ES2207826T3 - Dispositivo de pulverizacion con tobera y valvula. - Google Patents
Dispositivo de pulverizacion con tobera y valvula.Info
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Abstract
La presente invención se refiere a un dispositivo de pulverización que comprende una boquilla para eyectar un chorro de fluido. De acuerdo con la invención, el dispositivo pulverizador comprende un soporte de boquilla (6; 6, 15, 16, 19) que está adaptado para asirlo con la mano cuando se usa el dispositivo pulverizador y que es móvil respecto de la boquilla esencialmente en paralelo con la dirección del chorro de fluido. El dispositivo pulverizador comprende además una válvula que está conectada enfrente del soporte de la boquilla y que está adaptada para abrir la boquilla cuando se desplaza el soporte de la boquilla en la dirección del chorro de fluido respecto de la boquilla. La boquilla está forzada en la dirección del chorro de fluido respecto del soporte de la boquilla (6), y la posición relativa del soporte de la boquilla está afectado por la fuerza de reacción del chorro de fluido.
Description
Dispositivo de pulverización con tobera y
válvula.
La presente invención se refiere a un dispositivo
de pulverización que comprende una válvula y una tobera para
expulsar un chorro de fluido. Más concretamente, la presente
invención se refiere a un dispositivo de pulverización que puede ser
usado para limpiar por medio de agua y compuestos químicos, para
limpiar por medio de aire, para extinguir fuegos, limpiar con
chorro de arena, pintar por pulverización, etc.
Para simplificar la memoria, la presente
invención se describirá basada en el campo de la limpieza usando
pulverizadores de alta presión, pero puede por supuesto ser usada
para otras aplicaciones en las que un fluido circula a través de una
válvula. Los pulverizadores de alta presión se usan
industrialmente, por ejemplo, cuando se limpian equipos en la
industria de la alimentación, la industria química, etc.
Hay un cierto número de diferentes dispositivos
de pulverización que tienen una tobera y una válvula y están
destinados a pulverizadores de alta presión con medios de control
asociados para permitir e interrumpir la circulación a través de la
tobera de pulverización. Una característica común de los diferentes
medios de control para las toberas de pulverización radica en que
deben ser de un funcionamiento seguro que origine la interrupción
de la circulación a través de la tobera de pulverización si el
usuario deja de sujetar el mango de la tobera de pulverización. Hoy
día este funcionamiento seguro está diseñado de modo que la válvula
del dispositivo de pulverización se abre apretando unos medios de
control con la forma de un disparador en un bucle. Cuando el usuario
deja de apretar el disparador, este retrocede elásticamente, con lo
que se cierra la válvula y el chorro de fluido se interrumpe.
El diseño que implica un mango con un bucle y un
disparador origina una gran carga estática para los músculos de la
mano del usuario cuando aprieta el disparador durante todo el
tiempo de funcionamiento. Cuando termina el día de trabajo, que
puede comprender tanto como dos horas para limpiar, la carga
estática resultante en los músculos de la mano puede haber
originado cansancio y daños industriales.
Para hacer la operación de limpieza menos
agotadora, lo que sucede es que el funcionamiento seguro se elimina
bloqueando el disparador con relación al mango en una posición de
apertura de la válvula. Entonces el usuario solamente necesita
mantener el mango sujetándolo normalmente y no necesita apretar
constantemente el disparador contra el mango. Si en este caso el
usuario deja caer el mango en la operación de limpieza, la
corriente de alta presión de fluido y un tubo asociado a través del
cual el fluido es conducido al dispositivo de pulverización, pueden
originar gran daño en el equipo y las personas que estén cerca.
Actualmente, no hay dispositivos de pulverización
con tobera y válvula que proporcionen el funcionamiento seguro sin
el diseño que implica un disparador que ha de ser apretado durante
la operación de limpieza.
Dispositivos de pulverización con tobera y
válvula como los anteriormente descritos se describen en los
documentos DE 35 27 922, DE 195 03 101, US-A
4.613.074 y GB 1.593.638. Un inconveniente de estos dispositivos de
pulverización es por tanto que en funcionamiento originan una gran
carga estática ergonómicamente incorrecta en los músculos de la
mano y del antebrazo.
La Memoria de Modelo de Utilidad Danés Nº 95
00285 describe un mango de pistola para dispositivos y herramientas
de alta presión. Este mango de pistola se caracteriza porque el
disparador tiene su punto de giro de la cuña de activación
(disparador) colocado detrás de la mano del usuario. Con esta
construcción, la fuerza con la que el usuario debe apretar el
disparador hacia la mano disminuye puesto que la mano empuja hacia
delante en el mango cuando el chorro del fluido de alta presión
funciona. No obstante, esta construcción tiene, por ejemplo, el
inconveniente de que el disparador debe ser empujado hacia el mango
durante toda la operación de limpieza, lo cual origina una carga
estática para los músculos de la mano.
Un inconveniente más de los dispositivos de
pulverización de la técnica anterior con tobera y válvula se debe a
que el mango no está diseñado como una prolongación directa de la
tobera, lo cual requiere una posición no natural cuando se han de
limpiar superficies planas, que están situadas a distancia por
encima del plano sobre el que está de pie el usuario. Muchos
usuarios tienen a menudo entonces una posición de trabajo en la que
mantienen el tubo detrás de su espalda y a través de su hombro,
siendo mantenidos el mango y la tobera a distancia enfrente de su
hombro con una mano. Esto no puede hacerse con los dispositivos de
pulverización de hoy día para pulverizadores de alta presión cuando
el funcionamiento de seguridad está activado.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un dispositivo de pulverización con tobera y válvula
que no tenga los inconvenientes anteriores.
Otros objetos, características y ventajas de la
presente invención se pondrán de manifiesto en la descripción
siguiente.
Estos objetos se logran mediante un dispositivo
de pulverización con tobera y válvula según la reivindicación 1
adjunta. Realizaciones particularmente preferidas se definen en las
reivindicaciones subordinadas.
Brevemente, la presente invención se refiere a un
dispositivo de pulverización que comprende una válvula y una tobera
para expulsar un chorro de fluido. Según la invención, el
dispositivo de pulverización tiene un portador 6; 6, 15, 16, 19 de
tobera, que está destinado a ser asido manualmente cuando se usa el
dispositivo de pulverización y que es movible con relación a la
tobera esencialmente de forma paralela a la dirección del chorro de
fluido. El dispositivo de pulverización comprende además una
válvula, que está conectada enfrente de la tobera y está destinada
a abrirse cuando se mueve el portador de la tobera en la dirección
del chorro de fluido con relación a la tobera. La tobera está
cargada en la dirección del chorro de fluido con relación al
portador 6 de la tobera mediante medios 10 de carga, y la posición
relativa del portador de la tobera con respecto a la tobera es
afectada por la potencia de reacción del chorro de fluido y por
dichos medios de carga.
En una realización preferida de la presente
invención, un resorte de presión está comprimido entre la tobera y
el portador de la tobera para efectuar la carga.
El portador de la tobera puede comprender un
manguito, que al moverse en la dirección del chorro de fluido está
destinado a abrir la válvula.
Una ventaja de la presente invención radica en
que no origina carga estática y, por tanto, cansancio en los
músculos de la mano y el antebrazo. Una realización preferida de la
presente invención tiene además la ventaja de que el portador de la
tobera en el dispositivo de pulverización es una prolongación
directa de la tobera. Esta realización de la presente invención
puede por tanto ser hecha funcionar de una manera cómoda también
cuando las superficies a limpiar están posicionadas por encima del
plano en el que el usuario está de pie.
Realizaciones preferidas de la invención se
describirán más adelante con referencia a los dibujos que se
acompañan. Los dibujos no deberán considerarse limitativos del
alcance de la presente invención.
La figura 1a es una vista en sección de una
realización preferida de la presente invención, siendo mostrada la
válvula en una posición de cierre;
la figura 1b es una vista en sección de la misma
realización de la figura 1a, pero la válvula se muestra en una
posición abierta;
la figura 2a es una vista en sección de una
realización preferida más de la presente invención, siendo mostrada
la válvula en una posición cerrada;
la figura 2b es una vista en sección de la misma
realización de la figura 2a, pero la válvula se muestra en una
posición abierta;
la figura 3a es una vista en sección de una
realización más de la presente invención, siendo mostrada la
válvula en una posición cerrada;
la figura 3b es una vista en sección de la misma
realización de la figura 3a, pero la válvula se muestra en una
posición abierta;
la figura 4a es una vista en sección de una
realización más de la presente invención, siendo mostrada la
válvula en una posición cerrada;
la figura 4b es una vista en sección de la misma
realización de la figura 4a, pero la válvula se muestra en una
posición abierta;
la figura 5a es una vista lateral parcialmente
seccionada de una realización más de la presente invención, siendo
mostrada la válvula en una posición cerrada;
la figura 5b es una vista lateral parcialmente
seccionada de la misma realización de la figura 5a, pero la válvula
se muestra en una posición abierta; y
la figura 6 es una vista delantera de un detalle
de la realización mostrada en las figuras 5a y 5b.
Las realizaciones de la presente invención
mostradas en las figuras 1a, 1b, 3a y 3b comprenden un husillo 1,
con ánimas axiales 2, 3 no conectadas. Las ánimas 2, 3 conducen a
aberturas 4, 5 en el exterior del husillo 1. Las aberturas 4, 5
comprenden en esta realización aberturas radiales de las ánimas 2,
3 hacia fuera hacia el lado del husillo 1, pero pueden estar
también diseñadas de otras maneras que son evidentes para el
experto en la técnica. El dispositivo de pulverización según las
figuras 1 y 3 comprende además un portador de tobera con la forma
de un manguito 6, que es movible sobre el husillo 1. El manguito 6
tiene una porción 7 extendida axialmente con un radio interior
incrementado. Esta porción puede extenderse a lo largo de la
circunferencia del husillo 1, pero puede tener también una anchura
circunferencial correspondiente a las aberturas 4, 5 y constituir
una o más conexiones que dependen del número de aberturas 4, 5.
La distancia entre las aberturas 4, 5 no excede
la longitud de la porción 7 con un radio interior incrementado.
Entre las aberturas 4, 5, un tope 8 está dispuesto en el husillo 1.
Cuando la válvula permanece es su posición cerrada, como en la
figura 1a, el tope 8 está destinado a aplicarse en una pared
extrema 9 en la porción 7 de radio incrementado. Como en las
figuras 1a, 1b, 3a y 3b, este tope 8 puede comprender una
empaquetadura, pero también puede comprender un tope dispuesto en
el material del husillo 1. Si el tope 8 está dispuesto en el
material del husillo 1, una empaquetadura puede estar dispuesta en
el manguito 6 en vez de en el husillo 1.
El dispositivo de pulverización mostrado en las
figuras 1a, 1b, 3a y 3b comprende además un resorte helicoidal 10
comprimido entre una tobera (no mostrada) que es fija con relación
al husillo 1, y el manguito 6 para efectuar una carga que procura
desplazar el husillo 1 y la tobera en la dirección de la flecha A
con relación al manguito 6. Entre el manguito 6 y el husillo 1, se
disponen empaquetaduras de obturación, que comprenden un anillo
tórico 11 y un anillo 12 de teflón. Estas empaquetaduras de
obturación pueden estar dispuestas en el manguito 6, como se
muestra en las figuras 1a, 1b, 2a y 2b, pero también pueden estar
dispuestas en el husillo 1, como se muestra en las figuras 3a, 3b,
4a y 4b. Cuando se abre el dispositivo de pulverización, el manguito
6 es movido axialmente en la dirección del resorte helicoidal 10,
formando de ese modo una conexión entre las dos ánimas 2 y 3. El
fluido presurizado circula a través del ánima 3, sale de la vía del
husillo por las aberturas 4 y entra en la porción 7 de un radio
interior incrementado en el manguito 6, más allá a través de las
aberturas 5 entra en el ánima 2 y sale a través de una tobera (no
mostrada). Cuando se ha desarrollado una cierta corriente a través
de la válvula y el usuario mantiene el manguito, la potencia de
reacción del chorro de fluido ejercida sobre la tobera será mayor
que la potencia que el resorte helicoidal aplica al manguito 6 con
relación a la tobera. El dispositivo de pulverización se mantiene
por tanto en su posición abierta por medio de la potencia de
reacción del chorro de fluido mientras alguien mantiene el manguito
6. Cuando el usuario deja de asir el manguito 6, la potencia de
reacción ya no es absorbida por el manguito 6 y por tanto, no hay
nada que contrarreste el empuje hacia atrás del manguito que es
empujado hacia una posición de válvula cerrada por el resorte
helicoidal 10.
Cuanto más cargado esté el resorte 10 mayor
seguridad se obtendrá, pero no debe cargarse en un grado tal, en la
posición abierta de la válvula, que el manguito 6 cuando funcione
sea empujado hacia atrás por la potencia del resorte a pesar de la
potencia de reacción ejercida por el chorro de fluido en la tobera.
Para poder comprimir el resorte en un mayor grado que el permitido
por la potencia de reacción del chorro de fluido, es posible, como
se muestra en las figuras 5a y 5b, disponer una palanca 15, 16 de
engrane, que abierta, neutralice la fuerza de resorte extraordinaria
que es suministrada por el resorte 10. En la realización mostrada
en las figuras 5a, 5b y 6, la palanca 15, 16 de engrane comprende
una palanca 15 de pie de cabra, que actúa como una palanca y está
dispuesta de modo fijo en una pieza de acero elástico 16 por medio
de un remache 17. La pieza de acero elástico 16 tiene un rebaje 18,
cuyo diámetro es algo mayor que el diámetro exterior del husillo 1
para recibir el husillo 1. La palanca 15, 16 de engrane puede, por
supuesto, estar diseñada de otras maneras que son evidentes para los
expertos en la técnica.
En la realización de la presente invención
mostrada en las figuras 5a y 5b, un mango 19 está dispuesto de modo
desplazable en la periferia del husillo 1 y el manguito 6. El mango
19 tiene un rebaje 20 para recibir la palanca 15, 16 de engrane. El
rebaje 20 está diseñado de modo que el desplazamiento del mango 19
en la dirección del chorro de fluido afecta a la palanca 15, 16 de
engrane que a su vez afecta al manguito 6, que es movido hacia la
posición abierta de la válvula. La pieza de acero elástico 16
origina que la palanca 15 de pie de cabra sea mantenida en su lugar
con relación al husillo 1, y el movimiento de la pieza de acero
elástico 16 sobre la longitud del husillo 1 está limitado por un
tope 21 de detención dispuesto en el husillo 1. El tope 21 de
detención constituye también una superficie de apoyo para la
palanca 15 de pie de cabra cuando se abre la válvula. El tope 21 de
detención puede disponerse también para que se aplique, cuando el
mango 19 se mueve en la dirección del chorro de fluido, en una
pared 22 formada en el rebaje 20, lo cual da como resultado una
limitación de la movilidad del mango 19 con relación al husillo 1.
Además en el mango 19 puede disponerse enfrente del manguito en la
dirección de la tobera (no mostrada), un tope 23 de detención más
que está destinado a aplicarse al borde delantero del manguito 6
para determinar la posición de reposo del mango 19 con relación al
manguito 6 y especialmente la palanca 15, 16 de engrane.
Por tanto, la palanca 15, 16 de engrane
constituye un tipo de engranaje, que está destinado a transformar
un movimiento del mango 19 con relación a la tobera o el husillo 1
en la dirección del chorro de fluido en un menor movimiento del
manguito 6 con relación a la tobera/husillo 1 en la misma
dirección. En esta realización, el portador de la tobera comprende
por tanto el mango 19, el engranaje/palanca 15, 16 de engrane y el
manguito 6.
Una técnica diferente para poder comprimir el
resorte en mayor grado que el permitido por la potencia de reacción
del chorro de fluido consiste en disponer imanes en el asiento 14
del resorte más próximo a la tobera y en el borde del manguito 6
más próximo a la tobera. Esta fuerza magnética neutraliza la fuerza
de resorte extraordinaria que el resorte 10 comprimido ejerce en
adición a la fuerza que es neutralizada por la potencia de reacción
del chorro de fluido. Mientras el usuario mantiene el manguito 6, la
fuerza magnética y la potencia de reacción del chorro de fluido
mantendrá el manguito 6 en una posición en la que la válvula se
mantiene abierta. Cuando el usuario suelta el manguito 6, la fuerza
de resorte neutralizará la fuerza magnética y cuando los imanes han
sido separados una cierta distancia, no se obtiene fuerza magnética
alguna, y la fuerza del resorte empuja el manguito 6 hacia atrás
con la fuerza máxima, cerrando de ese modo la válvula.
Las realizaciones de la presente invención
mostradas en las figuras 2a, 2b, 4a y 4b difieren de la realización
mostrada en las figuras 1a, 1b, 3a y 3b de tal manera que el
husillo 1 tiene un incremento en el radio en la dirección del chorro
de fluido entre las aberturas 4, 5. Este incremento en el radio
puede estar presente en cualquier lugar entre las dos
empaquetaduras 11, 12 de obturación.
Este diseño compensa el rozamiento dependiente de
la presión que ha de ser superado en el cierre automático del
dispositivo de pulverización cuando el usuario deja caer el
manguito 6 o libera su retención del manguito 6 puesto que el área
de absorción de la presión en la dirección del chorro de fluido es
menor que el área de absorción de la presión en la dirección
opuesta.
Esto es evidente en las realizaciones mostradas
en las figuras 2a, 2b, 4a y 4b puesto que el incremento en el radio
es tan grande que el radio del manguito 6 cambia en
correspondencia. La pared extrema 9 tiene un área mucho menor que la
pared extrema 13. El incremento en el radio del husillo 1 no
necesita ser tan drástico como se muestra en las figuras 2a, 2b, 4a
y 4b sino que puede ser tan pequeño que el radio interior del
manguito 6, a cada lado de la porción 7 con un radio incrementado,
puede ser constante para todo el manguito 6. El área de absorción
de presión depende generalmente de lo grande que sea la distancia
entre la porción 7 con un radio interior incrementado y la
superficie del husillo 1 adyacente a las empaquetaduras 11, 12 de
obturación delantera y trasera.
Con la realización mostrada en las figuras 4a y
4b que tiene las empaquetaduras 11, 12 de obturación dispuestas en
el husillo 1, el husillo 1 puede tener un diámetro constante
mientras que el radio interior del manguito 6 después de la porción
7 con un radio incrementado en la dirección de la tobera (no
mostrada) puede ser mayor que el radio interior del manguito 6
antes de la misma porción 7, logrando de ese modo con diferentes
áreas de absorción de presión el mismo efecto que anteriormente.
El dispositivo de pulverización con la tobera y
la válvula según la presente invención tiene, por tanto, las
ventajas de no originar carga estática alguna, y por lo tanto de no
originar fatiga en las manos y antebrazos.
Claims (12)
1. Un dispositivo de pulverización que comprende
una válvula y una tobera para expulsar un chorro de fluido,
caracterizado por un portador (6; 6, 15, 16, 19) de tobera
que está destinado a ser asido manualmente cuando se usa el
dispositivo de pulverización y que es movible con relación a la
tobera de modo esencialmente paralelo a la dirección del chorro de
fluido, y una válvula que está conectada enfrente de la tobera y
está destinada a abrir cuando se mueve el portador de la tobera en
la dirección del chorro de fluido con relación a la tobera, que
está cargada en la dirección del chorro de fluido con relación al
portador de la tobera mediante medios (10) de resorte, estando
afectada la posición relativa del portador de la tobera por la
potencia de reacción del chorro de fluido y por dichos medios de
carga.
2. Un dispositivo de pulverización según la
reivindicación 1, caracterizado por un resorte (10) de
presión que está comprimido entre la tobera y el portador (6) de la
tobera para producir la carga.
3. Un dispositivo de pulverización según las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el portador de
la tobera comprende un manguito (6).
4. Un dispositivo de pulverización según la
reivindicación 3, caracterizado porque el manguito (6) es
movible sobre un husillo (1) con ánimas (2, 3) no conectadas,
axiales, que conducen a aberturas (4,5) en el exterior del husillo,
y porque el manguito tiene una conexión para conectar, cuando es
movido en la dirección del chorro de fluido con relación a la
tobera, las dos ánimas entre sí.
5. Un dispositivo de pulverización según las
reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado porque el portador de
la tobera comprende además un mango (19) que es movible de modo
esencialmente paralelo a la dirección del chorro de fluido, y un
engranaje (15, 16) que está destinado a transformar un movimiento
del mango con relación a la tobera en la dirección del chorro de
fluido en un movimiento menor del manguito (6) con relación a la
tobera en la misma dirección.
6. Un dispositivo de pulverización según la
reivindicación 4, caracterizado porque el portador de la
tobera comprende también un mango (19) que está dispuesto de modo
axialmente desplazable en la periferia del husillo (1) y el manguito
(6), y una palanca (15, 16) de engranaje que está dispuesta detrás
del manguito (6) vista en la dirección del chorro de fluido, porque
el mango (19) tiene un rebaje (20) para recibir la palanca (15, 16)
de engranaje, y porque el rebaje (20) en el mango (19), cuando se
mueve en la dirección del chorro de fluido está destinado a
aplicarse con la palanca (15, 16) de engranaje que está destinada a
empujar el manguito (6) hacia delante hacia la posición abierta de
la válvula.
7. Un dispositivo de pulverización según la
reivindicación 6, caracterizado porque la palanca (15, 16)
de engranaje comprende una palanca (15) de pie de cabra dispuesta
de modo fijo sobre una pieza de acero elástico (16), y porque el
extremo de la pieza de acero elástico (16) opuesto a la palanca
(15) de pie de cabra tiene un rebaje (18) para recibir el husillo
(1).
8. Un dispositivo de pulverización según una
cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado
porque la conexión del manguito (6) tiene un área de absorción de
presión en la dirección del chorro de fluido, siendo dicha área
menor que su área de absorción de presión en la dirección
opuesta.
9. Un dispositivo de pulverización según la
reivindicación 8, caracterizado porque el husillo (1) tiene
un incremento en el radio en la dirección del chorro de fluido
entre las áreas de absorción de presión.
10. Un dispositivo de pulverización según una
cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado
porque el manguito (6) tiene entre sus extremos una porción (7)
extendida axialmente con un radio interior incrementado, y porque la
distancia entre las aberturas (4, 5) no excede la longitud de la
porción con un radio interior incrementado.
11. Un dispositivo de pulverización según la
reivindicación 10, caracterizado por un tope (8) que
sobresale del husillo (1) y está dispuesto entre las aberturas (2,
3), estando destinado dicho tope a aplicarse con una pared extrema
(9) de la porción (7) con un radio interior incrementado cuando la
válvula se cierra.
12. Un dispositivo de pulverización según la
reivindicación 11, caracterizado porque el tope (8)
comprende una empaquetadura dispuesta sobre el husillo (1).
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