PT501725E - Pulverizacao de liquidos - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

PULVERIZAÇÃO DE LÍQUIDOS A presente invenção refere-se à pulverização electrostática de líquidos de uma maneira tal que o líquido é inicialmente projectado a partir de uma cabeça de pulverização sob a forma de um ligamento que seguidamente se cinde em pequenas gotículas sob a influência de forças Colombicas de modo a produzir uma pulverização atomizada. A Pulverização electrostática deste tipo é bem conhecida e encontra-se, por exemplo, descrita na nossa anterior Patente do Reino Unido n21 569 707.

Na pulverização de ligamento do tipo convencional está amplamente reconhecido que a resistividade dos líquidos tem uma importância vital para assegurar a atomização de um modo satisfatório e que as substâncias aquosas e os outros líquidos que apresentam uma resistividade relativamente baixa se tornam cada vez menos adequados para serem usados na forma de pulverização por ligamento pois a resistividade baixa para valores inferiores a 1 x 107ohm cm.

Embora não se encontre a ela limitada, a presente invenção está particuiarmente vocacionada para a pulverização de líquidos de resistividade relativamente baixa, como sejam líquidos à base de álcool de misturas de líquidos à base de água e à base de álcool habitualmente usados em produtos de higiene pessoal como sejam os desodorizantes, os anti-transpirantes, os perfumes a as lacas para o cabelo. No passado, muitos produtos com estas categorias têm sido comercializados como produtos de aerossol em que um propulsor é usado para provocar a atomização do líquido em pequenas gotículas que apresentam, habitualmente, um diâmetro inferior a 50 micrones.

Contudo, devido aos problemas ambientais que se são actuaimente perceptíveis e que se encontram associados com os propulsores habitualmente usados nos aerossóis, tem sido dedicada atenção para os métodos alternativos de distribuição de líquidos de cuidados pessoais. A pulverização electrostática proporciona uma técnica alternativa mas, quando o ingrediente a ser distribuído se encontra combinado com um transportador à base de água ou à base de álcool (ou outro líquido de resistividade relativamente baixa), o bom senso comum sugere que, com velocidades de fluxo práticas (habitualmente de vários cc/ min), tais transportadores não irão permitir a dispersão do produto sob a forma de 1 pequenas gotas com um tamanho comparável ao tamanho que se consegue obter com pulverizadores de aerossol. A Patente EP - A - 152 446 revela um dispositivo para a pulverização electrostática de líquidos aquosos e explica que, por razões que não se encontram totalmente entendidas, a atomização satisfatória das formulações aquosas pode ser conseguida somente a velocidades de fluxo que sejam indesejavelmente baixas para muitas finalidades e a formação ligamentária não seja obtida com líquidos aquosos. A Patente EP - A -152 446 propõe a utilização de um conjunto de eléctrodo de agulha de descarga em forma de coroa na vizinhança de uma ponte de pulverização incluindo um tubo de metal estreito com um diâmetro de 400 micrones, em que a disposição é tal que o conjunto de eléctrodo se encontra disposto de um modo simétrico em torno do líquido emergente e produz iões que bombardeiam o líquido de forma a que o líquido assume uma forma ligamentária estável. É afirmado que a forma de realização ilustrada produz pequenas gotas com um diâmetro médio de volume de entre 10 e 50 micrones. Para produtos de higiene pessoal e outros produtos semelhantes de uso doméstico, é considerado como indesejável a localização do conjunto de eléctrodos de agulha na vizinhança da saída do dispositivo tanto de um ponto de vista estético como em termos de um potencial risco electrostático. A Patente EP - A - 0 258 016 revela um sistema de pulverização electrostática em que as agulhas capilares recebem líquido de um reservatório, sendo aplicado um potencial eléctrico às agulhas de modo a fazer com que o liquido seja pulverizado a partir das mesmas. As velocidades de pulverização atingidas por intermédio deste sistema são extremamente baixas, sendo da ordem dos microlítros por hora. A Patente WO - A - 85/ 00761 revela um aparelho para a pulverização electrostática de líquidos compreendendo uma cabeça de pulverização metálica que pode ser trocada por um potencial mais elevado e um conjunto de eléctrodos com pontas aguçadas, estando cada um deles orientado radialmente para a corrente de líquido que emerge da cabeça de pulverização, fazendo com que o líquido assuma uma forma ligamentária antes da atomização.

De acordo com um aspecto da presente invenção é proporcionado um dispositivo de pulverização electrostática de modo de ligamento destinado a ser usado na pulverização de líquidos com uma resistividade inferior a cerca de 1 x 107 Ω cm e superior a cerca de 1 2 χ 104 Ωαη, compreendendo uma cabeça de pulverização possuindo um orifício, meios para fornecer o referido líquido à cabeça de pulverização para a descarga através do orifício como se fosse um jacto, e meios para aplicar um elevado potencial eléctrico ã cabeia de pulverização de modo a que o líquido fornecido à cabeça de pulverização seja projectado a partir do orifício sob a influência de forças electrostáticas, sendo a disposição tal que a velocidade de saída do líquido do orifício e o gradiente potencial da vizinhança imediata do orifício façam a ligação entre o jacto de líquido que se encontra a ser descarregado de modo a formar um ligamento possuindo uma dimensão em corte transversal substancialmente inferior à dimensão do orifício, em que a dimensão do referido orifício não é superior a 350 micrones.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção é proporcionado um processo para a pulverização de um modo electrostático de um líquido que tem uma resistividade inferior a cerca.de 1 χ 107 Ω cm e superior a cerca de 1 χ 104 Ω cm, compreendendo o fornecimento do referido líquido a uma cabeça de pulverização para descarga sob a forma de um jacto através de um orifício da cabeça de pulverização, em que o orifício tem uma dimensão não superior a 350 micrones, aplicando um potencial eléctrico elevado de forma a que o líquido fornecido à cabeça de pulverização seja projectado a partir do orifício sob a influência de forças electrostáticas, e controlando a velocidade de saída do líquido desde o orifício e o gradiente potencial na vizinhança imediata do orifício de tal modo que seja efectuado o estrangulamento do jacto de líquido que se encontra a ser descarregado de modo a formar um ligamento com uma secção em corte transversal substancialmente inferior às dimensões do orifício.

De preferência, a resistividade do líquido encontra-se entre cerca de 1 χ 105 e 5 χ 106 ohm cm.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção é fornecido um dispositivo de pulverização electrostática em modo de ligamento destinado a ser usado na pulverização de líquidos, compreendendo uma cabeça de pulverização que define um orifício, meios para fornecer o referido líquido à cabeça de pulverização por forma a fazer a sua descarga através do orifício, e meios para aplicar um potencial elevado à cabeça de pulverização de modo a que o líquido fornecido à cabeça de pulverização seja projectado a partir do orifício principalmente sob a influência das forças electrostáticas, caracterizado por, de modo a efectuar a pulverização ligamentária dos líquidos que possuem uma 3 resistividade inferior a cerca de 1 x 107 Ω cm e superior a cerca de 1 x 104 Ω cm, de um tal modo que o estrangulamento do liquido de descarga tem lugar de modo a formar um ligamento que apresenta uma dimensão em corte transversal substancialmente inferior à dimensão do orifício: (a) pelo menos a parte da cabeça de pulverização que define o orifício é de um material isolante eléctrico; (b) o diâmetro do orifício não é superior a 350 micrones; e (c) a disposição é tal que a velocidade de saída do líquido do orifício se encontra situada entre 0,30 e 2,7 m seg'1.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é fornecido um processo para pulverizar líquido de um modo electrostático possuindo uma resistividade inferior a cerca de 1 x 107 Ωαη, compreendendo o fornecimento do referido líquido a uma cabeça de pulverização para a descarga através de um orifício da cabeça de pulverização, em que o orifício apresenta um diâmetro não superior a 350 micrones e que é formado numa parte isolada electricamente da cabeça de pulverização, e aplicando um potencial eléctrico elevado de modo a que o líquido fornecido à cabeça de pulverização seja projectado desde o orifício como um ligamento de um modo preponderante sob a influência de forças electrostáticas, em que o líquido é fornecido ao orifício de modo a que a velocidade de saída do líquido a partir do orifício seja entre 0,30 e 2,7 m seg'1 pelo que o ligamento sofre o estrangulamento até uma dimensão substancialmente inferior à dimensão em corte transversal do orifício.

Quando o líquido a ser pulverizado tem uma polarização moderada, isto é, tem uma polarização inferior à da água ou a uma mistura aquosa, apresenta uma resistividade entre 1 x 106 e 1 x 107 ohm cm, a geometria da cabeça pode ser convencional pois pode apresentar um rebordo com um raio bastante agudo e/ ou uma configuração pronunciadamente angular. Quando o liquido é, ou contém, um componente polar como seja a água e apresenta uma resistividade inferior a 1 x 106 ohm cm, pode ser ainda possível usar uma geometria de cabeça de pulverização convencional mas, à medida que a resistividade efectiva descresce (que no caso da água não apresenta uma correlação linear com a voltagem aplicada), o encaixe da descarga da coroa tende a reduzir o gradiente potencial disponível na vizinhança imediata do orifício até que não se encontre assegurado o estrangulamento substancial do ligamento. Contudo, modificando o 4 gradiente potencial na vizinhança imediata do orifício por intermédio de medidas não convencionais conforme se encontra explicado mais adiante, é possível assegurar o estrangulamento do ligamento com líquidos que apresentam valores de resistividade tão baixos como 1 x 104 ohm cm.

Normalmente, caso o líquido seja projectado como um jacto, o mesmo estará submetido a uma cisão hidráulica em pequenas gotas de modo a que o ligamento se cinde de forma a produzir pequenas gotas que possuem um diâmetro que é de cerca de 1,9 vezes o diâmetro do jacto. De acordo com a invenção, e quando a mesma se aplica de uma forma geral, o ligamento é submetido a um estrangulamento sendo o resultado de que as pequenas gotas são produzidas com um diâmetro de volume mediano substancialmente inferior ao que seria obtido com um simples jacto hidráulico descarregado desde o orifício. De preferência, a extensão do estrangulamento é tal que as pequenas gotas produzidas apresentam um diâmetro de volume mediano substancialmente inferior à dimensão do orifício.

Da forma aqui usada, o termo “diâmetro de volume mediano” define-se como o diâmetro das pequenas gotas de modo a que 50 % do volume das gotas não é superior ao referido diâmetro e os 50 % restantes do volume das pequenas gotas é superior a tal diâmetro.

De preferência, a disposição é tal que o diâmetro de volume mediano não é superior a 150 micrones e, mais preferêncialmente, não é superior a 100 micrones.

De preferência, pelo menos a parte da cabeça de pulverização que define o orifício é feita de um material que é isolante eléctrico.

Descobrimos, de um modo inesperado, que através do controlo dos parâmetros acima mencionados, e desde que a resistividade do líquido se encontre dentro das amplitudes especificadas, é possível obter uma formação de ligamentos semelhante à que é apresentada por líquidos de elevada resistividade que são caracterizados pelo facto de o líquido ser empurrado para o interior de um “cone de Taylor” a partir do qual emerge como um ligamento estável possuindo um diâmetro em corte transversal muito inferior à dimensão do orifício a partir do qual é emitido o líquido. Deste modo, é possível obter gotas de menores dimensões do que as gotas que seriam obtidas usando líquidos com valores de resistividade dentro da amplitude especificada. 5

De acordo com a presente invenção a dimensão do orifício não é superior a 350 micrones, sendo de preferência entre 125 e 250 a 300 micrones. O potencial aplicado tem, de preferência, uma polaridade positiva pois os potenciais negativos têm maior possibilidade de provocar descargas da coroa o que, de um modo geral, não é desejável. Habitualmente, o potencial aplicado será de, pelo menos, 5 kV e, tipicamente, de entre 10 e 20 kV mas pode ser superior a 20kV, em especial no caso de líquidos que apresentam valores de resistividade que tendem para a extremidade inferior das amplitudes acima especificadas. A velocidade do fluxo do líquido a partir do orifício é de preferência de até 8 cm3 / min e, mais preferêncialmente, de entre 1 e 4 cm3 / min. A pressão aplicada ao líquido durante a entrada no orifício será geralmente inferior de modo a que se consigam obter velocidades de saída adequadas no orifício. A pressão aplicada irá depender da viscosidade do líquido pois a velocidade de saída para uma dada pressão irá estar dependente da viscosidade. Para líquidos como sejam a água e o etanol, a pressão aplicada está habitualmente situada entre 3,4 e 34,5 k Pa e, de preferência, entre 6,9 e 20,7 k Pa. A presente invenção pode concretizar-se sob a forma de um dispositivo no qual a aplicação de pressão para a determinação da velocidade de saída do líquido do orifício deriva do esforço aplicado pelo utilizador, caso em que se encontram presentes meios para o esforço de transacção aplicado pelo utilizador para uma pressão previamente determinada ou uma pressão dentro de uma determinada amplitude de modo a que, independentemente do esforço aplicado pelo utilizador, a velocidade de saída do líquido encontra-se dentro da amplitude definida mais abaixo.

Numa forma de realização da presente invenção, o dispositivo é adequado para ser usado como dispositivo portátil e inclui um membro que é operável pelo utilizador que controla o funcionamento dos meios de aplicação da pressão de modo a aplicar pressão ao líquido armazenado no interior do compartimento do dispositivo. O recipiente pode ter paredes flexíveis pelo que a pressão é aplicada ao líquido por intermédio da aplicação de compressão no recipiente e os meios de aplicação de pressão incluem, de um modo prático, uma almofada de material resiliente deformavel por intermédio do qual a força 6 derivada do funcionamento do referido membro que é operado pelo utilizador é aplicada ao recipiente de paredes flexíveis, sendo a característica dessa almofada o facto de a força eer traduzida numa pressão dentro de uma amplitude desejada.

De um modo geral, a velocidade de saída (velocidade linear) para o líquido que é descarregado do orifício não será superior a cerca de 2,7 m seg'1 e não será inferior a cerca de 0,30 m (de preferência 0,35) seg'1. De preferência, a velocidade de saída não é superior a 2,1 m seg'1 e de preferência não é inferior a 0,40 m seg'1. Na prática, as velocidade efectivas de saída necessárias para se conseguir uma pulverização satisfatória irão depender do tipo do líquido a ser pulverizado e, em especial, do ponto até o qual o líquido apresenta tendência para humedecer a superfície do bocal que envolve imediatamente o orifício. Os líquidos que apresentam uma maior tendência para humedecer a superfície irão habitualmente necessitar de uma velocidade de saída mais elevada do que os líquidos com uma baixa tendência de humedecimento.

Mais especificamente, a invenção pode ser realizada num dispositivo para a pulverização, de um modo electrostático, de fluidos, compreendendo um compartimento para receber um recipiente do tipo que funciona de modo a distribuir o seu conteúdo como resposta à sua compressão, um bocal a partir do qual o fluido se destina a ser pulverizado durante a utilização, meios para comprimir o recipiente de modo a transportar o fluido até ao bocal, e meios de elevada voltagem destinados a aplicar um potencial electrostático ao fluido de modo a que o fluido saia do dispositivo sob a forma de uma pulverização dotada de uma carga electrostática em que os referidos meios de compressão compreendem um membro que é deslocavel pelo utilizador e meios para a deslocação de translação não linear para uma força compressiva de forma a que o líquido seja descarregado do bocal a uma velocidade de saída compreendida entre 0,3 e 2,7 m seg'1 (de preferência entre 0,4 e 2,1 m seg'1), em que o membro deslocavel pelo utilizador apresenta uma amplitude operacional previamente determinada de deslocação de pulverização, sendo a disposição tal que os meios de translação servem para produzir uma força compressiva suficiente para que se consiga obter uma velocidade de saída em que a referida velocidade de saída possa variar de um modo independente da deslocação do referido membro dentro da sua amplitude operacional.

De preferência, o líquido entra através do bocal através de uma passagem que apresenta uma secção a montante e que tem uma secção em corte transversal de grandes 7 dimensões e uma secção a jusante de secção em corte transversal de menores dimensões, sendo o orifício definido pela referida secção a jusante e em que a secção a jusante apresenta uma relação aparente (isto é, entre o comprimento e o diâmetro) de menos de 10 : 1, e de um modo mais preferêncial, de menos de 5 : 1. Deste modo, a diminuição da pressão através do bocal pode ser mantida a um nível relativamente baixo, o que pode ser vantajoso quando o líquido se destina a ser distribuído a partir de um recipiente de paredes flexíveis como seja um saco por intermédio de pressão resultante do esforço aplicado pelo utilizador no funcionamento do dispositivo.

Quando necessário, o controlo do gradiente potencial na vizinhança do orifício pode ser conseguido mediante a formação adequada da estrutura do bocal que define o orifício de descarga. Em particular com líquidos que apresentam uma resistividade algo inferior a 1 x 106 ohm cm, torna-se importante atenuar o gradiente potencial na vizinhança imediata do orifício de modo a proporcionar um potencial gradiente para promover o estrangulamento dos ligamentos líquidos produzidos pelo orifício reduzindo em simultâneo os gradientes muito pronunciados que se encontram normalmente associados com pontas de bocal aguçadas que, com líquidos de baixa resistividade como os usados na presente invenção iriam, em caso contrário, dar origem à descarga pela coroa do jacto de líquido. Uma tal atenuação pode ser conseguida por intermédio de uma concepção adequada da geometria do bocal el ou por intermédio de um eléctrodo de ajuste do campo ou de outros meios equivalentes localizados de um modo adjacente ao orifício do bocal de modo a desenvolver um potencial que tem a mesma polaridade do que é aplicado ao líquido. Tais meios equivalentes podem, por exemplo, apresentar-se sob a forma de um gargalo, de uma arruela ou de outra formação projectada composta por um material isolante térmico e localizada de tal forma que se desenvolve um potencial como resultado da carga que se acumula sobre ele como resultado das descargas da coroa que têm, inevitavelmente, lugar durante o funcionamento do dispositivo, tendo um tal acréscimo de potencial a mesma polaridade da que é aplicada ao líquido.

Quando um gargalo, uma arruela ou outra formação projectada é usada para atenuar o gradiente de potencial na vizinhança do orifício, a mesma pode ser ajustada de modo a permitir que o gradiente potencial seja optimizado de acordo com a relatividade do líquido a ser pulverizado. 8

Em bocais de concepção convencional destinados a dispositivos de pulverização convencionais, a geometria do bocal tende a usar arestas aguçadas ou arestas com rebordos agudos na vizinhança imediata do orifício de descarga para que se intensifique o campo eléctrico. Por outro lado, em especial quando são pulverizados líquidos com baixa resistividade, isto é, líquidos que apresentam valores de resistividade inferior a 1 x 104 ohm cm, os bocais de concepção adequada para a utilização na presente invenção tendem a evitar os efeitos locais de intensificação do campo e, de modo a conseguir a atenuação do gradiente potencial para as finalidades da presente invenção, a geometria do bocal pode ser em degrau de modo a que a(s) superfície(s) que se encontram na vizinhança imediata do orifício de descarga seja(m) plana(s) ou apresente(m) um raio de curvatura pouco profundo e se prolongue(m) de um modo geralmente paralelo ou no mesmo plano do orifício.

Um bocal com uma configuração adequada, quer baseada na geometria do bocal quer no uso de um gargalo de uma arruela ou de uma outra formação projectada, irá atenuar o gradiente locai potencial ao orifício de modo a que, quando o orifício se encontra orientado para a pulverização numa direcção perpendicular ao campo gravitadonal, se o dispositivo for posto em funcionamento com uma voltagem aplicada de até 25 kV com um líquido que apresente uma resistividade da ordem dos 8 x 105 ohm cm e uma velocidade de 1 m seg'1 descarregado através de um orifício de 125 micrones de diâmetro, irá produzir um ligamento com um diâmetro não superior a 50 % do diâmetro do orifício. A invenção será agora descrita de uma forma meramente exemplificativa, sendo feita referência aos desenhos anexos nos quais: A Figura 1 ó uma vista em diagrama de um bocal de pulverização electrostático convencionai;

As Figuras 2, 3 e 4 são vista similares à da Figura 1 mas ilustrando configurações do bocal de acordo com a invenção; A Figura 5 é uma outra configuração do bocal empregando um gargalo ou uma arruela de modo a atenuar de um modo local o gradiente potencial do orifício de descarga do bocal; 9 A Figura 6 é uma vista em corte longitudinal e em diagrama de um dispositivo de pulverização electrostática incorporando um bocal de acordo com a presente invenção; A Figura 7 é uma vista em diagrama ilustrando o princípio de funcionamento de uma forma do dispositivo de acordo com a presente invenção; A Figura 8 é um gráfico esquemático da pressão em comparação com a deformação para os materiais adequados para proporcionar a distribuição com uma velocidade de saída dentro dos limites desejáveis; A Figura 9 ilustra de um modo esquemático uma outra forma de dispositivo de pulverização electrostática de acordo com a presente invenção; e

As Figuras 10A e 10B ilustram em perspectiva um componente do dispositivo ilustrado na Figura 9.

Fazendo referência à Figura 1, encontra-se nela ilustrada uma concepção convencional do bocal 10 destinado a ser usado em dispositivos de pulverização electrostática do tipo em que é produzida a pulverização ligamentária do campo eléctrico induzido. O bocal pode ser de um material isolante eléctrico como seja um material plástico (por exemplo ABS, polipropileno, polietiieno, polícloreto de vinilo, acrílico, policarbonato ou acetal). Quando o liquido a ser pulverizado é muito isolante a resistividade do material do bocal pode ser menos resistiva de modo a actuar como um resistor em paralelo com a resistência apresentada pelo líquido de modo a evitar a diminuição indevida da elevada voltagem aplicada ao bocal.

Uma voltagem elevada, habitualmente superior a 10 kV é aplicada por intermédio de um gerador HT 20 à extremidade 12 do bocal, quer através do próprio líquido quer através de um condutor (não ilustrado) que pode estar embutido no interior da parede interna do bocal de modo a que entra em contacto com o líquido quando este dá entrada no orifício do bocal proveniente de um reservatório 21. Habitualmente, o objectivo é intensificar o campo eléctrico entre a ponta do bocal e a terra enquanto se mantém a descarga da coroa. Isto é implementado proporcionando uma orla muito aguda na ponta 12 a qual define o orifício de descarga 14 do bocal e concebendo o bocal com uma configuração 10

angular pronunciada. Em formas de concepção convencionais, o orifício do bocal apresenta habitualmente um diâmetro de 600 micrones. O líquido dá entrada no bocal por intermédio de quaisquer meios adequados a uma pressão relativamente baixa, de modo a proporcionar uma velocidade de fluxo de, por exemplo, 2 cm3 / min, em que o líquido chega à ponta 12 do bocal a uma pressão baixa que não é suficiente para provocar qualquer atomização significativa, sendo a atomização predominantemente provocada como um resultado da pulverização ligamentária do campo eléctrico induzido do líquido seguido da cisão do ligamento em pequenas gotas.

Na prática, o funcionamento eficaz de um tal bocal usando velocidades de fluxo de líquido convencionais (isto é, de pelo menos 2 cm3 / min) exige que a pulverização de líquido tenha uma resistividade de pelo menos 1 x 107 ohm cm, o que exclui líquidos com uns resistividade inferior como certos produtos aquosos, o álcool e líquidos aquosos/ à base de álcool que são habitualmente usados em produtos de higiene pessoal. Os líquidos com uma resistividade inferior a este valor podem ser atomizados por pulverização ligamentária mas as velocidades de fluxo ultra-baixas tem de ser usadas, por exemplo de 0,1 cm3 / min. Caso se tente usar uma concepção de bocal convencional com líquidos de baixa resistividade, como a resistividade pode ser reduzida para valores abaixo de 1 x 107 ohm cm, o pulverizado torna-se polidisperso, consistindo por uma mistura de gotas grossas e muito finas e pode mesmo entornar-se ou pingar a partir do bocal. À medida que a resistividade diminui ainda mais, o pulverizado degrada-se ainda mais até que ocorra a descarga de líquido a partir da própria coroa até um ponto tal que o gradiente potencial disponível para a atomização se torna totalmente ineficaz.

Descobrimos que a pulverização ligamentária eficaz de líquidos de resistividade inferior pode, dentro de certos limites, ser assegurada em particular com líquidos que apresentam valores de resistividade inferiores a 1 x 107 ohm cm, mas superiores a 1 x 104 ohm cm, permitindo deste modo a atomização eficaz de água destilada e dos álcoois inferiores, etanol e metanol. Ao contrário do senso comum relativamente à concepção de bocais, um bocal adequado para ser usado em certos aspectos da presente invenção não recorre à utilização de uma orla com um rebordo apresentando um grande raio ou uma configuração muito angular. 11

Fazendo referência à Figura 2, pode observar-se uma forma do bocal 10a que pode ser usada para a pulverização ligamentária de líquidos de resistividade inferior e apresenta uma configuração em degrau em que o orifício 14a está formado no interior de uma parede terminal 30 plana do bocal. Deste modo, o orifício 14a encontra-se envolvido por uma superfície alongada (habitualmente com 8 mm de diâmetro) que é geralmente paralela ou coplanar com o plano do orifício. O efeito da superfície alongada é atenuar o gradiente potencial na vizinhança imediata do orifício.

Quando um bocal como o descrito é usado num dispositivo de pulverização ligamentária que relativamente aos outros aspectos é convencional, em que o líquido de baixa resistividade é fornecido a velocidades de fluxo convencionais, por exemplo, de vários cm3 / min, descobriu-se que foi obtida a formação de ligamentos por campo eléctrico induzido e que os ligamentos se estrangulavam a uma curta distância após o orifício para um diâmetro algo inferior ao diâmetro do orifício. O ligamento resultante separou-se de seguida de modo a formar gotas com um diâmetro médio de gota substancialmente inferior ao que se poderia obter com um ligamento que apresentasse o mesmo diâmetro do orifício.

Quando a velocidade de fluxo do líquido na direcção do orifício fosse reduzida para um valor inferior a 1 cm3 / min, a pulverização ligamentária satisfatória cessava e o líquido somente humedecia a superfície inferior do bocal e espichava e pingava de um modo de sobrecarga electrostática aleatória a partir do ponto mais baixo do bocal. Quando a velocidade de fluxo aumentou para um valor superior a 8 cm3 / min, descobriu-se que o liquido se pulverizava como um ligamento essencialmente devido à velocidade de fluxo superior, não se verificando estrangulamento e as gotas que se formavam a seguir à cisão tinham um tamanho 1,9 vezes superior ao diâmetro do orifício. A Figura 3 ilustra uma modificação em que a superfície que envolve o orifício 14b se alonga ainda mais do que na forma de realização da Figura 2 encaixando o bocal 10b num disco isolante 32, feito, por exemplo, de um material plástico, apresentando uma superfície substancialmente nivelada com a parede terminal 30b. Usando as mesmas dimensões que foram anteriormente especificadas para o bocal da Figura 2, e usando um disco 32 com um diâmetro de 30 mm, descobriu-se que o bocal 14b dava origem a resultados semelhantes aos da Figura 2. 12 A Figura 4 ilustra uma outra configuração de bocal em que o bocal tem uma configuração em degrau. Neste caso, a superfície terminal 30c do bocal 10c tem uma configuração curvilínea possuindo um raio de curvatura relativamente elevado de modo a proporcionar uma superfície alongada em torno do orifício 14c que tem o efeito de atenuar o gradiente potencial na vizinhança imediata do orifício. A Figura 5 ilustra uma forma de realização alternativa em que o bocal 10d apresenta um gargalo que se projecta radialmente ou uma arruela 34 que circunda o orifício 14d do bocal. O gargalo 34 é composto por um material isolante electricamente, como seja um material plástico adequado, e durante o funcionamento do dispositivo acumula carga como resultado das pequenas descargas da coroa que inevitavelmente ocorrem desde o bocal e como tal acumulam um potencial da mesma polaridade da voltagem que é aplicada ao líquido na ponta do bocal. O potencial prevalecente no gargalo 34 é eficaz para atenuar o gradiente potencial na vizinhança imediata do orifício 14d.

Em experiências que recorreram à utilização da configuração de bocal usada na Figura 2, a água com uma resistividade de cerca de 2 x 10s ohm cm revelou produzir uma pulverização atomizada satisfatória a partir de um orifício com um diâmetro de 250 micrones para velocidades de fluxo de 1,15 (0,39 m/ seg) e 2,3 cm3 / min (0,73 m/ seg), sendo o diâmetro de volume mediano para estas velocidades de fluxo da ordem de entre 30 e 45 micrones respectivamente, a uma HT aplicada de 24 kV e a extremidade do bocal em forma de bocal tem 6 mm de diâmetro. Do mesmo modo, usando a configuração de bocal que se encontra ilustrada na Figura 3, eram obtidas pulverizações com uma atomizaçâo satisfatória em que o diâmetro de volume médio das gotas era da ordem dos 35,50 e 85 micrones para velocidades de fluxo de 1,15 cm3 / min (0,39 m / seg), 2,3 cm3 / min (0,78 m / seg) e 5,72 cm3 / min (1,94 m / seg), com um orifício de 250 micrones de diâmetro, uma superfície terminal de bocal de 6 mm de diâmetro, um disco envolvente (32) de 30 mm de diâmetro e água possuindo uma resistividade de cerca de 5,35 x 105 ohm cm.

Uma diferença notável entre os bocais das Figuras 2 e 3 foi o consumo da corrente durante a pulverização em que a configuração do bocal com a superfície terminal mais alongada (isto é, a da Figura 3) consumia substancialmente menos corrente do que a Figura 2 quando usado para pulverizar água. 13

Fazendo referência à Figura 6, esta ilustra um bocal do tipo que se encontra ilustrado na Figura 2 incorporado num dispositivo adequado para o uso enquanto dispositivo portátil e para ser usado na distribuição de artigos de cuidados pessoais usando um líquido em que os ingredientes activos são dispersos ou dissolvidos num transportador que pode ser aquoso, um álcool ou uma combinação de ambos, em que o referido líquido apresenta uma resistividade inferior a 1 x 107 ohm cm. O dispositivo compreende um compartimento 50 incluindo uma tampa 52 removível, que pode ser colocada por encaixe de pressão, por encaixe de baioneta ou por encaixe através de rosca. O compartimento 50 serve para acolher um recipiente 54 destinado ao líquido que irá ser disperso, sendo o recipiente substituível quando o seu conteúdo se encontra exausto por intermédio da remoção da tampa 50. Várias formas de recipiente podem ser usadas e, neste caso, o recipiente apresenta-se sob a forma de uma designada embalagem de barreira em que o líquido se encontra retido no interior de uma embalagem de folha de metal 56 e pressurizado por um fluido propulsor no interior do espaço entre o saco 56 e o recipiente 54. O fluido propulsor está em todos os momentos retido no interior do recipiente, isto é, não é descarregado com o líquido a ser distribuído. O recipiente 54 encontra-se fechado por um conjunto de válvula 58 através do qual o conteúdo do saco é descarregado quando a válvula se encontra aberta. A válvula 58 é do tipo das usadas em recipientes de aerossol e a sua abertura e o seu fecho é efectuado através da deslocação axial da válvula na direcção do recipiente, estando presentes meios de mola de modo a enviesar a válvula para a sua posição fechada. A deslocação da válvula 58 na direcção do recipiente 54 abre a válvula de modo a permitir que o propulsor descarregue o líquido do saco 56 para o interior de uma passagem 60 no bocal 10 de material isolante electricamente que é montado no conjunto de válvula 58. A passagem 60 termina num orifício estreito 14 que forma o orifício de bocal e que limita ainda a velocidade de fluxo do líquido, habitualmente de 2 ou 3 cm3 / mln, de modo a que o liquido chegue ao orifício de bocal com uma pressão muito baixa que, por si, é insuficiente para provocar qualquer atomização eficaz do líquido. O líquido dá entrada no conjunto de válvula 58 através de um tubo de mergulho 59 que actua como um limitador de fluxo de modo a ajudar a limitar a pressão do líquido que é fornecido ao orifício do bocal dentro dos limites desejados que sejam concordantes com a velocidade de saída requerida. O orifício de bocal 14 proporciona ainda uma queda de pressão mas, para tornar mais fácil o fabrico, a disposição é tal que o tubo de mergulho 59 proporciona a maior parte de queda de pressão de modo a que a relação aparente (do comprimento 14 relativamente ao diâmetro) da passagem 14 do orifício pode ser mantida a um valor baixo, por exemplo, inferior a 4:1.

Uma voltagem elevada, habitualmente da ordem de entre 10 e 25 kV é aplicada ao líquido antes da descarga do orifício do bocal por intermédio de um gerador HT 64 que é alimentado por uma bateria 66, sendo tanto o gerador como a bateria acomodados dentro do compartimento 50. A elevada voltagem de saida do gerador é aplicada ao líquido através do recipiente 54 que pode ser feito de metal (ou, se for um material isolante pode incorporar uma faixa de material condutor que leva ao conjunto de válvula) e através do conjunto de válvula 58. O circuito de alimentação da bateria para o gerador inclui um comutador 68 que funciona por acção do operador e que é empurrado para uma posição aberta pela mola 70, em que o comutador inclui uma manga 72 que é acolhido de um modo deslizante numa abertura existente no compartimento. Quando o utilizador carrega no comutador 68, fecha-se o circuito de modo a dar energia ao gerador e, adicionalmente, proporciona um circuito de retorno à terra através do utilizador e empurra uma alavanca 74 em torno de um ponto de articulação 76 de modo a deslocar o recipiente 54 na direcção da tampa 52. O bocal 10 inclui uma cabeça de ataque 78 que, com tal deslocação do recipiente, entra em contacto com a superfície terminal interna da tampa 52 de modo a que a deslocação contínua do recipiente provoca a depressão do conjunto de válvula para proporcionar o fornecimento de líquido ao orifício do bocal. Meios de mola (que podem ser constituídos pela mola associada com a válvula 58 ou por uma mola desconhecida separada) encontram-se dispostos de modo a fazer o retorno de vários componentes para as posições ilustradas quando o comutador 68 ó libertado. O bocal 10 apresenta uma superfície terminal em degrau como a da Figura 2 de modo a que a atenuação resultante do gradiente potencial na vizinhança imediata do orifício do bocal, em conjunto com a velocidade de saída do líquido, produz o estrangulamento do ligamento líquido descarregado do bocal sob a influência do campo eléctrico criado pelo gerador. O ligamento cinde-se de seguida de modo a produzir pequenas gotas com um diâmetro médio de volume algo inferior ao diâmetro do orifício 14.

Fazendo agora referência à Figura 7, encontra-se ilustrado um dispositivo portátil de pulverização electrostática no qual a pressão para efectuar a distribuição do líquido ao bocal deriva de um esforço aplicado pela mão do utilizador. Conforme ilustrado, o dispositivo apresenta-se sob a forma de um compartimento 80 com forma de êmbolo 15 possuindo uma pega 82 e uma porção de corpo principal 84 de formato geralmente cilíndrico. A porção de corpo principal 84 está encaixada com uma tampa amovível 186 que serve de encaixe a uma peça 88 do bocal a partir da qual o líquido é pulverizado electroestáticamente durante a utilização. Embora se encontre ilustrado como tendo uma configuração angular, a peça 88 do bocal está elaborada com uma superfície terminal em degrau como a que foi anteriormente descrita. A tampa 186 fecha a extremidade aberta da cavidade que acolhe o recipiente 130 de líquido sob a forma de um saco de paredes flexíveis localizado entre uma almofada de espuma resiliente 114 adjacente a uma parede terminal fixa 140 da tampa 186 e uma almofada 146 de material deformavel de um modo resiliente deformavel transportado por um prato móvel 142 de impulsão que se encontra montado de um modo deslizante no interior da cavidade estando ligado a um êmbolo 91 deslizante dentro da porção de corpo principal 84. Meios de mola (não ilustrados) encontram-se presentes de modo a enviesar o embolo para a posição ilustrada em que a almofada 146 não é comprimida ou que seja comprimida somente até um certo ponto. O embolo 91 é constituído por um gerador HT destinado a produzir uma fonte de energia de baixa voltagem, uma voltagem elevada adequada para efectuar a pulverização electrostática. O gerador tem um polo 92 de alta voltagem ligado à saída 166 do saco 130 por uma ficha flexível 94. A fonte de baixa voltagem compreende um conjunto de bateria 96 albergado na porção de pega 82. Uma ligação à terra para o circuito é fornecida através de um resistor 98 e por um ponto de contacto 100 que se encontra exposto para entrar em contacto com a mão do utilizador. O funcionamento do dispositivo é controlado por um gatilho 102 articulado no ponto 103 e possuindo uma porção de carne 104 disposta para se apoiar de encontro à extremidade adjacente do embolo/ gerador 9 de forma a que, quando o gatilho é apertado, o embolo se desloca para a esquerda da forma que pode ser vista na Figura 7, movendo assim a placa de impulsão 142 e comprimindo o saco 130. Na parte inicial do movimento do gatilho, o carne 104 é disposto de modo a fechar um micro comutador 106 que completa o circuito de modo a permitir que o gerador produza uma saída de alta voltagem no terminal 92 para aplicação à saída 166 do saco. A deslocação inicial desta placa de impulsão 142 faz avançar o saco e comprime a almofada 114 que pode ser menos rígida do que a almofada 146, e o bocal 108 da saída 166 do saco é empurrado de encontro a uma superfície de contacto no interior da parte de bocal 88 fazendo com que o bocal 108 seja pressionado relativamente à saída 166, abrindo deste modo a válvula da saída 166. 16

Desta forma, a deslocação inicial da placa de impulsão 142 serve para efectuar a abertura da válvula. A deslocação continuada da placa de impulsão 142 comprime o saco de modo a efectuar a distribuição de líquido a uma velocidade controlada como se encontra descrito mais abaixo. O líquido que emerge através do bocal 108 da saída 166 que possui uma válvula entra numa passagem compreendendo as secções 110 e 111 que se prolongam até à ponta da parte do bocal 88. É aplicado um potencial electrostático à ponta através do terminal 92, da ficha 94, da saída 166 e do líquido. O dispositivo destina-se a efectuar a pulverização ligamentária dos líquidos que apresentam valores de resistividade não superiores a 1 x 107 ohm cm e a parte de bocal 88 encontra-se concebida em conformidade, conforme se encontra anteriormente descrito. A força exercida na saída do saco que apresenta uma válvula durante a deslocação inicial da placa de impulsão 142 é transmitida peio rebordo 38 do saco 130, rebordo esse que é substancialmente rígido ou pelo menos substancialmente mais rígido do que as paredes flexíveis do saco. O rebordo 38 pode ser maior do que o ilustrado na Figura 7 e, em alguns casos, o rebordo pode ser substancialmente co-extensivo com uma parede do saco ou o saco pode ser elaborado com uma parede flexível e uma segunda parede substancialmente rígida ou pelo menos substancialmente mais rígida do que a parede flexível, sendo a parede mais rígida então usada para transmitir força desde a placa de impulsão 142 para a saída, dotada de uma válvula, do saco. A almofada 114 serve para empurrar o saco de volta para a posição ilustrada na Figura 7, mas deve notar-se que as suas funções podem ser conseguidas por algum outro tipo de mola.

Deve notar-se que o carregamento compressivo é aplicado ao saco movendo a placa 142 na direcção da parede terminal 140 que tem o efeito de comprimir a almofada 146 que, por sua vez, irá deformar-se de modo a moldar-se ao formato do saco 130 e vai fazer a tradução da força que actua sobre a placa 142 para a pressão aplicada de um modo substancialmente uniforme ao longo da porção do saco que contém o líquido.

Quando a abertura 166 que está dotada de uma válvula é aberta, à medida que o líquido é descarregado do saco, a superfície que entra em contacto com a almofada 146 irá 17 continuar a moldar-se ao formato da porção do saco que contém o líquido à medida que esta vai sendo alterada. A pressão no saco 130 é tal que se consegue uma velocidade de distribuição substancialmente constante independentemente de o saco se encontrar cheio, quase vazio ou numa situação intermédia e independentemente do esforço aplicado pelo utilizador através do gatilho 102. Neste caso, o material do qual é feita a almofada 146 (e a almofada 114) é seleccionado de modo a que a pressão aplicada ao saco permaneça substancialmente constante independentemente do ponto até o qual a almofada 146 é deformada. A Figura 8 ilustra de uma forma esquemática as características necessárias de um material com esta finalidade. No gráfico da Figura 8, a ordenada d representa o ponto até ao qual a almofada se deforma a partir da sua dimensão de espessura natural dn e a abcissa P representa a pressão a que o saco que se encontra sujeito como resultado dessa deformação. Um material adequado para fazer a distribuição a uma velocidade substancialmente constante irá apresentar uma curva não linear possuindo uma secção R sobre a qual a velocidade de mudança da pressão P relativamente a d é reduzida quando comparada com as outras secções da curva.

Deste modo, fazendo o carregamento prévio da almofada de modo a que esta se encontre inicialmente comprimida até ao ponto d( quando o saco se encontra cheio e seleccionando um material para o qual a amplitude R seja pelo menos igual à redução da deformação que é sofrida pela almofada na mudança de formato em conformidade com as condições de cheio e de vazio do saco, deve notar-se que (assumindo que o espaçamento relativo entre as placas 142 e a parede terminal 140 é mantido a um nível constante numa configuração de carga prévia) o saco será sujeito a uma pressão substancialmente constante no decurso do ciclo de distribuição, isto é, desde que se encontra cheio até se encontrar vazio. A curva ilustrada na Figura 8 mostra um caso ideal. Na prática, o nível de patamar pode não se encontrar tão bem definido nem se encontra tão íngreme; contudo, um material de espuma será adequado para muitas aplicações que requeiram uma velocidade de distribuição substancialmente constante caso apresente uma região de patamar na qual a força permaneça substancialmente constante ao longo das amplitudes de compressão/ deslocação da espuma. Adicionalmente, muitas espumas, quando são comprimidas até um determinado ponto irão produzir uma força que diminui com a passagem do tempo e 18 ainda com a selecção da espuma para uma aplicação em particular que requeira uma velocidade de distribuição substancialmente constante relativamente às características de degradação da espuma e, em especial no caso de aplicações passíveis de envolverem uma pulverização continuada e, deste modo, à compressão da espuma, deverá dar-se uma atenção especial às suas características de degradação. Para muitas aplicações de pulverização, por exemplo para a pulverização de produtos de higiene pessoal como sejam os perfumes, os desodorizantes e as lacas para o cabelo, a pulverização só pode ser mantida durante um período de tempo relativamente curto e, deste modo, as características de degradação da espuma não irão afectar indevidamente a pulverização. Uma espuma adequada que apresenta um comportamento adequado para ser usada neste aspecto da presente invenção é uma espuma elástica de células abertas como seja uma espuma de poliester apresentando, por exemplo, uma densidade da ordem dos 40 kg/ m3. Espumas de poliester adequadas são as que são fornecidas pela firma Foam Engineers Limited de High Wycombe, Inglaterra com as designações ET14W, ET22Y e ET29G.

Fazendo agora referência às Figuras 9, 10A e 10B, o dispositivo ilustrado compreende um compartimento 150 possuindo uma porção de pega 152 com um gatilho 154 que é accionado peio utilizador articulado no ponto 156 e empurrado para o exterior por uma mola relativamente à porção de pega 152 até uma posição de não funcionamento por intermédio de meios de mola que não se encontram ilustrados. Nesta forma de realização, conforme se encontra ilustrado, do ponto de vista eléctrico somente o gerador 158 de voltagem elevada e o micro comutador 160 se encontram ilustrados, sendo os restantes circuitos geralmente semelhantes aos que se encontram ilustrados na Figura 7. O desencadeador 154 encontra-se disposto de modo a cooperar com o comutador 160 que faz parte do circuito de baixa voltagem associado com o gerador 158 de alta voltagem, estando o comutador disposto de modo a ser posto em funcionamento como resposta à deslocação inicial do gatilho 154 desde a sua posição de não funcionamento e como tal alimentando electricamente o gerador 158. A porção de pega ou o gatilho podem apresentar um contacto (não ilustrado) exposto para entrar em contacto com a mão de modo a proporcionar uma ligação à terra durante a utilização.

Numa extremidade, o compartimento termina numa tampa removível 162 que pode ser presa por encaixe de pressão ou por intermédio de um encaixe roscado com o compartimento 150. Um bocal com ranhuras em posição contrária 164 projecta-se através 19 da tampa 162 sendo alimentado com um líquido desde um recipiente 130 localizado no interior do compartimento. O compartimento apresenta-se sob a forma de um saco com o mesmo formato que se encontra descrito com referência à Figura 7, em que a saída 166, dotada de uma válvula, do saco compreende uma porção de bocal 170 que se encaixa na secção de maior diâmetro do bocal 164. A voltagem de maior saída do gerador 158 encontra-se ligada electricamente a uma porção condutora a saída 166 do saco de modo a que uma elevada voltagem seja aplicada durante a utilização ao líquido fornecido ao bocal 164. O saco 130 e o gerador 158 são acolhidos no interior de um transportador 172 que se encontra montado de um modo deslizante no interior do compartimento 150 de modo a permitir a movimentação aproximando-se e afastando-se da tampa 162, em que o movimento na direcção da tampa ocorre como resposta à pressão aplicada sobre o gatilho 154 e o seu movimento na direcção oposta é efectuado aquando da libertação do gatilho por intermédio de meios de mola desconhecidos que podem, por exemplo, actuar entre a tampa 162 e um fecho 174 localizado na extremidade anterior do transportador 172. Estes meios de mola podem ser ainda eficazes para efectuar o retomo ao gatilho para a sua posição de não funcionamento na qual o comutador 160 se abre e é retirada a energia ao gerador 158.

Conforme se encontra ilustrado de um modo mais claro nas Figuras 10A e 10B, o transportador 172 apresenta uma configuração em manga dupla compreendendo uma manga interna 176 e uma manga externa 178 que se encontram unidas numa extremidade do transportador por intermédio de teias de mola 180 que permitem que a manga interna se mova de um modo axial relativamente à manga externa. Na Figura 10A, o transportador encontra-se ilustrado na sua condição não tensionada em que a manga interna se projecta ligeiramente para além da manga externa. Na Figura 10B, o transportador encontra-se ilustrado na condição de obtenção quando a manga interna se encontra deslocada para o interior relativamente à manga externa, resultando no tensionamento das teias 180 que tendem a enviesar a manga interna de volta para a posição ilustrada na Figura 10A. A manga interna 176 forma um compartimento para o gerador 158 e recebe ainda o micro comutador 160. O gerador e o micro comutador são presos de um modo firme no interior da manga interna, por exemplo, por intermédio de colagem por pontos de resina que podem preencher o espaço entre o micro comutador 160 e o gerador 158 e ainda encapsular os bornes eléctricos (não ilustrados) ligando o 20 gerador ao micro comutador e a um conjunto de bateria (não ilustrado). A manga interna 176 tem um comprimento inferior à manga externa 172 e a sua extremidade anterior tem uma placa de impulsão 179 a ela presa numa relação espaçada relativamente ao fecho 174 que fecha a extremidade anterior da manga externa. A placa de fecho 174 é presa de um modo libertável ao transportador e pode ser unida por intermédio de uma rosca à manga externa 178, por exemplo, por intermédio de roscas que se encontram presentes num rebordo anelar 182 no fecho 174 e na periferia interna da manga externa 178. A superfície virada para o interior do fecho 174 está formada com um rebordo 184 de retenção anelar definindo uma cavidade para a recepção do saco 130, sendo o fecho 174 formado com uma abertura na qual a saída 166, dotada de uma válvula, do saco se encontra engatada de modo a que a saída se encontre presa com o fecho 174. Uma almofada de espuma 186 encontra-se interposta entre o saco e a placa de impulsão 179 podendo, ou ser presa à placa de impulsão 179 e acolhida no interior da cavidade definida pelo rebordo 184 ou a almofada 186 pode estar separada da placa de impulsão 179 e albergada no interior da cavidade. Caso se deseje, uma camada de material deformável de um modo resiliente pode ser ainda colocada entre o saco e o fecho 174 (de um modo semelhante à forma de realização ilustrada na Figura 7). O movimento para a frente do transportador 172 encontra-se limitado por freios 188 na tampa 162.

Quando o gatilho 154 se encontra na sua posição não operacional, o transportador 172 é oscilado para o lado direito, o fecho 174 é espaçado dos freios 188 e a manga interna 176 projecta-se para fora para além da manga externa 178 conforme se encontra ilustrado na Figura 10A. Nestas circunstancias, a porção de bocal 1709 do saco 130 alonga-se com o consequente fecho da válvula e o activador 190 do micro comutador alonga-se também de modo a que o micro comutador se abra e o gerador perca a sua energia. Quando se pressiona o gatilho 154, a deslocação inicial do gatilho pressiona o activador 190 do micro comutador através de um braço de alavanca 192 de modo a fechar o comutador e a dar energia ao gerador 158. As teias 180 encontram-se concebidas de modo a que, neste ponto, proporcionem uma força de mola suficiente para permitir a deslocação continuada do gatilho para mover o transportador como um todo, por intermédio de contacto entre o activador 190 e o braço de alavanca 192, na direcção da tampa 162, fazendo com que a porção de bocal seja pressionada da mesma forma que acontece com uma válvula de aerossol, abrindo deste modo a válvula de modo a permitir a entrada de líquido proveniente da saída do saco 166 e a sua entrada no bocal 21 164.0 movimento axial do transportador continua até que o fecho 174 entre em contacto com os freios 188 ponto em que a deslocação continuada do gatilho ultrapassa a resistência de mola oposta pelas teias 180 sendo traduzida num movimento para dentro da manga interna 176 relativamente à manga externa 178 (conforme se encontra ilustrado na Figura 9). Um tal movimento relativo serve para comprimir a almofada 186 com a consequente compressão do saco 130 e da alimentação de líquido para o interior do bocal 164 que se destina à pulverização electrostática.

Quando o gatilho 154 é libertado, os vários componentes regressam à condição anteriormente descrita antes do funcionamento do gatilho. O dispositivo pode estar concebido para produzir uma velocidade relativamente uniforme de pulverização de modo a que a velocidade de saída do líquido seja, por exemplo, um valor qualquer situado entre 0,4 e 2,1 m seg'1 independentemente da força aplicada pelo utilizador no funcionamento do dispositivo, sendo a almofada de espuma do tipo descrito relativamente à Figura 8 e sendo previamente comprimida de modo a funcionar dentro da região de patamar. Deve entender-se que outras disposições que sejam equivalentes sob o ponto de vista mecânico, por exemplo, empregando meios de mola com carga prévia, podem ser empregues de modo a assegurar uma velocidade substancialmente constante ou uma amplitude desejada de velocidade de saída.

Conforme foi descrito até aqui, as concepções do bocal são em degrau; contudo detectamos que mesmo em bocais com uma configuração angular conforme o que se encontra ilustrado na Figura 1, a pulverização ligamentáría eficaz de líquidos de menor resistividade com a formação de ligamentos estrangulados pode, dentro de certos limites, ficar assegurada para líquidos moderadamente polares, isto é, menos polares do que a água ou do que as misturas aquosas, e apresentando valores de resistividade inferiores a 1 x 107 ohm cm especialmente em amplitudes que variam entre 1 x 106 ohm cm e 1 x 107 ohm cm usando um bocal de material isolante com um diâmetro de orifício de saída inferior a 350 micrones e preferêncialmente variando entre 125 e 250 micrones e controlando a velocidade de saída do líquido desde o bocal de modo a estar situada entre 0,3 e 2,7 m seg'1 (de preferência entre 0,4 e 2,1 m seg'1). Adicionalmente, a elevada voltagem aplicada ao líquido à medida que se verifica a descarga pode necessitar de se encontrar situada entre certos limites mas, tendo em conta os parâmetros anteriormente mencionados, uma voltagem adequada pode ser facilmente determinada de um modo empírico. 22

Mesmo com as modificações acima mencionadas, a utilização de bocais com uma configuração angular convencional limita os líquidos que podem ser pulverizados a uma gama de resistividade prática de cerca de 1 x 10R ohm cm e deste valor para cima.

Deste modo, de acordo com este aspecto da presente invenção, as formas de realização das Figuras 6, 7 e 9 podem ser modificadas substituindo os bocais com a terminação em forma de degrau ilustrados com uma concepção em ponta ou aguçada como a ilustrada na Figura 1 desde que o funcionamento se encontre restrito aos parâmetros acima especificados.

Lisboa, Γ- 2 AGO. 2001

Por THE PROCTER & GAMBLE COMPANY

agente Oficiai cú -Topricciarife industrial 3,1?- 1100 USBQA 23

Claims (26)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo de pulverização electrostático em modo de ligamento destinado a ser usado na pulverização de líquidos com uma resistividade inferior a 1 x 107 Ω cm e superior a 1 x 104 Ω cm, compreendendo uma cabeça de pulverização (10; 10a; 10b; 10c; 10d; 88; 164) possuindo um orifício (14; 14a; 14b; 14c; 14d), meios (58, 59, 60; 166) destinados a fornecer o referido líquido à cabeça de pulverização para descarga através do orifício como se fosse um jacto, e meios (64, 66,68; 91, 92,106; 158,160) destinados a aplicar um elevado potencial eléctrico à cabeça de pulverização de modo a que o líquido fornecido à cabeça de pulverização seja projectado desde o orifício sob a influência de forças electrostáticas, sendo a disposição de modo a que a velocidade de saída do líquido do orifício e o gradiente potencial na vizinhança imediata do orifício façam o estrangulamento do jacto de líquido de descarga de modo a formar um ligamento possuindo uma dimensão em corte transversal substancialmente inferior ao diâmetro do orifício, caracterizado por o diâmetro do referido orifício não ser superior a 350 micrones.
2. 2. Dispositivo de acordo com o reivindicado na Reivindicação 1, no qual a disposição é tal que a velocidade de saída para o líquido que está a ser descarregado do orifício não é superior a cerca de 2,7 m seg'1.
3. 3. Dispositivo de acordo com o reivindicado na Reivindicação 1 ou na Reivindicação 2, no qual a disposição é tal que a velocidade de saída para o líquido que está a ser descarregado do orifício não é inferior a cerca de 0,3 m seg'1, de preferência 0,35 m seg'1.
4. 4. Dispositivo de acordo com o reivindicado em qualquer uma da Reivindicações de 1 a 3, no qual o diâmetro do referido orifício é de entre 125 e 300 micrones.
5. 5. Dispositivo de acordo com o reivindicado em qualquer uma da Reivindicações de 1 a 4, no qual a disposição é tal que a velocidade de saída para o líquido a ser descarregado do orifício se encontra entre 0,4 e 2,1 m seg'1. 1
6. 6. Dispositivo de acordo com o reivindicado em qualquer uma da Reivindicações de 1 a 5, no qual pelo menos essa parte da cabeça de pulverização que define o orifício é feita de um material Isolante electricamente.
7. 7. Dispositivo de acordo com o reivindicado em qualquer uma da Reivindicações de 1 a 6, incorporando meios (114,140,142,146; 179,186) destinados a traduzir o esforço aplicado pelo utilizador numa pressão previamente determinada, ou numa amplitude de pressões, de modo a que a velocidade de saída do líquido do orifício se encontre dentro de uma amplitude compreendida entre cerca de 0,3 e cerca de 2,7 m seg'1.
8. 8. Dispositivo de acordo com o reivindicado em qualquer uma da Reivindicações de 1 a 7, no qual o bocal se encontra configurado, ou se encontra dotado de meios (32; 34), de modo a que o gradiente potencial na vizinhança imediata do referido orifício promova o estrangulamento dos ligamentos líquidos produzidos a partir do orifício sem dar origem a qualquer descarga significativa a partir da coroa dos ligamentos líquidos.
9. 9. Dispositivo de acordo com o reivindicado na Reivindicação 8, no qual o bocal tem uma configuração em degrau.
10. 10. Dispositivo de acordo com o reivindicado na Reivindicação 9, no qual o referido orifício está colocado numa superfície de modo a que uma região de superfície alargada (30; 30b; 30c) que envolve de imediato o orifício de descarga e plana ou apresenta um raio de curvatura relativamente pouco profundo e se prolonga num plano que é geralmente paralelo ou coplanar com o plano que contém o rebordo que designe o orifício, sendo a extensão radial de tal região de superfície envolvente substancialmente superior ao diâmetro do orifício.
11. 11. Dispositivo de acordo com o reivindicado em qualquer uma da Reivindicações de 1 a 10, compreendendo ainda um compartimento (50; 80; 150) para receber um recipiente (54, 56; 130; 166) de um tipo que serve para distribuir o seu conteúdo como resposta a uma compressão, em que a referida cabeça de pulverização é um bocal a partir do qual o líquido se destina a ser pulverizado durante a utilização, e os referidos meios destinados a fornecer o líquido à cabeça de pulverização compreende meios destinados a comprimir o recipiente para fornecer líquido ao bocal de modo a efectuar 2 a descarga do líquido a uma velocidade de saída que se encontra dentro de uma determinada amplitude.
12. 12. Dispositivo de acordo com o reivindicado na Reivindicação 11, em que os meios de compressão se encontram dispostos de modo a descarregar o líquido a partir do bocal com uma velocidade de saída dentro de uma amplitude que varia entre 0,3 e 2,7 m eeg'1, de preferência entre 0,4 e 2,1 m seg'1.
13. 13. Processo para a pulverização de um modo electrostático de um líquido com uma resistividade inferior a 1 x 107 Ω cm e superior a 1 x 104 Ω cm, compreendendo o fornecimento do referido líquido a uma cabeça de pulverização (10; 10a; 10b; 10c; 10d; 88; 164) para a descarga como um jacto através de um orifício (14, 14a; 14b; 14c; 14d) da cabeça de pulverização, em que o orifício apresenta um diâmetro não superior a 350 micrones, aplicando um potencial electrico de modo a que o líquido que dá entrada na cabeça de pulverização é projectado a partir do orifício sob a influência de forças electroestáticas, e controlando a velocidade de saída da líquido a partir do orifício e o gradiente potencial na vizinhança imediata do orifício de um modo a efectuar o estrangulamento do líquido de descarga para formar um ligamento possuindo um diâmetro em corte transversal substancialmente inferior ao diâmetro do orifício.
14. 14. Processo de acordo com o reivindicado na Reivindicação 13, no qual o líquido é descarregado do orifício com uma velocidade de saída de pelo menos 0,3, de preferência de 0,38 até 2,7 m seg1.
15. 15. Processo de acordo com o reivindicado nas Reivindicações de 13 ou 14, no qual é formado a partir de uma porção isolante da electricidade que faz parte da cabeça de pulverização.
16. 16. Processo de acordo com o reivindicado em qualquer uma das Reivindicações de 13 a 15, em que o líquido descarregado do orifício é formado num pulverizado em que o diâmetro do volume mediano das gotas não é superior a 150 micrones.
17. 17. Dispositivo de acordo com o reivindicado em qualquer uma das Reivindicações de 1 a 12, em que o líquido é à base de álcool ou de uma mistura de álcool e agua. 3

    27. Processo de acordo com o reivindicado na Reivindicação 26, em que o líquido compreende um desodorizante, um anti-transpirante, perfume ou uma preparação de laca para o cabelo.

    28. Processo de acordo com o reivindicado em qualquer uma das Reivindicações de 13 a 16 e de 24 a 27, em que a velocidade de fluxo do orifício é superior a 1 cc/ min e até 8 cc/ min.

    29. Processo de acordo com o reivindicado em qualquer uma das Reivindicações de 13 a 16 e de 24 a 28, em que o líquido é armazenado num recipiente no interior do compartimento do dispositivo, em que o recipiente apresenta paredes flexíveis e que é comprimido por intermédio da aplicação de compressão no contentor por um mecanismo que é operável pelo utilizador.

    30. Processo de acordo com o reivindicado na reivindicação 29, em que o recipiente se apresenta sob a forma de um saco. Lisboa, K? AGO. 2001 Por THE PROCTER & GAMBLE COMPANY

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18. 18. Dispositivo de acordo com o reivindicado em qualquer uma das Reivindicações de 1 a 12, em que o líquido compreende um produto de cuidados pessoais.
19. 19. Dispositivo de acordo com o reivindicado na Reivindicação 18, em que o líquido compreende um desodorizante, um anti-transpirante, um perfume ou uma preparação de laca para o cabelo.
20. 20. Dispositivo de acordo com o reivindicado em qualquer uma das Reivindicações de 1 a 12 em que, durante a utilização, a quantidade de estrangulamento é tal que as gotas produzidas apresentam um diâmetro de volume mediano não superior a 150 micrones.
21. 21. Dispositivo de acordo com o reivindicado em qualquer uma das Reivindicações de 1 a 12, em que a velocidade de fluxo a partir do orifício é superior a 1 cc/ min e até 8 cc/ min.
22. 22. Dispositivo de acordo com o reivindicado em qualquer uma das Reivindicações de 1 a 12, em que o líquido é armazenado num recipiente (56, 130; 166) no interior do compartimento do dispositivo, em que o recipiente apresenta paredes flexíveis sendo comprimido pela aplicação de compressão no recipiente por intermédio de um mecanismo que é operado pelo utilizador.
23. 23. Dispositivo de acordo com a Reivindicação 22, em que o recipiente se apresenta sob a forma de um saco (130; 166).
24. 24. Processo de acordo com o reivindicado em qualquer uma das Reivindicações de 13 a 16, em que durante a utilização, a quantidade de estrangulamento é tal que as gotas produzidas apresentam um diâmetro de volume mediano que não é superior a 150 micrones.
25. 25. Processo de acordo com o reivindicado em qualquer uma das Reivindicações de 16 a 24, em que o líquido é álcool ou uma mistura à base de álcool e agua.
26. 26. Processo de acordo com o reivindicado em qualquer uma das Reivindicações de 13 a 16,24 e 25, em que o líquido compreende um produto de cuidado pessoal. 4