 40. El sistema 2 comprende un aparato de expulsion de liquido 100, una unidad de accionamiento 27 para el aparato de expulsion de liquido 100, y una unidad de procesamiento 30 que se configura para controlar la unidad de accionamiento 27 y de ese modo un patron de como el liquido L se expulsa desde el aparato de expulsion de liquido 100 y en el deposito 40.
El aparato de expulsion de liquido 100 tiene un conducto de fluido en forma de una tuberia 101 que se extiende en el deposito 40 a traves de una abertura en una parte superior del deposito 40. El conducto de fluido puede, por ejemplo, ser una manguera en lugar de la tuberia. El aparato de expulsion de liquido 100 tiene una brida 102 que proporciona una conexion segura, asi como un una junta estanca al deposito 40. Una parte superior de la tuberia 101 que esta fuera del deposito 40 tiene una entrada 103 para recibir el liquido L. Una parte inferior de la tuberia 101 que se extiende en el deposito 40 tiene en su extremo una conexion de brida 105 a la que se conecta un cabezal giratorio 106.
El cabezal giratorio 106 comprende un alojamiento 107 que es giratorio alrededor de un primer eje A1 paralelo a la tuberia 101. Un primer cojinete 108 se dispone entre la brida de conexion 105 y un extremo de entrada del alojamiento 107 que encara la brida de conexion 105, de tal manera que el alojamiento 107 puede girar en relation con la brida de conexion 105.
El cabezal giratorio 106 comprende tambien un cubo giratorio 110 sobre el que se disponen una serie de boquillas de expulsion de liquido 112, 113. En la realizacion ilustrada cuatro boquillas se disponen simetricamente en el cubo
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giratorio 110 a pesar de que es posible tener, por ejemplo, solo una boquilla en el cubo giratorio 110. Tambien es posible tener dos, tres o mas de cuatro boquillas de expulsion de liquido en el cubo giratorio 110. Si mas de una boquilla de expulsion de liquido se dispone en el cubo giratorio 110 estas boquillas pueden ser identicas o diferentes.
Un segundo cojinete 111 se dispone entre el cubo giratorio 110 y un extremo de salida del alojamiento 107 que encara el cubo giratorio 110, de manera que el cubo giratorio 110 puede girar en relacion con el alojamiento 107. El segundo cojinete 111 permite que el cubo giratorio 110 gire alrededor de un segundo eje A2 que normalmente esta desplazado con respecto al primer eje A1 en un angulo de 80 a 100° (90° en la realizacion ilustrada). Por lo tanto, el cubo giratorio 110 y las boquillas 112, 113 son capaces de girar en una primera direccion R1 alrededor del primer eje A1 y en una segunda direccion R2 alrededor del segundo eje A2, visto en relacion con la tuberia 101 o en relacion con el deposito 40.
La entrada 103 y la tuberia 101 tienen cada uno la forma principal de una tuberia convencional y son capaces de transportar el liquido L a ser expulsado en el deposito 40. El liquido L entra en la entrada 103, se transporta en la tuberia 101 y hacia el cabezal giratorio 106. El liquido L entra, a continuacion, en el cabezal giratorio 106 en la conexion del alojamiento 107 a la brida de conexion 105 y sale del alojamiento 107 en la conexion del alojamiento 107 al cubo giratorio 110. El cubo giratorio 110 recibe liquido del alojamiento 107 y distribuye el liquido L adicionalmente a las boquillas 112, 113, que expulsan el liquido L en el deposito 40 de tal manera que el liquido L choca (incide sobre) una superficie interior 41 del deposito 40 (cuando se realiza la limpieza), de forma alternativa expulsan el liquido L en el deposito 40 de tal manera que el liquido L se hace fluir en un contenido del deposito, hacia la superficie interior 41 del deposito 40 (cuando se realiza la mezcla).
El giro en la primera direccion R1 alrededor del primer eje A1 se realiza a traves de un eje 104 que se extiende desde un extremo superior de la tuberia 101 y hasta el cabezal giratorio 106 donde se conecta al alojamiento 107. El eje 104 tiene un diametro que es mas pequeno que un diametro interior de la tuberia 101, un diametro interior de la brida de conexion 105 y un diametro de una abertura en el extremo de entrada del alojamiento 107. Esto permite que liquido L fluya mas alla del eje 104. Cuando el eje 104 se hace girar, el alojamiento 107 y, por tanto, el cabezal giratorio 106 se hacen girar en la primera direccion R1.
La tuberia 101 se conecta a una pieza de conexion 29 y una caja de engranajes 28 se conecta a la pieza de conexion 29. El eje 104 se conecta a la caja de engranajes 28, que a su vez se conecta a la unidad de accionamiento 27. La unidad de accionamiento 27 es aqui un motor electrico convencional 27, pero otros tipos de motores, tales como un motor neumatico se pueden utilizar tambien del mismo modo. Cuando se activa el motor 27, se genera un giro del eje 104 y, por tanto, un giro del cabezal giratorio 106 en la primera direccion R1. Como alternativa, la unidad de accionamiento 27 se puede representar como un impulsor que se dispone en una trayectoria de flujo del liquido L, por ejemplo, despues de la entrada 103, donde un giro del impulsor impulsa la caja de engranajes 28 y, por lo tanto, realiza el giro del cabezal giratorio 106 en la primera direccion R1.
Para realizar el giro en la segunda direccion R2, un miembro de accionamiento 109 en forma de un impulsor 109 se dispone dentro del alojamiento 107. El motor 27 y el impulsor 109 forman un sistema de accionamiento 27, 109 que proporciona los giros en la primera R1 y en la segunda R2 direcciones. Un giro del impulsor 109 se induce por un flujo de liquido L que pasa a traves del alojamiento 107, del extremo de entrada al extremo de salida del alojamiento 107. Cuando el impulsor 109 gira, su movimiento de giro se utiliza para la generacion de un giro del cabezal giratorio 106, o mas especificamente, para generar un giro del cubo giratorio 110 en la segunda direccion R2. Cualquier tecnica adecuada para disponer el impulsor 109 y para transferir un movimiento de giro del impulsor 109 al cubo giratorio 110 se puede emplear.
Como alternativa, un impulsor tal como se describe en el documento de patente WO92/04994 se puede utilizar para realizar los giros en la primera R1 y en la segunda R2 direcciones.
Un circuito de liquido 50 se conecta al deposito 40 y al aparato de expulsion de liquido 100 para realizar un flujo de liquido L que se expulsa desde las boquillas 112, 113 y en el deposito 40. El circuito de liquido 50 comprende, en una direccion aguas abajo, una fuente de liquido 51, una primera valvula 52, un primer punto de conexion 53, una bomba 54, un segundo punto de conexion 55 y una segunda valvula 58. Despues de la segunda valvula 58, el circuito de liquido 50 se conecta a la entrada 103 del aparato de expulsion de liquido 100. Una parte inferior del deposito 40 se conecta al circuito de liquido 50 en el primer punto de conexion 53. Una salida de liquido 57 es a traves de una tercera valvula 56 conectada al segundo punto de conexion 55. Una segunda fuente de liquido 60 es a traves de una cuarta valvula 61 conectada al deposito 40.
La bomba 54 puede ser, por ejemplo, una bomba de engranajes, una bomba de lubricacion, una bomba centrifuga o una bomba de otro tipo adecuado. Las valvulas 52, 56, 58, 61 pueden ser valvulas de mariposa, valvulas de globo o valvulas de otro tipo adecuado. Un liquido de la fuente de liquido 51 es normalmente un liquido que se va a mezclar o procesar en el deposito 40 o un liquido que constituye una parte importante de un liquido que se va a mezclar o procesar en el deposito 40. Un contenido de liquido de la segunda fuente de liquido 60 puede ser un liquido que se mezcla con el liquido de la fuente de liquido 51, o tal vez un liquido a ser utilizado para la limpieza del deposito 40.
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Las fuentes de liquidos adicionales se pueden conectar al deposito 40, segun se requiera por una aplicacion de mezcla o limpieza predeterminada.
Mediante la abertura de la primera valvula 52 y mediante el cierre de la segunda valvula 58 y la tercera valvula 56 (o teniendo la bomba 54 inactiva, en funcion del tipo de bomba), el liquido se puede alimentar desde la fuente de liquido 51 y en el deposito 40 a traves del primer punto de conexion 53. De esta manera, el deposito 40 se puede llenar con un contenido liquido. Cuando el sistema 2 deba realizar la mezcla, el deposito 40 esta normalmente lleno hasta el punto de que un contenido de liquido en el deposito 40 cubre completamente el cabezal giratorio 106 y todas las boquillas 112, 113. Por lo tanto, una superficie del contenido liquido se encuentra muy por encima del cabezal giratorio 106 y de las boquillas 112, 113.
Mediante el cierre de la primera valvula 52 y la tercera valvula 56, la abertura de la segunda valvula 58 y la operacion de la bomba 54, el contenido de liquido del deposito 40 se puede hacer circular a traves del circuito de liquido 50 y del aparato de expulsion de liquido 100. Esta circulacion realiza la mezcla de un contenido liquido puesto que el liquido L se expulsa despues en el contenido de liquido, lo que provoca de manera eficaz que el contenido de liquido se agite.
Mediante el cierre de la primera valvula 52 y de la segunda valvula 58, la abertura de la tercera valvula 56 y la operacion de la bomba 54, el contenido liquido se puede expulsar del deposito 40 mediante su transporte hasta la salida de liquido 57. En este contexto, cuando el contenido liquido se expulsa, parte del contenido esta normalmente presente en el deposito 40, es decir, la expulsion de un contenido liquido no significa necesariamente que cada parte del contenido liquido en el deposito 40 se elimina por completo del deposito 40. El contenido que esta presente en el deposito 40 despues de la expulsion se limpia normalmente en un proceso de limpieza realizado por el aparato de expulsion de liquido 100.
El contenido liquido de la segunda fuente de liquido 60 se puede introducir en el deposito 40 mediante la abertura de la cuarta valvula 61. Si se hace esto durante una operacion de mezcla el contenido de liquido en la segunda fuente de liquido 60 se mezcla de manera eficaz en el contenido del deposito 40.
Cuando el sistema 2 deba efectuar la limpieza del deposito 40, el contenido liquido en la segunda fuente de liquido 60 puede ser un liquido de limpieza. A continuation, se introduce el liquido de limpieza en el deposito 40 despues de que el contenido liquido (mezclado) es expulsado. La limpieza se efectua a continuacion mediante el cierre de la primera valvula 52 y la tercera valvula 56, mediante la abertura de la segunda valvula 58 y el accionamiento de la bomba 54. El liquido L es entonces un liquido de limpieza que se expulsa en el deposito 40 e incide sobre la superficie interior 41, lo que afecta de manera eficaz la limpieza de la superficie interior 41. Por lo general, cuando se efectua la limpieza, el liquido de limpieza en el deposito 40 no cubre el cabezal giratorio 106, es decir, el cabezal giratorio 106 y las boquillas 112, 113 no se encuentran sumergidas entonces en un contenido liquido. En cambio, el liquido se expulsa en un patron predeterminado en la superficie interior 41 del deposito 40.
Para controlar el sistema 2 la unidad de procesamiento 30 tiene una unidad de procesamiento central 31 (CPU) que se conecta a y controla una interfaz de entrada/salida electronica 36 (I/O). La interfaz I/O 36 se conecta, a su vez, electricamente al motor 27 y a la bomba 54 para proporcionar senales de control Sm y Sp. La CPU 31 es una unidad de procesamiento central o microprocesador de un tipo convencional y representa la portion de la unidad de procesamiento 30 que es capaz de realizar las instrucciones de un programa informatico que se almacena en una unidad de memoria 32 de la unidad de procesamiento 30. La CPU 31 es el elemento principal que realiza las funciones de la unidad de procesamiento 30.
Cuando el liquido se expulsa desde las boquillas 112, 113 para la limpieza de la superficie interior 41, el cubo giratorio 110 gira en la primera y segunda direcciones R1, R2. Despues, el liquido se expulsa como haces de pulverization y/o haces de chorro en un patron predeterminado sobre la superficie interior 41. Las Figuras 2-4 ilustran un ejemplo de tal patron predeterminado, en el que el patron grueso en la Figura 2 se puede lograr despues de por ejemplo 1 minuto, el patron mas denso en la Figura 3 despues de 2,5 minutos, y un denominado patron completo como en la Figura 4 despues de 7 minutos. Cuando el sistema 2 realiza la mezcla, el cubo giratorio 110 gira en la misma primera y segunda direcciones R1, R2. Sin embargo, a continuacion, el liquido generalmente no incide sobre la superficie interior 41, sino que se inyecta directamente en un contenido del deposito. Sin embargo, la direction de chorro sigue el mismo patron, que se muestra en las Figuras 2-4. El patron ilustrado en las Figuras 2-4 es un patron que se obtiene cuando las boquillas 112, 113 tienen dos salidas de liquido respectivas. Si las boquillas tenian solo una salida de liquido respectiva entonces los patrones de las Figuras 2-4 habrian sido la mitad de densos.
Con referencia adicional a las Figuras 5-8, las boquillas de expulsion de liquido 112, 113 tienen dos salidas de liquido que, durante un mismo periodo de tiempo, proporcionan un patron mas denso predeterminado en la superficie interior 41 en comparacion con las boquillas que solo tienen una salida de liquido. Especificamente, la boquilla de expulsion de liquido 112 tiene una primera salida de liquido 5 que expulsa el liquido L en una primera direccion D1 hacia la superficie interior 41 del deposito 40, y tiene una segunda salida de liquido 10 que expulsa el liquido L en una segunda direccion D2 hacia la superficie interior 41 del deposito 40. La direccion D1 puede ser vista
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como la media aritmetica (o media ponderada) de la direccion del liquido que se expulsa desde la primera salida de liquido 5. D1 es normalmente paralela a un eje central C de la boquilla de expulsion de liquido 112. La direccion D2, puede, de manera correspondiente, ser vista como la media aritmetica (o media ponderada) de la direccion del iiquido que se expulsa desde la segunda salida de liquido 10. D2 puede entonces tener un componente que es paralelo al eje central C (comparese Figura 10) y un componente que esta inclinado desde el eje central C en un angulo de y°, o por (p+ 02/2)° (comparese Figura 9). Por lo tanto, la primera salida de liquido 5 y la segunda salida de liquido 10 se configuran de tal manera que la segunda direccion D2 esta desplazada con respecto a la primera direccion D1 en un angulo y de 5° a 60°.
La primera salida de liquido 5 tiene una forma y tamano de este tipo que expulsa el liquido L en forma de un haz de chorro. La segunda salida de liquido 10 tiene una forma de este tipo que expulsa el liquido L en forma de un haz de pulverizacion. Para lograr esto la primera salida de liquido 5 tiene normalmente un area de seccion transversal mas grande que un area de seccion transversal de la segunda salida de liquido 10, y/o la primera salida de liquido 5 puede tener una forma circular, mientras que la segunda salida de liquido 10 tiene una forma alargada, es decir, la segunda salida de liquido 10 puede tener una forma en la que un lado es mas largo que el otro lado. En otra realizacion, la segunda salida de liquido 10 expulsa el liquido en forma de un chorro, en cuyo caso la segunda salida de liquido 10 puede tener una forma circular.
La segunda salida de liquido 10 comprende una superficie 11 que se inclina en un angulo p de 5° a 60° en relacion con el eje central C de la boquilla de expulsion de liquido 112, para dirigir el liquido que se expulsa de la segunda salida de liquido 10. La segunda salida de liquido 10 comprende una superficie adicional 25 que se inclina en un angulo a de 10° a 90° en relacion con la superficie 11. Por lo tanto, la superficie adicional 25 se inclina en un angulo a + p en relacion con el eje central C.
La boquilla de expulsion de liquido 112 tiene una forma alargada y sobresale desde el cubo giratorio 110, a lo largo de una direccion que puede ser transversal al segundo eje geometrico A2. En general, esto puede significar que la boquilla de expulsion de liquido 112 sobresale en una direccion que, durante un periodo del giro del cubo giratorio 110 alrededor del segundo eje A2, se encuentra paralela a una direccion a lo largo de la que se extiende la tuberia 101.
Ademas de la segunda salida de liquido 10, la boquilla de expulsion de liquido 112 es sustancialmente simetrica alrededor del eje central C. La forma externa de la boquilla de expulsion de liquido 112 es cilindrica con un extremo ahusado cerca de la primera salida de liquido 5. Como se puede observar en la Figura 8, la boquilla de expulsion de liquido 112 es hueca de tal manera que el liquido puede fluir a traves de la boquilla de expulsion de liquido 112 desde una entrada de liquido 4 de la boquilla de expulsion de liquido 112, hasta la primera salida de liquido 5 y hasta la segunda salida de liquido 10.
La entrada de liquido 4 se dispone en un primer extremo 21 de la boquilla de expulsion de liquido 112. La primera salida de liquido 5 se dispone en un segundo extremo 22 de la boquilla de expulsion de liquido 112, en el que el segundo extremo 22 se encuentra frente al primer extremo 21. La segunda salida de liquido 10 se dispone en un lado 23 de la boquilla de expulsion de liquido 112, es decir, la segunda salida de liquido 10 se dispone entre el primer extremo 21 y el segundo extremo 22. La boquilla de expulsion de liquido 112 tiene normalmente la forma de un cuerpo unitario donde la segunda salida de liquido 10 tiene la forma de una abertura en (o se dispone sobre) el lado 23 de la boquilla de expulsion de liquido 112.
La boquilla de expulsion de liquido 112 se dispone en el cubo giratorio 110 de tal manera que la segunda salida de liquido 10 encara la tuberia 101 durante un periodo de tiempo cuando el cubo giratorio 110 gira en la segunda direccion R2 alrededor del segundo eje geometrico A2.
La boquilla de expulsion de liquido 112 comprende, visto en una direccion desde el primer extremo 21 al segundo extremo 22, una seccion de conexion circular 6, una ranura anular 7, una primera seccion cilindrica 8, una segunda seccion cilindrica 9 que se ahusa en una direccion hacia el segundo extremo 22, y una tercera seccion cilindrica 12 que se ahusa en una direccion hacia el segundo extremo 22. Tambien se puede decir que cada una de las secciones cilindricas 9 y 12 tiene la forma de un cono truncado respectivo. La tercera seccion cilindrica 12 se ahusa aun mas en la direccion hacia el segundo extremo 22 en comparacion con la segunda seccion cilindrica 9.
En un lugar en el que la primera seccion cilindrica 8 se conecta a la segunda seccion cilindrica 9 un rebaje plano 24 se situa para permitir que una herramienta, tal como una llave inglesa, se acople a la boquilla de expulsion de liquido 112. La seccion de conexion circular 6 y la ranura anular 7 facilitan la conexion de la boquilla de expulsion de liquido 112 al cubo giratorio 110. En principio, la conexion de la boquilla de expulsion de liquido 112 al cubo giratorio 110 se puede realizar segun cualquier tecnica convencional en el campo de los aparatos de limpieza de o mezcla en depositos.
La boquilla de expulsion de liquido 112 tiene un paso hueco, longitudinal que se extiende del primer extremo 21 al segundo extremo 22, es decir, el paso longitudinal se extiende de la entrada de liquido 4 a la primera salida de
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Kquido 5. El paso longitudinal comprende, en una direccion del primer extremo 21 al segundo extremo 22, un bisel anular 19, un primer paso cilmdrico 17, un segundo paso cilindrico 16 que se ahusa en una direccion hacia el segundo extremo 22, un tercer paso cilmdrico 15 que se ahusa en una direccion hacia el segundo extremo 22, un cuarto paso cilmdrico 14 que se ahusa en una direccion hacia el segundo extremo 22, un quinto paso cilmdrico 13 que se ahusa en una direccion hacia el segundo extremo 22, y una ranura anular 20. Se puede decir tambien que cada uno de los pasos cilindricos, ahusados 16, 15, 14 y 13 tiene la forma de un cono truncado respectivo, y que una parte superior de un paso anterior de estos pasos 16, 15, 14 y 13 forma una base de un paso siguiente de estos pasos 15, 14 y 13. El segundo paso 16 y el cuarto paso 14 se ahusan aun mas en la direccion hacia el segundo extremo 22 del tercer paso 15. El quinto paso 13 es menos ahusado que el cuarto paso 14, visto en la direccion hacia el segundo extremo 22.
Una serie de tuberias 18 se insertan en el primer paso 17 para asegurar un flujo mas lineal de liquido a traves de la boquilla de expulsion de liquido 112. Normalmente, cinco o mas tuberias se insertan en el primer paso 17. En lugar de las tuberias, insertos con por ejemplo, forma una estrella, forma oval o rectangular que proporcionan un flujo mas lineal de liquido se pueden utilizar.
Con referencia adicional a las Figuras 9-10, el liquido expulsado por la primera salida de liquido 5 se expulsa normalmente en forma de un haz de chorro. El haz del chorro diverge a continuacion en un angulo ^1 de 1° a 5°, visto en un primer plano geometrico que es paralelo al eje central C de la boquilla 112, y diverge en un angulo ^2 de 1° a 5°, visto en un segundo plano geometrico que es paralelo al eje central C de la boquilla 112 y que es perpendicular al primer plano geometrico. El primer plano geometrico puede ser un plano frontal de la boquilla de expulsion de liquido 112 (correspondiente a la vista de la Figura 10) y el segundo plano geometrico puede ser un plano lateral de la boquilla de expulsion de liquido 112 (correspondiente a la vista de la Figura 9). Obviamente, la primera salida de liquido 5 se configura de tal manera que expulsa liquido en forma de un haz de chorro que diverge por los angulos mencionados ^1 y ^2.
Como se ha mencionado, el liquido expulsado por la segunda salida de liquido 10 se puede expulsar en forma de un haz de pulverizacion. A continuacion, el haz de pulverizacion puede divergir en un angulo 01 de 20° a 90°, visto en el primer plano geometrico, y puede divergir en un 02 angulo de 1° a 50°, visto en el segundo plano geometrico. Si la segunda salida de liquido 10 expulsa el liquido en forma de un haz de chorro, a continuacion, el angulo 01 puede ser de 0° a 5°, y el angulo 02 puede ser 0° a 5°. Obviamente, la segunda salida de liquido 10 se configura de tal manera que expulsa liquido en forma de un haz de pulverizacion o haz de chorro que diverge por los angulos mencionados 01 y 02. Los angulos a y p (vease Figura 8) influiran, en particular, en el valor que tendra el angulo 02.
El liquido expulsado desde la primera salida de liquido 5 y desde la segunda salida de liquido 10 tiene un gran impacto en cuan eficazmente la superficie interior 41 del deposito 40 se limpia y/o en cuan eficazmente un contenido del deposito 40 se mezcla. Para la obtencion de un resultado que proporciona tanto una limpieza como una mezcla adecuada, un numero de parametros se han optimizado.
Con referencia a la Figura 7, tales parametros incluyen un diametro d1 de la primera salida de liquido 5, un diametro d2 de la entrada de liquido 4, una anchura d3 de un rebaje que forma la segunda salida de liquido 10, una anchura d4 de la segunda salida de liquido 10, una longitud d5 de la segunda salida de liquido 10, y una longitud d6 de la boquilla de expulsion de liquido 112. En detalle, d1 puede ser de 2 a 17 mm, d2 puede ser de 10 a 25 mm, d3 puede ser de 10 a 20 mm, d4 puede ser de 1 a 15 mm, d5 puede ser de 2 a 10 mm y d6 puede ser 15 a 130 mm. La primera salida de liquido 5 y la segunda salida de liquido 10 se configuran, o se les da una forma predeterminada, de manera que a los angulos a, p, y, ^1, ^2, 01 y 02 se les dan valores predeterminados en grados. Como se ha indicado, a puede ser 0-50, p puede ser 5-45°, y puede ser 5-60, ^1 puede ser de 0° a 5°, ^2 puede ser 0° a 5°, 01 puede ser de 20 a 90 y 02 puede ser 0-50°. Obviamente, algunas condiciones se aplican a las relaciones mutuas entre los diferentes valores de d1, d2, d3, d4, d5, d6, a, p, y, ^1, ^2, 01 y 02. Por ejemplo, y es normalmente menor que a + p, d3 es mayor que d4, d1 es menor que d2. Exactamente lo que estas condiciones aplican se establece facilmente cuando a la boquilla de expulsion de liquido 112 se le da su forma y dimensiones finales.
Estos valores de d1, d2, d3, d4, d5, d6, a, p, y, ^1, ^2, 01 y 02 se optimizan, solo o en cualquier combinacion, para ofrecer una mejor limpieza y/o resultado de mezcla cuando el fluido se alimenta a la boquilla de expulsion de liquido 112 a una presion predeterminada y a un caudal predeterminado. Para lograr la presion y el caudal predeterminados, el aparato de expulsion de liquido 100 comprende la bomba 54, que alimenta el liquido en la boquilla de expulsion de liquido 112 a una presion de 0,5 a 9 bares y con un caudal de 10 a 250 litros por minuto (por boquilla). La presion y el caudal en cuestion son la presion y el caudal a la entrada de liquido 4 de la boquilla de expulsion de liquido 112.
Por otra parte, las pruebas han demostrado que los valores de d1, d2, d3, d4, d5, d6, a, p, y, p1, ^2, 01 y 02 proporcionan, solo o en cualquier combinacion, buena limpieza y resultados de mezcla cuando el sistema de accionamiento 27, 109 (o cualquier otro tipo adecuado de sistema de accionamiento) proporciona un giro del cabezal giratorio 106 en la primera direccion R1 a una velocidad de giro de 0,2 a 6 rpm, y un giro del cubo giratorio 110 en la segunda direccion R2 a una velocidad de giro de 0,2 a 10 rpm.
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Volviendo a la Figura 1, el aparato de expulsion de Kquido 100 tiene dos boquillas de expulsion de liquido 112, 113 de las que la primera 112 se ha descrito en conexion con las Figuras 5-10. La primera boquilla de expulsion de liquido 112 tiene la segunda salida de liquido 10 dispuesta a un lado 23 de la boquilla de expulsion de liquido 112 que encara el conducto de fluido 101 durante un periodo de tiempo cuando el cubo giratorio 110 se hace girar en la segunda direccion R2 sobre el segundo eje geometrico A2. En principio, la orientacion en la que la primera boquilla de expulsion de liquido 112 se une al cubo giratorio 110 determina la direccion que encara la segunda salida de liquido 10.
Con referencia adicional a la Figura 11, la segunda boquilla de expulsion de liquido 113 en el cubo es similar a la boquilla de expulsion de liquido 112 y comparten los mismos numeros de referencia para las mismas caracteristicas. La segunda boquilla de expulsion de liquido 113 comprende una primera salida de liquido 5 capaz de expulsar el liquido en una tercera direccion D3 hacia la superficie interior 41 del deposito 40, y una segunda salida de liquido 10 capaz de expulsar el liquido en una cuarta direccion D4 hacia la superficie interior 41 del deposito 40.
En una realizacion, la segunda boquilla de expulsion de liquido 113 es identica a la primera boquilla de expulsion de liquido 112. Sin embargo, la segunda boquilla de expulsion de liquido 113 se fija al cubo giratorio con su segunda salida de liquido 10 orientada hacia una direccion opuesta a la segunda salida de liquido 10 de la primera boquilla de expulsion de liquido 112. Por lo tanto, la segunda salida de la segunda boquilla de expulsion de liquido 113 se dispone a continuacion, en un lado de la segunda boquilla de expulsion de liquido 113 que encara otra direccion que la segunda salida de liquido 10 de la primera boquilla de expulsion de liquido 112.
El hecho de que las salidas de liquido de las boquillas 112, 113 sean capaces de expulsar el liquido hacia las superficies interiores del deposito no excluye que las boquillas sean capaces de expulsar liquido hacia otras partes y componentes. Por ejemplo, las boquillas 112, 113 pueden expulsar liquido hacia diversos componentes del aparato de expulsion de liquido 100 o hacia otros tipos de equipo en el deposito 40. En la realizacion ilustrada, la primera boquilla de expulsion de liquido 112 expulsa liquido desde la segunda salida de liquido 10 hacia la tuberia 101 durante un periodo de cada giro del cubo giratorio 110.
El sistema de expulsion de liquido 100 se puede montar en una abertura en cualquier porcion de pared del deposito a limpiar, y la tuberia puede por tanto extenderse en el deposito en cualquier direccion deseada.
La boquilla de expulsion de liquido 112 puede tener mas de las dos salidas de liquido ilustradas 5, 10, tal como tres, cuatro o cinco salidas de liquido. Tambien es posible dar a la segunda boquilla de expulsion de liquido 113 otra forma y/u otro numero de salidas de liquido diferentes de la primera boquilla de expulsion de liquido 112. Para una realizacion en la que el aparato de expulsion de liquido 100 tiene cuatro boquillas, dos boquillas se pueden disponer como las boquillas 112 y 113, mientras que las otras dos boquillas se pueden disponer de manera similar, es decir, con una boquilla teniendo una segunda salida hacia el conducto de fluido 101 mientras que la segunda salida de la otra boquilla se orienta lejos del conducto de fluido 101 (durante un periodo de giro alrededor del segundo eje A2). Por supuesto, las boquillas se pueden disponer con sus segundas salidas orientadas hacia otras direcciones.
De la descripcion anterior se deduce que, aunque se han descrito y mostrado diversas realizaciones de la invencion, la invencion no se limita a las mismas, sino que tambien se puede realizar de otras maneras dentro del alcance de la materia objeto definida en las siguientes reivindicaciones.
Claims (12)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Un aparato de expulsion de liquido que comprende un conducto de fluido (101) configurado para extenderse en un deposito (40) y para recibir un liquido (L), un cabezal giratorio (106) dispuesto en el conducto de fluido (101) y equipado con un cubo giratorio (110) que comprende una boquilla de expulsion de liquido (112) para expulsar el liquido (L), pudiendo el cabezal giratorio (106) girar en una primera direction (R1) alrededor de un primer eje geometrico (A1) y pudiendo el cubo giratorio (110) girar en una segunda direccion (R2) alrededor de un segundo eje geometrico (A2) que esta desplazado con respecto al primer eje geometrico (A1), de manera que el liquido expulsado por la boquilla (112) es inyectado en un patron hacia una superficie interior (41) del deposito (40), en donde la boquilla de expulsion de liquido (112) comprendeuna primera salida de liquido (5) capaz de expulsar el liquido en una primera direccion (D1) hacia la superficie interior (41) del deposito (40), yuna segunda salida de liquido (10) capaz de expulsar el liquido en una segunda direccion (D2) hacia la superficie interior (41) del deposito (40), caracterizado por que la boquilla de expulsion de liquido (112) forma un cuerpo unitario en el que la segunda salida de liquido (10) tiene la forma de una abertura en el lado (23) de la boquilla de expulsion de liquido (112), yla segunda salida de liquido (10) esta dispuesta en un lado (23) de la boquilla de expulsion de liquido (112) que encara el conducto de fluido (101) durante un periodo de tiempo cuando el cubo giratorio (110) gira en la segunda direccion (R2) alrededor del segundo eje geometrico (A2).
- 2. Un aparato de expulsion de liquido de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el segundo eje (A2) esta desplazado con respecto al primer eje (A1) en un angulo de 80° a 100°.
- 3. Un aparato de expulsion de liquido de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que la primera direccion (D1) esta desplazada con respecto a la segunda direccion (D2) en un angulo (y) de 5° a 60°.
- 4. Un aparato de expulsion de liquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, en el que la boquilla de expulsion de liquido (112) tiene una forma alargada y sobresale del cubo giratorio (110).
- 5. Un aparato de expulsion de liquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4, en el que una entrada de liquido (4) esta dispuesta en un primer extremo (21) de la boquilla de expulsion de liquido (112), la primera salida de liquido (5) esta dispuesta en un segundo extremo (22) de la boquilla de expulsion de liquido (112), siendo el segundo extremo (22) opuesto al primer extremo (21), y la segunda salida de liquido (10) esta dispuesta en un lado (23) de la boquilla de expulsion de liquido (112).
- 6. Un aparato de expulsion de liquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 5, en el que la segunda salida de liquido (10) comprende una superficie (11) que se inclina en un angulo (p) de 5° a 45° en relation con un eje central (C) de la boquilla de expulsion de liquido (112), para dirigir el liquido expulsado de la segunda salida de liquido (10).
- 7. Un aparato de expulsion de liquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 6, en el que la segunda salida de liquido (10) esta configurada para expulsar el liquido en forma de un haz de pulverization.
- 8. Un aparato de expulsion de liquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 7, en el que la segunda salida de liquido (10) esta configurada con respecto al liquido expulsado de la segunda salida de liquido (10) de tal manera que el liquido diverge en un angulo (01) de 20° a 90°, visto en un primer plano geometrico que es paralelo a un eje central (C) de la boquilla (112).
- 9. Un aparato de expulsion de liquido de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que la segunda salida de liquido (10) esta configurada con respecto al liquido expulsado de la segunda salida de liquido (10) de tal manera que el liquido expulsado de la segunda salida de liquido (10) diverge en un angulo (02) de 1° a 50°, visto en un segundo plano geometrico que es paralelo a un eje central (C) de la boquilla (112) y perpendicular al primer plano geometrico.
- 10. Un aparato de expulsion de liquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 9, en el que la boquilla de expulsion de liquido (112) es una primera boquilla de expulsion de liquido, comprendiendo el aparato de expulsion de liquido una segunda boquilla de expulsion de liquido (113) que esta dispuesta en el cubo giratorio (110), comprendiendo la segunda boquilla de expulsion de liquido (113) una primera salida de liquido (5) capaz de expulsar el liquido en una tercera direccion (D3) hacia la superficie interior (41) del deposito (40), y una segunda salida de liquido (10) capaz de expulsar el liquido en una cuarta direccion (D4) hacia la superficie interior (41) del deposito (40), en donde la segunda salida de la segunda boquilla de expulsion de liquido (113) esta dispuesta en un lado de la segunda boquilla de expulsion de liquido (113) que encara una direccion distinta a la de la segunda salida de liquido (10) de la primera boquilla de expulsion de liquido (112).
- 11. Un aparato de expulsion de liquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 10, en el que la segunda salida de liquido (10) tiene una anchura (d4) de al menos 3 mm.
- 12. Un aparato de expulsion de Kquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 11, que comprende una bomba (54) que alimenta el Kquido en la boquilla de expulsion de liquido (112) a una presion de 1 a 9 bares y con un caudal de 10 a 250 litros por minuto.5 13. Un aparato de expulsion de liquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 12, que comprendeun sistema de accionamiento (27, 109) que proporciona un giro del cabezal giratorio (106) en la primera direccion (R1) a una velocidad de giro de 0,2 a 6 rpm, y un giro del cubo giratorio (110) en la segunda direccion (R2) a una velocidad de giro de 0,2 a 10 rpm.
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