ES2272413T3 - Dispensador de espuma con multiples componentes con medios de regulacion de flujo mejorados. - Google Patents
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Abstract
Un aparato (20) de dispensación para dispensar, selectivamente, una espuma de dos componentes a partir de una provisión (25) de espuma, cuyo aparato incluye una parte de cuerpo (21) y un disparador (28) montado de modo movible en ella, teniendo la parte de cuerpo un par de conexiones de entrada (23) para su conexión con un par de mangueras (24) de alimentación de componentes de espuma conectadas con provisiones de un primero y un segundo componentes de espuma, comunicando las conexiones de entrada con pasos (50) de entrada formados en dicha parte de cuerpo del dispensador, teniendo dicha parte de cuerpo una válvula (40) de carrete montada a rotación en un asiento de dicha parte de cuerpo, interpuesta entre los pasos de entrada de la parte de cuerpo y una boquilla (27) de mezcla prevista en dicho aparato de dispensación, teniendo dicha válvula de carrete un par de pasos (48) de flujo formados en ella y siendo susceptible de ser accionada por un operario para poner los pasos de la válvula decarrete en alineación con dichos pasos de entrada de la parte de cuerpo, caracterizado porque: los pasos de entrada de la parte de cuerpo tienen secciones transversales poligonales.
Description
Dispensador de espuma con mútiples componentes
con medios de regulación de flujo mejorados.
La presente invención se refiere, en general, a
un aparato de mezcla y dispensación usado en la industria de la
espuma de poliuretano, y, más concretamente, a nuevos medios para
regular, en proporción, el flujo de componentes de espuma a través
del dispensador.
El uso de espumas de uretano es habitual en la
industria de la edificación. Las espumas de uretano se usan como
adhesivos, como material de aislamiento, como componentes de
cubiertas, etc. Casi todas las espumas de uretano usadas en estas
aplicaciones son el producto de la reacción de dos componentes
individuales, siendo uno el componente "A" o de isoniacida y
otro el "B" o de resina. Típicamente, estos componentes se
mezclan para formar una espuma expansiva.
En funcionamiento, se usan recipientes separados
con los componentes A y B junto con una pistola de dispensación
mediante la que se controla el flujo de cada uno de los componentes
A y B a medida que pasan a través de la pistola de dispensación en
dirección a una boquilla de mezcla y descarga. Las patentes
norteamericanas nos. 5.529.245 y 5.944.259, expedidas,
respectivamente, el 25 de junio de 1996 y el 31 agosto de 1999 al
cesionario de la presente invención, describen dos estructuras de
pistolas de dispensación de componentes de espuma.
En cada una de estas estructuras, la pistola
presenta una parte de cuerpo, que, en una parte de extremo trasero
de la misma recibe y aloja dos entradas conectables con los
recipientes de alimentación de los componentes de espuma. El cuerpo
de la pistola incluye, también, una boquilla de mezcla y descarga en
un extremo frontal del mismo. Una válvula de carrete giratoria está
montada, a rotación, en el cuerpo de la pistola y la válvula de
carrete cuenta con dos pasos formados en una parte de cuerpo que
proporciona dos vías entre las entradas y la boquilla de mezcla y
descarga. Esta válvula es hecha rotar cuando el disparador de la
pistola es movido en dirección al mango de la pistola.
Esta rotación pone los dos pasos de válvula en
alineación con pasos formados en la boquilla de mezcla y descarga y
en las entradas. La sección transversal de todos los pasos de estas
pistolas de dispensación conocidas es circular. La regulación del
flujo de los componentes de espuma descargados a través de la
boquilla se consigue apretando lentamente el disparador y
moviéndolo en dirección al mango. Aunque esta acción ofrece
resultados adecuados, todavía es difícil conseguir la dispensación
de caudales pequeños de los componentes de espuma que pueden
conseguirse usando una válvula de aguja.
Con el fin de ofrecer dispensadores de espuma
que regulen y dispensen con precisión espuma en condiciones de
caudal pequeño, la industria ha utilizado válvulas de aguja para
controlar el caudal. En una válvula de aguja típica, se mantiene
una aguja dentro de un orificio y es hecha entrar en el paso y salir
de él por medio de una montura de vástago móvil, con el fin de
ajustar el tamaño del paso anular formado entre la aguja y el
orificio.
Las válvulas de aguja funcionan muy bien en lo
que se refiere al control del caudal de una única corriente de
líquido o gas. Pero es difícil asociar el ajuste de dos válvulas de
aguja en dos corrientes de líquido/gas de modo que se consiga una
proporción exacta de las dos corrientes. Para ello, ambas corrientes
tienen que ser activadas simultáneamente con un régimen de
variación consistente y con niveles similares durante la apertura y
el cierre de las válvulas. La naturaleza viscosa y altamente
reactiva de los componentes de espuma, particularmente el
componente de isoniacida, hace que la aguja se pegue con frecuencia
a su orificio, precisando un desmontaje y una limpieza frecuentes
y/o la sustitución de las agujas, o, incluso, la sustitución de todo
el dispensador. Además, es difícil, conectar una válvula de aguja
con otra de manera que el movimiento de una aguja produzca un
movimiento similar de la otra aguja, con objeto de conseguir la
proporción necesaria.
Asimismo, se ha observado el fenómeno de
"adelanto o retardo" de un componente en relación con otro
cuando se usan dispensadores de espuma con válvulas de aguja. Ello
se produce en condiciones de caudal pequeño, cuando una de las dos
agujas se separa de su asiento antes o después de la otra. Cuando
esto ocurre, se produce una situación de "desproporción", en
la que la cantidad de un componente del flujo no corresponde
exactamente a la cantidad deseada que tiene que combinarse con otra
cantidad deseada del otro componente del flujo. En consecuencia, no
se consigue la proporción deseada de los dos componentes de espuma
reactivos, lo que da lugar, por tanto, a una espuma no
proporcionada, en la que los dos componentes reactivos no combinan
completamente. Este adelanto o retardo relativo es función,
también, de las viscosidades de los componentes de la espuma, y del
régimen y de la velocidad del flujo. Ello se produce por la
imposibilidad mencionada de conectar una aguja con otra de modo
efectivo, de manera que se produzca, de manera precisa, la
aplicación de las agujas en su asiento y la separación de él.
Por tanto, la presente invención se dirige a un
aparato de dispensación con un conjunto de regulación de caudal
mejorado que supere las desventajas antes mencionadas.
En consecuencia, un objeto general de la
presente invención consiste en ofrecer una pistola de dispensación
de componentes de espuma que dispense espuma con precisión en
condiciones de caudal pequeño, comparables a las conseguidas usando
una válvula de aguja.
Otro objeto de la presente invención consiste en
ofrecer una pistola dispensadora mejorada para la dispensación de
fluidos que usa una válvula de carrete montada de modo que pueda
girar en el cuerpo de la pistola, y cuyo cuerpo de pistola incluye
pares de pasos de flujo alineados, pero diferentes, con una
orientación horizontal que proporciona una regulación precisa de
los componentes de un fluido en caso de caudales pequeños,
particularmente los componentes de una espuma de poliuretano.
Todavía otro objeto de la presente invención
consiste en ofrecer un aparato de dispensación de fluidos que
dispensa corrientes de dos fluidos distintos, típicamente,
componentes reactivos de espuma de poliuretano, y que utiliza
medios de paso con formas geométricas simples para controlar la
proporción de los dos fluidos.
Todavía otro objeto de la presente invención
consiste en ofrecer un dispensador de fluidos con múltiples
componentes que incluye una parte de cuerpo con una válvula de
carrete montada a rotación en ella, teniendo la válvula de carrete
un par de pasos cilíndricos formados en ella para el paso de
componentes de fluidos a su través, y teniendo el cuerpo de la
pistola un par de pasos de entrada formados en él y que terminan en
asientos adyacentes a la válvula de carrete, estando alineados los
asientos con dos conexiones de entrada de modo que la rotación de
la válvula de carrete ponga los pasos de la válvula de carrete en
alineación y comunicación con los asientos del cuerpo del
dispensador, en el que los asientos del cuerpo del dispensador
tienen una configuración diferente de la de los pasos cilíndricos
de la válvula de carrete, proporcionando las diferentes
configuraciones un volumen de paso más limitado en condiciones de
caudal pequeño, con el fin de regular de modo más efectivo los
componentes de la espuma.
Otro objeto de la presente invención consiste en
ofrecer una pistola de dispensación de espuma con una capacidad de
regulación de caudales pequeños más precisa que la disponible
actualmente, teniendo la pistola una parte de cuerpo con un par de
asientos para los componentes de espuma con sección transversal no
circular formados en ella, teniendo el cuerpo de la pistola,
además, una válvula de carrete, montada a rotación en él, que
incluye un par de pasos de sección transversal circular, teniendo
los pasos de sección transversal no circular un perfil con una
parte de borde anterior estrecha que se agranda en dirección a una
línea de base, aumentando así la superficie de la sección
transversal de la intersección formada en la interfaz entre los
asientos del dispensador y los pasos de la válvula de carrete, a
cuyo través pueden pasar los componentes de la espuma.
Todavía otro objeto de la presente invención
consiste en ofrecer un dispensador de espuma mejorado con una parte
de cuerpo en la que está montada, a rotación, una válvula de
carrete, aplicándose un disparador con la válvula de carrete para
hacerla rotar dentro de la parte de cuerpo del dispensador, teniendo
la válvula de carrete dos pasos de flujo formados en ella para
componentes de espuma distintos, y teniendo la parte de cuerpo del
dispensador un par de pasos de entrada formados en el cuerpo del
dispensador para su acoplamiento con los pasos de la válvula de
carrete, en el que la mejora incluye pasos de entrada en el cuerpo
del dispensador conformados con secciones transversales no
circulares, presentando la sección transversal de cada paso de
entrada de este tipo una parte de garganta estrecha inicial que se
agranda en dirección a una parte de base amplia, estando orientadas
las partes de garganta inicial de los asientos en sentido opuesto a
la dirección de rotación de la válvula de carrete, de modo que las
partes de garganta estrecha de los asientos se corten y comuniquen
primero con los pasos de la válvula de carrete en las posiciones de
caudal pequeño del dispensador.
La presente invención consigue estos y otros
objetivos merced a su singular y novedosa estructura. En relación
con ello y de acuerdo con un aspecto principal de la presente
invención, ilustrada mediante una realización de la misma, el
aparato dispensador de fluido puede adoptar la forma de una pistola
con una parte de cuerpo cilíndrica. Hay un par de conexiones de
entrada previstas en la parte de cuerpo y tienen aberturas formadas
en ellas que proporcionan medios para conectar dos provisiones de
componentes de espuma separadas con el aparato de dispensación. Por
otro lado, el aparato de dispensación puede tener una boquilla de
mezcla y descarga que se aplique de modo amovible con la parte de
cuerpo. La boquilla tiene, también, dos entradas recibidas en la
parte de cuerpo. Una válvula de carrete está montada, a rotación, en
una cavidad formada en la parte de cuerpo y está interpuesta entre
las entradas de la boquilla y las entradas que conducen a las
conexiones de entrada. La válvula de carrete tiene un par de pasos
cilíndricos internos de flujo de componentes de espuma formados en
ella, mientras que hay dos pasos correspondientes formados en los
asientos de la parte de cuerpo que conducen desde las conexiones de
entrada a la cavidad en la que gira la válvula de carrete. Se
utiliza geometría con el fin de que los pasos de la válvula de
carrete estén formados con secciones transversales diferentes de
las secciones transversales de los pasos de los asientos de la parte
de cuerpo.
De acuerdo con otro aspecto principal de la
invención, las secciones transversales de los pasos de asiento
tienen una sección transversal no circular, y, preferiblemente,
tienen forma de polígono, por ejemplo, de triángulo o de
trapezoide. Estas formas poligonales tienen, al menos, dos rincones
interiores y tienen una superficie de sección transversal que
aumenta desde un borde anterior de los pasos hacia líneas de base
comunes de los pasos, en una dirección que coincide con la
dirección de rotación de la válvula de carrete. Merced a esta
relación, los pasos de la válvula de carrete se cortarán con los
asientos por sus partes estrechas primero, con el fin de
proporcionar el necesario control en condiciones de caudal pequeño.
Los pasos de la válvula de carrete y los pasos de asiento están
alineados entre sí a lo largo de ejes del asiento del dispensador y
de la válvula de carrete. De esta manera, la superficie abierta
definida por la intersección de los dos pasos se mantiene igual y
aumenta gradualmente, en la misma proporción, en ambos pasos.
Las secciones transversales de los pasos de
asiento del dispensador tienen formas de polígonos, tales como
triángulos, trapezoides o similares, con una parte estrecha que
conduce a una parte más ancha. Todas estas configuraciones
incluyen, al menos, dos rincones interiores que definen,
parcialmente al menos, la configuración de la sección transversal.
Los tamaños de los pares de pasos son iguales, de modo que el
régimen de variación de la intersección de los pasos será idéntico
para cada paso de componente de fluido, manteniendo así el sistema
completo proporcionado en todo el margen de movimiento del
disparador de activación del aparato de dispensación.
Estos y otros objetos, características y
ventajas de la presente invención se entenderán claramente a partir
de la consideración de la descripción detallada que sigue.
La figura 1 es una vista, en perspectiva, de una
pistola de dispensación conocida usada para mezclar componentes de
espuma y dispensar los componentes mezclados a modo de espuma;
la figura 2 es una vista, en sección, de un
dispensador portátil que incorpora los principios de la presente
invención;
la figura 3 es una vista, en perspectiva, de una
válvula de carrete giratoria usada con el dispensador de la figura
2;
la figura 4 es una vista, en sección, de la
parte de cuerpo del dispensador de la figura 2 con la válvula de
carrete en posición en ella, y que muestra la alineación y el
acoplamiento de los pasos de los componentes de espuma una vez
desplazado el disparador del dispensador desde la posición A a la
posición B;
la figura 5 es una vista en sección,
esquemática, de la parte de cuerpo del dispensador de la figura 4,
tomada, en general, por líneas 5-5 de la misma;
la figura 6 es una vista detallada ampliada, en
sección transversal, del dispensador de la figura 2, que muestra el
paso de flujo de la válvula de carrete y el paso de entrada de la
parte de cuerpo del dispensador en sus posiciones cerrada y de
acoplamiento;
la figura 7A es una vista detallada ampliada, en
sección transversal, que muestra la interfaz entre los pasos de
flujo de la válvula de carrete y los pasos de entrada del cuerpo del
dispensador, en una posición de acoplamiento inicial de los
mismos;
la figura 7B es la misma vista de la figura 7A
pero con la válvula de carrete hecha girar, gradualmente, en
sentido antihorario, con el fin de aumentar el valor de la
superficie de acoplamiento entre los pasos de flujo de la válvula
de carrete y los pasos de entrada del cuerpo del dispensador;
la figura 7C es la misma vista de la figura 7B,
pero con la válvula de carrete hecha girar adicionalmente, de modo
gradual, en sentido antihorario;
la figura 8A es una vista, esquemática, que
muestra las intersecciones secuenciales del paso de entrada de la
válvula de carrete (mostrado con línea discontinua) y el paso de
entrada de la parte de cuerpo del dispensador (mostrado con línea
continua), que corresponden, en general, a las posiciones mostradas
en las figuras 7A-7C;
la figura 8B es una vista esquemática similar,
pero que muestra el uso y la intersección de dos orificios
triangulares;
la figura 9 es una vista en sección,
esquemática, de la parte de cuerpo del dispensador, que muestra otra
configuración de los pasos de entrada del cuerpo del
dispensador;
la figura 10 es una vista en sección,
esquemática, de la parte de cuerpo del dispensador, que muestra otra
configuración de los pasos de entrada del cuerpo del
dispensador;
la figura 11 es una vista en sección,
esquemática, de la parte de cuerpo del dispensador, que muestra otra
configuración de los pasos de entrada del cuerpo del
dispensador;
la figura 12 es otra vista, esquemática, que
muestra la superposición, mediante avances graduales, de un paso de
flujo de la válvula de carrete con un paso de entrada;
la figura 13 es una vista, esquemática, de una
disposición alternativa de dos pasos con secciones transversales
diferentes usados con la invención, que muestra los dos pasos y su
intersección progresiva;
la figura 14 es una vista, esquemática, de otra
disposición alternativa de dos pasos con secciones transversales
diferentes usados con la invención, que muestra los dos pasos y su
intersección progresiva;
la figura 15 es una vista, esquemática, de una
tercera disposición alternativa de dos pasos con secciones
transversales diferentes usados con la invención, que muestra los
dos pasos y su intersección progresiva;
la figura 16 es una vista, esquemática, de una
cuarta disposición alternativa de dos pasos con secciones
transversales diferentes usados con la invención, que muestra los
dos pasos y su intersección progresiva; y
la figura 17 es una vista, esquemática, del
asiento de la parte de cuerpo del dispensador que muestra una
disposición de desplazamiento de los pasos de flujo.
La figura 1 muestra con 20, en general, un
dispensador portátil usado para dispensar una espuma formada a
partir de dos componentes de espuma distintos. La estructura de este
dispensador 20 se describe en las patentes norteamericanas nos.
4.676.437, expedida el 20 de junio de 1987, 5.529.245, expedida el
25 de junio de 1996 y 5.944.259, expedida el 31 de agosto de 1999,
todas ellas cedidas al cesionario de la presente invención.
El dispensador 20 tiene una parte de cuerpo 21
con un mango 22 que se extiende hacia abajo a partir de ella. Hay
un par de accesorios de entrada asegurados en rebajos de la parte de
cuerpo 21, con el fin de proporcionar una conexión con dos
mangueras 24 que conducen a sendos recipientes 25 de alimentación
separados que contienen provisiones de los componentes A y B de
espuma. El extremo delantero 26 de la parte de cuerpo 21 del
dispensador tiene un rebajo con una boquilla 27 de dispensación
recambiable. Un disparador 28 de accionamiento, movible, está
montado en la parte de cuerpo 21 del dispensador y es susceptible de
ser desplazado en dirección al mango 22. El movimiento del
disparador 28 en dirección al mango 22 pone un par de pasos (no
mostrados) formados en una válvula 40 de carrete, montada a
rotación en una cavidad de la parte de cuerpo 21 del dispensador,
en alineación con pasos similares formados en la parte de cuerpo 21
del dispensador y que conducen a los accesorios 23 de entrada. En
la técnica anterior, la sección transversal tanto de los pasos de la
válvula 40 de carrete como de la parte de cuerpo 21 del dispensador
es circular. Cuando la válvula 40 de carrete sea hecha rotar
apretando el disparador 28 en sentido antihorario, como se indica
mediante la flecha S de la figura 1, las partes superiores de la
misma, inicialmente, se cortarán con las partes inferiores de los
pasos circulares de la parte de cuerpo 21 del dispensador para
formar una sección transversal oval. Este óvalo aumenta de tamaño
hasta que los dos pasos circulares estén completamente alineados y
casen uno con otro.
La intersección inicial de estos dos pasos se
usa para la dispensación de componentes de espuma en condiciones de
caudal pequeño. Es difícil regular de modo preciso pequeñas
cantidades de componentes de espuma para aplicar cuentas de pequeño
diámetro de espuma expansible. Tales pequeñas cuentas son
susceptibles de ser dispensadas con precisión cuando se usa una
válvula de aguja. Una válvula de aguja tiene que limpiarse
constantemente porque la espuma mezclada pasa a su través y su
coste es significativamente superior al de la disposición de
válvula de carrete 40 del dispensador 20 mostrado. Como se ha
mencionado anteriormente, las válvulas de aguja son difíciles de
ajustar de modo preciso para entregar la proporción de los
componentes de espuma en condiciones de caudales pequeños. El
fenómeno de adelanto o retardo relativo no deseado se produce cuando
el movimiento de una aguja se adelanta o atrasa en relación con la
otra. Se ha descubierto que las secciones transversales circulares
de estos dos pasos, aunque de funcionamiento generalmente efectivo,
no presentan una superficie lo bastante pequeña como para controlar
de modo efectivo la cantidad de componentes de espuma a través del
dispensador en caso de caudales pequeños.
La presente invención se dirige así a medios
mejorados para controlar el flujo de componentes de espuma en
dispensadores del tipo mostrado en la figura 1.
Volviendo ahora a la figura 2, en ella se
muestra, en sección transversal, un aparato de dispensación 20
construido de acuerdo con los principios de la presente invención.
El aparato de dispensación 20 de esta realización puede tener forma
de pistola, con una parte de cuerpo 21 dotada de un mango dirigido
hacia abajo a partir de ella, con el fin de ofrecer una parte del
aparato de dispensación que un usuario pueda agarrar fácilmente con
la mano. Un miembro de disparador 28 está montado, a rotación, en la
parte de cuerpo 21 y es susceptible de ser desplazado en arco para
acercarlo al disparador 22 y alejarlo de él. Este movimiento puede
caracterizarse como movimiento recíproco, porque un usuario puede
agarrar tanto el mango 22 como el disparador 28 con una mano y
apretar el disparador 28 para desplazarlo en arco en dirección al
mango 22. Hay un muelle 30 de torsión previsto entre el mango 21 y
el disparador 28 para no sólo ofrecer cierto grado de resistencia al
movimiento de agarre del disparador, sino, también, para
proporcionar un mecanismo de fuerza que aplique una fuerza de
recuperación que devuelva el disparador 28 a su posición más
exterior como se muestra en las figuras 1 y 2, el muelle 30 está
asegurado en asientos 31 del interior del mango 22 y del disparador
28.
El disparador 28 está montado a rotación en la
parte de cuerpo 21 del aparato de dispensación por medio de un yugo
u otro miembro 32 en Y formado de modo enterizo con el disparador
28, en un extremo del mismo. Este montaje se efectúa por medio de
una válvula 40 de carrete recibida en un rebajo cilíndrico
correspondiente o parte de asiento 41 formada en la parte de cuerpo
21. Este rebajo 41, preferiblemente, se extiende completamente a
través de la parte de cuerpo 21 en dirección transversal al eje
longitudinal del dispensador 20.
La válvula 40 de carrete se muestra por separado
en la figura 3. Tiene una parte de cuerpo 43 cilíndrica con un par
de lengüetas 45 de extremo formadas en ella que sobresalen a partir
de los extremos 44 de la parte de cuerpo 43. Estas lengüetas 45 de
extremo son esencialmente planas, de modo que puedan encajar
convenientemente en un par de hendiduras 33 formadas en los brazos
del yugo 32. Las lengüetas 45 de extremo pueden incluir agujeros 46
que proporcionen medios para asegurar de modo fiable el disparador
28 en la válvula 40 de carrete. Como se muestra en las figuras 1 y
2, este aseguramiento puede efectuarse mediante tornillos 47 u otros
sujetadores adecuados.
Como se describe en las patentes antes
mencionadas, la válvula 40 de carrete puede incluir en su parte de
cuerpo, además, una serie de canales 47 que reciban juntas tóricas u
otros medios de obturación para proporcionar un cierre dentro del
rebajo 41 de la parte de cuerpo, con el fin de mantener la válvula
40 de carrete en posición en la parte 21 de cuerpo y para evitar
que los componentes de espuma que pasen a su través salgan por los
lados del rebajo 41.
Con el fin de proporcionar una trayectoria para
los componentes de espuma a través del dispensador 20, la válvula
40 de carrete tiene, preferiblemente, un par de pasos 48 de flujo
formados en las partes macizas de la parte de cuerpo 43 que se
encuentran entre las hendiduras o canales 47 de las juntas tóricas.
Esta parte maciza actúa a modo de cuerpo de válvula con el fin de
aplicarse, en relación de cierre, contra el asiento de la parte de
cuerpo del dispensador. Estos pasos 48 de flujo son fijos en
relación con las lengüetas 45 de extremo, de modo que se desplacen
cuando el disparador 28 sea hecho mover en vaivén en su acercamiento
y alejamiento en relación con el mango 22 del dispensador. Este
movimiento lo controla selectivamente el usuario cuando agarra el
disparador 28. Se pretende que este movimiento ponga los pasos 48 de
flujo de la válvula de carrete en alineación y comunicación con los
pasos 50 de entrada formados en el cuerpo 21 del dispensador.
Como se ha señalado en lo que antecede, el
dispensador 20 incluye un par de conexiones 23 de entrada, cada una
de las cuales presenta un paso 36 interior hueco que se extiende a
su través. Estas conexiones de entrada son recibidas en un par de
orificios 37 correspondientes formados en la parte de cuerpo 21 del
dispensador. En la parte de cuerpo 21 del dispensador hay formados,
también, pasos 50 de entrada que se extienden, a lo largo del
asiento, entre los orificios 37 y el rebajo 41 de asiento que recibe
la válvula 40 de carrete, en comunicación con dicho rebajo. Ello se
ilustra de la mejor manera en la figura 4, que muestra los pasos 48
de flujo de la válvula de carrete alineados y acoplados con los
pasos 50 de entrada de la parte de cuerpo. Merced a un acoplamiento
de este tipo se define, cooperativamente, una trayectoria de flujo a
través de la parte de cuerpo 21 del dispensador y de la válvula 40
de carrete. Esta trayectoria de flujo se prolonga por medio de un
par de pasos 38 de salida formados en la parte de cuerpo 21 del
dispensador, por delante, o aguas abajo, del rebajo 41 para la
válvula de carrete. Estos pasos 38 de salida pueden estar formados a
modo de salientes 39 que se apliquen con aberturas opuestas
correspondientes (no mostradas) formadas en la parte trasera de la
boquilla 27 de mezcla y dispensación (figura 1), en la que los dos
componentes de espuma se mezclan y reaccionan entre sí para formar
una espuma expansible. Por tanto, se entenderá que el movimiento del
disparador 22 pone los pasos 48 de flujo de la válvula de carrete
en comunicación con los dos pasos 38 y 50.
Como se ha señalado anteriormente, se ha
descubierto que los dispensadores conocidos que usan pasos con
secciones transversales circulares en todo el dispensador no
proporcionan una regulación efectiva de la dispensación de los
componentes de espuma en condiciones de caudal pequeño, cuando el
usuario desee aplicar cuentas de espuma de tamaño reducido. La
presente invención ofrece una solución a este problema al hacer que
los pasos de espuma de la parte de cuerpo 50 y de la válvula de
carrete 48 sean diferentes. Esta "diferencia" se refiere a la
sección transversal de los pasos. La presente invención utiliza, en
una realización ilustrativa, pasos 48 de flujo circulares o
cilíndricos en la válvula de carrete, y que pueden conformarse
fácilmente, por ejemplo, por perforación, y pasos 50 de entrada no
circulares en la parte de cuerpo del dispensador. En la primera
realización preferida, y mostrada en la figura 5, estos pasos 50
tienen una sección transversal general triangular, teniendo cada
uno de tales pasos una parte de vértice inicial 52 que se agranda en
dirección a una parte de base 53. Las secciones transversales
triangulares tienen múltiples rincones 54 interiores en los puntos
de encuentro de los lados de la sección transversal.
Las secciones transversales no circulares se
conforman del modo más fácil en la parte de cuerpo 21 del
dispensador durante su moldeo por inyección. Tales secciones
transversales pueden conformarse, también, en la parte de cuerpo 43
de la válvula de carrete, pero tal conformación tendría que hacerse
por estampado, conformación en frío o EDM (mecanizado por
electroerosión), más caros y complicados que la simple
perforación.
Cuando el usuario desee aplicar una pequeña
cuenta de espuma en condiciones de caudal pequeño, aprieta el
disparador 28 de manera gradual de modo que los dos pasos 48, 50 de
flujo establezcan justo un contacto de alineación inicial, tal como
se muestra en la figura 7A. La válvula 40 de carrete rota en sentido
antihorario, de modo que el borde superior "C" de los pasos 48
de flujo de la válvula de carrete se aproxime al borde inferior
"D" de los pasos 50 de entrada de la parte de cuerpo y
comunique con él. Tal comunicación inicial se muestra, en sección,
en la figura 7A, y, en superposición, en 7A de la figura 8A. Puede
verse en las figuras 5 y 8 que mediante una sección transversal
triangular la superficie del paso 48 de flujo de entrada aumenta en
la dirección de rotación de la válvula 40 de carrete, indicada,
mediante flechas R, en las figuras 5 y 7 A-C.
El uso de pasos 50 de entrada con secciones
transversales diferentes de las secciones transversales de los
pasos 48 de flujo de la válvula de carrete disminuye
significativamente la superficie de intersección disponible para el
paso de los componentes de espuma a su través, mejorando de ese modo
la función de regulación de espuma del dispensador 20 en
condiciones de caudal pequeño. Cuando se use una sección transversal
triangular como la mostrada en las figuras 5, 8A y 8B, el caudal
inicial se controla merced a la intersección de los dos pasos, y,
particularmente, merced al vértice del triángulo. A medida que el
disparador sea apretado adicionalmente para hacer girar la válvula
40 de carrete y los pasos 48 de flujo de la válvula de carrete se
hagan coincidir o se alineen con los pasos 50 de entrada de la
parte de cuerpo, aumentará la superficie de los pasos de entrada
del triángulo que se corte con la del círculo de los pasos de flujo
de la válvula de carrete, con el fin de aumentar el flujo. Un
apriete adicional del disparador da lugar a la coincidencia total
entre la sección transversal circular (u orificio) de los pasos 48
de flujo de la válvula de carrete y la sección transversal
triangular (u orificio) de los pasos 50 de entrada de la parte de
cuerpo.
Es importante señalar que las características de
flujo deseadas pueden aumentarse modificando la línea de base 53
del triángulo 50. La ampliación de la línea de base 53 permitirá
acomodar caudales mayores. El orificio triangular 50 puede
moldearse en la parte de cuerpo 21 del dispensador 20. La relación
que se produce entre los dos orificios cuando se usa una
configuración triangular se ilustra esquemáticamente en la figura
8A, en la que el orificio triangular 50 se muestra mediante línea
continua y el movimiento del orificio circular del paso 48 de flujo
de la válvula de carrete se muestra mediante línea discontinua. Los
círculos discontinuos, que corresponden, aproximadamente, a las
posiciones mostradas en sección transversal en las figuras
7A-7C, se designan "7A", "7B" y "7C"
en la figura 8.
La figura 9 muestra otra sección transversal y
configuración adecuada que se cree es tan útil como la triangular
descrita previamente. En la figura 9, el paso 50' de entrada está
configurado a modo de trapezoide, con dos lados paralelos
conectados mediante dos lados no paralelos. En este caso, la sección
transversal es poligonal, con, al menos, cuatro rincones interiores
54' y una anchura (y, por tanto, una superficie) que aumenta a
partir de su borde anterior estrecho 52' en dirección a su parte
más ancha, en su línea de base 53'. Se entenderá que los rincones
interiores pueden ser rincones afilados que terminen en punta o
rincones romos con un perfil ligeramente embotado o redondeado.
La figura 10 muestra otra realización en la que
el orificio 50'' de paso de entrada es un polígono de seis lados,
también con un borde anterior 52'' más estrecho que la parte 53'' de
su línea de base. Igualmente, la figura 11 muestra todavía otra
realización en la que el orificio 150 del paso de entrada es un
polígono de cinco lados con una punta 151 en su borde anterior 152,
y una anchura que aumenta, parcialmente, en dirección a la línea de
base 153 del orificio 150.
La figura 12 muestra la intersección sucesiva de
los orificios circulares de los pasos de flujo de la válvula de
carrete con un orificio 50' trapezoidal o "a modo de pastel"
formado en la parte de cuerpo 21 del dispensador y que desemboca en
el rebajo 41 de la parte de cuerpo que recibe la válvula de carrete.
El orificio 50' presenta un borde anterior 100 estrecho que cumple
la función de vértice. Este borde anterior 100 define la anchura
inicial del orificio 50', que se corta con el paso 48 de flujo
circular de la válvula de carrete, que se mueve desde el borde
anterior 100 del orificio en dirección a la línea de base 102 del
orificio, de mayor anchura que el borde anterior 100. Dos paredes
laterales 101 del orificio se extienden formando ángulo a partir del
borde anterior 100 en dirección a la línea de base 102, y formando
ángulos exteriores, de modo que a medida que la válvula de carrete
y sus correspondientes pasos 38 de flujo sean hechos girar en el
rebajo, los pasos de la válvula de carrete sean desplazados
gradualmente en su intersección con el orificio 50' de entrada de
la parte de cuerpo. La figura 12 muestra cada aumento gradual de la
superficie de intersección del paso de la válvula de carrete con el
paso de entrada. Se han conseguido resultados adecuados mediante
orificios con bordes anteriores de, aproximadamente, 0,254 mm,
líneas de base de, aproximadamente, 1,6 mm, y con una separación
de, aproximadamente, 2,18 mm. Tales dimensiones proporcionan una
superficie global del paso de entrada de, aproximadamente, 1,94
mm^{2}.
El borde anterior estrecho del orificio
proporciona una buena capacidad de regulación en condiciones de
caudal pequeño, mientras que la línea de base ancha del orificio
proporciona un caudal y una salida plenos cuando el orificio
circular de paso de flujo de la válvula de carrete y el paso 50 de
entrada estén superpuestos completamente.
Pueden lograrse resultados similares usando una
sección transversal triangular 48' para el orificio de paso de la
válvula de carrete, como se muestra en la figura 8B. Ello aumentará
el coste del dispensador, porque tal sección transversal tiene que
ser estampada, conformada en frío, etc., en lugar de perforada
simplemente.
Las figuras 13-16 muestran,
esquemáticamente, pasos de flujo con diferentes secciones
transversales y la sección transversal creciente que resulta al
hacer avanzar, gradualmente, un paso en relación con otro. En la
figura 13, los pasos son circular y triangular, lo que da lugar a
superficies desde, aproximadamente, 0,645 mm^{2} en "A" a,
aproximadamente, 2,06 mm^{2} en "D".
En la figura 14, ambos pasos tienen forma de
trapezoide, lo que ofrece una superficie de entre, aproximadamente,
0,0645 mm^{2}, cuando los dos pasos se corten justo inicialmente,
como se muestra en "A", y, aproximadamente, 1,48 mm^{2}
cuando los dos pasos se corten completamente, como se muestra en
"D".
En la figura 15, un paso es circular, mientras
que el otro es rectangular. Esta combinación ofrece una superficie
inicial de, aproximadamente, 0,129 mm^{2} en "A", y,
aproximadamente, 1,55 mm^{2} en "D", cuando los dos pasos se
corten completamente.
Finalmente, la figura 16 muestra el uso de un
paso circular y un paso a modo de "cuerno", que proporciona
una intersección inicial de, aproximadamente, 0,0645 mm^{2} en
"A", y, aproximadamente, 1,16 mm^{2} en "D", cuando la
intersección sea completa. Con el uso del paso a modo de
"cuerno" mostrado con "D" en la figura 16, puede preverse
un caudal que aumente de modo no lineal, a diferencia al aumento
lineal obtenido mediante las otras realizaciones.
Adicionalmente, como se muestra en la figura 17,
pueden formarse dos configuraciones de paso diferentes en la parte
de asiento del cuerpo del dispensador, y, además, desplazarse en
relación con una línea "DL" de referencia, con el fin de
permitir el ajuste de caudales de materiales diferentes, a
diferencia de su alineación en relación con una línea de referencia
común de las otras realizaciones.
Aunque la descripción detallada se ha
proporcionado en relación con el uso de dos componentes de espuma
reactivos a modo de fluidos dispensados por el aparato, se
entenderá que la presente invención puede utilizarse en otras
aplicaciones de fluidos y que la orientación de la válvula de
carrete puede ser diferente de la horizontal.
Claims (19)
1. Un aparato (20) de dispensación para
dispensar, selectivamente, una espuma de dos componentes a partir
de una provisión (25) de espuma, cuyo aparato incluye una parte de
cuerpo (21) y un disparador (28) montado de modo movible en ella,
teniendo la parte de cuerpo un par de conexiones de entrada (23)
para su conexión con un par de mangueras (24) de alimentación de
componentes de espuma conectadas con provisiones de un primero y un
segundo componentes de espuma, comunicando las conexiones de entrada
con pasos (50) de entrada formados en dicha parte de cuerpo del
dispensador, teniendo dicha parte de cuerpo una válvula (40) de
carrete montada a rotación en un asiento de dicha parte de cuerpo,
interpuesta entre los pasos de entrada de la parte de cuerpo y una
boquilla (27) de mezcla prevista en dicho aparato de dispensación,
teniendo dicha válvula de carrete un par de pasos (48) de flujo
formados en ella y siendo susceptible de ser accionada por un
operario para poner los pasos de la válvula de carrete en
alineación con dichos pasos de entrada de la parte de cuerpo,
caracterizado porque:
los pasos de entrada de la parte de cuerpo
tienen secciones transversales poligonales.
2. El aparato de dispensación de la
reivindicación 1, en el que la sección transversal de dichos pasos
de la válvula de carrete es circular y la sección transversal de
dichos pasos de entrada de la parte de cuerpo es triangular.
3. El aparato de dispensación de la
reivindicación 1, en el que la sección transversal de cada uno de
dichos pasos de la válvula de carrete es circular y la sección
transversal de cada uno de dichos pasos de entrada de la parte de
cuerpo es poligonal e incluye una pluralidad de rincones interiores
formados en ella.
4. El aparato de dispensación de la
reivindicación 3, en el que dichas secciones transversales de los
pasos de entrada de la parte de cuerpo del dispensador incluyen
tres rincones interiores.
5. El aparato de dispensación de la
reivindicación 3, en el que dichas secciones transversales de los
pasos de entrada de la parte de cuerpo del dispensador incluyen, al
menos, cuatro rincones interiores.
6. El aparato de dispensación de la
reivindicación 1, en el que la sección transversal de dichos pasos
de flujo de la válvula de carrete es circular y la sección
transversal de dichos pasos de entrada de la parte de cuerpo del
dispensador es trapezoidal.
7. El aparato de dispensación de la
reivindicación 6, en el que cada uno de dichos pasos de entrada de
la parte de cuerpo del dispensador tiene una base opuesta a una
parte de vértice, de modo que la superficie de dicho paso aumente
desde la parte de vértice en dirección a la base.
8. El aparato de dispensación de la
reivindicación 1, en el que cada uno de dichos pasos de entrada de
la parte de cuerpo del dispensador tiene una superficie de,
aproximadamente, 1,94 mm^{2}.
9. El aparato de dispensación según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en el que cada uno de dichos
pasos de entrada del cuerpo del dispensador presenta un borde
anterior estrecho que define la anchura inicial de cada uno de
dichos pasos de entrada, aumentando dichas anchuras iniciales a lo
largo de las longitudes correspondientes de dichos pasos en
dirección a una línea de base de dicho paso.
10. El aparato de dispensación según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha válvula de
carrete está hecha de metal y dicha parte de cuerpo del dispensador
está hecha de plástico.
11. El aparato de dispensación de la
reivindicación 10, en el que dicha parte de cuerpo del dispensador
se moldea por inyección.
12. El aparato de dispensación de la
reivindicación 1, en el que la sección transversal de dichos pasos
de la válvula de carrete es, en general, circular, y dichos pasos
de entrada de la parte de cuerpo son, en general, rectangulares.
13. El aparato de dispensación de la
reivindicación 1, en el que la sección transversal de dichos pasos
de la válvula de carrete es, en general, circular, y dichos pasos
de entrada de la parte de cuerpo tienen una configuración a modo de
cuerno con una sección transversal de cuerpo estrecha que aumenta
hasta formar una sección transversal de cuerpo más amplia.
14. El aparato de dispensación de la
reivindicación 1, en el que dichos pasos de flujo de la válvula de
carrete y dichos pasos de entrada de la parte de cuerpo del
dispensador tienen secciones transversales triangulares.
15. Un aparato de dispensación de espuma según
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la
válvula de carrete es susceptible de girar en dicho rebajo y el
disparador está conectado operativamente con dicha válvula de
carrete, extendiéndose el disparador hacia abajo a partir de dicha
parte de cuerpo y estando separado de ella, por lo que dicho
disparador puede ser movido hacia dicho mango de modo que dichos
pasos de la válvula de carrete sean puestos en comunicación con
dichos pasos de entrada y salida, definiendo de ese modo dos
trayectorias a través de dicho cuerpo de dispensador y dicha válvula
de carrete, con el fin de permitir el paso de los componentes de
espuma provenientes de dichas conexiones de entrada en dirección a
dicha boquilla; y,
presentando dichos pasos de válvula de carrete
secciones transversales circulares y presentando dichos pasos de
entrada secciones transversales poligonales.
16. El aparato de dispensación de cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que dichos pasos de entrada
tienen bordes anteriores que se cortan, primero, con dichos pasos de
válvula de carrete cuando se hace girar dicha válvula de carrete
mediante dicho disparador, teniendo dichos pasos de entrada anchuras
variables que aumentan a partir de dichos bordes anteriores en
dirección a líneas de base de dichos pasos de entrada.
17. El aparato de dispensación de cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que dichos pasos de entrada
presentan secciones transversales seleccionadas del grupo que
incluye: secciones transversales triangulares, secciones
transversales rectangulares, secciones transversales trapezoidales y
secciones transversales a modo de cuerno.
18. El aparato de dispensación de cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que dichos pasos de entrada
están alineados, horizontalmente, en relación con una línea de
referencia común.
19. El aparato de dispensación de cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que dichos pasos de entrada
están desplazados en relación con una línea de referencia común.
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