BRPI0614112A2 - extrator de mistura - Google Patents
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Abstract
EXTRATOR DE MISTURA. Um extrator para misturar dois líquidos onde o extrator inclui um elemento de prevenção de fluxo de retorno fechado ou sem espaço de ar. O perfil de vácuo do extrator é alterado mudando uma abertura em uma porção de passagem para desviar de modo controlável o fluxo da água ao redor do tubo de venturi ou desviar a água sem a abertura. Isso proporciona a mudança do perfil de vácuo sem ter que projetar nova- mente todo o extrator.
Description
"EXTRATOR DE MISTURA"
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
CAMPO TÉCNICO
Essa invenção refere-se, de forma geral, a apare-lho utilizado na mistura de concentrado químico com um lí-quido de diluição. Mais particularmente, ela se refere a umextrator para puxar o concentrado químico de um recipiente ecolocar no líquido de diluição onde a pressão reduzida noextrator pode ser facilmente ajustada.
TÉCNICA ANTECEDENTE
0 uso de extratores para misturar concentradosquímicos em uma corrente de líquido para prover uma soluçãodiluída é bem conhecido. Por exemplo, ver Patentes U.S.5.927.338 e 6.27 9.598 emitidas para S.C.Johnson CommercialMarkets, Inc.
Extratores sem um espaço de ar são conhecidos. Umé descrito na Patente U.S. 6.240.983, bem como EP 1 353 012Al e US 2003/0034078 Al.
Certos avanços nas tecnologias e mudanças nas co-munidades reguladoras fizeram surgir dispositivos sem espaçode ar para prevenção de fluxo de retorno. Um dos novos méto-dos de prevenção de fluxo de retorno é usar um elastômero emuma trajetória crítica em uma tal maneira que se uma sifona-gem de retorno ocorre, o elastômero vedará a trajetória fe-chada, assim impedindo o fluxo de retorno. A atmosfera de umsistema de suprimento de água fechado se presta bem para ossistemas de venturi do tipo Herschel. Perfis de vácuo sãobaseados em comprimentos de entrada, diâmetros e ângulos decone padrões, que são proporcionais aos comprimentos de a-bertura de saida, diâmetros e ângulos de cone. Para mudar umperfil de vácuo é necessário um novo projeto de todo o ven-turi.
A técnica anterior não provê um extrator sem espa-ço de ar onde o perfil de vácuo pode ser mudado sem projetarnovamente todo o venturi.
Os objetivos de certas modalidades da invençãosão, portanto:
Prover um extrator aperfeiçoado para um aparelhode mistura e administração.
Prover um extrator aperfeiçoado sem espaço de ar.
Prover um extrator aperfeiçoado sem espaço de aronde o perfil de vácuo pode ser alterado sem projetar nova-mente toda a unidade.
Prover um extrator aperfeiçoado sem espaço de ardo tipo precedente que pode ser facilmente retroajustado.
Prover um extrator aperfeiçoado sem espaço de ardo tipo precedente que pode ser fabricado em custo mínimo.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Os objetivos precedentes são realizados e os in-convenientes da técnica anterior são superados pelo extratordessa invenção que em uma modalidade inclui um elemento decorpo provendo um eixo geométrico longitudinal. Uma trajetó-ria de fluxo se estende longitudinalmente através do elemen-to de corpo, a trajetória de fluxo definida por um primeiroguia de fluxo e um segundo guia de fluxo, o segundo guia defluxo construído e disposto para receber líquido do primeiroguia de fluxo. Um elemento de prevenção de fluxo de retornofechado é operativamente associado com o primeiro guia defluxo. Um tubo de venturi é posicionado na trajetória defluxo para receber o líquido do segundo guia de fluxo, o se-gundo guia de fluxo e o tubo de venturi são conectados poruma porção de passagem. Existe uma abertura na passagem, aabertura é construída e disposta para produzir um vácuo de-sejado no tubo de venturi. Pelo menos um canal é provido la-teralmente no eixo geométrico longitudinal para fluir umconcentrado de líquido para dentro do tubo de venturi. Atrajetória de fluxo também inclui uma passagem de descargaque se estende do tubo de venturi para o exterior do elemen-to de corpo.
Em um aspecto o canal inclui uma válvula de reten-ção e estão presentes dois canais laterais.
Em uma outra modalidade, o extrator inclui um ele-mento de corpo provendo um eixo geométrico longitudinal. Umatrajetória de fluxo se estende longitudinalmente através doelemento de corpo, a trajetória de fluxo definida por umprimeiro guia de fluxo e um segundo guia de fluxo, o segundoguia de fluxo construído e disposto para receber líquido doprimeiro guia de fluxo. Um elemento de prevenção de fluxo deretorno fechado é operativamente associado com o primeiroguia de fluxo. Um tubo de venturi é posicionado na trajetó-ria de fluxo para receber o liquido do segundo guia de flu-xo, o segundo guia de fluxo e o tubo do venturi são conecta-dos por uma porção de passagem. Existe uma abertura na pas-sagem. 0 segundo guia de fluxo é definido por uma porção tu-bular que se estende sobre a abertura na passagem. Pelo me-nos um canal é provido lateralmente ao eixo geométrico lon-gitudinal para fluir um concentrado liquido para dentro dotubo de venturi. A trajetória de fluxo também incluindo umapassagem de descarga que se estende do tubo de venturi parao exterior do elemento de corpo. A extensão da porção tubu-lar sobre a abertura na passagem é projetada para proporcio-nar um perfil de vácuo desejado.
Em ainda uma outra modalidade, o extrator incluium elemento de corpo provendo um eixo geométrico longitudi-nal. Uma trajetória de fluxo se estende longitudinalmenteatravés do elemento de corpo, a trajetória de fluxo definidapor um primeiro guia de fluxo e um segundo guia de fluxo, osegundo guia de fluxo construído e disposto para receber Ii-quido do primeiro guia de fluxo. Um elemento de prevenção defluxo de retorno fechado é operativamente associado com oprimeiro guia de fluxo. Um tubo de venturi é posicionado natrajetória de fluxo para receber o líquido do segundo guiade fluxo, o primeiro guia de fluxo e o segundo guia de fluxoposicionados em uma relação espaçada de modo a desviar umpouco do líquido do tubo de venturi para produzir um vácuodesejado no tubo de venturi. Pelo menos um canal lateral aoeixo geométrico longitudinal para fluir um concentrado delíquido para dentro do tubo de venturi. A trajetória de flu-xo também incluindo uma passagem de descarga que se estendedo tubo de venturi para o exterior do elemento de corpo.
Em ainda um outro aspecto, existe um método paraestabelecer um perfil de vácuo.em um extrator de prevençãode fluxo de retorno fechado que inclui modificar a aberturaem uma passagem do extrator.
Em um outro aspecto, o segundo guia de fluxo e aporção tubular são na forma de um elemento de funil.
Esses e ainda outros objetivos e vantagens da in-venção se tornarão evidentes a partir da descrição que se-gue. Na descrição detalhada abaixo, uma modalidade preferidada invenção será descrita com referência ao escopo completoda invenção. De preferência, a invenção pode ser utilizadaem outras modalidades.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A figura 1 é um diagrama esquemático de um tipo deequipamento de administração com o qual o novo extrator podeser usado,
A figura 2 é uma vista em elevação do extrator,
A figura 3 é uma vista em corte de uma modalidadeda invenção,
A figura 4 é uma vista em corte de uma outra moda-lidade da invenção,
A figura 5 é uma vista ampliada parcial da modali-dade mostrada na figura 3,
A figura 6 é uma vista ampliada parcial da modali-dade mostrada na figura 5 tomada ao longo da linha 6-6,A figura 7 é uma vista dos componentes mostradosna figura 6 com os componentes deslocados,
A figura 8 é uma vista em corte de uma outra moda-lidade da invenção,
A figura 9 é uma vista similar à figura 8 com amodalidade girada em 45 graus e
A figura 10 é uma vista similar à figura 9 mos-trando uma outra modalidade da invenção.
DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS
Com referência à figura 1, é mostrado um diagramaesquemático para um tipo de equipamento de administração ge-ralmente no qual o extrator 10 da invenção é utilizado. Oequipamento 11 tem um invólucro 13 e recipientes 15 no invó-lucro 13 ou, possivelmente, fora do invólucro 13, porém co-nectado como mostrado por linhas 19. Normalmente, cada reci-piente 15 é cheio com um liquido diferente 17a e 17b. Mascomo explicado abaixo, podem existir ocasiões onde é desejá-vel ter dois recipientes 15 cheios com o mesmo liquido 17.
A linha de entrada 21 do equipamento 11 é conecta-da em um tubo de comunicação de alimentação de água 23. Ca-nos secundários 25 são conectados no tubo de comunicação 23e cada cano secundário 25 inclui uma válvula 27 "dedicada" aesse cano 25. Quando uma válvula particular 27 é acionada, aágua flui através do extrator relacionado 10 e mistura umliquido concentrado 17 com tal água para formar uma soluçãodiluída. Cada solução diluída misturada é administrada atra-vés de um tubo separado 29. A quantidade de concentrado in-troduzido no extrator 10 pode ser controlada pelas válvulas32.
Como observado na figura 2, o extrator 10 incluium corpo geralmente tubular 33 com duas nervuras opostas 43e 44. Ele tem uma extremidade de entrada 35 e uma seção desaida 37, a última tendo um encaixe de saida 39 preso nela.Tal encaixe 39 tem uma porção estreitada 41 para conexão notubo de saida 29.
Como mostrado na figura 3, a seção de entrada 35do extrator 10 inclui uma estrutura de núcleo 48 com um ci-lindro 50 circundado pelas nervuras 52. Existem saídas defluido 54 no topo do cilindro 50, bem como uma luva resili-ente 56 e um anel de vedação 53. Um envoltório externo 58circunda a luva resiliente e tem os respiradouros 60. Essescomponentes previamente descritos são ilustrados no PedidoPCT PCT/US03/08428, cujos ensinamentos são incorporados porreferência. Sua função é descrita nesse pedido de patente eserve como um espaço de ar normalmente fechado de ruptura desifão.
Uma passagem de saída 61 se comunica com um ele-mento de funil 64 ou primeiro guia de fluxo acomodado na se-ção cônica 63. Uma vedação 66 é posicionada entre o envoltó-rio externo 58 e a seção cônica 63. Um segundo guia de fluxo67 é conectado no primeiro guia de fluxo 64 e o segundo guiade fluxo 67 é conectado no tubo de venturi 65 por uma porçãode passagem 69 provida pela porção de funil 80 do primeiroguia de fluxo 64, a seção cônica 63 e o segundo guia de flu-xo 67. Uma abertura 70 é provida na porção de passagem 69 dosegundo guia de fluxo 67.A seção de entrada 35 é interligada no corpo tubu-lar 33 pela porção de conexão 62. Ela inclui conexões de en-trada 72 e 73 se comunicando com canais 75 e 76 que por suavez se comunicam com a passagem 78. Um conjunto de válvulade retenção 74, preferivelmente do tipo de retenção esféri-ca, é conectado na conexão de entrada 73. Será observado nafigura 3 que o conjunto da válvula de retenção 74 é mostradoem um lado oposto desse mostrado na figura 2. Também, a co-nexão de entrada 72 é mostrada.
As modalidades 10A, IOB e IOC ilustradas nas figu-ras 4, 8, 9 e 10 incluem muitos dos mesmos componentes comodescrito na figura 3, com números similares se referindo acomponentes similares exceto com um sufixo "A", "B" ou "C".
Uma das diferenças entre a modalidade 10 e as modalidades10A, 10B e 10C é que nas modalidades 10A, 10B e 10C, elasnão incluem o elemento de funil 64.
Como melhor ilustrado nas figuras 5-7, a modalida-de 10 mostra o posicionamento da haste do funil 80 do ele-mento de funil 64 sobre uma porção da abertura 70. A finali-dade disso é explicada na operação a seguir.
Com referência às figuras 8 e 9, o extrator 10Bdifere do extrator 10A na configuração e conexão entre oprimeiro guia de fluxo 64B e o segundo guia de fluxo 67B.Outras diferenças são a moldagem em uma peça do envoltórioexterno 58B com nervuras 43B e 44A e a porção de conexão a-dicional 62B entre a seção de entrada 35B e a seção do ven-turi 36B.
Como mostrado na figura 10, o extrator 10C diferedos outros extratores 10, 10A e 10B em que não existe janelano segundo guia de fluxo 67C. Ao invés disso, o primeiroguia de fluxo 64C é espaçado do segundo guia de fluxo 67C.Isso provê um desvio da água para longe do tubo de venturi65C.
Operação
Um melhor entendimento dos extratores 10, 10A, 10Be 10C será obtido por uma descrição da sua operação. Com re-ferência primeiro ao extrator 10 e figuras 3 e 5-7, ele seráconectado no equipamento de administração 11 como previamen-te descrito em conjunto com a figura 1. A água flui paradentro do cano secundário 25 e para dentro da seção de en-trada 35. De lá, ela flui através das saídas de fluido 54 eentre o cilindro 50 e a luva resiliente 56. Ela então fluiatravés da passagem de saída 61, para dentro do elemento defunil 64, depois do que ela flui para dentro da porção depassagem 69, sobre a abertura 70 e para dentro do tubo deventuri 65. Quando a água passa para dentro do tubo de ven-turi 65, ela cria uma redução na pressão suficiente para a-brir o conjunto da válvula de retenção esférica 74 e puxaruma substância química concentrada de um recipiente 15 paradentro da conexão de entrada 73 e para dentro do canal 76.Do canal 76, ela é misturada com a água fluindo através dapassagem 78. A solução combinada de água e de concentradosai através do encaixe de saída 39 e tubo de saída 29 pro-vendo uma passagem de descarga como observado na figura 1.
A finalidade do conjunto da válvula de retençãoesférica 74 é servir como um iniciador para o vácuo na pas-sagem 76 e manter o princípio no recipiente 15. Ele tambémimpede que a água pressurizada da fonte contamine o concen-trado na substância química da entrada 73.
Um aspecto importante do extrator 10 é o posicio-namento da porção de funil 80 em conjunto com a abertura 70.
Isso controla a quantidade de água que flui através do tubode venturi 65 e dessa maneira, a quantidade de pressão nega-tiva criada nele. Será verificado que quanto maior a exten-são da haste do funil sobre a abertura 70, maior o volume deágua que fluirá para dentro do tubo de venturi 65 e maior apressão negativa. A água desviada passa através da abertura70 e forma uma corrente secundária que passa para dentro dacâmara 68 e subseqüentemente para dentro do orifício de saí-da 71, onde a seguir ela é combinada com a corrente de águae concentrado químico que sai da passagem 78. Esse fluxoconcêntrico da corrente secundária e da corrente primáriaatravés do tubo de venturi 65 é ilustrado na Patente U.S.5.927.338. Ele também é descrito em conjunto com o extrator10B na figura 9.
Os extratores 10A e 10B funcionam substancialmenteda mesma maneira como descrito para o extrator 10. Ao invésda haste do funil 80 cobrindo uma porção da abertura 70, asaberturas 70A e 70B são projetadas com dimensões específicaspara direcionar uma quantidade predeterminada de água paralonge dos tubos de venturi 65A e 65B e assim efetuar um vá-cuo desejado. A figura 9 é apresentada para mostrar a cor-rente secundária que se forma como um resultado da água serdesviada do tubo de venturi 65B. A corrente fluirá para forapara dentro da câmara 68B e seguirá a trajetória mostradapelas setas até que ela sai na mangueira 82B. Ao mesmo tem-po, o concentrado químico diluído pela água que passa atra-vés do tubo de venturi 65B sairá no tubo 83B. Como afirmadopreviamente, esse fluxo de uma corrente primária e secundá-ria de água e concentrado químico diluído e uma corrente se-cundária de água é descrito na Patente U.S. 5.927.338.
O extrator 10C mostrado na figura 10 opera sem umajanela. Ele conta com o espaçamento do primeiro guia de flu-xo 64C do segundo guia de fluxo 67C para desviar a água paralonge do tubo de venturi 65C e dessa maneira criar o efeitode vácuo desejado. Esse é um aspecto único já que ele nuncafoi feito antes em conjunto com um extrator sem espaço dear.
O espaço de ar de ruptura de sifão provido pelocilindro 50 e luva resiliente 56 opera na maneira descritano Pedido PCT anteriormente citado PCT/US03/08428. Quando aágua flui através das saídas de fluido 54, ela expandirá aluva 56 e a água fluirá entre a luva e o cilindro 50 paradentro do elemento de funil 64 e finalmente para o tubo deventuri 65. Quando não existe fluxo de água do suprimento deágua 21 e 25, a luva resiliente 56 contrai e se ajusta cla-ramente ao redor do cilindro 50 para impedir qualquer fluxoreverso da água. Se uma ação de sifão ocorre nas linhas deágua 21 e 25, tal como quando existe uma queda repentina napressão do suprimento de água principal, a luva resiliente56 já está vedada contra o cilindro 50, como já discutido. 0fluido no lugar disso passa para dentro do espaço entre aluva 56 e o envoltório externo 58 e sai através dos respira-douros 60.
Será então observado que é provido agora um extra-tor onde o perfil de vácuo pode ser alterado sem projetarnovamente todo o venturi.
Os extratores 10 e IOA foram mostrados com doisorifícios de entrada ou conexões 72 e 73. Se desejado, so-mente um poderia ser usado como mostrado em conjunto com oextrator 10B. Nesse caso, o outro seria tapado. Alternativa-mente, as conexões de entrada podem ser conectadas em doisrecipientes 15, cada um com o mesmo concentrado químico lí-quido ou, alternativamente, com concentrado químico diferen-te. As nervuras 43A, 44A e a seção de entrada 35A são mos-tradas como uma peça e o envoltório externo 58 como outra.
Se desejado, essas poderiam ser moldadas de um materialplástico adequado como uma peça como indicado nas figuras 8,9 e 10. Outras variações e modificações dessa invenção serãoóbvias para aqueles versados na técnica. Essa invenção não épara ser limitada, exceto como apresentado nas reivindica-ções seguintes.
Claims (18)
1. Extrator (10) para misturar primeiro e segundolíquidos, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:um elemento de corpo (33) provendo um eixo geomé-tricô longitudinal,uma trajetória de fluxo que se estende longitudi-nalmente através do elemento de corpo (33), a trajetória defluxo definida por um primeiro guia de fluxo (64) e um se-gundo guia de fluxo (67), o segundo guia de fluxo construídoe disposto para receber o líquido do primeiro guia de fluxo(64),um elemento de prevenção de fluxo de retorno fe-chado (50, 56, 58, 60) operativamente associado com o pri-meiro guia de fluxo (64);um tubo de venturi (65) na trajetória de fluxo pa-ra receber o líquido do segundo guia de fluxo (67), o segun-do guia de fluxo (67) e o tubo de venturi (65) conectadospor uma porção de passagem;uma abertura (70) na passagem, a abertura constru-ida e disposta para produzir um vácuo desejado no tubo deventuri (65); epelo menos um canal (76) lateral ao eixo geométri-co longitudinal para fluir um concentrado de líquido paradentro do tubo de venturi (65); ea trajetória de fluxo também incluindo uma passa-gem de descarga (29) que se estende do tubo de venturi parao exterior do elemento de corpo (33).
2. Extrator, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o canal lateral inclui umaválvula de retenção (74).
3. Extrator, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que estão presentes dois canaislaterais (75,76).
4. Extrator, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de prevenção dofluxo de retorno inclui um revestimento resiliente (56).
5. Extrator (10) para misturar primeiro e segundolíquidos, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:um elemento de corpo (33) provendo um eixo geomé-trico longitudinal,uma trajetória de fluxo que se estende longitudi-nalmente através do elemento de corpo (33), a trajetória defluxo definida por um primeiro guia de fluxo (64) e um se-gundo guia de fluxo (67), o segundo guia de fluxo construídoe disposto para receber o líquido do primeiro guia de fluxo(64) ,um elemento de prevenção de fluxo de retorno fe-chado (50, 56, 58, 60) operativamente associado com o pri-meiro guia de fluxo (64);um tubo de venturi (65) na trajetória de fluxo pa-ra receber o líquido do segundo guia de fluxo (67), o segun-do guia de fluxo (67) e o tubo de venturi (65) conectadospor uma porção de passagem; ,uma abertura (70) na passagem, o segundo guia defluxo (67) definido por uma porção tubular (80) que se es-tende sobre a abertura na passagem; epelo menos um canal (76) lateral ao eixo geométri-co longitudinal para fluir um concentrado de liquido paradentro do tubo de venturi (65);a trajetória de fluxo também incluindo uma passa-gem de descarga (29) que se estende do tubo de venturi (65)para o exterior do elemento de corpo (33); eno qual a extensão da porção tubular sobre a aber-tura na passagem é projetada para proporcionar um perfil de-sejado de vácuo.
6. Extrator, de acordo com a reivindicação 5,CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo guia de fluxo e aporção tubular são na forma de um elemento de funil (64).
7. Extrator, de acordo com a reivindicação 5,CARACTERIZADO pelo fato de que o canal lateral inclui umaválvula de retenção (74).
8. Extrator, de acordo com a reivindicação 5,CARACTERIZADO pelo fato de que estão presentes dois canaislaterais (75, 76).
9. Extrator, de acordo com a reivindicação 5,CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de prevenção dofluxo de retorno inclui um revestimento resiliente (56).
10. Extrator (10) para misturar primeiro e segundolíquidos, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:um elemento de corpo (33) provendo um eixo geomé-trico longitudinal;uma trajetória de fluxo que se estende longitudi-nalmente através do elemento de corpo (33), a trajetória defluxo definida por um primeiro guia de fluxo (64) e um se-gundo guia de fluxo (67), o segundo guia de fluxo construídoe disposto para receber o líquido do primeiro guia de fluxo;um elemento de prevenção de fluxo de retorno fe-chado (50, 56, 58, 60) operativamente associado com o pri-meiro guia de fluxo (64);um tubo de venturi (65) na trajetória de fluxo pa-ra receber o líquido do segundo guia de fluxo (67), o segun-do guia de fluxo (67) e o tubo de venturi (65) conectadospor uma porção de passagem;o primeiro guia de fluxo (64) e o segundo guia defluxo (67) posicionados em uma relação espaçada de modo adesviar um pouco do primeiro líquido do tubo de venturi (65)para produzir um vácuo desejado no tubo de venturi (65);pelo menos um canal (76) lateral ao eixo geométri-co longitudinal para fluir um concentrado de líquido paradentro do tubo de venturi (65); ea trajetória de fluxo também incluindo uma passa-gem de descarga (29) que se estende do tubo de venturi parao exterior do elemento de corpo.
11. Extrator, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo fato de que o canal lateral inclui umaválvula de retenção (74).
12. Extrator, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo fato de que estão presentes dois canaislaterais (75, 76).
13. Extratorf de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de prevenção dofluxo de retorno inclui um revestimento resiliente (56).
14. Método para estabelecer um perfil de vácuo emum extrator (10) CARACTERIZADO pelo fato de que inclui modi-ficar a abertura como definido na reivindicação 1.
15. Método para estabelecer um perfil de vácuo emum extrator (10) CARACTERIZADO pelo fato de que inclui es-tender a porção tubular sobre a abertura como apresentado nareivindicação 5.
16. Método para estabelecer um perfil de vácuo emum extrator de prevenção de fluxo de retorno fechadoCARACTERIZADO pelo fato de utilizar o extrator (10) da rei-vindicação 1.
17. Método para estabelecer um perfil de vácuo emum extrator de prevenção de fluxo de retorno fechadoCARACTERIZADO pelo fato de utilizar o extrator (10) da rei-vindicação 5.
18. Método para estabelecer um perfil de vácuo emum extrator de prevenção de fluxo de retorno fechadoCARACTERIZADO pelo fato de utilizar o extrator (10) da rei-vindicação 12.
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