PL359129A1 - Głowica dozująca o zmiennym wydalaniu przeznaczona dla dozownika odkształcalnego - Google Patents

Description

T-60271/IR {? 359129 i PCT/USO1/18818 Głowica dozująca o zmiennym wydalaniu przeznaczona dla dozownika odkształcalnego

Przedmiotem wynalazku jest głowica dozująca o zmiennym wydalaniu przeznaczona dla dozownika odkształcalnego. Głowice dozujące stosowane są dla dozownika, w którym zwiększanie ciśnienia odbywa się poprzez ściśnięcie boków pojemnika. Bardziej szczegółowo, wynalazek dotyczy głowicy dozującej, w której miesza się powietrze i ciecz, by wytworzyć drobno rozpylany strumień, i w której gęstość rozpylanego strumienia może być zmieniana.

Pomimo, że różne rodzaje rozpylaczy o odkształcalnych butelkach stosuje się od wielu lat, takie rozpylacze były w dużej mierze przez długi okres czasu zastępowane przez puszkowe ciśnieniowe zespoły dozujące. Jeden rozpylacz o odkształcalnej butelce, który został zastosowany jako substytut dla puszek ciśnieniowych, opisany jest w opisach patentowych US 5 183 186 i 5 318 205. Opisy te przedstawiają rozpylacz o odkształcalnej butelce, w którym korytarz powietrzny i korytarz produktu (mianowicie materiału płynnego) spotykają się w zbieżnej komorze mieszania. W urządzeniu według tego wynalazku, zbieżność komory mieszania kieruje przepływ powietrza pod kątem do przepływu cieczy, powodując turbulencje cieczy w komorze mieszania. Turbulencje te powodują rozdrobnienie cieczy i dokładne wymieszanie jej z powietrzem. W rezultacie, rozpylany drobny strumień jest wydalany przez otwór wylotowy.

Jedną z właściwości obecnych rozpylaczy, takich jak opisane w powołanych opisach US 5 183 186 i 5 318 205, jest to, że ilość i gęstość rozpylanego strumienia jest niezmienna. Innymi słowy, obecne rozpylacze mają tylko otwartą pozycję, w której dozowana jest niezmienna gęstość rozpylanego strumienia, i pozycję zamkniętą, w której nie zachodzi rozpylanie.

Stosownie do tego, celem wynalazku jest dostarczenie dozującego urządzenia rozpylającego dla zastosowania z nieciśnieniowym pojemnikiem, takim jak odkształcalna butelka, które umożliwia zróżnicowanie gęstości rozpylanego strumienia.

Kolejnym celem wynalazku jest dostarczenie zaworu, który zapobiega przenikaniu powietrza do wewnętrznych korytarzy dozownika.

Zgodnie z wynalazkiem, dozownik rozpylacza zaprojektowany jest z zanurzoną rurką, która może rozciągać się w pojemniku, takim jak odkształcalna butelka utrzymująca pewną ilość cieczy. Góra zanurzonej rurki połączona jest z zespołem zaworu kulkowego, którego kulka po prostu spoczywa na górze przewodu o ograniczonej średnicy. Obrotowy zawór posiada korytarz powietrzny i korytarz produktu. Korytarz powietrzny w dozowniku rozpylacza może łączyć wnętrze butelki z komorą mieszania dozownika. Osobny korytarz produktu prowadzi od góry zaworu kulkowego do komory mieszania, i jest skierowany w kierunku rozpryskowego otworu wylotowego w -3 - komorze mieszania. Korytarz powietrzny jest pierścieniowym korytarzem, który jest współśrodkowo umieszczony wokół części korytarza produktu prowadzącego do komory mieszania. Gdy zawór jest obracany, zmienia się komunikacja pomiędzy korytarzem powietrznym i korytarzem produktu oraz wnętrzem poj emnika.

Gdy butelka jest ściskana, podczas gdy obrotowy zawór jest otwarty, powstałe ciśnienie wytworzy siły, które popchną powietrze do komory mieszania i ciecz wypełni zanurzoną rurkę. Ciecz spowoduje wypchnięcie kulki otwierając przejście i skieruje się w kierunku komory mieszania. Jednocześnie, przez pierścieniowy korytarz powietrzny przepychane jest powietrze. Strumień powietrza zbiega się i zderza z rdzeniem strumienia cieczy, gdy odchyli się przez zbieżne ściany komory mieszania. Spowoduje to rozpylenie cieczy i przez otwór wylotowy zostanie wydalony delikatny rozprysk.

Gdy ciśnienie w butelce zmniejszy się, kulka ponownie opadnie na przewód o ograniczonej średnicy, przez co zatrzyma produkt w zanurzonej rurce. A zatem, produkt będzie utrzymywany w zanurzonej rurce na wysokim poziomie, powyżej poziomu cieczy w butelce, gotowy do następnego cyklu odkształcania butelki. W ten sposób, wyeliminowane jest opóźnienie, które zazwyczaj występuje przed rozpylaniem.

Korytarz produktu jest utworzony w zaworze, który umieszczony jest w korpusie dozownika rozpylacza. Korzystnie, zawór może być wykonany jako zawór obrotowy, który otwiera i zamyka korytarze powietrzny i produktu. Gdy zawór znajduje się w pozycji zamkniętej, oba korytarze, produktu i powietrzny, są całkowicie zamknięte od wewnętrznej strony odkształcalnej butelki, w ten sposób zapobiegając wejściu -4 - powietrza do wnętrza odkształcalnej butelki. Zamknięcie korytarzy zmniejsza zatem potencjalne wysychanie płynnego produktu znajdującego się w odkształcalnej butelce.

Zawór jest wykonany tak, że, gdy zawór zostanie obrócony od pozycji zamkniętej do pozycji całkowicie otwartej, komunikacja, pomiędzy wnętrzem pojemnika i korytarzami, będzie zmieniać się. W ten sposób, gęstość rozpylania może być zróżnicowana.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig.l przedstawia przekrój podłużny rozpylającej głowicy dozującej według niniejszego wynalazku, fig.2 przedstawia w widoku z boku rozpylającą głowicę dozującą według niniejszego wynalazku, fig. 3 przedstawia w widoku z góry rozpylającą głowicę dozującą według niniejszego wynalazku, fig.4 przedstawia perspektywiczny widok zaworu według niniejszego wynalazku, fig.5 przedstawia zawór w widoku z przodu, fig.6 przedstawia zawór w widoku z boku, i fig.7 przedstawia rozwinięcie wyciętych powierzchni zaworu wlotowego.

Fig.l przedstawia przekrój podłużny rozpylającej głowicy dozującej według niniejszego wynalazku. Obudowa 2_ rozpylającego urządzenia dozującego przystosowana jest do zamocowania na szczycie szyjki 4 butelki 6 w dowolny sposób znany znawcom tej dziedziny techniki. Obudowa rozpylającego urządzenia dozującego posiada przewód 8 do przyjmowania zanurzonej rurki 10.

Przewód ograniczający 12_ zaworu kulkowego 14_ przyjmuje górne zakończenie zanurzonej rurki ICk Przewód ograniczający 12 styka się z zanurzoną rurką 1_0, tak, by umożliwić przejście przez niego płynu. Wewnętrzna średnica przewodu -5- ograniczającego 12 jest mniejsza od średnicy kulki 16_ zaworu kulkowego 14, tak, że kulka 16_ po prostu spoczywa na szczycie przewodu ograniczającego 12^. Gdy kulka 16_ znajduje się w tej pozycji, zawór kulkowy 14 jest zamknięty, tak, że górne zakończenie zanurzonej rurki 10 jest również zamknięte. Wewnętrzna średnica pozostałej części zaworu kulkowego 14 jest większa od średnicy kulki 16_. W ten sposób, kulka 16 może swobodnie poruszać się ku górze w wyniku ruchu ku górze znajdującego się w zanurzonej rurce płynu, by otworzyć zawór kulkowy 14. Górna część zaworu kulkowego Γ4 przyjmuje współosiowo umieszczoną rurkę zasilającą 18, która umożliwia przejście płynu od przewodu ograniczającego 12^ przez obudowę 2_. Rurka zasilająca 18 ma średnicę, która jest zasadniczo taka sama jak pozostała część zaworu kulkowego 14. Słupek 70 umieszczony jest w poprzek na górze rurki zasilającej 18, i może być ustawiony w dowolnym kierunku. Kulka 16 może zatem swobodnie poruszać się ku górze, by otworzyć zawór kulkowy 14. Ponieważ średnica rurki zasilającej jest większa od średnicy kulki, produkt może swobodnie opływać kulkę.

Dla uproszczenia konstrukcji, rurka zasilająca ]J3 stanowi rozszerzenie ściany 22_ obudowy 2. Rurka zasilająca 1J3 ściany 22^ może kontaktować się z korytarzem produktu 24_ w zaworze 2£ przez otwór wylotowy produktu 2_8, gdy zawór 26^ znajduje się w pozycji otwartej. Ściana 22^ jest również zaprojektowana z otworem powietrznym 3j), który kontaktuje się z pierścieniowym korytarzem powietrznym 32_. Jak pokazano na fig.l, pierścieniowy korytarz powietrzny 32^ określony jest jako przestrzeń pomiędzy wewnętrzną powierzchnią zewnętrznej ściany 60^ zaworu 2£ i zewnętrzną powierzchnią wewnętrznej -6- ściany 6£ zaworu £6, tak, że jest on współśrodkowo umieszczony wokół części korytarza produktu ££, który prowadzi do powietrznego korytarza wirowego 3£ w poziomym osiowym kierunku. Zawór £6 jest obrotowy we wnęce pomiędzy ścianami ££, £6 obudowy £ dozownika rozpylacza.

Zbieżne odcinki £8, £0 tarczy 4£ określają wnękę pomiędzy nimi, która nazywa się komorą mieszania 44. Zbieżne odcinki £8, £0 mogą tworzyć stożek. Część korytarza produktu 24 prowadzi do komory mieszania 44 w zasadniczo poziomym kierunku. Pierścieniowy korytarz powietrzny ££ jest współśrodkowo umieszczony wokół części korytarza produktu 24, który prowadzi do komory mieszania 44 w kierunku poziomym. Zbieżne odcinki £8, £0 kończą się przed rozpryskowym otworem wylotowym ££ komory mieszania 44.

Tarcza £2 i zawór £6 umieszczone są we wnęce pomiędzy ścianami £2, £6 zaworu obudowy £. Tarcza i zawór są zwymiarowane tak, że rozszerzona część £8 tarczy £2 wpasowana jest w zawór. Klapka zatrzaskowa 50 utworzona jest przez zewnętrzną ścianę £0 zaworu i współpracuje z wycięciem 5£ w tarczy £2, tak, że gdy tarcza jest obracana, zawór również się obraca. Kołnierz 5£ na obudowie rozpylacza powstrzymuje tarczę £2 i zawór £6 przed wypadnięciem z obudowy zaworu. Kołnierz 5£ jest zwymiarowany tak, że tarcza i zawór mogą być zamontowane poprzez przepchnięcie ich przez kołnierz. Obwód 56 tarczy jest żłobkowany, by umożliwić łatwiejsze uchwycenie przez użytkownika.

Zawór £6 obraca się wokół swojej podłużnej osi pomiędzy pozycją silnego rozpylania i pozycją całkowicie zamkniętą. Pozycja pośrednia zapewnia lekkie rozpylanie. Jak pokazano na fig.4-7, zawór £6 posiada zewnętrzną ścianę 60 przyłączoną do - 7 - wewnętrznej ściany 62 poprzez żebra 64_. Zewnętrzna ściana 60 zaworu posiada wyprofilowane wycięcie regulacyjne produktu 66. Wewnętrzna ściana 62 zaworu posiada wyprofilowane wycięcie regulacyjne powietrza 6£J. Przez obrót zaworu 26, ściany 60_, 62^ zaworu 26^ mniej lub bardziej zatykają otwór powietrzny 30^ i otwór wylotowy produktu 2EL W pozycji całkowicie zamkniętej, wewnętrzna i zewnętrzna ściana nie są wycięte. W rezultacie, korytarz produktu 24 jest całkowicie zatkany od strony rurki zasilającej jL8, a korytarz powietrzny 32 jest całkowicie zatkany od strony otworu powietrznego 30. Gdy zawór jest obracany, wycięcia 6£, <58 w ścianach 6JD, 62 zaworu umożliwiają kontakt pomiędzy rurką zasilającą 18 i korytarzem produktu 28 oraz pomiędzy otworem powietrznym 30 i korytarzem powietrznym 32^. Poprzez dalszy obrót, wycięcie regulacyjne produktu 66 w zewnętrznej ścianie 60 zaworu 26 odsłoni bardziej otwór wylotowy produktu 2_8, w ten sposób umożliwiając większą komunikację pomiędzy korytarzem produktu 24 i zanurzoną rurką 10. Jednocześnie, wycięcie regulacyjne powietrza <68 jest tak ukształtowane, że wewnętrzna ściana 62^ bardziej przysłania otwór powietrzny ^0' ograniczając komunikację pomiędzy wnętrzem odkształcanej butelki 6 i korytarzem powietrznym Ύλ_· Zgodnie z tym, rozpylany w tej pozycji strumień będzie bardziej gęsty. Gdy zawór 26_ jest obrócony, w przybliżeniu do połowy pomiędzy pozycją silnego rozpylania i całkowicie zamkniętą pozycją, otwory, powietrzny i produktu, znajdują się w pozycji zaznaczonej przerywanymi liniami na fig.7, zapewniając lekkie rozpylanie. Wycięcia w ścianach zaworu mogą być modyfikowane, by zapewnić, w zależności od zastosowania, lżejsze lub silniejsze rozpylanie, gdy zawór jest obracany. Zawór może być wycięty -8- tak, że będzie dozowany tylko strumień płynu - mianowicie będzie przepływał tylko produkt bez przepływu powietrza.

Działanie rozpylającego urządzenia dozującego według wynalazku przy zastosowaniu odkształcalnej butelki, będzie teraz objaśnione przez opisanie drogi przejścia płynu i powietrza. Podczas ściskania butelki 6 ciśnienie wewnątrz butelki wzrasta popychając płyn do szyjki 4 z zanurzonej rurki bO. Płyn jest pchany przez przewód ograniczający 12_ i wypycha kulkę 16_ powyżej przewodu 8, w ten sposób otwierając zawór kulkowy 14. Płyn następnie przepływa swobodnie wpływając do rurki zasilającej _18 w kierunku korytarza produktu 24. Z korytarza 24 strumień płynu jest wtryskiwany do komory mieszania 4_4 w kierunku poziomym do rozpryskowego otworu wylotowego 46_. Jak to widać na fig.l, korytarz produktu 24^ komunikuje się z komorą mieszania 4_4 w miejscu, które znajduje się bezpośrednio po przeciwnej stronie rozpryskowego otworu wylotowego 46.

Po ściśnięciu butelki, wzrost ciśnienia również pcha powietrze znajdujące się powyżej poziomu płynu w butelce przez otwór powietrzny 3JD do pierścieniowego korytarza 32. Jak to widać, odległość, którą musi pokonać powietrze, by dotrzeć do komory mieszania 44, jest mniejsza niż odległość, którą musi przebyć płyn, a zatem płyn nie dochodzi do komory mieszania przed powietrzem. W ten sposób, zapewnione jest, że płyn miesza się z powietrzem przed wyjściem z otworu wylotowego 46.

Pierścieniowy korytarz powietrzny prowadzi do komory mieszania 44 w kierunku poziomym i komunikuje się z komorą mieszania 44 w miejscu, które jest bezpośrednio przeciwległe do zbieżnych lub stożkowych odcinków _38, £0 komory mieszania. -9-

Zbieżne odcinki 3_8, 4£ kierują pierścieniowy strumień powietrza z korytarza 32 pod kątem ostrym w odniesieniu do kąta prostego do środkowego poziomego strumienia cieczy z korytarza 2Λ. A zatem, pierścieniowy strumień powietrza zbiega się i zderza na rdzeniu strumienia cieczy w punkcie w pobliżu rozpryskowego otworu wylotowego 46. Ciecz jest narażona na znaczne turbulencje, które rozdrabniają strumień i dokładnie mieszają go z powietrzem. Rezultat jest taki, że z otworu wylotowego 4j5 wydalany jest delikatny rozprysk, który jest okrągły i symetryczny, gdzie kropelki rozprowadzane są jako symetryczne cząsteczki.

Gdy nacisk na pojemnik zostanie usunięty, to powróci on do swojego oryginalnego kształtu wciągając zewnętrzne powietrze do pojemnika przez otwór wylotowy 46. Wciągnięcie powietrza przez otwór wylotowy 46 oczyszcza otwór wylotowy i komorę mieszania 44 po każdym cyklu odkształcania, co zapobiega zatykaniu się otworu wylotowego. Taka samo-czyszcząca właściwość wynalazku jest szczególnie korzystna w przypadku stosowania produktów lepkich, gdzie zatykanie występuje najczęściej.

Odjęcie nacisku powoduje również opadnięcie cieczy w rurce zasilającej 1J3, na skutek czego kulka 16 opada, w ten sposób zamykając górę przewodu ograniczającego 12_. Oczywiste jest, że zamknięcie przewodu 12^ przez kulkę 16, zatrzyma ciecz w rurce zasilającej 18. A zatem, podczas następnego cyklu odkształcania, produkt będzie znajdował się już na wysokim poziomie w zanurzonej rurce, tak, że upłynie mniej czasu przed wykonaniem rozpylenia. W ten sposób, niniejszy wynalazek osiąga prawie natychmiastowe rozpylanie bez potrzeby zwiększania ciśnienia w pojemniku. -10- W powyższym opisie, wynalazek został opisany w odniesieniu do jego szczególnych przykładów wykonania. Jednakże, będzie oczywistym, że mogą być w nim wykonane różne modyfikacje i zmiany bez wykraczania poza istotę i zakres wynalazku, które zostały ustanowione w załączonych zastrzeżeniach patentowych. Specyfikacja i figury rysunku ilustrują a nie ograniczają wynalazek.

Claims (10)

1. 359129 ή Ο T-60271/IR PCT/US01/18818 Zastrzeżenia patentowe 1. Rozpylacz o odkształcalnej butelce, który działa na skutek ściskania butelki, by wepchnąć ciecz do zanurzonej rurki i, by wydalić rozpylony strumień cieczy-powietrza przez rozpryskowy otwór wylotowy, znamienny tym, że składa się z odkształcalnej butelki zawierającej ciecz i powietrze powyżej cieczy, zanurzonej rurki znajdującej się w wymienionej objętości cieczy, korpusu rozpylacza mieszczącego zbiornik zaworu, posiadający zawór, zbieżny odcinek wyznaczający w nim komorę mieszania, zbieżny odcinek zbieżny w kierunku rozpryskowego otworu wylotowego, który jest określony przez zawór w końcowym punkcie zbieżnego odcinka; gdzie zawór wyznacza korytarz cieczy przez połączenie zanurzonej rurki z komorą mieszania w otwartej pozycji zaworu, gdzie co najmniej część korytarza cieczy umieszczona jest w kierunku rozpryskowego otworu wylotowego i ma wzdłużną oś określoną przez wymienioną część i wymieniony rozpryskowy otwór wylotowy, gdzie zawór posiada wycięcie regulacyjne płynu i wycięcie regulacyjne powietrza, gdzie wycięcie regulacyjne płynu reguluje komunikację pomiędzy zanurzoną rurką i korytarzem produktu, gdzie wycięcie regulacyjne powietrza reguluje komunikację pomiędzy wnętrzem butelki i korytarzem -2 - powietrznym, gdzie zawór i korytarz cieczy są selektywnie obracalne wokół wymienionej wzdłużnej osi pomiędzy pozycją zamkniętą, w której komora mieszania jest odłączona od zanurzonej rurki, a pozycją otwartą, w której komora mieszania jest połączona z zanurzoną rurką, a ponadto składa się z korytarza powietrznego umieszczonego współśrodkowo wokół wymienionej części korytarza cieczy, gdzie korytarz powietrzny łączy wnętrze butelki zawierającej wymienioną objętość powietrza z komorą mieszania, i korytarz powietrzny komunikuje się z komorą mieszania w miejscu bezpośrednio przeciwległym do zbieżnego odcinka korpusu rozpylacza; gdzie komora mieszania jest odłączona od wnętrza butelki w zamkniętej części zaworu, i wycięcie regulacyjne powietrza reguluje komunikację pomiędzy wnętrzem butelki i korytarzem powietrznym, gdzie po działaniu rozpylacza o odkształcalnej butelce, strumień powietrza z korytarza powietrznego będzie odchylany przez zbieżny odcinek korpusu rozpylacza, by zbiec się i zderzyć z rdzeniem strumienia cieczy z korytarza cieczy w komorze mieszania, by rozpylić strumień cieczy.
2. 2. Rozpylacz według zastrz.l, znamienny tym, że ponadto zawiera tarczę połączoną z zaworem, tak, że obracają się zgodnie.
3. 3. Rozpylacz według zastrz.l, znamienny tym, że butelka posiada szyjkę z kołnierzem utrzymującym, i korpus rozpylacza jest przystosowany do współpracy z kołnierzem utrzymującym, by przymocować korpus rozpylacza do butelki.
4. 4. Rozpylacz według zastrz.l, znamienny tym, że ponadto zawiera zawór kulkowy dla komunikacji płynu z zanurzoną rurką i korytarzem cieczy, gdzie zawór kulkowy utrzymuje ciecz w zanurzonej rurce na poziomie wyższym niż poziom cieczy w butelce przy aktywowaniu pojemnika.
5. 5. Rozpylacz według zastrz.l, znamienny tym, że zawór jest obracany od pozycji całkowicie zamkniętej do pozycji całkowicie otwartej, gdzie wycięcie regulacyjne płynu jest ukształtowane tak, że umożliwiona jest większa komunikacja pomiędzy zanurzoną rurką i korytarzem produktu.
6. 6. Głowica dozująca dla rozpylacza o odkształcalnej butelce, znamienna tym, że zawiera obudowę rozpylacza z określoną w niej wnęką, z otworem powietrznym i otworem płynu określonymi przez wymienioną obudowę, zawór umieszczony we wnęce, gdzie zawór wyznacza korytarz powietrzny, korytarz cieczy, komorę mieszania i otwór wylotowy, gdzie zawór jest obracany pomiędzy pozycją otwartą a pozycją zamkniętą, gdzie zawór posiada część wyciętą, gdzie korytarz cieczy komunikuje się z komorą mieszania i z otworem cieczy w otwartej pozycji dyszy rozpylającej, gdzie korytarz powietrzny komunikuje się z komorą mieszania i z otworem powietrznym w otwartej pozycji dyszy rozpylającej, gdzie część wycięta zaworu reguluje komunikację pomiędzy otworem powietrznym i korytarzem powietrznym oraz pomiędzy otworem cieczy i korytarzem cieczy.
7. 7. Głowica według zastrz.6, znamienna tym, że ponadto posiada środki do utrzymywania płynu w zanurzonej rurce na poziomie wyższym niż poziom cieczy w pojemniku po deaktywacji pojemnika.
8. 8. Głowica według zastrz.6, znamienna tym, że środkiem utrzymującym ciecz w zanurzonej rurce jest zawór kulkowy.
9. 9. Głowica według zastrz.6, znamienna tym, że wycięciami są wycięcie regulacyjne płynu i wycięcie regulacyjne powietrza. -4-
10. 10. Głowica według zastrz.9, znamienna tym, że wycięcie regulacyjne płynu ukształtowane jest tak, że zapewnia większą komunikację pomiędzy otworem cieczy i korytarzem cieczy, gdy zawór jest obrócony od pozycji zamkniętej do pozycji silniejszego rozpylania.