MXPA01005393A - Bomba de engranajes y deposito reemplazable para aspersor de fluido - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo de bomba de engranajes / depósito para un aspersor de fluido, que comprende:una bomba de engranajes impulsada por motor que tiene una superficie de montaje para unir un utensilio de mano y un medio para sellar dicha bomba de engranajes a un depósito de fluido, dicho depósito de fluido en uso se ubica por encima de la bomba de engranajes de manera que una cabeza estática de fluido en dicho depósito mantenga la bomba de engranajes en un estado cebado;una línea de fluido que va desde la bomba de engranajes a una cabeza aspersora, dicha línea de fluido tiene una válvula de retención de descarga ubicada en la misma;y medios para proveer energía y operar dicha bomba de engranajes impulsada por motor de manera que dicha bomba de engranajes provea un flujo continuo de fluido a dicha cabeza aspersora cuando se activan dichos medios, caracterizado porque dicha válvula de retención tiene una presión de agrietamiento mayor que dicha cabeza estática de fluido de manera que el fluido pasa a dicha cabeza aspersora sólo cuando dicha bomba de engranajes opera para incrementar la presión en dicha línea de fluido por encima de dicha presión de agrietamiento,

Description

BOMBA DE ENGRANAJES Y DEPOSITO REEMPLAZABLE PARA ASPERSOR DE FLUIDO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a sistemas de aspersión de fluidos activados eléctricamente, y en particular a aquellos sistemas de aspersión que necesitan aspersiones sin pulsación. De manera más particular, la presente invención se refiere a aspersores de fluido que utilizan bombas de engranaje y depósitos de fluido reemplazables.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se sabe que las bombas aspersoras que necesitan aspersión de fluido continua emplean bombas de engranajes en miniatura para levantar el fluido desde un depósito y desarrollar la presión necesaria para permitir que una cabeza aspersora rompa el fluido lo suficiente para generar una aspersión sin pulsaciones. Cebar dichas bombas puede tomar 10 segundos o más para reemplazar el aire en un tubo de inmersión o línea de suministro con fluido. Pueden llegar a necesitarse partes de precisión costosas para levantar un fluido más de algunos centímetros. Puede ser necesaria una válvula de retención para prevenir el contraflujo al depósito y así evitar la pérdida del cebamiento en la bomba.

Los fluidos que tienen agentes tensioactivos son difíciles de contener sin derramamiento. El goteo en una cabeza aspersora es indeseable en especial. A menudo se utiliza una válvula de retención de inmediato en dirección ascendente de la cabeza aspersora para reducir al máximo el volumen de fluido disponible para goteo en la salida de la cabeza aspersora. Casi siempre, la válvula de retención tiene una presión de agrietamiento o presión de umbral que debe ser excedida antes de que pueda ocurrir el flujo de fluido hacia la cabeza aspersora. La combinación de succión necesaria para el cebamiento de la bomba y el levantamiento del líquido, así como la presión de agrietamiento de descarga, puede ser demasiada para que los supere una bomba de engranajes económica. Lo que es necesario es una simple combinación de bomba de engranajes y depósito que reduzca al máximo la succión necesaria para el cebamiento de la bomba y el levantamiento de fluido, de manera que la bomba exceda una presión de agrietamiento hasta de 0.24 kg/cm2 manométrico. Además, lo que es necesario es una bomba de engranajes de autocebamiento que sea cebada en uno o dos segundos; lo que también es necesario es un depósito de fluido reemplazable que pueda conectarse a una bomba de engranajes de manera simple, incluso en una manera resistente al derramamiento.

BREVE DESCRICPION DE LA INVENCIÓN En una modalidad preferida de la presente invención, una bomba de engranajes y depósito para un aspersor de fluido comprende una bomba de engranajes impulsada por motor que tiene una superficie de montaje para unir un utensilio de mano y un medio para sellar la bomba de engranajes a un depósito de fluido. El depósito de fluido se ubica por encima de la bomba de engranajes, de manera que una cabeza estática de fluido en el depósito conserve la bomba de engranajes en un estado cebado. También se incluye una línea de fluido que va desde la bomba de engranajes a una cabeza aspersora. La línea de fluido tiene una válvula de retención de descarga ubicada en la misma, y la válvula de retención tiene una presión de agitamiento mayor a la cabeza estática de fluido, de manera que el fluido pasa a la cabeza aspersora sólo cuando la bomba de engranajes opera para aumentar la presión en la línea de fluido por encima de la presión de agrietamiento. La bomba de engranajes y el depósito además incluyen medios para proveer energía y operar la bomba de engranajes impulsada por motor, de manera que la bomba de engranajes provee un flujo continuo de fluido a la cabeza aspersora cuando lo requiere el usuario. En otra modalidad preferida de la presente invención, una bomba de engranajes y depósito para un aspersor de fluido comprenden un alojamiento de bomba que tiene una superficie de montaje para unirse a un utensilio de mano y una porción hueca para recibir y sellarse a un depósito de fluido. El alojamiento de la bomba también tiene una cavidad para ubicar un motor de impulso y engranajes en el mismo. La cavidad tiene rebordes en la misma que forman en la misma pasajes de la bomba que incluyen una entrada de bomba y una salida de bomba. La porción hueca tiene una proyección cónica rígida centrada en la misma que tiene un orificio que se extiende en la entrada de bomba. La bomba de engranajes también incluye un motor eléctrico que tiene un alojamiento de motor y una flecha giratoria que se extiende desde el alojamiento del motor. El alojamiento del motor está conectado al alojamiento de la bomba mediante un elemento elástico de sellado contra fluidos. Además, la bomba de engranajes incluye un piñón diferencial montado en la flecha giratoria del motor dentro de la cavidad del alojamiento de la bomba y un engranaje intermedio conectado de manera giratoria dentro de la cavidad para acoplar el piñón diferencial. Los engranajes, junto con los pasajes de la bomba en la cavidad, limitan sustancialmente el contraflujo de fluido entre los dientes de engranajes engranados de los engranajes, y entre los dientes de engranaje y las paredes de la bomba para formar una bomba de engranajes. La salida de bomba está en comunicación de fluido con la bomba de engranajes y tiene una línea de fluido que va desde la salida de bomba a una cabeza aspersora. La línea de fluido tiene una válvula de retención de descarga para reducir al máximo el goteo del fluido en la cabeza aspersora. La válvula de retención tiene una presión de agrietamiento. La bomba de engranajes además incluye un contenedor de fluido montado en la porción hueca del alojamiento de la bomba parar formar un depósito de fluido. El contenedor tiene una válvula de ventilación de aire para permitir que el aire del ambiente reemplace el fluido retirado del depósito, así como una válvula de descarga de fluido. La válvula de descarga de fluido se abre mediante acoplamiento con la proyección cónica dentro de la porción hueca para proveer comunicación de fluido a la entrada de bomba. Además, la bomba de engranajes incluye medios para proveer energía y operar por motor, de manera que la bomba de engranajes provee un flujo continuo de fluido a la cabeza aspersora cuando el usuario lo requiere.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista en sección transversal esquemática de una modalidad preferida de la bomba de engranajes y el depósito para un aspersor de fluido de la presente invención, que describe una porción de un contenedor invertido que tiene un cierre de ajuste y válvulas, un alojamiento de la bomba que tiene una superficie de montaje y está conectada en forma flexible a la cabeza aspersora, y un motor de bomba que tiene un elemento de sellado contra fluido y dos engranajes. La figura 2 es una vista en sección transversal que ilustra el ensamble de los componentes de la figura 1 y una representación esquemática de baterías en un interruptor cerrado en serie para operar la bomba de engranajes para asperjar el fluido desde el contenedor invertido a través de la cabeza aspersora. La figura 3 es una vista inferior del contenedor invertido con el ajuste y el valvulaje de la figura 1, que ilustra una válvula de hendidura normalmente cerrada en el centro del ajuste, que evita que el fluido escape del contenedor. La figura 4 es una vista superior del alojamiento de la bomba de la figura 1 , que muestra una porción hueca para recibir el contenedor invertido y el ajuste, y que ilustra una proyección cónica para abrir la válvula de hendidura cuando el contenedor invertido se inserta en la porción hueca, como se ilustra en la figura 2. La figura 5 es una vista inferior del alojamiento de la bomba de la figura 1 , que muestra una cavidad para recibir un par de engranajes y un motor de impulso para formar la bomba de engranajes. La figura 6 es una vista superior del motor de la bomba de la figura 1 , que muestra el par de engranajes, uno de ios cuales está montado de manera deslizable a la flecha del motor.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Respecto a las figuras 1 y 2, se ilustra una primera modalidad de la bomba de engranajes y el depósito, en general ilustrado en el número 10, que tiene un alojamiento de bomba 12 para un aspersor de fluidos de la presente invención. El alojamiento de la bomba 12 tiene una superficie de montaje 14 para unir la bomba de engranajes y el depósito 10 a un utensilio de mano que tiene un aspersor de fluido. El alojamiento de la bomba 12 tiene una porción hueca 16 que tiene una proyección rígida 18 que de preferencia está centrada y se proyecta dentro del alojamiento 12. La proyección cónica 18 tiene un orificio 20, que tiene comunicación de fluido con una entrada de bomba 22. El alojamiento de la bomba 12 tiene una cavidad 24 para recibir los componentes de la bomba, de preferencia en el lado opuesto del alojamiento 12 desde la porción hueca 16. La cavidad 24 tiene rebordes 26 en la misma que forman pasajes de bomba. Estos pasajes van desde la entrada 22 a través de una porción de bomba a una salida de bomba 28. Una línea de fluido flexible 30 está conectada a la salida de bomba 28, que dirige el fluido desde la salida 28 a una cabeza aspersora 32. Una válvula de retención de descarga 34 se localiza en posición adyacente, y justo en dirección ascendente, a la cabeza aspersora 32. La válvula de retención 34 puede ser una válvula de bola de resorte u otro tipo de válvula de retención conocida comúnmente en la técnica. El propósito de la válvula de retención 34 es limitar el goteo del fluido desde la cabeza aspersora 32. La válvula de retención 34 genera una presión de agrietamiento, de manera que el fluido que entra en la cabeza aspersora 32 tiene energía suficiente para impulsar el fluido a través de la cabeza aspersora 32 y romper el fluido en gotas finas, de preferencia, en un patrón en forma de abanico.

La bomba de engranajes y el depósito 10 también tienen un contenedor de fluido 36 que sirve como un depósito de fluido que va a asperjarse mediante la cabeza aspersora 32. El contenedor 36 tiene un remate 38 al que de preferencia está unido de manera desmontable un cierre 40, pero al que también puede unirse de manera fija. La unión del cierre 40 de preferencia es mediante un sistema de torsión y cierre tipo "bayoneta" comúnmente conocido en la técnica de las botellas. Como alternativa, el cierre 40 puede atornillarse o incluso soldarse en el remate 38. El cierre 40 de preferencia tiene dos orificios 42 y 44. El orificio 42 es un orificio de ventilación de aire que intercepta una ranura 46 y sirve como una trayectoria para que el aire del ambiente llegue al orificio 42, cuando la bomba de engranajes y el depósito 10 están ensamblados por completo. Dentro del orificio 42 está un empaque elastomérico 48 cuya compresión sella el remate 38 al cierre 40. El empaque 48 tiene dos válvulas de hendidura que dan hacia adentro 50 y 52, de preferencia moldeadas como parte del empaque 48. La válvula de hendidura 50 de preferencia es más pequeña que la válvula 52 y sirve como una válvula de ventilación de aire al contenedor de fluido 36 es decir, cuando un fluido 54 es bombeado desde el contenedor 36, el aire del ambiente es1, admitido a través de la válvula de ventilación 50 para reemplazar el fluido 54, de manera que contenedor 36 no se colapsa ni genera un vacío dentro del contenedor 36. El orificio 44 de preferencia está centrado en un cierre 40, de manera que está alineado con una proyección cónica 18. La válvula de hendidura 52 está ubicada directamente detrás del orificio 44, de manera que también está alineada con la proyección cónica 18. La válvula de hendidura 52 sirve como una válvula de descarga de fluido, de manera que el contenedor 36 retiene el fluido 54 hasta que la válvula de descarga de fluido 52 se abre mediante la proyección cónica 18, cuando el contenedor 36 y el cierre 40 se insertan en la porción hueca 16 y se conservan ahí mediante una abrazadera (no ilustrada) en el extremo superior del contenedor 36. La bomba de engranajes y el depósito 10 además incluyen un motor de impulso 56. El motor de impulso 56 es un motor eléctrico de corriente directa, de preferencia que cuenta con energía eléctrica mediante baterías de pila seca (no ilustradas). El motor de impulso 56 tiene un alojamiento de motor 58 y una flecha giratoria 60 que se extiende desde el alojamiento del motor 58. Un piñón diferencial 62 está unido en forma fija o en forma deslizable a la flecha 60 y es impulsado por una flecha 60. Un engranaje intermedio 64 de tamaño y figura similar está unido con el piñón diferencial 62. El engranaje intermedio 64 de preferencia gira con libertad sobre un perno 65 que se extiende desde la cavidad 24 al alojamiento de la bomba 12. Un elemento elástico de sellado contra fluidos 66 está ubicado entre el alojamiento del motor 58 y los engranajes 62 y 64, y forma un sello estático con las paredes de la cavidad del alojamiento de la bomba 24 y un sello dinámico con la flecha giratoria 60, cuando se inserta el motor de impulso 56 en la cavidad 24 para formar la bomba de engranajes. De preferencia, el motor de impulso 56 se mantiene en su sitio dentro de la cavidad 24 mediante dos tornillos (no ilustrados), que están enroscados en los orificios 68 y 70 en el alojamiento del motor 58, como se ilustra en la figura 6. De preferencia, estos tornillos se extienden desde el alojamiento de la bomba 12 a través de los agujeros de paso 72 y 74 ubicados en el mismo, como se ilustra en las figuras 4 y 5, y a través del elemento elástico 66. El motor de impulso 56 tiene dos conexiones eléctricas 76 y 80 que se extienden desde el mismo, a las que de preferencia está conectado en serie un circuito eléctrico que tiene cuatro baterías tamaño AA estándar 82 y un interruptor normalmente abierto 84, operado por el usuario, tal como un botón de presión con resorte. Cuando el interruptor 84 se cierra, como se ilustra en la figura 2, una corriente fluye a través del motor de impulso 56, que gira los engranajes 62 y 64 y genera una presión suficiente para abrir la válvula de retención 34 y hace pasar el fluido a través de la cabeza aspersora 32. El interruptor 84 y las baterías 82 representan un medio para proveer energía y operar la bomba de engranajes y el depósito 10 preferidos. Sin embargo, pueden utilizarse otras alternativas que son ya conocidas en la técnica sin apartarse del propósito de la invención. En una modalidad preferida en particular de esta invención, el contenedor 36 es una botella de 25.4 cm de alto por 6.35 cm de diámetro, soplada por inyección a partir de polietileno de alta densidad. El cierre 40 está moldeado por inyección de polipropileno. El empaque 48 está moldeado por inyección de hule de siiicón, al igual que las válvulas de hendidura 50 y 52. El alojamiento de la bomba 12 está moldeado por inyección de acetal, y la porción hueca 16 aproximadamente tienen una profundidad de 1.27 cm y un diámetro de 3.30 cm. Los engranajes 62 y 64 también están moldeados por inyección de acetal, y de preferencia, son 14 engranajes de dientes que tienen un diámetro de 0.79 cm y un espesor de 0.34 cm. El elemento elástico 66 está moldeado por inyección de hule de etilenpropileno, y al igual que el motor 56, el elemento 66 tiene un diámetro aproximado de 2.54 cm. El elemento 66 tiene un espesor aproximado de 0.76 cm. El motor 56 de preferencia es un motor de corriente directa de 6 voltios, modelo número 53635-4040P-470, fabricado por Sun Motor of Industrial, CO. La flecha 60 tiene un diámetro de 0.22 cm y tiene una sección transversal en forma de "D" que está unida de manera deslizable al engranaje impulsado 62. De preferencia, la flecha 60 gira a aproximadamente 12,000 RPM bajo carga, y los engranajes 62 y 64 producen una velocidad de flujo del fluido 54 de aproximadamente 220 mililitros por minuto a una presión de salida de 1.68 kg/cm2 manométrico. La energía de entrada es de alrededor de 3 vatios. El fluido 54 tiene una viscosidad similar al agua y de preferencia comprende agua y un agente tensioactivo, tal como un solvente de peróxido para trabajo ligero o un solvente con base de alcohol. La cabeza aspersora 32 de preferencia es una boquilla de fluido Bowles, Modelo No. 3164PO27, fabricada por Bowler Fluidics Corporation de Columbia, MO. Aunque las bombas de engranaje pueden levantar fluido desde un contenedor por debajo de ellas, la precisión y la potencia de la bomba de engranaje determina la cabeza de succión disponible. Para reducir al máximo la precisión y la potencia, y por lo tanto el tamaño y el costo, el depósito 36 de la presente invención de preferencia está ubicado directamente por encima de la bomba de engranaje, de manera que una cabeza estática siempre está presente para cebar la bomba, y no se requiere succión. Debido a la cabeza estática continua del depósito 36, la válvula de retención de descarga 34 delante de la cabeza aspersora 32 tiene una presión de agrietamiento mayor a la cabeza estática, de manera que no ocurre ningún derramamiento a través de una bomba inactiva de la cabeza aspersora 32, ya que este derramamiento contribuiría al goteo del fluido desde la cabeza aspersora 32. De preferencia, la presión de agrietamiento es mayor a la cabeza estática hasta el grado que el fluido que pasa a través de la válvula de retención de descarga 34, al operar la bomba, tiene presión suficiente para hacer que la cabeza aspersora 32 produzca una aspersión fina. La proyección cónica 18 y el contacto de la válvula de hendidura entre el contenedor de fluido 36 y la entrada de bomba 22 proveen una trayectoria corta para que el fluido llegue a la bomba desde el depósito. De esta manera, la cabeza estática en el depósito tiene principalmente la altura del fluido en el contenedor 36. La remoción de un contenedor vacío 36 y el reemplazo de un contenedor nuevo 36 ocurren con derramamiento de fluido mínimo, gracias a la entrecara de la proyección cónica 18 y la válvula de hendidura 52. Si bien se han ¡lustrado y descrito las modalidades particulares de esta invención, resultará evidente para los expertos en la técnica que pueden realizarse diversos cambios y modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención, y se tiene el propósito de abarcar en las reivindicaciones anexas todas las modificaciones que están dentro del alcance de la invención.

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un dispositivo de bomba de engranajes/depósito para un aspersor de fluido, que comprende: una bomba de engranaje impulsada por motor que tiene una superficie de montaje para unir un utensilio de mano y un medio para sellar dicha bomba de engranajes a un depósito de fluido, el depósito de fluido ubicado por encima de la bomba de engranajes, de manera que una cabeza estática de fluido en el depósito conserva dicha bomba de engranajes en un estado cebado; una línea de fluido que va desde la bomba de engranajes a una cabeza aspersora, la línea de fluido tiene una válvula de retención de descarga ubicada en la misma, la válvula de retención tiene una presión de agrietamiento mayor a la cabeza estática de fluido, de manera que el fluido pasa a dicha cabeza aspersora sólo cuando la bomba de engranajes opera para incrementar la presión en la línea de fluido por encima de la presión de agrietamiento; y un medio para proveer energía y operar la bomba de engranajes impulsada por motor, de manera que la bomba de engranajes provee un flujo continuo de fluido a la cabeza aspersora cuando se activa dicho medio.

2.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la presión de agrietamiento varía de 0.4 kg/cm2 manométrico a 0.35 kg/cm2 manométrico.

3.- El dispositivo de bomba de engranajes/depósito para un aspersor de fluido, que comprende: un alojamiento de la bomba que tiene una superficie de montaje para unir a un utensilio de mano y una porción hueca para recibir y sellar a la misma un depósito de fluido, dicho alojamiento de la bomba también tiene una cavidad para ubicar un motor de impulso y engranajes en la misma, la cavidad tiene rebordes en la misma que forman pasajes de bomba que incluyen una entrada de bomba y una salida de bomba, dicha porción hueca tiene una proyección en la misma, la proyección tiene un orificio a través de la misma que se extiende en dicha entrada de bomba; un motor eléctrico que tiene un alojamiento de motor y una flecha giratoria que se extiende desde el mismo, el alojamiento del motor conectado al alojamiento de la bomba mediante un elemento elástico de sellado contra fluidos ubicado entre los mismos; un piñón diferencial montado en dicha flecha giratoria del motor dentro de la cavidad del alojamiento de la bomba; un engranaje intermedio conectado de manera giratoria dentro de la cavidad para acoplar el piñón diferencial, los engranajes junto con los pasajes de la bomba en dicha cavidad limitan sustancialmente el fluido entre los dientes de engranajes engranados de dichos engranajes para formar una bomba de engranajes, dicha salida de bomba está en comunicación de fluido con la bomba de engranajes, una línea de fluido que va desde la salida de bomba a una cabeza aspersora, la línea de fluido tiene una válvula de retención de descarga ubicada en la misma para reducir al máximo el goteo del fluido en dicha cabeza aspersora, la válvula de retención tiene una presión de agrietamiento; un contenedor de fluido montado en dicha porción hueca del alojamiento de la bomba para formar un depósito de fluido, el contenedor tiene una válvula de ventilación de aire para permitir que el aire del ambiente reemplace el fluido retirado del depósito y una válvula de descarga de fluido, misma que está abierta mediante acoplamiento con dicha proyección dentro de la porción hueca para proveer comunicación de fluido a la entrada de bomba; y un medio para proveer energía y operar el motor, de manera que la bomba de engranajes provee un flujo continuo de fluido a la cabeza aspersora cuando lo requiera el usuario.

4.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque la presión de agrietamiento varía de 0.04 kg/cm2 manométrico a 0.35 kg/cm2 manométrico.

5.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el motor es un motor de corriente directa y el medio para proveer energía son cuatro baterías tamaño AA conectadas por cables a dicho motor en serie con un interruptor de encendido/apagado, dicho medio para operar el motor se controla en forma manual.

6.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el contenedor de fluido puede reemplazarse en la porción hueca del alojamiento de la bomba.

7.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el contenedor de fluido está ubicado por encima de la bomba de engranajes, de manera que una cabeza estática de fluido en el depósito mantiene la bomba de engranajes en un estado cebado.

8.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque la presión de agrietamiento de la válvula de retención de descarga excede la cabeza estática de fluido en el depósito.

9.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque la proyección es cónica.

10.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque la proyección es rígida o centrada dentro de la porción hueca.