ES2272574T3 - Unidad de formacion de espuma. - Google Patents

Abstract

Una unidad (2) de formación de espuma, para uso en combinación con un recipiente (1) para líquido, que comprende: - una bomba (3) para aire, provista de una entrada que tiene una válvula de entrada (10), y de una salida que tiene una válvula de salida (9), - una bomba (4) para líquido, provista de una entrada que tiene una válvula de entrada (12), y de una salida que tiene una válvula de salida (11), de tal manera que dichas bombas (4, 3) comprenden una cámara de presión (13, 15) con un pistón (14, 16) susceptible de ser desplazado para incrementar o reducir el volumen de la cámara de presión, - una cámara mezcladora (5), que tiene al menos un elemento de formación de espuma y está conectada o comunicada con las salidas de ambas bombas (3, 4), - una parte dispensadora (6), que comprende un paso o canal (7) de flujo de salida y que está conectada o comunicada entre la cámara mezcladora (5) y una abertura (8) para la espuma, caracterizada por que los pistones (14, 16) se acoplan a un miembrode accionamiento (16) y son accionados por éste, por que un elemento de acoplamiento mecánico (18) se acopla al pistón (16) de la bomba de aire (3) y al pistón (14) de la bomba de líquido (4), y por que al menos la válvula de salida (9) de la bomba de aire (3) se ha proporcionado a modo de membrana y se ha formado integralmente con el elemento de acoplamiento (18) con el fin de constituir un único elemento constructivo.

Description

Unidad de formación de espuma.

La invención se refiere a una unidad de formación de espuma particularmente adecuada para un recipiente de líquido, que comprende una bomba para aire y una bomba para líquido, cada una de las cuales está provista de una entrada y de una salida, de tal modo que dicha unidad de formación de espuma comprende adicionalmente una cámara mezcladora que se encuentra en comunicación con la salida de cada bomba, una parte dispensadora, provista de un paso o canal de flujo de salida con una abertura para la espuma, de tal modo que el canal está en comunicación con la cámara mezcladora, así como válvulas dispuestas, respectivamente, en la entrada y en la salida de cada bomba, al objeto de extraer y suministrar, respectivamente, aire y líquido.

Semejante unidad de formación de espuma se conoce por la Solicitud de Patente Internacional WO 97/13585. Si bien esta unidad de formación de espuma es capaz de generar una buena espuma, es decir, una espuma de la textura correcta, esta unidad de formación de espuma conocida consta de un elevado número de componentes constructivos fabricados de diversos materiales. El coste de fabricación de dicha unidad de formación de espuma es, por tanto, relativamente elevado.

Por otra parte, en el documento US-A-4.057.176 se describe un tipo de movimiento alternativo o de vaivén de bomba de nervaduras radiales para uso en un recipiente para productos líquidos, que combina un alojamiento tubular que incluye una boquilla de rociado, montado coaxialmente dentro del manguito de un sombrerete acumulador que incluye una válvula central. La abertura de la válvula conduce a un tubo sumergido que pasa al interior del recipiente. Si se hace descender el alojamiento tubular, un pistón hueco es impulsado en contra de la tensión de un muelle o resorte. Con el fin de proporcionar un rociamiento atomizado o pulverizado se precisan dos impulsiones o carreras consecutivas. Esta bomba se ha construido únicamente para el rociado de un líquido, si bien pueden atomizarse también otros productos como gases, vapores o polvos. Sin embargo, no es capaz de proporcionar una espuma como la de la presente invención.

El propósito de la presente invención es mejorar las unidades de formación de espuma tal y como se conocen de la técnica anterior.

Para este fin, la unidad de formación de espuma de acuerdo con la invención se caracteriza por las características de la reivindicación 1. Mediante la combinación de todos los elementos con funciones interrelacionadas en una única pieza formada integralmente, es posible reducir el número de componentes constructivos, lo que da lugar a costes de fabricación más bajos.

Pueden deducirse ventajas adicionales de la presente invención de las reivindicaciones dependientes.

La invención se aclarará a continuación adicionalmente con referencia a los dibujos que se acompañan, que presentan un ejemplo de la presente invención. En los dibujos:

la Figura 1 muestra una vista en corte transversal y en perspectiva de un conjunto de dispensación de espuma de acuerdo con la invención;

la Figura 2 muestra un corte transversal del conjunto de dispensación de espuma de la Figura 1, en una primera posición de extremo;

la Figura 3 ilustra un corte transversal del conjunto de dispensación de espuma de la Figura 1, en una segunda posición de extremo; y

la Figura 4 muestra un corte transversal de otra realización de una unidad de formación de espuma de acuerdo con la invención.

En cada una de las figuras se han utilizado los mismos números de referencia para los mismos componentes constructivos.

En la vista en corte transversal y en perspectiva de la Figura 1 se muestra un conjunto de dispensación de espuma que consiste en un recipiente 1 para líquido y una unidad 2 de formación de espuma. La unidad 2 de formación de espuma comprende una bomba 3 para aire y una bomba 4 para líquido, cada una de las cuales está provista de una entrada y de una salida. La entrada de la bomba de aire 3 está en comunicación con el entorno exterior, en tanto que la entrada de la bomba de líquido 4 está en comunicación con el contenido del recipiente de líquido 1. La unidad 2 de formación de espuma comprende adicionalmente una cámara mezcladora 5 que se encuentra en comunicación con las salidas tanto de la bomba de aire 3 como de la bomba de líquido 4.

En la parte superior del conjunto se encuentra situada una parte dispensadora 6 que está dotada de un paso o canal de salida 7 con una abertura 8 para la espuma. El canal 7 de flujo de salida discurre desde la cámara mezcladora 5 hasta la abertura 8 para la espuma. Uno o más elementos de formación de espuma se encuentran situados normalmente en este canal 7.

Tanto las salidas como las entradas de cada bomba 3, 4 están dotadas de una válvula, respectivamente 9, 10, 11, 12, para suministrar o extraer, respectivamente, aire o líquido. La válvula 12 situada en la entrada de la bomba de líquido 4 se muestra, por lo demás, en las Figuras 2 y 3.

La bomba de líquido 4 comprende una cámara de presión 13 formada por un pistón cilíndrico hueco 14 que es susceptible de desplazarse con respecto a una parte interna de un elemento de soporte 17, en el cual se asienta la válvula 12. Se aprecia, por lo demás, que el término "pistón" se entiende que significa la parte de la bomba que es desplazada (compárense la Figura 2 y la Figura 4). La cámara de presión 13 está situada, en consecuencia, entre la válvula de entrada 12, la válvula de salida 11 y el pistón 14 de la bomba de líquido 4. Además, la bomba de aire 3 comprende una cámara de presión 15 formada por un pistón cilíndrico hueco 16 que es susceptible de desplazarse con respecto a una parte exterior del elemento de soporte cilíndrico 17. La cámara de presión 15 de la bomba de aire 3 está delimitada, por uno de sus lados, por la válvula de entrada 10 y por la válvula de salida 9, y, por el otro lado, entre los pistones 14, 16 de las dos bombas 3, 4 y el elemento de soporte 17. Estos pistones cilíndricos huecos están situados concéntricamente uno con respecto al otro.

Un miembro de accionamiento 16, destinado a accionar las dos bombas 3, 4, se ha fabricado integralmente con el pistón 16 de la bomba de aire 3. El miembro de accionamiento 16, o el pistón 16 de la bomba de aire 3, está dispuesto de forma deslizante dentro del elemento de soporte 17 que soporta la unidad de formación de espuma 2 dentro del recipiente 1 para líquido. Al desplazarse el miembro de accionamiento 16, este movimiento es transmitido directamente al pistón 16 con el fin de accionar la bomba de aire 3. Cuando el miembro de accionamiento 16 es desplazado, la bomba de líquido 4 es accionada también por cuanto que se ha dispuesto un elemento de acoplamiento 18 entre el miembro de accionamiento 16 y el pistón 14 de la bomba de líquido 4, elemento de acoplamiento que transmite el desplazamiento del miembro de accionamiento 16 al pistón 14 de la bomba de líquido 4. Finalmente, ha de apreciarse que la parte de dispensación 6 está formada, de hecho, integralmente con el miembro operativo 16, o el pistón 16 de la bomba de aire 3.

La Figura 1 muestra claramente que las válvulas 9, 10, 11 están constituidas por membranas de un espesor predeterminado formadas en los elementos constructivos 14. Para un espesor de pared de los elementos constructivos 14 y 18 de aproximadamente 1 mm, el espesor de las membranas cilíndricas es, por ejemplo, 0,2 mm. Las válvulas 9, 10, 11 han sido moldeadas por inyección de plástico, simultáneamente con la bomba de aire 3 ó con la bomba de líquido 4 para formar un único elemento constructivo 14, 18. Para la comprensión de la presente invención, se hace notar que el elemento de acoplamiento 18 se considera como una parte de la bomba de aire 3.

El elemento de acoplamiento 18 tiene, en el lado dirigido hacia la parte de dispensación 6, una prolongación 27 con dos asientos circulares 28, 29 de diferentes diámetros. En estos asientos se colocan uno o más elementos de formación de espuma, por ejemplo, con la forma de pantallas de malla fina (no mostradas). En la realización de la Figura 4, el elemento de formación de espuma está situado de la misma manera en la prolongación 27 del elemento de acoplamiento 18, si bien está formado, en este caso, por una pared con orificios 30 que se han moldeado conjuntamente durante el moldeo por inyección del elemento de acoplamiento 18. Para una buena acción de formación de espuma, los orificios tienen un diámetro de un máximo de aproximadamente 0,2 mm, la pared en la que se extienden tiene un espesor de aproximadamente 0,2 mm y esta pared contiene entre 100 y 200 orificios, de preferencia aproximadamente 150 orificios. Estas especificaciones pueden emplearse de una forma razonablemente uniforme en las unidades de formación de espuma para productos cosméticos.

En la segunda realización de la unidad 2 de formación de espuma que se muestra en la Figura 4, la válvula de salida 11 de la bomba de líquido 4 se ha formado por medio de un tope o elemento de retención cónico independiente que actúa conjuntamente con el borde superior del pistón 14. En el elemento de retención 11 existe una barra 11 que se extiende hasta entrar en contacto con la pared provista de los orificios 30. Mediante la dotación de dimensiones y la elección del material, este elemento 30 de formación de espuma ha adquirido una determinada flexibilidad, de tal manera que, bajo la influencia de la presión acumulada en la cámara de presión 13, transferida a través del elemento de retención 11 y de la barra 31, puede deformarse. El elemento 30 de formación de espuma sirve, en consecuencia, en primera instancia, conjuntamente con la barra 31, para cerrar la válvula 11. Cuando la presión dentro de la cámara 13 llegue a ser mayor que la resistencia del elemento 30 de formación de espuma, la válvula se abrirá.

Un orificio de aireación 19 se ha dispuesto de manera adicional en el elemento de soporte 17 para rellenar el recipiente de líquido 1 con aire procedente del entorno exterior cuando se bombea líquido hacia fuera del recipiente para la dispensación de espuma. En una posición de extremo no presurizada (véase la Figura 2) del conjunto de dispensación de espuma, el orificio de aireación 19 se encuentra situado entre dos crestas o nervaduras de obturación 20, 21 del pistón de aire 16. Estas nervaduras de obturación 20, 21 garantizan que, en la posición que se muestra en la Figura 2, no puede salir nada de líquido al exterior cuando el conjunto se sujeta boca abajo con respecto a esta posición. En la segunda posición de extremo que se muestra en la Figura 3, el aire procedente del exterior puede fluir al interior del recipiente de líquido 1 con el fin de rellenar el recipiente 1 con aire.

Las posiciones que se muestran en las Figuras 2 y 3 son dos posiciones de extremo del conjunto. Entre estas dos posiciones se define un recorrido o carrera respectivamente en dirección hacia abajo (desde la posición de la Figura 2 hasta la posición de la Figura 3) y en dirección hacia arriba (desde la posición de la Figura 3 hasta la posición de la Figura 2). La carrera ascendente es la carrera de succión, en la que se aspiran tanto aire como líquido hacia las cámaras de presión respectivas 13, 15, en tanto que la carrera descendente es la carrera de suministro, en la que el aire y el líquido son presionados hasta salir de las cámaras de presión 13, 15 hacia la cámara de mezcla 5.

El funcionamiento de la unidad de formación de espuma se describe con referencia a las Figuras 2 y 3, comenzando por la Figura 3. El miembro de accionamiento (pistón de aire) 16, el elemento de acoplamiento 18 y el pistón de líquido 14 forman un todo durante el funcionamiento del conjunto de dispensación de espuma y, en consecuencia, se han designado en lo que sigue con el término general "pistón". Dispuesto entre el pistón 14, 16, 18 y el elemento de soporte 17 existe un muelle o resorte 22 que no está cargado en la posición que se muestra en la Figura 2.

En la Figura 3, el pistón 14, 16, 18 se encuentra en su posición comprimida y está en la situación de ser presionado hacia arriba por la fuerza elástica del resorte 22. Durante la carrera ascendente, el volumen de la cámara de presión 15 de la bomba de aire 3 se hace más grande, por lo que la presión se hace inferior a la presión ambiental. Debido a esta diferencia de presiones, la válvula de entrada 10 de la bomba de aire 3 se abre y se establece una conexión o comunicación entre el entorno exterior y la cámara de presión de aire 15. Lo mismo se aplica para el volumen contenido en la cámara de presión 13 de la bomba de líquido 4. Aquí también se incrementa el volumen, con lo que la presión cae y el líquido es extraído del recipiente de líquido 1 a través de un tubo de ascenso 23. La succión de líquido a través de la válvula de entrada 12 es posible debido a que el pistón de líquido 14, con las nervaduras de obturación 24, 25 que están dispuestas en él, es desplazado hacia abajo y se crea un paso entre la válvula de entrada 12 y el pistón 14, hacia la cámara de presión 13.

La bomba se encuentra ahora en su posición más superior (Figura 2), en la que tanto la cámara de presión de aire 15 como la cámara de presión de líquido 13 se llenan respectivamente con aire y líquido. Si se ejerce ahora una fuerza descendente sobre el pistón 14, 16, 18 que es mayor que la fuerza elástica del resorte 22 más las fuerzas de rozamiento entre el pistón 14, 16, 18 y el elemento de soporte 17, el pistón 14, 16, 18 se desplazará hacia abajo. El volumen de la cámara de presión de aire 15 se ve reducido y la presión se incrementa en consecuencia, por lo que la válvula de entrada 10, que se abrió en la carrera de subida, se cierra ahora por presión, en tanto que la válvula de salida 9 se abre. Lo mismo se aplica para el volumen contenido en la cámara de presión de líquido 13, en la que la válvula de entrada 12 es presionada hacia el interior de su asiento por el incremento de la presión, a fin de cerrar la entrada de la bomba de líquido 4. Además, la válvula de salida 11 de la bomba de líquido 4 se abre por la presión incrementada dentro de la cámara de presión de líquido 13. El aire y el líquido se juntan en la cámara de mezcla 5. Debido a que el flujo de aire y el flujo de líquido chocan entre sí, se mezclan bien uno con otro. Una vez que se ha hecho pasar la mezcla a través de uno o más elementos de formación de espuma, se crea la espuma que, a través del canal 7 de flujo de salida, sale por la abertura de espuma 8 de la parte dispensadora 6 del conjunto. La resistencia de la membrana 11 en la realización que se muestra en las Figuras 1-3, y de la pared provista de orificios que actúa como elemento 30 de formación de espuma en la realización de la Figura 4, garantiza que el líquido no fluye libremente fuera de la bomba de líquido 4. El flujo de líquido en la cámara de mezcla 5 es, por ello, controlado y manejable. Los ensayos han demostrado que esto es esencial para obtener una buena espuma.

Como consecuencia de que la válvula de entrada 12 está provista de un cuerpo de tope o elemento de retención que actúa conjuntamente con las nervaduras de obturación 24, 25 dispuestas en el pistón 14, se crea adicionalmente un bloqueo del líquido. Esto significa que, en la posición de reposo (Figura 2), se garantiza que no salga nada de líquido del conjunto ni alcance a situarse entre el pistón 14, 16, 18 y el elemento de soporte 17 cuando la presión existente en el recipiente 1 se incrementa, por ejemplo, debido a que el recipiente es apretado. Cuando se incrementa la presión dentro del recipiente de líquido 1, el cuerpo de tope o retención 12 se verá presionado contra la nervadura de obturación 25 y obstruirá, por lo tanto, el paso de líquido a las dos cámaras de presión 13, 15.

El elemento de soporte 17 está provisto de un cierto número de segmentos periféricos, designados con el número de referencia 26, con el propósito de limitar la carrera del pistón 14, 16, 18 con respecto a las cámaras de presión 13, 15. Estos segmentos periféricos se extienden, en primera instancia, en la línea de la pared de fondo cilíndrica del elemento de soporte 17, es decir, se han moldeado por inyección en esta posición conjuntamente con el elemento de soporte 17 y se han doblado durante el ensamblaje del conjunto de dispensación de espuma. Durante el ensamblaje, el elemento de soporte 17 se acopla por salto elástico o se enrosca sobre el recipiente de liquido 1, tras lo cual el pistón 14, 16, 18 se sitúa en el elemento de soporte 17 y los segmentos periféricos 26 se doblan hacia dentro.

Por supuesto, la presente invención no está limitada a las realizaciones preferidas que se muestran en los dibujos. Si bien las bombas 3, 4 se muestran como concéntricas, es también posible disponerlas de forma excéntrica o adyacentemente una a otra. Un ejemplo de tal construcción se encontrará en la Solicitud de Patente Internacional WO 99/54054. Es también posible, de manera adicional, incorporar, por ejemplo, la válvula de entrada 12 para la bomba de líquido 4 en forma de una membrana formada en el pistón 14 ó en el elemento de soporte 18, de tal modo que se habrá de proporcionar un bloqueo para el líquido de otra manera. En cualquier caso se proporciona, de acuerdo con la invención, una unidad simplificada de formación de espuma con un número relativamente pequeño de componentes constructivos.

Claims (11)

1. Una unidad (2) de formación de espuma, para uso en combinación con un recipiente (1) para líquido, que comprende:

- una bomba (3) para aire, provista de una entrada que tiene una válvula de entrada (10), y de una salida que tiene una válvula de salida (9),

- una bomba (4) para líquido, provista de una entrada que tiene una válvula de entrada (12), y de una salida que tiene una válvula de salida (11), de tal manera que dichas bombas (4, 3) comprenden una cámara de presión (13, 15) con un pistón (14, 16) susceptible de ser desplazado para incrementar o reducir el volumen de la cámara de presión,

- una cámara mezcladora (5), que tiene al menos un elemento de formación de espuma y está conectada o comunicada con las salidas de ambas bombas (3, 4),

- una parte dispensadora (6), que comprende un paso o canal (7) de flujo de salida y que está conectada o comunicada entre la cámara mezcladora (5) y una abertura (8) para la espuma, caracterizada porque los pistones (14, 16) se acoplan a un miembro de accionamiento (16) y son accionados por éste, porque un elemento de acoplamiento mecánico (18) se acopla al pistón (16) de la bomba de aire (3) y al pistón (14) de la bomba de líquido (4), y porque al menos la válvula de salida (9) de la bomba de aire (3) se ha proporcionado a modo de membrana y se ha formado integralmente con el elemento de acoplamiento (18) con el fin de constituir un único elemento constructivo.

2. Una unidad de formación de espuma de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la válvula de salida (11) de la bomba de líquido (4) está formada integralmente con el pistón (14) de la bomba de líquido (4) con el fin de constituir un único elemento constructivo (14).

3. Una unidad de formación de espuma de acuerdo con la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, caracterizada porque la válvula de salida (9, 11) está formada a modo de una membrana cilíndrica.

4. Una unidad de formación de espuma de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la válvula de entrada (10) de la bomba de aire (3) se ha proporcionado a modo de membrana y se ha formado integralmente con el elemento de acoplamiento (18).

5. Una unidad de formación de espuma de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el elemento de formación de espuma y la cámara mezcladora (5) están formados integralmente con el elemento de acoplamiento (18).

6. Una unidad de formación de espuma de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la válvula de entrada (12) de la bomba de líquido (4) está formada por un cuerpo de tope o retención cónico que actúa conjuntamente con la abertura de entrada de la bomba de líquido (4).

7. Una unidad de formación de espuma de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque la abertura de entrada de la bomba de líquido (4) está provista de pares de crestas o nervaduras de obturación (24, 25).

8. Una unidad de formación de espuma de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el pistón (14, 16) es un pistón de forma cilíndrica abierta que es susceptible de desplazarse con respecto a un elemento de soporte cilíndrico (17).

9. Una unidad de formación de espuma de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el miembro de accionamiento (16) y el pistón (16) de la bomba de aire (3) están formados integralmente de una sola pieza.

10. Una unidad de formación de espuma de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque la válvula de entrada (10) y la válvula de salida (9) de la bomba de aire (3) están formadas integralmente con el elemento de acoplamiento (18) para formar un único elemento constructivo.

11. Una unidad de formación de espuma de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque se ha proporcionado un segmento periférico (26) que limita la carrera o recorrido ascendente de los pistones (14, 16) de ambas bombas (4, 3).