MÉTODO Y DISPOSITIVO VENTURI DE VACIO
Campo de la Invención Esta invención se relaciona con un método y dispositivo venturi de vacío. En particular, de acuerdo con una modalidad, la invención se refiere a un dispositivo venturi de vacío que incluye un tapón con una primera abertura, una segunda abertura y una tercera abertura. Los diferentes y múltiples diámetros de estas aberturas en una secuencia conectada en particular dan acomodo a la mejora la cual es el tema de esta invención tal y como se describe completamente de aquí en adelante. El método y dispositivo venturi de vacío de la presente invención mejora de manera importante la eficiencia del flujo de agua desde una boquilla de regadera y similares.
Antecedentes de la Invención Tal y como muestra por las múltiples patentes obtenidas por el solicitante, la necesidad de dispositivos de bajo flujo de agua no ha disminuido con los años. En efecto, la necesidad ha aumentado sustancialmente. El solicitante ha sido instrumental en la creación de válvulas de alta presión y de bajo flujo por muchos años. Como siempre, el objetivo es el de crear un dispositivo que reduzca el consumo de agua y, de este modo, aumente la eficiencia y el ahorro de costos, sin reducir la presión percibida del agua sobre el usuario. El solicitante incorpora por referencia sus invenciones de técnicas anteriores tal y como se representan en las patentes de los estados Unidos de América de América Nos. 5,794,643; 6,182,703 y 6,260,273 por referencia. Si bien estas invenciones representan mejoras significativas sobre la técnica anterior, no obstante, el solicitante ha determinado que se requiere de mejoras adicionales. Es deseable, todavía, para el mecanismo de bajo flujo entregar agua al usuario a una presión tan alta como sea posible de forma que el usuario no perciba una disminución significativa en el flujo del agua. De este modo, existe una necesidad en la técnica de proveer un método y dispositivo venturi de vacío, mejorado, que no incluya partes móviles, que permitan el uso de cabezas de regadera existentes, y el cual provea un efecto venturi útil y poderoso.
Compendio de la Invención El método y dispositivo venturi de vacío de la presente invención incluye, de acuerdo con una modalidad, un tapón con una primera abertura, una segunda abertura y una tercera abertura. La primera abertura está localizada en el tapón de forma que recibe fluido desde una fuente de fluido. La primera abertura tiene un diámetro sencillo uniforme. La segunda abertura en el tapón está conectada a la primera abertura. La segunda abertura tiene un primer diámetro y un segundo diámetro. El primer diámetro es más grande que el segundo diámetro y el segundo diámetro es el mismo que el diámetro sencillo uniforme de la primera abertura. El segundo diámetro de la segunda abertura está conectado a la primera abertura. La tercera abertura está localizada en el tapón y está abierta a la atmósfera. La tercera abertura tiene un primer diámetro y un segundo diámetro. El primer diámetro es mayor que el segundo diámetro y el segundo diámetro es más pequeño que el diámetro sencillo uniforme de la primera abertura. El segundo diámetro de la tercera abertura está conectado a la primera abertura. De acuerdo con otro aspecto de la invención, el primer diámetro de la segunda abertura incluye una sección abocinada más grande, abierta a la atmósfera, a través de la cual pasa el fluido. De acuerdo con otro aspecto de la invención, el primer diámetro de la tercera abertura incluye una sección abocinada más grande que se conecta con el segundo diámetro más pequeño. De acuerdo con otro aspecto, el tapón está removiblemente unido a una tubería de regadera. De acuerdo con un aspecto adicional, el tapón está conformado para ajustarse dentro de la tubería de la regadera y, de acuerdo con otro aspecto, el tapón incluye conexiones para asegurar el tapón a una tubería de regadera y conexiones para asegurar un cabezal de regadera al tapón. De acuerdo con otro aspecto de la invención, el primer diámetro de la segunda abertura es de alrededor de 4.5 mm y el segundo diámetro de la segunda abertura y el diámetro de la primer abertura son de alrededor de 3 mm. De acuerdo con otro aspecto, la sección abocinada más grande de la segunda abertura está en un ángulo de aproximadamente cuarenta y cinco grados y es de aproximadamente cinco mm de profundidad. De acuerdo con otro aspecto, la sección abocinada más grande de la tercera abertura está en un ángulo de aproximadamente cuarenta y cinco grados y es de aproximadamente cinco mm de profundidad. De acuerdo con aún otro aspecto adicional, el
primer diámetro de la tercera abertura es de aproximadamente 2 mm y el segundo diámetro de la tercera abertura es de aproximadamente 1.5 mm. De acuerdo con otra modalidad de la invención, un dispositivo venturi de vacío incluye un tapón de forma cilindrica con una primera abertura, una segunda abertura y una tercera abertura. La primera abertura está localizada en el tapón de forma cilindrica de forma que recibe fluido desde una fuente de fluido. La primera abertura tiene un diámetro sencillo uniforme. La segunda abertura en el tapón de forma cilindrica está conectada a la primera abertura. La segunda abertura tiene un primer diámetro y un segundo diámetro en donde el primer diámetro es más grande que el segundo diámetro y el segundo diámetro es el mismo que el diámetro sencillo uniforme de la primera abertura. El segundo diámetro de la segunda abertura está conectado a la primera abertura. La tercera abertura está localizada en el tapón de forma cilindrica, abierta a la atmósfera, y tiene un primer diámetro y un segundo diámetro. El primer diámetro es mayor que el segundo diámetro y el segundo diámetro es más pequeño que el diámetro sencillo uniforme de la primera abertura. El segundo diámetro de la tercera abertura está conectado a la primera abertura. El primer diámetro de la segunda abertura incluye una sección abocinada más grande, abierta a la atmósfera, a través de la cual pasa el fluido. De acuerdo con otro aspecto de esta invención, el tapón en forma cilindrica está removiblemente unido a la tubería de una regadera. De acuerdo con otro aspecto, el tapón de forma cilindrica está conformado para ajustarse dentro de la tubería de una regadera. De acuerdo con otro aspecto, el tapón de forma cilindrica incluye conexiones para asegurar al tapón de forma cilindrica a una tubería de regadera y conexiones para asegurar una cabeza de regadera al tapón de forma cilindrica. De acuerdo con aspectos adicionales de la invención, el primer diámetro de la segunda abertura es de aproximadamente 4.5 mm y el segundo diámetro de la segunda abertura y el diámetro de la primer abertura son de aproximadamente 3 mm. De acuerdo con otro aspecto, la segunda abertura incluye una sección abocinada mayor que esté en un ángulo de aproximadamente cuarenta y cinco grados y es de aproximadamente cinco mm de profundidad. De acuerdo con otro aspecto de la invención, el primer diámetro de la tercera abertura incluye una sección abocinada mayor que se conecta son el segundo diámetro más pequeño. De acuerdo con otro aspecto, el primer diámetro de la tercera
abertura es de aproximadamente 2 mm y el segundo diámetro de la tercera abertura es de aproximadamente 1.5 mm. De acuerdo con otro aspecto, la sección abocinada más grande de la tercera abertura está en un ángulo de aproximadamente cuarenta y cinco grados y es de aproximadamente cinco mm de profundidad. De acuerdo con otra modalidad de la invención, un método para crear un venturi de vacío con un flujo de líquido incluye los pasos de formar un tapón de forma cilindrica con una primera abertura, una segunda abertura y una tercera abertura. Localizar la primera abertura en el tapón de forma cilindrica de manera que reciba el fluido desde una fuente de fluido. La primera abertura es formada para que tenga un diámetro sencillo uniforme. Conectar la segunda abertura en el tapón de forma cilindrica a la primera abertura. La segunda abertura tiene un primer diámetro y un segundo diámetro. El primer diámetro es mayor que el segundo diámetro y el segundo diámetro es el mismo que el diámetro sencillo uniforme de la primera abertura. El segundo diámetro de la segunda abertura está conectado a la primera abertura. Localizar la tercera abertura en el tapón de forma cilindrica de manera que esté abierta a la atmósfera. La tercera abertura tiene un primer diámetro y un segundo diámetro en donde el primer diámetro es mayor que el segundo diámetro y el segundo diámetro es más pequeño que el diámetro sencillo uniforme de la primera abertura. El segundo diámetro de la tercera abertura está conectado a la primera abertura. Crear una sección abocinada mayor en el primer diámetro de la segunda abertura que esté abierta a la atmósfera y a través de la cual pase fluido. Conectar el tapón de forma cilindrica a una tubería que transporte fluido de forma que el fluido pase a través del tapón de forma cilindrica desde la primera abertura hacia la segunda abertura. De acuerdo con otro aspecto de esta invención, el tapón de forma cilindrica está removiblemente unido a una tubería de regadera. De acuerdo con un aspecto adicional, el primer diámetro de la segunda abertura está formado para ser de aproximadamente 4.5 mm y el segundo diámetro de la segunda abertura y el diámetro de la primera abertura están formados para ser de aproximadamente 3 mm. De acuerdo con otro aspecto, la sección abocinada más grande está formada en un ángulo de aproximadamente cuarenta y cinco grados y es de aproximadamente cinco mm de profundidad. De acuerdo con otro aspecto de la invención el primer diámetro de la tercera abertura incluye una sección abocinada más grande que se conecta con el segundo diámetro más pequeño. De acuerdo con otro aspecto,
el primer diámetro de la tercera abertura está formado para sea de aproximadamente 2 mm y el segundo diámetro de la tercera abertura es de aproximadamente 1.5 mm.
Breve Descripción de los Dibujos Otros objetos, características y ventajas de la presente invención se volverán completamente más claros a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas, las reivindicaciones anexas en los dibujos que la acompañan, en los cuales: La Figura 1 es una vista en sección parcial de una modalidad preferida del dispositivo venturi de vacío de la presente invención; y La Figura 2 es una vista de un corte parcial lateral de una modalidad preferida del dispositivo venturi de vacío de la presente invención con cuerdas de unión en cada extremo.
Descripción Detallada de la Invención Una modalidad de la presente invención es ilustrada a manera de ejemplo en las Figuras 1-2. Con referencia específica a la Figura 1, un dispositivo 10 de venturi de vacío de acuerdo con una modalidad de la presente invención, incluye un tapón 12. El tapón 12 incluye una primera abertura 14, una segunda abertura 16, y una tercer abertura 18. Tal y como se ilustra, la segunda abertura 16 está conectada a la primera abertura 14. La segunda abertura 16 tiene un primer diámetro 20 y un segundo diámetro 22. Tal y como puede verse en la ilustración, el primer diámetro 20 es mayor que el segundo diámetro 22. De acuerdo con un aspecto de la invención, el segundo diámetro 22 es aproximadamente del mismo diámetro que el diámetro sencillo uniforma 24 de la primera abertura 14. De manera similar, la tercera abertura 18 tiene un primer diámetro 21 y un segundo diámetro 23. El primer diámetro 21 de la tercera abertura 18 es, otra vez, mayor que el segundo diámetro 23. De acuerdo con la invención, el segundo diámetro 21 es siempre más pequeño que el diámetro 24 de la primera abertura 14. El segundo diámetro 23 de la tercera abertura está conectado a la primera abertura 14 la cual tiene un diámetro sencillo uniforme 24 tal y como se ilustra. Como se usa aquí, el termino "abertura" incluye la longitud de la abertura en el tapón 12, tal y como se ilustra, y no es solo limitada al principio de la abertura. Las aberturas 14, 16 y 18 tienen una longitud y, de acuerdo con la invención las aberturas 16 y 18 tienen una longitud con cuando menos dos diámetros diferentes en tanto que la primera
abertura 14 tiene un diámetro sencillo uniforme. Deberá entenderse que por "diámetro sencillo uniforme" se quiere decir que una vez elegido el diámetro de la primera abertura 14 no tiene ningún otro cambio de dimensión. Por una variedad de razones, el diámetro inicial escogido de la primera abertura 14 puede variar de uno a cuatro mm de forma que permita fluido dentro del dispositivo con varios gastos de flujo y volúmenes. Por ejemplo, si se desea un gasto de flujo de 3J85 litros por minuto (1.0 galón por minuto (gpm)) una se utilizaría una primera abertura más pequeña 14 que el tamaño para un flujo deseado de 5.67 litros por minuto (1.5 gpm). Todavía refiriéndonos a la Figura 1 , de acuerdo con un aspecto de la invención, la segunda abertura 16 incluye una sección abocinada 26, y preferiblemente, también la tercera abertura 18 incluye una sección abocinada 26. El solicitante ha determinado que las secciones abocinadas 26 son instrumentales en el aumento de la eficiencia general del dispositivo de venturi de vacío 10 al trabajar sincronizadamente para mejorar la fuerza del sello a través del balasto cuando la cámara de vacío es disparada y formada tal y como se discutirá más completamente después. El efecto de ahusamiento (trabajo en sincronía) en ambos extremos del dispositivo en donde el aire está entrando (en la abertura 18) y agua que sale de la segunda abertura 16, crea un vector de evacuación de considerablemente más fuerza de la que de otra forma pudiera lograrse con una entrada en línea recta y salida a través de ambos portales. Esto resulta en un aumento susceptible de medición en la fuerza de vacío en mm HG, tal y como se discute más adelante, a través de la abertura de ingreso de aire, la tercera abertura 18. Este aumento afecta directamente tanto la carga de moléculas de oxígeno dentro del flujo de agua que se mueve, mientras que también provee un impulso a la aceleración linear del flujo de movimiento del agua. La afectación más profunda lograda es el aumento susceptible de medición en la eficiencia de agua que se mueve menos (debido a una proporción estequiométrica de 8: 1 de carga del O2: atmosférico que entra:H2O dado el jalón de vacío incrementado), adicionalmente a más fuerza de entrega (g-cm/sec ). Este es un resultado directo de la configuración del dispositivo de venturi de vacío 10 tal y como se muestra y describe aquí incluyendo las secciones abocinadas 26 en la abertura 18 de entrada de aire y la salida de agua de la segunda abertura 16. Además, las secciones abocinadas 26 permiten que la tercera abertura 18 se localice más cerca de la primera abertura 14.
Además, el venturi de vacío es mostrado localizado en una tubería 28. La tubería 28 está diseñada para entregar fluido 30 en la dirección de la flecha de dirección 32. Típicamente, el fluido 30 es agua y la tubería 28 es una tubería de regadera. Tal y como se ilustra, el tapón 12 está conformado para que sea insertado directamente dentro de la tubería 28 o unido a esta tal y como se describe y discute posteriormente. Como la mayoría de las tuberías son de forma cilindrica, de acuerdo con una modalidad, el tapón 12 es de forma cilindrica también y está conformado para ajustarse precisamente dentro de una tubería 28 de forma tal que ningún fluido se escape por alrededor del tapón 12 y todo el fluido es forzado a través del tapón 12 comenzando en la primer abertura 14. Eso es, el fluido 30 es dirigido hacia la primera abertura 14 la cual recibe fluido 30 dentro del dispositivo de venturi de vacío 10. Obviamente, el tapón 12 puede ser de cualquier forma que ahora se conoce o que se desarrolle posteriormente y que concuerde con las preferencias y necesidades del usuario. Esto es, cualquiera que sea la forma en que esté la tubería 28, el tapón 12 puede estar conformado para acoplarse y o acomodarse y aun funcionar tal y como se describe aquí. La Figura 1 también ilustra que la tercera abertura 18 está abierta directamente a la atmósfera. En el caso en donde el tapón 12 está insertado dentro de la tubería 28, debe proveerse una abertura en la tubería 28 para corresponder con la tercera abertura 18 con el fin de proveer para mantener la abertura a la atmósfera tal y como se requiere por la invención. Así como también se ilustra, la tubería 28 puede extenderse más allá de la longitud del tapón 12 y la segunda abertura 16. En algunos casos una cabeza de regadera (no mostrada) puede ser unida a la tubería 28 más allá de la segunda abertura 16 ya que puede ser adecuada para los propósitos del usuario. En cualquier caso, la segunda abertura 16 con o sin la sección abocinada 26, es la abertura desde la cual el fluido 30 pasa conforme éste pasa a través del tapón 12 en la dirección de la flecha de dirección 32 tal y como se describió previamente. Como tal, entonces, el fluido 30 entra a la primera abertura 14 pasando a través del tapón 12 y sale del tapón 12 en una segunda abertura 16 como se ilustra. Obviamente, cuando una cabeza de regadera está unida al tapón 12 la segunda abertura 16 está "abierta a la atmósfera" indirectamente.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, el primer diámetro 20 de la segunda abertura 16 es de aproximadamente 4.5 mm. Además, de acuerdo con este aspecto de la invención, el segundo diámetro 22 de la segunda abertura 16 y el diámetro sencillo uniforme 24 son de aproximadamente 3.0 mm. De manera similar, el primer diámetro 21 de la tercera abertura 18 es mayor que el segundo diámetro 23 de la tercera abertura 18. Además, el segundo diámetro 23 de la tercera abertura 18 es más pequeño que cualquier diámetro que sea escogido para la primera abertura 14. De acuerdo con un aspecto de la invención, el primer diámetro 21 de la tercera abertura 18 es de 2.0 mm y el segundo diámetro 23 de la tercera abertura es de 1.5 mm y es más pequeño que el diámetro de la primer abertura 14. El solicitante ha determinado que estos diámetros trabajan conjuntamente para producir un efecto venturi extraordinario tal y como se discutirá más completamente en lo que sigue. En cualquier caso, variaciones de estos diámetros particulares tienen cabida dentro del alcance de la presente invención siempre y cuando el arreglo tal como se discute y describe aquí y por medio de las figuras se mantenga de forma tal que el primer diámetro 20 de la segunda abertura 16 sea mayor que el segundo diámetro 22 de la segunda abertura 16 y el primer diámetro 21 de la tercera abertura 18 sea mayor que el segundo diámetro 23 de la tercera abertura 18 y el segundo diámetro 23 sea más pequeño que el diámetro de la primer abertura 14, y las conexiones de las aberturas sean como se describió. Adicionalmente, de acuerdo con un aspecto de la invención, las secciones abocinadas 26 de la segunda abertura 16 y la tercera abertura 18 están en un ángulo de aproximadamente 45 grados como se ilustra. Además la profundidad de las secciones abocinadas 26 es de aproximadamente cinco mm. Otra vez, una variedad de ángulos y profundidades tienen cabida dentro del alcance de la presente invención en tanto que las dimensiones relativas y ubicaciones se mantengan. Refiriéndonos ahora a la Figura 2, se describe una vista en corte parcial lateral de otra modalidad del venturi de vacío 10 de la presente invención. De acuerdo con esta modalidad, el tapón 12 incluye una conexión 34 y una conexión 36. La conexión 34, de acuerdo con un aspecto, es un conjunto de roscas externas y la conexión 36 es un conjunto de roscas internas. En consecuencia, en donde la tubería 28 tiene roscas externas (no mostradas), se utilizan las roscas internas de la conexión 36 para unir el tapón 12 al extremo de la tubería 28. Posteriormente, una cabeza de regadera (no mostrada) puede estar
unida al tapón 12 para el uso de las roscas externas de la conexión 34. Obviamente, cualesquiera conexiones que ahora no se conocen o que se desarrollen después y que sean útiles para la conexión del dispositivo de venturi de vacío 10 de la presente invención están comprendidas dentro del alcance de la presente invención. En la operación, el dispositivo de venturi de vacío 10 está colocado en conjunto con la tubería 28. Esto puede ser por medio de la colocación del tapón 12 internamente dentro de la tubería 28 tal y como se describió anteriormente y proveyendo una abertura para corresponder con la tercer abertura 18 o puede ser por medio de las conexiones 34 y/o 36 por medio de las cuales el venturi de vacío 10 es colocado con relación con la tubería 28. No obstante como sea logrado, una vez en su lugar, que el flujo del fluido 30 está en la dirección de la flecha de dirección 32, tal y como se ilustra, de forma tal que el fluido 30 pasa primero dentro de la primera abertura 14. La primera abertura 14 tiene un diámetro sencillo uniforme 24, una vez elegido. Esto es, diferentes tapones 12 pueden ser construidos con la primera abertura de varios diámetros, aún una vez escogidos, el diámetro de la primera abertura 12 no varia en ningún tapón 12 tal y como se muestra en las figuras. Conforme el fluido 30 pasa dentro de la primera abertura 14, el solicitante ha determinado que una pequeña cantidad de agua, en la naturaleza de aproximadamente 0.001 ml, escapa desde la tercera abertura 18. Esto actúa como un iniciador que hace que el efecto venturi funcione. El solicitante ha determinado que este fenómeno no ocurrirá a menos que exista un "efecto balasto" entre la entrada en la primera abertura 14 y la salida en la segunda abertura 16. Este efecto balasto tiene lugar instantáneamente, en centésimas de segundo, y forma un sello de vacío justo detrás de este. Si el sello de vacío no se forma inmediatamente detrás de este, falla la creación de la condición del efecto venturi y el agua se aleja inmediatamente a través de la tercera abertura 18 a la atmósfera abierta. Es por medio de la combinación de los primeros diámetros 20 y 21 y los segundos diámetros 22 y 23 que el sello de vacío se crea por medio de lo que el solicitante ha identificado como el efecto balasto. Es decir, el efecto balasto es creado por la combinación de las aberturas tal y como se describe con una combinación de diámetros grandes y pequeños. Una vez que el efecto de venturi de vacío es formado, el gradiente de presión parcial cambia de regreso en la dirección de la segunda abertura 16, desde la cual el fluido sale, y la fuerza del vacío se vuelve más fuerte utilizando la fuerza competa del flujo de fluido 30
que corre como su fuente de energía. El solicitante ha determinado que el venturi de vacío 10 de la presente invención ejerce unos -67.56 centímetros (-26.6 pulgadas) de mercurio de de presión de vacío. Esto no ha sido escuchado en la industria haciendo uso solamente de una corriente de fluido 30 que fluye, por ejemplo, agua, como la fuente de energía para producir un vacío de esta magnitud. Previamente la presión más grande que el solicitante fue capaz de crear era de unos -54.35 centímetros (-21.4 pulgadas) de Hg. Esto representa un aumento de más de veinticuatro por ciento en la fuerza total del venturi. Además, esto se traduce directamente en un aumento en la eficiencia por el dispositivo del solicitante de aproximadamente dieciocho por ciento. Esta eficiencia ha sido medida por el solicitante mediante la aplicación de una prueba estándar de volumen de agua en movimiento en contra del tiempo y midiéndola en galones por minuto. En resumen, la presente invención del solicitante ofrece una ventaja considerable en el mejoramiento en el área de la conservación de agua como resultado de su aumento de fuerza en el efecto venturi. A manera de ilustración adicional de la efectividad del efecto venturi de la presente invención, la línea de unión 38 (mostrada con líneas punteadas) puede ser unida a la tercera abertura 18. Cuando se une, la línea de unión 38 crea una succión en el extremo de la línea de unión opuesta no conectada a la tercera abertura 18 (no mostrada) y de este modo una succión a distancia remota desde la tercera abertura 18.