ES2876439T3 - Pieza de mano dental o quirúrgica de aire comprimido - Google Patents
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Abstract
Pieza de mano de aire comprimido que comprende un mango (32) que se conecta a un cabezal (34) en el interior del cual se aloja una turbina (36), la turbina (36) comprendiendo una rueda móvil (38) desde una periferia (40) de la cual se extiende una pluralidad de álabes (42) que definen un diámetro exterior (44) de la rueda móvil (38), la pieza de mano (30) comprendiendo igualmente medios de inyección que tienen por función dirigir sobre los álabes (42) de la rueda móvil (38) un flujo de aire comprimido cuya energía neumática se transforma en energía cinética cuando el flujo de aire comprimido golpea los álabes (42) de la rueda móvil (38), la pieza de mano (30) comprendiendo además un conducto de escape (58) dispuesto en el mango (32 ) de la pieza de mano (30) y por el cual se escapa el aire después de haber golpeado los álabes (42) de la rueda móvil (38), el conducto de escape (58) comunicando con el cabezal (38) a través de una abertura que se encuentra por lo menos enfrente de la zona en la cual el aire comprimido golpea los álabes (42) de la rueda móvil (38), los medios de inyección del aire comprimido extendiéndose en el interior del conducto de escape (58), la pieza de mano (30) estando caracterizada por que esta abertura rodea completamente los medios de inyección del aire comprimido, los medios de inyección del aire comprimido presentándose bajo la forma de un inserto (46) en el interior del cual está dispuesto un conducto (48) de alimentación del flujo de aire comprimido y por que está conectado a la parte interior de la empuñadura (32) de la pieza de mano (30).
Description
DESCRIPCIÓN
Pieza de mano dental o quirúrgica de aire comprimido
La presente invención se refiere a una pieza de mano dental o quirúrgica de aire comprimido. La presente invención se refiere en particular a una pieza de mano de aire comprimido que presenta una potencia aumentada.
La presente invención se refiere al ámbito de las piezas de mano para uso quirúrgico o dental. Existen dos familias de piezas de mano: las contra-ángulos que están equipadas con un motor eléctrico y las piezas de mano que comprenden una turbina accionada por aire comprimido.
En este caso interesan las piezas de mano de aire comprimido. Muy esquemáticamente, estas piezas de mano de aire comprimido comprenden un cabezal dentro del cual se aloja una turbina. Esta turbina comprende un conducto de alimentación del aire comprimido y una rueda móvil provista sobre su periferia de una pluralidad de álabes regularmente separados. El conducto de alimentación sirve para forzar un flujo de aire comprimido sobre los álabes de la turbina, cuya energía neumática se transforma en energía cinética cuando el flujo de aire comprimido golpea los álabes de la rueda móvil.
La figura 1 adjunta a la presente solicitud de patente es una vista en perspectiva y en corte según un plano horizontal que corta longitudinalmente el mango y el cabezal de una pieza de mano de aire comprimido según la técnica anterior. Designada en su conjunto por el número de referencia general 1, esta pieza de mano comprende un mango 2 que está conectado a un cabezal 4 en el interior del cual está alojada una turbina 6. La turbina 6 comprende una rueda móvil 8 desde una periferia 10 de la cual se extiende una pluralidad de álabes 12 que definen un diámetro exterior 14 de la rueda móvil 8.
La pieza de mano 1 comprende igualmente medios de inyección que tienen la función de dirigir sobre los álabes 12 de la rueda móvil 8 un flujo de aire comprimido cuya energía neumática se transforma en energía cinética cuando el flujo de aire comprimido golpea los álabes 12 de la rueda móvil 8. Los medios de inyección de aire comprimido se componen de un conducto 16 de alimentación del aire comprimido que se mecaniza según técnicas convencionales en el mango 2 de la pieza de mano 1. Además, un conducto 18 de escape del aire igualmente se mecaniza mediante técnicas convencionales en el mango 2 de la pieza de mano 1, sustancialmente paralelo y a una distancia del conducto 16 de alimentación del aire comprimido.
Se puede observar, al examinar la figura 1, que el conducto 16 de alimentación del aire comprimido se compone de un primer y un segundo conducto rectilíneos, respectivamente 20 y 22, dispuestos en la prolongación uno del otro, el eje longitudinal de simetría 24 del segundo conducto rectilíneo 22 extendiéndose ligeramente en un ángulo con respecto al eje longitudinal de simetría 26 del mango 2 de la pieza de mano 1 y que forma un ángulo g no nulo con la tangente 28 al diámetro exterior 14 de la rueda móvil 8. Se comprenderá que es difícil contemplar mecanizar el conducto 16 de alimentación del aire comprimido según una dirección que tendería a acercarse a la tangente 28 al diámetro exterior 14 de la rueda móvil 8, con el riesgo de perforar el conducto 18 de escape del aire o tener que reducir el diámetro de este conducto 18.
El documento US 5,286,194 A divulga otra pieza de mano de aire comprimido.
Un problema recurrente que se les presenta a los fabricantes de piezas de mano de aire comprimido reside en el rendimiento de la conversión entre la energía neumática del aire comprimido y la energía cinética de la rueda móvil de la turbina. En efecto, el rendimiento de esta conversión depende de la potencia mecánica que pueda proporcionar la pieza de mano de aire comprimido. Este rendimiento de conversión está especialmente estrechamente ligado a la caída de presión entre la presión a la cual se encuentra el aire comprimido que penetra en el cabezal de la pieza de mano, y la presión del aire que se escapa del cabezal de la pieza de mano después de que el aire comprimido haya golpeado los álabes de la turbina. En efecto, cuanto más importante sea esta caída de presión, mejor será la conversión entre la energía neumática y la energía cinética. El rendimiento de conversión entre la energía neumática y la energía cinética igualmente será mejor en la medida en la que el flujo de aire se realice con la menor turbulencia y, por lo tanto, con las menores pérdidas posibles. Igualmente se busca reducir los ruidos de funcionamiento de las piezas de mano de aire comprimido y evitar en la medida de lo posible que el aire comprimido destinado a accionar la turbina no se filtre en la boca del paciente.
La presente invención tiene por objeto responder a los objetivos mencionados antes en este documento, así como todavía otros, proporcionando especialmente una pieza de mano que proporcione una potencia mecánica más elevada.
A este efecto, la presente invención se refiere a una pieza de mano de aire comprimido que comprende un mango que se conecta a un cabezal en el interior del cual se aloja una turbina, la turbina comprendiendo una rueda móvil desde una periferia de la cual se extiende una pluralidad de álabes que definen un diámetro exterior de la rueda móvil, la pieza de mano comprendiendo igualmente medios de inyección que tienen la función de dirigir sobre los álabes de la rueda móvil un flujo de aire comprimido cuya energía neumática se transforma en energía cinética cuando el flujo de aire comprimido golpea los álabes de la rueda móvil, la pieza de mano comprendiendo además un conducto de escape formado en el mango de la pieza de mano y a través del cual escapa el aire después de haber golpeado los álabes de la rueda móvil, el conducto de escape comunicando con el cabezal a través de una abertura
que se encuentra por lo menos enfrente de la zona en la cual el aire comprimido golpea los álabes de la rueda móvil, los medios de inyección de aire comprimido extendiéndose en el interior del conducto de escape, la pieza de mano estando caracterizada por que esta abertura rodea completamente los medios de inyección del aire comprimido, los medios de inyección del aire comprimido presentándose bajo la forma de un inserto en el interior del cual está formado un conducto de alimentación del flujo de aire comprimido y que se proporciona en el interior del mango de la pieza de mano.
Gracias a esta característica, la presente invención proporciona una pieza de mano de aire comprimido en la cual el retorno del aire comprimido después de que haya golpeado los álabes de la turbina se ve facilitada en gran medida, lo que mejora la conversión entre la energía neumática del aire comprimido y la energía cinética de la turbina favoreciendo la caída de presión entre el momento en que el aire comprimido entra en el cabezal de la pieza de mano y el momento en que sale el aire comprimido. Se comprenderá en efecto que, mientras que una parte del aire comprimido rodea la turbina y la acciona, la otra parte del aire comprimido rebota sobre los álabes de la turbina y crea perturbaciones en el cabezal de la pieza de mano. Ahora bien, estas perturbaciones perjudican considerablemente el rendimiento de la conversión entre energía neumática y energía cinética. Mediante la disposición del conducto de escape por lo menos enfrente de la zona en la cual el aire comprimido golpea los álabes de la rueda móvil, la presente invención favorece así el escape del aire que rebota sobre los álabes de la turbina y permite por lo tanto reducir sensiblemente las perturbaciones en el cabezal de la turbina.
Según todavía otra característica de la invención, el inserto está dispuesto de modo que el eje central del flujo de aire comprimido se extienda según una dirección tangencial al diámetro exterior de la rueda móvil.
Según todavía otra característica de la invención, el conducto de alimentación del flujo de aire comprimido se compone de un primer y de un segundo conducto rectilíneos dispuestos en la prolongación uno del otro, el segundo conducto rectilíneo presentando un eje longitudinal de simetría que se extiende según una dirección tangencial al diámetro exterior de la rueda móvil.
Gracias a estas características, la presente invención proporciona una pieza de mano en la cual los medios de inyección se presentan bajo la forma de un inserto destinado a ser montado en el interior del mango de la pieza de mano. El hecho de disponer de una pieza añadida permite canalizar el flujo de aire según una dirección tangente al diámetro exterior de la rueda móvil más fácilmente que en el caso en el que el conducto de alimentación de aire está mecanizado mediante técnicas convencionales dentro del cuerpo de la pieza de mano. En efecto, en las piezas de mano de aire comprimido, la turbina está instalada dentro de un cabezal que normalmente está dispuesto en la prolongación de un mango de sujeción generalmente rectilíneo en el interior del cual se mecaniza el conducto de alimentación del aire comprimido. A menos que se tomen medidas complejas y, por lo tanto, económicamente poco viables, no es posible mecanizar porciones acodadas mediante técnicas convencionales en el mango de sujeción de la pieza de mano. Por consiguiente, el conducto de alimentación de aire comprimido debe ser mecanizado a un ángulo con relación al eje longitudinal de simetría del mango de sujeción si se desea que el flujo de aire golpee los álabes de la turbina según una dirección que se aproxime a la tangente al diámetro exterior de la rueda móvil. Ahora bien, hace falta igualmente poder mecanizar en el mango de sujeción de la pieza de mano un conducto de escape por el cual se escape el aire después de haber golpeado los álabes de la rueda móvil. La inclinación del conducto de alimentación del aire comprimido con relación al eje longitudinal de simetría del mango de sujeción está, por lo tanto, necesariamente limitada, ya que, en caso contrario, el conducto de alimentación de aire comprimido desembocaría en el conducto de escape, lo cual es técnicamente no factible.
De acuerdo con otra ventaja de la invención, el inserto que sirve para forzar el flujo de aire comprimido en la dirección de los álabes de la rueda móvil está montado en el interior del conducto de escape dispuesto dentro el cuerpo de la pieza de mano y por el cual se escapa el aire después de haber golpeado los álabes de la rueda móvil. Una instalación de este tipo facilita el retorno de aire y favorece por lo tanto en gran medida la caída de presión entre la presión del aire comprimido antes de que haya golpeado los álabes de la turbina y la presión del aire cuando se escapa del cabezal de la pieza de mano después de haber golpeado los álabes de la turbina. Ahora bien, cuanto más importante sea esta caída de presión, mejor será la conversión entre la energía neumática del aire comprimido y la energía cinética de la turbina. Esta caída de presión se amplifica aún más por el hecho de que el inserto está montado de manera coaxial en el interior del conducto de escape. El diámetro del conducto de escape por lo tanto se puede aumentar, lo que permite volver a poner la presión del aire en el cabezal de la pieza de mano a valores próximos a la presión atmosférica. Finalmente, el rendimiento de la conversión entre la energía neumática y la energía cinética se mejora todavía por el hecho de que el flujo de aire tiene lugar con la menor turbulencia y, por lo tanto, con las menores pérdidas posibles. Por otra parte, se reducen los ruidos de funcionamiento de la pieza de mano y se evita prácticamente cualquier fuga de aire dentro de la boca del paciente.
De acuerdo con otra ventaja de la invención, los medios de inyección fuerzan el flujo de aire comprimido de modo que el flujo de aire comprimido golpea los álabes de la rueda móvil de la turbina según una dirección tangente al diámetro exterior de la rueda móvil. De este modo, se garantiza que el par ejercido por el flujo de aire sobre los álabes de la turbina sea máximo, lo que permite aumentar sensiblemente la potencia entregada por la turbina. A título de ejemplo, la potencia entregada por las piezas de mano de aire comprimido actuales es del orden de 13 watios, mientras que la potencia medida de una pieza de mano de aire comprimido según la invención es del orden
de 20 watios. Los profesionales por lo tanto disponen de una pieza de mano de aire comprimido de acuerdo con la invención con una potencia aumentada, lo que les permite trabajar más rápidamente o efectuar tratamientos que, hasta ahora, podían ser difícilmente realizados con la ayuda de una pieza de mano de aire comprimido debido a la potencia disponible demasiado débil.
Igualmente se describe una turbina para una pieza de mano para uso dental o quirúrgico de aire comprimido, esta turbina comprendiendo una rueda móvil a partir de la periferia de la cual se extiende una pluralidad de álabes regularmente separados, cada uno de los álabes de la turbina compuesto por una primera superficie que se extiende desde el diámetro exterior de la rueda móvil y que conduce hasta una segunda superficie que se extiende según un radio de la rueda móvil.
De acuerdo con una forma de realización, la primera superficie se extiende desde el diámetro exterior de la rueda móvil hasta un punto del radio de la rueda móvil a partir de la cual se extiende radialmente la segunda superficie hasta el diámetro exterior de la rueda móvil.
Por último, según otra característica, los álabes están asociados en pares de una manera escalonada, cada álabe estando separado de su álabe correspondiente por una muesca que se extiende en la dirección del flujo de aire comprimido, de modo que el flujo de aire se divide en dos partes iguales cuando llega a la muesca. Esta muesca tiene por objeto reducir el tiempo de paso de un álabe al álabe siguiente a fin de limitar las pérdidas de potencia mecánica de la turbina.
La primera superficie conduce hacia la segunda superficie el aire comprimido que sale de los medios de inyección. Como la segunda superficie se extiende según un radio de la rueda móvil y el flujo de aire comprimido está canalizado según una dirección tangente al diámetro exterior de la rueda móvil, el flujo de aire comprimido cae perpendicularmente sobre la segunda superficie de la rueda y después da una media vuelta. Ahora bien, la potencia mecánica entregada por una turbina es tanto más grande cuanto más importante es el ángulo de desviación del aire comprimido. En el caso de la presente invención, el ángulo de desviación del aire comprimido es de 180°, lo que corresponde a un óptimo de conversión entre la energía neumática del aire comprimido y la energía cinética de la turbina.
Otras características y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto más claramente a partir de la siguiente descripción detallada de una forma de realización de una pieza de mano de aire comprimido según la invención, este ejemplo se proporciona únicamente a título puramente ilustrativo y no limitativo solamente en relación con el dibujo adjunto en el cual:
- la figura 1, ya mencionada, es una vista en perspectiva y en corte según un plano horizontal que corta longitudinalmente el mango y el cabezal de una pieza de mano de aire comprimido según la técnica anterior;
- la figura 2 es una vista en corte según un plano horizontal que corta longitudinalmente el mango y el cabezal de una pieza de mano de aire comprimido según la invención;
- la figura 3 es una vista de lado, parcialmente en transparencia, del cabezal y del mango de la pieza de mano de aire comprimido según la invención;
- la figura 4 es una representación esquemática que ilustra las superficies primera y segunda de un álabe de la turbina;
- la figura 5 ilustra variante de forma de realización alternativa de la turbina;
- la figura 6 es una vista desde atrás del cabezal de la pieza de mano de aire comprimido que no pertenece a la invención reivindicada, en la zona en donde el cabezal de la pieza de mano se conecta al mango de la pieza de mano;
- la figura 7 es una vista en corte según un plano vertical que pasa por el eje longitudinal de simetría del cabezal y de una parte del mango de la pieza de mano de aire comprimido que no pertenece a la invención reivindicada, y
- la figura 8 es una representación esquemática de una variante de forma de realización de la pieza de mano de aire comprimido que no pertenece a la invención reivindicada.
La presente invención parte de la idea inventiva general que consiste en tomar todas las medidas necesarias para incrementar la potencia mecánica que pueda entregar una pieza de mano de aire comprimido. A este efecto, la presente invención busca optimizar el rendimiento de la conversión entre la energía neumática del aire comprimido y la energía cinética de la rueda móvil de la turbina. En efecto, el rendimiento de esta conversión depende la potencia mecánica que pueda proporcionar la pieza de mano de aire comprimido. Este rendimiento de conversión está especialmente estrechamente relacionado con las condiciones del flujo de aire en el cabezal de la turbina. Efectivamente, se sabe que mientras que parte del aire comprimido inyectado en el cabezal de la pieza de mano
rodea la turbina accionándola, otra parte del aire comprimido sólo rebota sobre los álabes de la turbina y por lo tanto tiende a volver hacia atrás creando perturbaciones en el cabezal de la pieza de mano. Previendo disponer los medios de escape del aire por lo menos en la zona en donde este aire es inyectado, la presente invención facilita la evacuación del aire comprimido que rebota sobre los álabes de la turbina y que tiende a crear turbulencias en el cabezal de la pieza de mano. El rendimiento de conversión entre la energía neumática y la energía cinética está igualmente relacionado con el ángulo según el cual el aire comprimido golpea los álabes de la turbina. Esto es por lo que, según un primer aspecto, la presente invención enseña realizar los medios de alimentación del aire comprimido bajo la forma de un inserto unido a la pieza de mano. El hecho de disponer de una pieza insertada permite al fabricante disfrutar de una mayor libertad en la colocación del inserto que en el caso en el que el fabricante tenga que mecanizar un conducto de alimentación del aire comprimido mediante técnicas convencionales en el mango de la pieza de mano. Según otro aspecto de la invención, el inserto de alimentación de aire comprimido se coloca de manera coaxial dentro del conducto de escape del aire comprimido. Esta disposición limita las turbulencias y por lo tanto facilita el retorno de aire, lo que favorece la caída de presión entre la presión del aire comprimido antes de que haya golpeado los álabes de la turbina y la presión del aire cuando se escapa del cabezal de la pieza de mano después de haber golpeado los álabes de la turbina. El rendimiento de la conversión entre la energía neumática del aire comprimido y la energía cinética de la rueda móvil de la turbina se optimiza así igualmente. Para lograr este resultado, la presente invención enseña igualmente canalizar el flujo de aire comprimido según una dirección tangente al diámetro exterior de la turbina de la pieza de mano de aire comprimido. De esta manera, el flujo de aire comprimido golpea los álabes de la turbina perpendicularmente a su superficie, lo que permite garantizar que el par ejercido por el flujo de aire sobre los álabes de la turbina sea máximo y, por lo tanto, aumentar sensiblemente la potencia entregada por la turbina. Finalmente, los álabes de la turbina, que no forma parte de la invención reivindicada, se componen, cada uno, de una primera superficie que se extiende desde el diámetro exterior de la rueda móvil y se dirige hasta una segunda superficie que se extiende según un radio de la rueda móvil alejándose del centro de la rueda móvil. El aire comprimido, por lo tanto, cae perpendicularmente sobre la segunda superficie del álabe y es expulsado hacia atrás, siendo desviado 180 °. Ahora bien, cuanto más importante sea el ángulo de desviación del flujo de aire comprimido, mayor será la fuerza ejercida sobre los álabes de la turbina. Finalmente, los ruidos de funcionamiento de la turbina según la invención son limitados y se trabaja casi a presión atmosférica, de modo que muy poco aire fugue dentro de la boca del paciente.
La figura 2 es una vista en corte según un plano horizontal que corta longitudinalmente el mango y el cabezal de una pieza de mano de aire comprimido según la invención. Designada en su conjunto por la referencia numérica general 30, la pieza de mano según la invención comprende un mango 32 que se conecta a un cabezal 34 en el interior del cual está alojada una turbina 36. La turbina 36 comprende una rueda móvil 38 desde una periferia 40 de la cual se extienden una pluralidad de álabes 42 que definen un diámetro exterior 44 de la rueda móvil 38.
La pieza de mano 30 comprende igualmente medios de inyección que tiene la función de dirigir sobre los álabes 42 de la rueda móvil 38 un flujo de aire comprimido cuya energía neumática se transforma en energía cinética cuando el flujo de aire comprimido golpea contra los álabes. 42 de la rueda móvil 38.
A este efecto, los medios de inyección del aire comprimido se presentan bajo la forma de un inserto 46 independiente montado en el interior de la pieza de mano 30 y en el interior del cual está dispuesto un conducto 48 de alimentación del flujo de aire comprimido. De manera preferida pero no limitativa, el conducto 48 está dispuesto de modo que el eje central 50 del flujo de aire comprimido se extienda según una dirección tangencial al diámetro exterior 44 de la rueda móvil 38. La presente invención proporciona así una pieza de mano 30 en el cual los medios de inyección fuerzan el flujo de aire comprimido de modo que el flujo de aire comprimido golpea los álabes 42 de la rueda móvil 38 de la turbina 36 según una dirección tangente al diámetro exterior 44 de la rueda móvil 38. De esta forma, se garantiza que el par ejercido por el flujo de aire sobre los álabes 42 de la turbina 36 sea máximo, lo que permite incrementar significativamente la potencia entregada por la turbina 36.
Según una forma de realización preferida pero no limitativa de la invención, el conducto 48 de alimentación del flujo de aire comprimido se compone de un primer y un segundo conductos rectilíneos, respectivamente 52 y 54, dispuestos en la prolongación uno del otro, el eje longitudinal de simetría 56 del segundo conducto rectilíneo 54 extendiéndose en una dirección tangencial al diámetro exterior 44 de la rueda 38 móvil.
Según todavía otra característica de la invención, el inserto 46 que sirve para forzar el flujo de aire comprimido en la dirección de los álabes 42 de la rueda móvil 38 está montado en el interior de un conducto de escape 58 dispuesto dentro del mango 32 de la pieza de mano 30 y por el cual se escapa el aire después de haber golpeado los álabes 42 de la rueda 38 móvil. De una manera preferida pero no limitativa, el inserto 46 se monta de forma coaxial en el interior del conducto de escape 58.
La disposición anterior favorece en gran medida la caída de presión entre la presión del aire comprimido antes de que golpee los álabes 42 de la turbina 36 y la presión del aire a medida que se escapa del cabezal 34 de la pieza de mano 30 después de haber golpeado los álabes 42 de la turbina 36. Ahora bien, cuanto más importante sea esta caída de presión, mejor será la conversión entre la energía neumática del aire comprimido y la energía cinética de la turbina 36. Esta caída de presión se amplifica aún más por el hecho de que el inserto 46 está montado de manera coaxial en el interior del conducto 58 de escape. El diámetro del conducto de escape 58 por lo tanto se puede
aumentar, lo que facilita el retorno de aire y permite reducir la presión de aire dentro del cabezal 34 de la pieza de mano 30 a valores próximos a la presión atmosférica. Finalmente, el rendimiento de conversión entre la energía neumática y la energía cinética se mejora todavía más por el hecho de que el flujo de aire se hace con las mínimas turbulencias y, por lo tanto, con las mínimas pérdidas posibles. Por otra parte, los ruidos de funcionamiento de la pieza de mano 30 se reducen y se evita prácticamente cualquier fuga de aire en la boca del paciente en la medida en la que la presión dentro del cabezal 34 de la turbina 36 se aproxima a la presión atmosférica.
La figura 3 es una vista de lado, parcialmente en transparencia, del cabezal 34 y del mango 32 de la pieza de mano 30 de aire comprimido según la invención. Como se puede ver al examinar esta figura, cada uno de los álabes 42 de la turbina 36 se compone de una primera superficie 60 que se extiende desde el diámetro exterior 44 de la rueda móvil 38 y que conduce hasta una segunda superficie 62 que se extiende radialmente a lo largo de un radio de R de la rueda móvil 38.
Más precisamente (véase igualmente la figura 4), la primera superficie 60 se extiende desde el diámetro exterior 44 de la rueda móvil 38 hasta un punto A del radio R de la rueda móvil 38 a partir del cual se extiende la segunda superficie 62 hasta el diámetro exterior 44 de la rueda móvil 38. La primera superficie 60 de forma ventajosa es plana, mientras que la segunda superficie 62 presenta un perfil en arco de círculo tangente al radio R de la rueda 38 móvil. Preferiblemente, la primera superficie 60 forma un ángulo recto con la segunda superficie 62.
Finalmente (véase la figura 5), según una variante de forma de realización de la invención, los álabes 42 están asociados en pares de una manera escalonada, cada álabe 42 estando separado del álabe el cual está asociado por una muesca 64 que se extiende en la dirección del flujo de aire comprimido F, de modo que el flujo de aire F se divide en dos partes iguales F1 en el momento en el que llega a la muesca 64. Esta muesca 64 tiene por objeto reducir el tiempo de paso de un álabe al álabe siguiente a fin de limitar las pérdidas de potencia mecánica de la turbina 36.
De lo anterior, se comprenderá que la primera superficie 60 de los álabes 42 conduce hacia la segunda superficie 62 el aire comprimido que sale de los medios de inyección. Como la segunda superficie 62 se extiende a lo largo de un radio R de la rueda móvil 38 y el flujo de aire comprimido está canalizado según una dirección tangente al diámetro exterior 44 de la rueda móvil 38, el flujo de aire comprimido cae perpendicularmente sobre la segunda superficie 62 del álabe 42 después hace un semi giro siendo desviado por el perfil en arco de la segunda superficie 62. Ahora bien, la potencia mecánica entregada por una turbina es tanto mayor cuanto más importante es el ángulo de desviación del aire comprimido. En el presente caso, el ángulo de desviación del aire comprimido es de 180 °, lo que corresponde a un óptimo de conversión entre la energía neumática del aire comprimido y la energía cinética de la turbina 36.
La figura 6 es una vista de la parte trasera del cabezal 34 de la pieza de mano 30 de aire comprimido, en la zona en donde el cabezal 34 de la pieza de mano 30 se conecta al mango 32 de la pieza de mano 30, y la figura 7 es una vista en corte según un plano vertical que pasa por el eje longitudinal de simetría del cabezal 34 y una parte del mango 32 de la pieza de mano 30 de aire comprimido. Se pone de manifiesto especialmente claramente a partir de estas dos figuras que el inserto 46, que sirve para forzar el flujo de aire comprimido en la dirección de los álabes 42 de la rueda móvil 38, está montado en el interior del conducto de escape 58 dispuesto en el mango 32 de la pieza de mano 30 y por el cual se escapa el aire después de haber golpeado los álabes 42 de la rueda 38 móvil. Preferiblemente, el inserto 46 se monta de manera coaxial en el interior del conducto de escape 58. De esta manera, el conducto de escape 58 es lo más grande posible y se encuentra lo más cerca posible del conducto 48 de alimentación del flujo de aire comprimido, lo que facilita el retorno de aire y permite hacer máxima la caída de presión, de modo que se optimiza la conversión entre la energía neumática del aire comprimido y la energía cinética de la turbina 36. Se observa igualmente al examinar la figura 7 que la sección S del conducto de escape 58 se extiende sobre por lo menos la altura H de los álabes 42 de la rueda 38 móvil.
Según todavía otra característica de la invención, el inserto 46 comprende medios para ajustar su posición en el interior del mango 32 de la pieza de mano 30. Según un ejemplo proporcionado a título puramente ilustrativo y no limitativo solamente, los medios de ajuste comprenden un tornillo de ajuste 66, un pie 68 del cual es recibido en un asiento 70 dispuesto en la periferia del inserto 46. El asiento 70 podría ser sustituido por dos planos.
Ni que decir tiene que la presente invención no está limitada a la forma de realización que se acaba de describir, y que se pueden contemplar diversas modificaciones y variantes por parte de los expertos en la materia. En particular, la presente invención enseña que los medios de inyección del aire comprimido se presentan bajo la forma de un inserto 46 independiente montado en el interior de la pieza de mano 30 y en el interior de la cual está dispuesto un conducto 48 de alimentación del flujo de aire comprimido. Esta solución tiene por objeto superar los problemas que encontraría una persona experta en la materia si tratara de mecanizar un conducto de alimentación del aire comprimido por técnicas convencionales en el mango, por ejemplo, de acero inoxidable de una pieza de mano. Sin embargo, existe otra solución. En efecto en el caso en el que la pieza de mano esté realizada por moldeo de un material tal como cerámica, puede ser posible diseñar los moldes de fabricación para que el conducto de alimentación se extienda de forma coaxial en el interior del conducto de escape. También es posible concebir la
realización de la pieza de mano por inyección de un material plástico o de un material metálico, siendo esta última técnica más conocida bajo su denominación anglosajona Metal Injection Moulding o MIM.
De acuerdo con una variante de forma de realización, los medios 72 de inyección del aire comprimido se disponen en la pared 74 del mango 32 de la pieza de mano 30, y los medios 76 de escape del aire comprimido ocupan la mayor parte de la sección del mango 32. Una disposición de este tipo se puede obtener típicamente mediante las denominadas técnicas de impresión tridimensional.
Claims (9)
1. Pieza de mano de aire comprimido que comprende un mango (32) que se conecta a un cabezal (34) en el interior del cual se aloja una turbina (36), la turbina (36) comprendiendo una rueda móvil (38) desde una periferia (40) de la cual se extiende una pluralidad de álabes (42) que definen un diámetro exterior (44) de la rueda móvil (38), la pieza de mano (30) comprendiendo igualmente medios de inyección que tienen por función dirigir sobre los álabes (42) de la rueda móvil (38) un flujo de aire comprimido cuya energía neumática se transforma en energía cinética cuando el flujo de aire comprimido golpea los álabes (42) de la rueda móvil (38), la pieza de mano (30) comprendiendo además un conducto de escape (58) dispuesto en el mango (32 ) de la pieza de mano (30) y por el cual se escapa el aire después de haber golpeado los álabes (42) de la rueda móvil (38), el conducto de escape (58) comunicando con el cabezal (38) a través de una abertura que se encuentra por lo menos enfrente de la zona en la cual el aire comprimido golpea los álabes (42) de la rueda móvil (38), los medios de inyección del aire comprimido extendiéndose en el interior del conducto de escape (58), la pieza de mano (30) estando caracterizada por que esta abertura rodea completamente los medios de inyección del aire comprimido, los medios de inyección del aire comprimido presentándose bajo la forma de un inserto (46) en el interior del cual está dispuesto un conducto (48) de alimentación del flujo de aire comprimido y por que está conectado a la parte interior de la empuñadura (32) de la pieza de mano (30).
2. Pieza de mano de aire comprimido según la reivindicación 1, caracterizada por que el inserto (46) está dispuesto de modo que el eje central (56) del flujo de aire comprimido (F) se extiende según una dirección tangencial al diámetro exterior (44) de la rueda móvil (38).
3. Pieza de mano de aire comprimido según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el conducto (48) de alimentación del flujo de aire comprimido se compone de un primer y un segundo conducto rectilíneos (52, 54) dispuestos en la prolongación uno del otro, el segundo conducto rectilíneo (54) presentando un eje longitudinal de simetría (56) que se extiende según una dirección tangencial al diámetro exterior (44) de la rueda móvil (38)).
4. Pieza de mano de aire comprimido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el inserto (46) comprende medios para el ajuste de su posición en el interior del mango (32) de la pieza de mano (30).
5. Pieza de mano de aire comprimido según la reivindicación 4, caracterizada por que los medios de ajuste comprenden ya sea un asiento (70) para recibir un tornillo de ajuste (66) ya sean dos planos.
6. Pieza de mano de aire comprimido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que cada uno de los álabes (42) de la turbina (36) se compone de una primera superficie (60) que se extiende desde el diámetro exterior (44) de la rueda móvil (38) y que conduce hasta una segunda superficie (62) que se extiende según un radio (R) de la rueda móvil (38).
7. Pieza de mano de aire comprimido según la reivindicación 6, caracterizado por que la primera superficie (60) se extiende desde el diámetro exterior (44) de la rueda móvil (38) hasta un punto (A) del radio (R) de la rueda móvil (38) a partir del cual se extiende la segunda superficie (62) hasta el diámetro exterior (44) de la rueda móvil (38).
8. Pieza de mano de aire comprimido según la reivindicación 7, caracterizado por que la primera superficie (60) es plana, mientras que la segunda superficie (62) presenta un perfil en arco de círculo tangente al radio (R) de la rueda móvil (38).
9. Pieza de mano de aire comprimido según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que los álabes (42) están asociados en pares de una manera escalonada, cada álabe (42) estando separado del álabe con el que está asociado por una muesca (64) que se extiende en la dirección del flujo de aire comprimido (F), de modo que el flujo de aire comprimido (F) se divide en dos partes iguales (F1) en el momento en el que llega a la muesca (64).
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